交通土建毕业设计（论文）-老鱼庄隧道结构与施工组织设计.doc

全套图纸加扣 3012250582摘要随着我国道路的高速发展，目前隧道已经发展的越来越快，现如今我国隧道的发展方向主要集中于海底隧道、山体隧道、城市道路隧道，本次设计的老鱼庄隧道位于凯里至遵义贵州东部的一级高速公路上，该隧道需要穿越一段脊状山体，属于山体隧道。本次隧道的主要目的是为了在山体隧道的基础上，进行扩展设计，通过对老鱼庄隧道的设计上进行深入化的研究，对隧道设计时需要考查的主要有当地的水分地质情况以及气候等外界因素，同时在进行设计时还需要查阅多种书籍，选择多种方案进行比选，最终确定其中一种最适合老鱼庄隧道的设计方案，并把设计的过程中产生的问题进行小组讨论以及咨询老师来解决，这样将会提高我们的专业知识。老鱼庄隧道在设计中主要采用现如今我国广泛使用的设计方法，例如在衬砌时选用的是复合式衬砌、洞身施工选用的是新奥法施工和短台阶法施工，同时为了提高施工进度，在施工时采用左右洞同时施工来加快施工进度，选用一个正确的施工方法将会提高施工进度，节省施工工费。关键词：新奥法；复合式衬砌；短台阶法；AbstractWith the high speed development of our country road, the tunnel has been developing faster and faster, nowadays the development direction of the tunnel in our country are mainly concentrated in undersea tunnel, the tunnel, the urban road tunnel, the design of the old yu zhuang tunnel located in the eastern part of guizhou Carey to zunyi level highway, the tunnel needs across a ridge mountain, belong to the tunnel.The tunnels main purpose is to in mountain tunnel, on the basis of extension design, through to the old yu zhuang tunnel design in-depth study, need to check at the time of the tunnel design, mainly include the local water geology and the outside factors such as climate, in the design at the same time also need to refer to a variety of books, choose a variety of schemes comparison, finally confirmed one of the most suitable for old fish the design scheme of the tunnel, and the design of the problems found in the process of group discussion and consulting the teacher to solve, this will improve our professional knowledge.Old yu zhuang tunnel in China is mainly used in the design nowadays widely used design methods, for example, choose when the lining is composite lining hole body construction of choice is a new construction method the construction method and short steps, in order to improve the construction progress at the same time, adopted in the construction about construction to speed up the construction progress at the same time, choose the right method will improve the construction progress, save construction fee.Keyword:new Austrian tunneling； composite lining；short step based method；III目录前言11 设计资料21.1工程概况21.2 工程地质条件21.2.1 地形、地貌21.2.2 水文、气候21.2.3 水文地质条件31.3 隧道围岩分级31.3.1隧道左幅31.3.2 隧道右幅41.4 设计标准51.5 设计断面资料51.6 设计计算内容51.7 设计依据52 隧道的几何设计62.1 平面线型设计62.2 纵断面设计62.3 横断面设计62.4 隧道内轮廓线的确定73 洞门设计103.1 洞门位置的确定103.2 洞门类型的方案比选104 围岩压力计算124.1 深埋隧道垂直均布围岩压力计算124.1.1 围岩压力的确定方法124.1.2 围岩压力的计算公式124.2 深埋隧道与浅埋隧道的判别134.3 浅埋隧道围岩压力计算144.3.1 埋深小于或等于等效荷载高度时的围岩压力计算144.3.2 埋深大于等效荷载高度时的围岩压力计算144.3.3 埋深处于深埋时154.4 水平均布压力计算155 隧道衬砌结构设计165.1 复合式衬砌165.2 初期支护165.3 二次衬砌165.4 参数选取175.5 衬砌结构计算175.5.1 几何尺寸175.5.2 计算位移205.5.3 解力法方程295.5.4 计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力305.5.5 计算最大抗力值305.5.6 计算衬砌总内力315.5.7 断面衬砌验算325.6 锚杆的选择与布置335.6.1 锚杆设计要点335.6.2 锚杆布置335.6.3 锚杆长度计算336 洞口、洞身施工356.1 洞口施工要点356.1.1 隧道洞口施工的一般规定356.1.2 隧道洞口与明洞工程施工准备356.1.3 明洞基础设计应符合的规定356.2 洞口工程施工方案366.3 洞身施工366.3.1 施工开挖方法的确定366.3.2 爆破设计方案的确定377 施工组织计划437.1 施工进度安排437.2 开挖作业循环施工进度计算437.3 施工进度横道图编制458 辅助作业计划478.1 四通一平478.2 施工测量478.3 施工通风478.4 施工排渣与运输488.4.1 排渣488.4.2 运输498.5 照明499 安全质量保证措施519.1 质量保证措施519.1.1 组织保证措施519.1.2 工作保证措施519.1.3 技术保障措施529.2 安全保障措施5210 工程预算54结论57致谢58参考文献59附录A59附录B全套图纸加扣 3012250582前言随着我国经济的高速发展，交通已经成为发展中的重要环节，尤其是路面交通方向，同时在我国的地质条件下，在修建路面交通时将会遇见不可避免的特殊地质情况时，我们就需要修建隧道来解决，这就产生了多种多样的隧道形式，例如山岭隧道、海底隧道等。而本次设计的老鱼庄隧道就属于山岭隧道。老鱼庄隧道是属于凯里至遵义的一级高速公路上的隧道，需要穿越一段山体，因此本设计第一章重点介绍了老鱼庄隧道的地质调查情况，第二章则对隧道的横纵断面进行了设计，第三章简要叙述了洞门的选择，第四章则对老鱼庄隧道的围岩压力进行了判定，第五章对隧道的衬砌进行了设计与验算，第六章则是洞身施工及隧道的爆破方案，第七章和第八、九章则进行了详细的施工组织计划以及一些必要的安全措施。1 设计资料1.1工程概况老鱼庄隧道是处在凯里至遵义一级高速公路上的双洞单向通行的车道上，老鱼庄隧道共设计为双洞隧道，左洞全长946m，右洞全长943m，位于黄平县地段上，该地段人口基数较小，在动迁的施工时会较为好施工易搬迁，左洞的隧道起始的桩号为ZK48+894ZK49+840，右洞的桩号为YK48+895YK49+838。（后面有具体的线路桩号）。1.2 工程地质条件1.2.1 地形、地貌老鱼庄隧道位于凯里至遵义的一级高速公路线路上，地处贵州东部斜坡地带，在黄水县北坝村附近，在距离进出口的400m范围左右有通车公路，可以进行维修汽车，交通条件便利，周围群众基数较小。老鱼庄隧道需要通过脊状山体，该上体上面有着植被，植被的发育也较为完整，该处山体的植被大多为灌木和松树，植被的生存能力较强，但在施工时也需要控制施工过程，尽可能的不要去影响山体的植被发育，同时也需要注意隧道施工时产生的污染气体，周围的人口基数相对较小，这样在该处的施工将会降低对附近居民的生态破坏，同时该隧道进出口位于斜坡上，在施工时也需要注意洞口的施工方法。1.2.2 水文、气候老鱼庄隧道的选址地区所处的支流是长江流域中下流的江水系支流，隧道左右洞的进出口端地下水较为丰富。老鱼庄隧道是处在贵州凯里至遵义的一级公路上，该地区的气候是偏属于亚热带暖风气候，四季偏暖，气候相对温和，每年的降水量较为充分，同时还具有较为明显的亚热带季风气候，每年的平均气温为14C-16C，每年均降水量1207.9mm，全年的4-9月份的降雨量较为集中，大部分占全年降雨量的82%，其中6月份占降雨量的比例最大，时常会有暴雨产生。1.2.3 水文地质条件1）地表水因为隧道是穿越脊壮山体而建，榜山修建，因此不会存在影响隧道建设的地表水，在进行隧道建设时可以不予考虑2）地下水因老鱼庄隧道地底是处在长江流域的支流上，因此地下水有着大量的松散孔隙水在流动，同时由于地底有着大量的基岩存在，这会造成地下土层的不稳定，因此在隧道设计时需要对地下水得考虑需要重点查看。同时由于该隧道的地址是处在亚热带气候中，会产生大量降雨，因此在进行隧道设计时一定要对隧道时产生的危险考虑进去。在进行隧道施工勘测时，需要对隧道地底采取多点取样，考虑是否地下水对基岩产生了腐蚀，然后再进行选材以及施工。3）隧道涌水量预测据铁路工程地质手册其计算的公式为：Q=2.74WA A=LB （11）通过以上的公式可以大概计算出大体的涌水量，其涌水量通过计算大约为506.5m3/d，但由于涌水量的大小与当地的气候有着密切联系，例如当地产生暴雨时会降雨量极大时，涌水量的计算会成几何倍数的增长。因此在对涌水量的计算时要注意当地的降雨量。4）地震及区域稳定性根据中国的地质地震划分图可以看出老鱼庄隧道所处的凯里至遵义段的地震反应的强度较为强烈，地震的震动峰值加速度可达到0.06g，同时又根据的地震的级别划分可知，该隧道区域的地震基本烈度为度，在进行隧道设计时需要采用相关的防范措施进行必要的安全防范。5）不良地质现象根据对该隧道所处的地质进行多点取样可得出，该地区的地质分布情况较好，并没有任何的不良地质分布。1.3 隧道围岩分级1.3.1 隧道左幅（1）ZK48+894ZK49+000段，长106m，隧道埋深1.839.6m。隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层状泥岩，局部夹砂岩。围岩节理发育，岩质软较软，岩体破碎，呈碎裂状结构，自稳能力差，无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。建议按V级围岩进行支护，ZK48+894ZK48+950段建议按V级围岩加强型进行支护。（2）ZK49+000ZK49+560段，长560m，隧道埋深39.694.3m。隧道围岩为中风化薄至中厚层状泥岩，局部夹砂岩。岩体较破碎，岩质软较软，呈层状结构，松动易变形产生崩塌、掉块，建议按IV级围岩进行支护。（3）ZK49+560ZK49+840段，长280m，顶板埋深047.7m，隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层泥岩，局部夹砂岩，岩体节理发育，岩体破碎，呈碎、裂状结构，围岩自稳能力差，无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。建议按V级围岩进行支护。ZK49+670ZK49+700段隧道埋深8.412.7m，ZK49+810ZK49+840段隧道洞顶围岩多为强风化泥岩，该两段建议按V级围岩加强型进行支护。1.3.2 隧道右幅 （1）YK48+895YK49+000段，长105m，隧道埋深041.8m，隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层状泥岩，局部夹砂岩。围岩节理发育，岩质软较软，岩体破碎，呈碎裂状结构，自稳能力差，无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。建议按V级围岩进行支护，YK48+895YK48+940段建议按V级围岩加强型进行支护。（2）YK49+000YK49+570段，长570m，隧道埋深41.680.4m。隧道围岩为中风化薄至中厚层状泥岩，局部夹砂岩，岩体较破碎，岩质软较软，呈层状结构，松动易变形产生崩塌、掉块，建议按IV级围岩进行支护。（3）YK49+570ZK49+838段，长268m，顶板埋深052.7m，隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层泥岩，局部夹砂岩，岩体节理发育，岩体破碎，呈碎、裂状结构，围岩自稳能力差，无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。建议按V级围岩进行支护。YK49+615YK49+685段隧道埋深416m，YK49+810YK49+838隧道洞顶围岩多为可塑状粉质粘土及强风化泥岩，该两段建议按V级围岩加强型进行支护。 据各段围岩具体地质情况，结合现场地调、钻探、及物探成果，按照公路隧道设计规范（JTGD702004），推荐隧道分段围岩分级表如表2：表2 老鱼庄隧道地质调查勘测表Table 2 lao yu zhuang tunnel geological survey survey table分幅桩号范围段长(m)围岩级别(kN/m)E(GPa)c(Map)()RC(Map)BQK（Map/m）左幅ZK48+894ZK49+000106V19.001.20.40.082210180150ZK49+000ZK49+560560IV22.0040.330.153210300300ZK49+560ZK49+840280V19.001.20.40.082210180150右幅YK48+895YK49+000105V19.001.20.40.082210180150YK49+000YK49+570570IV22.0040.330.153210300300YK49+570ZK49+838268V19.001.20.40.0822101801501.4 设计标准设计等级：一级公路单行双洞分离式隧道。1.5 设计断面资料桩号：里程桩号（左线）ZK48+894ZK49+840里程桩号（右线）YK48+895YK49+838围岩级别：V级围岩以及中间有着少许级围岩1.6 设计计算内容（1）隧道断面形式及尺寸确定（2）围岩压力计算（3）隧道支护结构及防排水设计（4）工程量计算，隧道工程概算编制（5）隧道施工方案与施工场地布置（6）钻眼爆破与爆破图表（7）掘砌作业循环与施工进度计划（8）隧道施工组织与管理（9）隧道施工安全技术措施（10）文明施工措施与管理1.7 设计依据（1）公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)（2）公路隧道设计规范(JTG D70-2004)（3）公路勘测规范（JTJ 061）（4）公路路基设计规范(JTG D30-2004)（5）公路土工试验规范(JTJ051-93)（6）公路工程岩石试验规程(JTG E41-2005)（7）公路水质操作规程(JTJ056-84)2 隧道的几何设计2.1 平面线型设计老鱼庄隧道位于凯里至遵义的一级公路上的直线形隧道，老鱼庄隧道进口处桩号为：ZK48+894,出口处桩号为：ZK49+840，全长946米，根据规范设计可知老鱼庄隧道为中隧道，隧道内不需要设置紧急停车带。（以下设计均以左洞隧道为主进行设计）2.2 纵断面设计隧道的纵断面上共有隧道中心线和道路中心线，隧道中心线是指到隧道俩边底部的距离相等，道路中心线则是指到隧道俩侧的距离相等。目前我国国内的公路隧道的基本坡道设计形式主要有单坡和人字坡两种，老鱼庄隧道选为单向坡，。首先因为老鱼庄隧道的进出口处在脊状山体的斜坡上，因此当我们选择单向坡时，将会对进出口的通风提高很大的便利。而且目前国内的汽车大部分是以汽油和柴油，在隧道内行进时会产生大量的尾气排放，因此隧道的通风非常主要，否则会影响行进中的驾驶者，并且在隧道施工时也会产生大量的尾气（下面还会对隧道施工时的通风进行针对性的设计）。根据公路隧道的设计规范可知公路隧道的坡度设计值不得大于3%，但也不能过于太小，否则设计的坡度作用将会消失，因此通过多方要求，老鱼庄隧道的坡度选取2%。老鱼庄隧道为单向通行的双洞分离式隧道，根据公路隧道设计规范，以及当地的围岩地质条件，水文地质情况，同时严格遵守双洞结构彼此间不会互相产生影响的条件下，以及所选的施工方法等因素条件下。通过规范查表可知类围岩的最小净距3.5B，类围岩的最小净距2.5B（B为隧道开挖断面的宽度）2.3 横断面设计公路隧道建筑限界设计：老鱼庄隧道高速公路取设计时速100km/h，当时速取值为100km/h时根据规范查表可知老鱼庄隧道的建筑限界高度H则取值为5m，此时需要设置检修道。当设置检修道时可以不设置余宽，则C=0，左右检修道宽度J=0.75m，检修道的高度h=0.5m。同时由于时速取值为100km/h，通过公路隧道设计规范查表可得，隧道侧向宽度L取值为L1=0.5m,LR=1.0m,隧道行车道的宽度W取值为3.752=7.5m，因为隧道侧向宽度LR=1m，则隧道的顶角宽度E1=L1=0.5m，ER= LR=1.0m。具体建筑限界轮廓图见下图2-1所示。由公路隧道设计规范（JTG D70-2004）4.4.6有：老鱼庄隧道因为是采用上下分离式的独立双洞，因此在隧道内需要设置横向通道，人行的横向通道的设置间距不得大于400m，同时由于老鱼庄隧道的长度为946m，是中隧道，因此不需要设置车行横通道，因此老鱼庄隧道只需要设置一个人行横通道即可，设置的尺寸如下图2-2所示； 图2-1 老鱼庄隧道建筑限界（单位：cm）Figure 2-1 lao yu zhuang tunnel clearance (unit: cm)图2-2 老鱼庄人行横通道的尺寸图Figure 2-2 lao yu zhuang pedestrian tunnel of the size of the figure故：隧道限界净宽为：10.5m；其中：行车道宽度：W=3.752=7.5m；侧向宽度为：L=0.50m，L=1.00m；检修道宽度：J左=J右=0.75m；隧道限界净高：5m；2.4 隧道内轮廓线的确定隧道断面设计的主要问题是解决内轮廓线、轴线和截面厚度三个取值的问题。在设计隧道的内轮廓线时应尽可能的使内轮廓线靠近或者接近建筑限界，而且使衬砌内表面圆顺，不留棱角。衬砌断面的轴线应当尽量与断面压力轴线重合，使各截面主要承受压力作用而无拉力作用。21世纪以来，我国的公路隧道的建设规模越来越大，同时对公路隧道的要求也越来越多，设计资料也越来越多，可查的规范条例也越来越多了，而且由于每个地方的地质情况的不同，设计的隧道横断面的尺寸也不同，因此隧道的轮廓形式也样式繁多，有时甚至在一条公路线路的多个隧道也会因为地质情况的不同，选取的隧道轮廓形式也不同。这严重的导致了隧道施工时所需要的衬砌模板等材料的制作，这将会导致了施工工期的大大增加，因此为了提高施工进度，在我国的已经开始对隧道的断面设计上通过综合比选采取较为全面的规范设计，尽最大可能推动断面标准化。经过多年的工程实践和内力分析，规范认为，按规范所示的隧道内轮廓统一标准，即拱部为单心半圆，侧墙为大半径圆弧，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。根据老鱼庄隧道的各项设计时速取值及对应的建筑限界尺寸图，可计算出对应的断面内轮廓几何尺寸图，图2.3是通过计算得出的对应的内轮廓几何尺寸图： 图2.3 两车道隧道内轮廓断面Figure 2.3 two-lane tunnel profile section则隧道内轮廓净高7.3m， 净宽10.9m。向外取衬砌厚度0.75m，考虑到实际超挖的平均值为10cm，则隧道开挖宽度12.6m，开挖高度9m。取两分离式洞口之间的距离为50m，大于3.5B=3.512.6=44.1，满足设计要求。3 洞门设计3.1 洞门位置的确定合理地选择洞口位置是保护环境，保护大自然，保护生态自然环境，同时洞口位置的选择也将决定周围居民的生活环境，因此在进行洞口位置的选择上一定要慎重选择，尽最大的可能在不影响周边环境下进行洞口位置的选择以及施工。因此根据公路隧道设计规范（JTG D702004）洞口位置的选择应遵循并满足以下要求。（一）在选择隧道洞口时，隧道洞口的坡度有着具体的规定，在条件允许下，最好进行贴壁进洞，如果不允许时，坡度应设计成最大高度，同时本隧道为级围岩，边仰坡的坡率选为1:1.25。（二）隧道的洞口为了保证稳定，应将洞口位置选在地质条件较好处，同时所选该山坡应处在稳定的地质条件下。（三）当所选的隧道洞口位于悬崖或者陡壁的地质条件下时，不可以将原山坡进行削减，如果进行削减将会影响边坡的稳定度。（四）在隧道进洞时有可能会需要进行跨沟时，需要考虑当地的水文地质情况，同时结合放排水工程，进行充分比选后才能确定。（五）在进行洞口的设计时，还需要考虑周围附近的地面建筑以及埋设在地下的埋置物。在有条件时可以采取一些适当的防范措施。3.2 洞门类型的方案比选老鱼庄隧道属于山岭隧道，山岭隧道的洞门形式的选择有很多，从构造方面、建筑洞门所需的材料以及隧道位置等多方面可以划分为许许多多的类形。目前，我国山岭公路隧道的洞门形式主要有柱式端墙式、遮光棚式洞门、台阶式、端墙式、削竹式以及翼墙式。老鱼庄隧道为级围岩，地震烈度为度，因此可以排除环框式洞门和端墙式洞门以及翼墙式洞门，因为他们只能适用于级围岩以下的山岭式公路隧道。老鱼庄隧道位于贵州东部斜坡地带，该地形的进出口的坡度相对较陡，覆盖层及强风化层相对较厚，不能满足削竹式洞门所需的地形相对稳定等条件，故削竹式洞门也可以放弃不予采用。老鱼庄隧道左幅全长946米，右幅隧道全长943米，全部为中隧道，因为柱式洞门的采用时多是以长、大隧道为主，因此本着不浪费材料和将资金利用到最需要的地方下放弃选用柱式洞门。综上所述，洞门形式的选择上只剩台阶式洞门了。为了选用最适合老鱼庄隧道的洞门对台阶式洞门再一次进行调查。台阶式洞门的要求及优点如下：隧道的边、仰坡坡率为1:0.51:1.25。老鱼庄的隧道边、仰坡坡率接近1：1.25。满足条件。对处在傍山坡地区的隧道时，洞门一侧的边坡较高时，为了减小仰坡的高度及外露的坡长，可以将端墙一侧的顶部改为逐步升级的台阶形式。这对处在贵州东部斜坡地带的老鱼庄隧道将会提高施工进度。台阶式洞门还可以减少仰坡的土石方开挖量，这种洞门也有一定的美化作用，同时还会减少对周边环境的损坏。4 围岩压力计算4.1 深埋隧道垂围岩压力计算4.1.1 围岩压力的确定方法围岩压力的确定目前常用有三种方法：(一)直接测量法(二)经验法或工程类比法(三)理论估算法21世纪以来我国隧道的围岩压力计算采用的大多是工程类比法，因为工程类比法将大大的节约了计算得时间，提高了计算结果的精确度，而且由于每个地方隧道的地质情况的不同等许多因素，采用经验法或者工程类比法也相比于另俩种办法好，因此老鱼庄隧道的围岩压力确定方法选用工程类比法。4.1.2 围岩压力的计算公式我国现行隧道设计规范用数理统计的方法给出计算各级围岩坍塌高度的经验公式； （41）式中 S围岩级别； B隧道宽度，m。 当B5m时，取i=0.1。 松动压力的计算公式； （42）式中 q垂直均布压力，； 围岩重度，； h塌落供高度，m。换算得； （43）该围岩是级围岩，所以S=5； ；以上公式适用条件： ，式中H为隧道开挖高度9m，B为隧道开挖宽度12.6m满足要求；不产生显著偏压力及膨胀力的一般隧道。 通过计算得： 4.2 深埋隧道与浅埋隧道的判别浅埋和深埋隧道的分界，按荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素综合判定。荷载等效高度值得计算公式如下 （44）式中 浅埋隧道分界深度，m； 荷载等效高度，m；，深埋隧道垂直均布压力，；为围岩重度，。 在矿上法施工的条件下， 级围岩取；级围岩取。由此得 （45） 因为是级围岩故取；得 （46）4.3 浅埋隧道围岩压力计算4.3.1 埋深小于或等于等效荷载高度时的围岩压力计算当隧道埋深小度时，荷载视为力，按下式计算 （47）式中 q，； 隧道上覆围岩重度，； H隧道埋深，m；指坑顶至地面的距离。侧向压力e按均布考虑时其值为 （48）式中 e侧向均布压力，； 隧道高度，m； 围岩计算摩擦角，；其值查表取50。4.3.2 埋深大于等效荷载高度时的围岩压力计算 当隧道埋深大于等效荷载高度而小于等于分界深度时，为了便于计算，假定围岩中形成的破裂面是一条与水平成角的斜直线。 （49）式中 垂直总压力值，； 滑面摩擦角，； 隧道宽度，m； 侧压力系数。作用在支护结构两侧的水平侧压力为 侧压力视为均布压力时 （410）4.3.3 埋深处于深埋时4.4 水平均布压力计算所以当假设埋深选为40m时，埋深属于深埋，故可得水品侧向压力为： （411）5 隧道衬砌结构设计5.1 复合式衬砌老鱼庄隧道地处贵州东部斜坡地带，高速公路为从凯里至遵义的一级高速公路，隧道进出口处围岩均主要为级围岩，左幅隧道全长946m，右幅隧道全长为943m，因为是处在斜坡地带，所以稳定性较差。因此跟据隧道规范老鱼庄隧道的衬砌结构选为复合式衬砌支护结构。复合式衬砌结构主要由初期支护，二次衬砌和中间的防水层组成。衬砌时主要有锚杆的选择与布置，钢筋网选择与布置，钢支撑，喷射混凝土，模筑混凝土等具体工序等部分组成。初期支护是以锚杆、喷射混凝土、钢拱架为主体的三道工序组成，二次衬砌是以模筑混凝土为主体的进行的作业，在初期支护与二次衬砌之间设置的防水层有助于加强俩次支护的联系作用，而且同时防水层还具备其它优点，它可以充分发挥锚喷支护快速，及时与围岩紧贴的特点，充分发挥围岩的自承能力。同时防水层最主要的作用是解决隧道衬砌渗水漏水的特点，减少了隧道衬砌的损坏，增加了隧道衬砌的使用寿命。并对隧道进行了一定的美化作用。复合式衬砌目前的国内的设计方法主要有工程类比法和理论计算法俩大类，但目前我国使用的还是以工程类比法为主体，工程类比法可以在精确计算数值时还能对计算过程进行简化，这样不紧节约了我们的计算时间还同时提高了计算得准确性。因此老鱼庄隧道选用工程类比法进行计算。5.2 初期支护由于老鱼庄隧道选用复合式衬砌结构，故初期支护由喷射混凝土和锚杆支护组成，简称锚喷支护，锚杆支护选用全长粘结锚杆（后面有具体叙述）、钢筋网片支护和钢架支护等部分组成。5.3 二次衬砌二次衬砌时在初期支护下围岩基本达到稳定的情况下进行的，这个阶段隧道已经基本成型，此时为了保证衬砌质量，二次衬砌的施工宜先按“先仰拱、后墙拱”，也就是由上至下进行施工作业。二次衬砌的模板常用的有整体移动式模板台车和拼装式拱架模板俩种。整体移动式是采用有轨移动，在进行衬砌时需要在隧道内铺设轨道，但是机械设备较大在移动时不灵活，可调动范围较小，相对的来说拼装式拱架模板虽然同样是采用有轨运输，但是由于是拼装式所以可以在完成一道工序作业时拆除，在下一道工序时进行重新组装，相比于模板台车就灵活了许多。而且老鱼庄隧道是中隧道不需要采用大型设备进行施工，综合比选，选用拼装式拱架模板。5.4 参数选取表5.1隧道衬砌初期支护表Table 5.1, primary support tunnel lining table围岩级别喷射混凝土厚度m锚杆m钢筋网钢拱架拱部、边墙仰拱位置长度间距15拱、墙3.01.0拱、墙20*20拱、墙仰拱表5.2二次衬砌参数表Table 5.2 secondary lining parameter table围岩级别拱墙混凝土（cm）仰拱混凝土（cm）硂级别钢筋种类受力钢筋直径（mm）钢筋面积（mm2）5555C25HRB335251964表5.3计算断面参数Table 5.3 calculation parameters of area围岩级别隧道高度隧道宽度B备注912.6正常断面5.5 衬砌结构计算5.5.1 几何尺寸 （一）衬砌几何尺寸内轮廓线半径：内径所画圆曲线的中点截面与竖直轴的夹角： 拱顶截面厚度：拱底截面厚度： (二)拱轴线长度S及分段轴长衬砌几何要素 内轮廓线半径： 外轮廓线半径： 拱轴线半径： （51） （52） 半轴线长度 ： 将半拱轴长度等分为8段，则： （53） （54） 弹性模量 本处是C25混凝土（三）各分块截面中心几何要素 （55） 前6段在以为半径的拱轴上 后2段在以为半径的拱轴上 所以 角度闭合差 接缝中心点坐标计算 前6个坐标用后2个用 前6个 （56） 可得 后2个 （57） 前6个 （58） 后2个 （59） 5.5.2 计算位移(一)单位位移用新普生法近似计算，按计算列表进行，单位位移的计算见表5。 计算精度校核为： 闭合差表5.4 单位位移计算表Table 5.4 unit displacement calculation table截面yd0000.5572.130072.13113.750.170.5572.1312.262.0898.76227.500.670.5572.1348.3232.38201.21341.251.480.5572.13106.75158.03443.75455.012.550.5572.13183.92469.15909.27568.743.810.5572.13274.801047.331669.27682.515.190.5572.13374.331943.442764.51794.426.620.5572.13477.473161.934189.358104.118.040.5572.13579.894663.895896.21549.172057.7411478.2316244.46(二)载位移主动荷载在基本结构中引起的位移（1）每一块上的作用力竖向力： （510）式中：bi衬砌外缘相邻俩截面间的水平投影长度 水平压力： （511）式中：hi衬砌外缘相邻俩截面间的竖直投影长度 自重力： （512）式中：di接缝i的衬砌截面强度 作用在各楔形块上的力均列入表5.5，各集中力均通过相应图形的形心。均由图5.1直接量得，其值见表5.5，各集中力均通过相应图形的形心。（2）外荷载在基本结构中产生的内力 楔块上的各集中力对下一块接缝的力臂由图5.1量得，分别记为aq、aq、ae内力按下式计算： 弯矩： 轴力： 式中：相邻俩接缝中心点的坐标增量按下式计算： （513） （514） 的计算见下表5.5及附表5.6图5.1衬砌结构计算图Lining structure calculation diagram in figure 5.1表5.5载位移计算表Table 5.5 load displacement calculation table截面投影长度集中力力臂bhQGE11.4850.163376.35831.53612.3930.6770.7050.36421.4000.542354.81631.53641.2090.5730.6540.51531.2350.844312.99831.53664.17140.4360.5660.62940.9991.114253.18631.53684.6990.2700.4450.71550.7061.319178.92931.536100.2860.0970.2990.66060.3721.44994.27931.536110.170-0.0870.1360.76071.488031.536113.135-0.248-0.0240.72381.465031.536111.386截面1-4.511001.4200.1711.4200.1712-21.222407.89412.3932.7590.6751.3390.5043-40.363794.24653.6023.9401.4831.1810.8084-60.5591138.78117.7734.8952.5480.9551.0655-66.1881423.502202.4725.5683.8080.6731.266-83.7291633.967302.7585.9245.1960.3561.3887-81.7961759.782412.9285.9496.6290.0251.43381791.318526.0635.7198.042-0.231.413 截面123456780-546.170-938.004-1087.535-958.017-581.692-43.994412.0030-6.246-43.310-125.428-255.114-420.228-591.726-743.327-281.538-1079.1