【正文】 ng。它對優(yōu)化道路線形、縮短公路里程有著重大影響；同時對促進(jìn)周遍地區(qū)環(huán)境保護(hù)，景觀美化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有深遠(yuǎn)影響。是我國建設(shè)的最長的橫向快速陸上交通通道，它的修建對我國高速公路網(wǎng)及陜西省公路網(wǎng)建設(shè)有重大意義。隧道及地下工程是我國建設(shè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)工程，也是土木工程的重要研究領(lǐng)域。我國的隧道及地下工程在施工技術(shù)上居于世界先進(jìn)水平的行列。 這里新奧法是采用最多的方法，新奧法概念是奧地利學(xué)者提出并正式命名 ,之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展 , 已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)標(biāo)志之一。至今 ,可以說在所有重點(diǎn)難點(diǎn)的地下工程中都離不開 新奧法 。 盡管近年來隧道工程建設(shè)取得了一定的成就，但是還存在著許多問題和不足。 本設(shè)計的主要研究內(nèi)容 本設(shè)計研究的是 青橋鋪 公路隧道初步設(shè)計，公路等級為單向雙車道 汽車 專用高速公路隧道。 原始資料 圖紙 ： 1： 10000 地形圖 圍巖等級 ： II， III， IV 級 地質(zhì)條件 ： 良好（所有地質(zhì)不良現(xiàn)象忽略） 主要技術(shù)指標(biāo) 公路等級 ： 單向雙車道汽車 專用高速公路 設(shè)計行車速度： 100km/h 交通量： 年平均日交通量 前期（ 2021 年） 88 輛 /35 每日（小車） 遠(yuǎn)期（ 2036 年） 14796 輛 /每日（小車） 車輛組成 ： 小客 大客 小貨 中貨 大貨 拖 掛 % % % % % % 3 設(shè)計總說明書 4 3 設(shè)計 總 說明書 隧道選址 選線依據(jù) 隧道平縱設(shè)計既要服從線路的總?cè)俗呦?，又要綜合考慮隧道位置的地形地質(zhì) ，地物，水文，氣象，地震情況和施工條件等因素，盡可能使隧道選址位于地質(zhì)條件較好，不良地質(zhì)影響最小的地層中。隧道縱坡設(shè)置充分考慮通風(fēng)，排水，施工方案和兩端接線要求。 隧道路線方案 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定以及地形圖和水文地質(zhì)情況了解，參考《公路隧道設(shè)計細(xì)則》 JTGD702021 對隧道選址，現(xiàn)對隧道進(jìn)行雙方案比選，比選方案羅列如下： 方案 A：起止樁 號 K44+045～ K45+855，隧道總長 1810m，設(shè)計標(biāo)高 ～，斷面采用單坡，坡度為 %。 隧道方案比選 通過下表進(jìn)行隧道方案比選： 表 隧道方案比選表 方案 A 方案 B 路線長度及縱坡率 路線全長 1810m，縱坡率為 % 路線全長 1797m，縱坡率為 % 出入口位置 出入口位置等高線密集，且斜交坡形洞 門 出入口等高線密集，且正 交坡形洞門 施工難度 隧道 較長，圍巖等級較差部分占比大，且坡度太大考慮到后期的通風(fēng)排水，施工難度大 隧道全程 為直線型隧道，圍巖等級較差部分占比小，且坡度較為理想，因此施工難度較小 工程造價 隧道較長，因?yàn)槠露却罂紤]后期的通風(fēng)排水，以及圍巖等級整體較差，施工費(fèi)用較高 隧道比 A 方案短，全程為直線型隧道，圍巖等級整體好于 A 方案，施工費(fèi)用相對低 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 綜合考慮，經(jīng)過比選 后 ，最終選擇 B 方案。隧道內(nèi)線路坡度可設(shè)置為單面坡（即向隧道一段上坡或下坡）或人字坡（即從隧道中間向洞口兩端下坡）兩種。人字坡常出現(xiàn)在越嶺隧道中，人字坡有利于從兩端施工時的出渣和排水，但對運(yùn)營通風(fēng)不利。隧道內(nèi)應(yīng)盡量設(shè)置緩坡，但隧道內(nèi)縱坡不應(yīng)小于 ％，有考慮到施工誤差，一般不要小于 ～ ％。由上述規(guī)定考慮到地形條件將隧道的縱斷面選擇為 ％的單坡。設(shè)計其幾何尺寸為，每間隔 750m，長 40m，寬 。 青橋鋪公路 隧道入口及出口處圍巖分級均為Ⅳ級，區(qū)域巖質(zhì)穩(wěn)定、地形開闊。洞門上方女兒墻應(yīng)有一定的高度，并有排水溝渠，使地表水沿 排水渠道有序排離洞門，防止地表水沿洞門流入洞內(nèi)。隧道防排水是保證隧道適用性以及襯砌結(jié)構(gòu)、路面、設(shè)備耐久性的關(guān)鍵。隧道防排水應(yīng)遵循 “以排為主，防、截、堵相結(jié)合 ”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和營運(yùn)設(shè)備的正常使用和行車安全。在防水卷材與噴混凝土層間設(shè)置土工布，其作用兼作襯背排水層及緩沖層。 （ 3）隧道二次襯砌的施工縫、沉降縫、伸縮縫應(yīng)采取可靠的防水措施，采用背貼式橡膠止水帶。為了保證運(yùn)營正常和行車安全，不讓圍巖涌水及隧道內(nèi)的路面滯水，而能迅速排出隧道，必須考慮排水工程設(shè)計。 （ 1）襯砌背面排水工程 隧道開挖后，根據(jù)各級圍巖地下水的發(fā)育狀況，在圍巖環(huán)向布設(shè) Ω 型彈簧排水管以引圍巖滲漏水至基底縱向排水管內(nèi)，使隧道初期支護(hù)排水良好?？蛇m當(dāng)減小其間距）設(shè)置一處 Φ100mm的透水軟管，環(huán)向軟管與邊墻的縱向排水管（ Φ116mm 雙壁 HDPE打孔波紋管）相接，然后通過橫向引水管（ Φ100mm雙壁 HDPE 打孔波紋管）將水引入底板或仰拱內(nèi)中間排水溝 Φ300mm排出洞外。環(huán)向排水管、透水軟管、縱向排水管、橫向引水管應(yīng)用無紡布包裹。為了防止路面底層地下水上升的路面影響行車安全，在路面平整層下設(shè)置 Φ50mm 雙壁 HDPE 打孔波紋管以排除隧道底部滲水，雙壁 HDPE 打孔波紋管縱向間距為 20m，與路面下的底板或仰拱內(nèi)中間排水溝 Φ300mm連通。在墻腳與檢修道交西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 角 處設(shè)置寬 45cm、深 40cm 的縱向凹槽，以利于檢修道面清潔排水。對洞頂?shù)乇淼南菅?、深坑加以回填，對裂縫進(jìn)行堵塞。 隧道支護(hù)設(shè)計 在隧道及地下工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)通常分為初期支護(hù)（一次支護(hù)）和永久支護(hù)（二次支護(hù)、二次襯砌）。二次支護(hù)是為了保證隧道使用的凈空斷面和結(jié)構(gòu)的安 全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)。 （ 2）隧道圍巖較差地段應(yīng)設(shè)仰拱。路面與仰拱之間可采用混凝土或片石混凝土填充。 （ 3）隧道洞口段應(yīng)設(shè)加強(qiáng)襯砌。 （ 4）圍巖較差地段的襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸 5 至 10m。 襯砌結(jié)構(gòu)選擇 隧道襯砌結(jié)構(gòu)的選擇必須結(jié)合施工技術(shù)，安全作業(yè)以及使用適應(yīng)性、造價綜合確定。復(fù)合式襯砌是目前隧道工程常采用的襯砌結(jié)構(gòu)。 （ 2）質(zhì)量可靠，能夠達(dá)到較高的防水要求。 （ 4）既能夠充分發(fā)揮錨噴支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮二次襯砌永久支護(hù)的可靠作用。兩層襯砌之間宜采用緩沖、隔離的防水夾層，其目的是，當(dāng)?shù)谖靼补I(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 一層產(chǎn)生變形及形變壓力較大時，仍給予極少量形變的可能，可降低形變壓力。由于二層襯砌之間有了隔離層，則防水效果良好，且減少二次襯砌混凝土的收縮裂縫。 襯砌設(shè)計 青橋鋪 公路隧道圍巖類別為 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 類，地質(zhì)條件良好，設(shè)計襯砌斷面均為曲墻式。 （ 1）初期支護(hù) 初期支護(hù)采用徑向系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土。 b、Ⅲ 類圍巖：預(yù)留變形量 50mm，錨桿按梅花形布設(shè)，環(huán)向間距為 120cm，縱向間距為 120cm，錨桿長度 300cm，錨桿、鋼筋網(wǎng)（間排距 25cm）設(shè)置 于 拱部 120176。 c、Ⅳ 類圍巖：預(yù)留變形量 80mm，錨桿按梅花形布設(shè)，環(huán)向間距為 80cm，縱向間距為 80cm，錨桿長度 300cm，錨桿、鋼筋網(wǎng)（間排距 20cm）設(shè)置 于 拱部 180176。 （ 2）二次襯砌 根據(jù)隧道荷載大小確定其厚度及是否采用鋼筋混凝土，二次襯砌施作的合理時間應(yīng)根據(jù)施工檢測數(shù)據(jù)確定，盡可能發(fā)揮初期支護(hù)的承載力，但又不能超過其承載能力。 Ⅲ 類圍巖采用 35cm 厚 C25 模筑 鋼筋 混凝土襯砌。 隧道通風(fēng)設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計應(yīng)考慮的因素及應(yīng)符合的要求 公路隧道通風(fēng)設(shè)計應(yīng)綜合考慮交通條件、地形、地物、地質(zhì)條件、通風(fēng)要求、環(huán)境保護(hù)要求、火災(zāi)時的通風(fēng)控制、維護(hù)與管理水平、分期實(shí)施的可能性、建設(shè)與營運(yùn)費(fèi)用等因素。 （ 2）風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音及隧道中廢氣的集中排放均應(yīng)符合環(huán)保的有關(guān)規(guī)定。 （ 4）隧道內(nèi)運(yùn)營通風(fēng)的主流方向不應(yīng)頻繁變化。為了有效降低隧道內(nèi)有害氣體與煙霧的濃度，保證司乘人員及洞內(nèi)工作人員的身體健康，提高行車的安全性和舒適性，公路隧道應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)計保證隧道良好通風(fēng)。自然風(fēng)量??；隧道縱斷面采用單向坡。 （ 3）隧道 所 處地區(qū)的地理、氣候條件和周圍環(huán)境的影響， 青橋鋪 公路隧道位于陜西省漢中市西鄉(xiāng)縣境內(nèi) ，地屬山區(qū)，平均海拔高度 415m，年平均風(fēng)速應(yīng)充分考慮利用。 經(jīng) 計算后綜合考慮 ，本隧道選用 17 臺 900 型射流風(fēng)機(jī) （ 口徑小于 1000mm的每兩臺射流風(fēng)機(jī)間距小于 120 米 ） ， 單排 布置 ，隧道進(jìn)口起 100 米處開始布置第一臺射流風(fēng)機(jī) ，中間 每臺風(fēng)機(jī) 間距為 100 米，距出口 97 米處為最后一 臺 。由于隧道照明不分晝夜，電光照明費(fèi)用較高，因此，必須科學(xué)地設(shè)計隧道的照明系統(tǒng)，充分利用人的視覺能力，使隧道照明系統(tǒng)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 燈具布置見下表： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 表 照明段燈具布置 區(qū)段 長度（ m） 燈具功率（ W） 光通量（ lm） 間距（ m） 燈（只） 入口段 1 73 400 48000 96 入口段 2 73 400 48000 48 過渡段 過渡段 1 106 400 48000 18 過渡段 2 111 250 28000 10 過渡段 3 167 100 9000 22 中間段 1207 100 9000 402 出口段 1 30 250 28000 10 出口段 2 30 400 48000 10 緊急停車帶 40 100（熒光燈） 16000 8 4 襯砌結(jié)構(gòu)計算 13 4 襯砌結(jié)構(gòu)計算 結(jié)構(gòu)斷面圖如下圖所示 圖 隧道斷面圖（單位 cm） 巖體特性 巖體為 Ⅳ 級圍巖，隧道埋深 100m； 計算摩檫角 ??50c? ，巖體重度323 / mKN? ? ，圍巖的彈性反力系數(shù) 500 a / mK MP? ，基底圍巖彈性反力系數(shù)a ? 。R 2 =8 2 0R1=570o 275 1 0 01 2 3 065 6575 3 7 5 3 7 5 1 0 0西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 襯砌材料 采用 C25 混凝土，重度 h? =23KN/m3 ，彈性模量 Ec =28GPa，混凝土襯砌軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPafck ? ，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ? 。 勻布豎向荷載： hq?? （ ） 2sh ???? （ ） 1 ( 5)iB? ? ? ? （ ） 式中 q——垂均布壓力（ mkN ）； h——荷載等效高度（ m ）； ?——圍巖重度（ 2mkN ）； s——圍巖級別； ?——寬度影響系數(shù)； B——隧道 最大開挖跨 度（ m）； i——B 每增減 1m 時的圍巖壓力增減率，以 5Bm? 的隧道圍巖垂直均布力為準(zhǔn)；當(dāng) 5Bm? 時，取 ? ；當(dāng) 5B? 時，取