两车道高速公路隧道支护结构课程设计

1、课 程 设 计 用 纸PAGE PAGE 17颁两车道蔼高速哀公路隧道支护扮结构邦课程设计鞍一、设计目的爸通过课程设计败，使学生掌握埃公路隧道支护百结构的基本计昂算设计方法，稗熟悉矿山法在瓣公路隧道施工暗中的工艺，掌熬握公路隧道施八工设计的基本跋方拜法拜,搬以及埃掌握隧道暗挖唉洞门的形拜式班,隘洞门的结构要靶求版,爱设计方法和洞鞍门作为重力式癌挡土墙的各项般验算。巴二、设计资料败1.皑原始资料：疤取之爸于蔼“捌福州国际机场矮高速公路隧道半设计，温州绕巴城高速公路隧捌道设胺计般”版。班2暗.颁隧道洞身设计佰资料：霸围岩级别哀：瓣阿级搬 鞍围岩容重搬：吧27澳 袄 矮隧道埋深板：唉10摆隧道行车要

2、昂求叭:澳两车道二级公哀路爸3皑.叭隧道衬砌截面胺强度校核资吧料凹:胺N=23.2邦83t伴 霸 胺 隘M=0.01吧76t.m败4摆.氨隧道洞门设计拌与检算资唉料瓣:澳地基土摩擦系安数扒 0.7佰地基土容办重般 18靶地基容许承载哎力败 跋三、隧道洞身背设计阿 1懊.靶隧道横断面设癌计瓣 肮1.1吧 佰隧道建筑限界叭的确定扳 佰 百该隧道横断面版设计是根据两安车道二级公班路艾啊级围岩的隧肮道俺,芭根据公路隧捌道设计啊规范选取隧斑道建筑限界基暗本值如下：白 把 盎拜行车道宽盎度爸,拌取叭;叭 班 扮袄余昂宽奥,碍本设计需设置哀人行白道版,昂取霸;百 稗 班伴人行道宽佰度懊,摆取熬,绊双侧设安置

3、柏;坝 跋 疤隘建筑唉限界高跋度吧,靶取颁5.0翱;百 颁安左侧向宽疤度拔,艾取凹0.75皑;把 案半右侧向宽岸度矮,按取拌0邦.搬75扒;捌 扳扒建筑限界左顶靶角宽板度扮,柏取靶0.75盎;版 靶颁建筑限界右顶氨角宽盎度安,按取扳0.75霸;佰 办 肮鞍人行道高扮度氨,隘取斑0.25搬;按 芭 靶隧道净宽捌;哀 疤 捌设计行车速度氨为半，建筑限界左背顶角高度与右氨顶角高度均巴取拜1霸；矮 奥 叭参照规范横向蔼坡度通常袄选八1.5袄%柏坝2靶%俺，扮在本设计中，鞍取横向坡佰度百i=2%,安右啊侧板(伴行车方拔向叭)柏倾斜。扒建筑限界设计隘见袄图阿1.1芭图百3.岸1 袄 袄公路建筑限界拌图（单

4、氨位矮:霸厘米）芭 巴对于上下行分耙离式独立双洞懊的公路隧道之案间应设置人行哀横向通矮道暗,笆其间距般取瓣250氨。人行横通道稗的断面建筑限皑界如敖图哀1.肮2白所示。叭图吧3.半2 败 百人行横通道的班断面建筑限界摆图（单扒位哀:爸厘米）颁1.啊2矮隧道内轮廓线扒的确定扳本隧道为两拜车捌道伴挨级围岩隧道，吧围岩较好，不安需施作仰拱。霸根据公路隧巴道设计规范哀，并结合实际阿情况，本隧道俺采用三心圆法稗设计内轮廓线疤，经济实际。扒本隧道内轮廓鞍断面图如阿图罢1.绊3斑所示。跋 岸图拔3.傲3盎 靶隧道内轮廓断扮面图（单摆位邦:坝厘米）般 2斑.摆隧道衬砌设计俺 岸2.傲1爱 芭隧道衬砌截面爸强度

5、验算啊 矮 霸 捌 般偏心距扮 拔 芭 懊 笆因为哎。俺由规范有：半对混凝土矩形邦截面构件，当碍偏心距暗时，按抗压强爱度控制承载能熬力，并用下式啊进行计算：蔼坝式盎中败: 绊百胺混凝土或砌体胺的抗压极限强办度，按公路鞍隧道设计规范艾表碍5.2.9靶采用；邦 班 K八 霸唉吧安全系数，按斑公路隧道设白计规范表扳9.2.4耙俺1坝采用；艾 捌 N鞍 肮傲爸轴向力奥（百k柏N癌）；哀 笆 b熬 隘版柏截面宽度板（邦m坝）；熬 巴 h凹 败稗半截面厚度扳（皑m稗）；板 芭 碍艾澳构件纵向弯曲巴系数，对于贴埃壁式隧道衬砌颁、明洞拱圈及巴背墙紧密回填暗的边墙，可皑取爱凹=唉1捌；盎 拌 e背0办坝靶截面的

6、偏心距扒；般 盎 罢半败轴向力的偏心岸影响系数，版 埃查表可得澳=1.0,矮 柏，笆 =1550扒0 KP吧a把，耙b=靶1.0m柏，耙h=巴0.30m爸，靶K=2.摆4半，则有：办 昂=澳而罢,拔故翱癌，满足截面强隘度设计要求。胺2.昂2把 凹隧道深浅埋的爱确定矮及围岩压力计芭算柏根据内轮鞍廓尺耙寸叭 搬, 暗因阿为埃班级围岩的隧道巴设计不用设预傲留变形吧量百,隘故近似开挖尺百寸胺为袄 柏 伴 坝 半对巴于拜肮级围把岩伴,岸 肮 办S 盎懊围岩级跋别捌 稗B昂 背蔼隧道宽斑度傲,爱 矮 皑碍围岩压力增减坝率癌,八当搬,搬取奥则爱 柏则邦 氨埋深熬,把故该隧道为深柏埋隧道。懊 败 耙板等效荷载

7、高度鞍；哀 捌 蔼扳 埃隧道埋深；百 碍 靶般深浅埋隧道分柏界深度。癌又颁 板，叭可用公式熬，由设计资料扮知把则罢 碍肮该隧道皑为搬捌级围岩暗坝围岩水平匀布芭压力白 矮2.瓣3拔 挨隧道衬砌方案柏的拟定柏参考公路隧背道设计规范摆（跋JTG D7般0癌柏200啊4拔），本设计为胺二级公路，采翱用复合式衬砌唉，复合式衬砌爱是背由初期支护和百二次衬砌及中斑间夹防水层组熬合而成的衬砌埃形式。碍复合式衬砌设暗计应复合下列笆规定：跋俺.阿初期支护宜采班用锚喷支护，背即由喷射混凝扳土、锚杆、钢扳筋网和钢架等霸支护形式单独罢或组合使用，摆锚杆支护宜采盎用全长粘结锚半杆。案笆.笆二次衬砌宜采哀用模筑混凝土八或模

8、筑钢筋混叭凝土结构，衬叭砌截面宜采用罢连接圆顺的等皑厚衬砌断面，摆仰拱厚度宜与扳拱墙厚度相同爱。傲由规范中表板8.4.2哎邦1罢，对于两车班道凹澳级围岩，有：板初期支护：拱啊部、边墙的喷半射混凝土厚度蔼为稗5疤扒8c袄m按，拱、墙锚杆盎长度盎为挨2.唉0埃哀2.5八m板；奥二次衬砌厚度哀：拱、墙混凝摆土厚度阿为氨30c昂m耙。氨最终确奥定衬砌尺寸及搬规格如下：芭深埋隧道外层艾初期支护，根翱据规范规罢定，采用锚喷摆支护，锚杆采敖用普通水泥砂斑浆锚杆，规斑格傲HRB33盎5吧邦202.5埃m白，胺采用梅花型碍局部布爱设把.埃采白用败C2耙0百喷射混凝搬土艾,败且厚度阿为碍8c埃m案。袄防水板：采用

9、懊塑料防水板及板无纺布，且无挨纺布密度为柏，防水板跋应采用爱满铺暗的肮EV袄A办板防水层袄，厚度为佰2熬.0m哀m肮，搭接长度挨为般1坝5安0mm霸。爱初次衬巴砌懊:扒初步拟定采阿用罢C2熬0按喷射混凝扮土板,拌厚度般为翱8cm.八二次衬砌皑:半根据公路隧巴道设计规范拔，采案用肮2鞍0颁号模筑防水混蔼凝土，厚度稗为袄30c捌m皑。耙 3阿.拜隧道洞室防排把水设计伴 凹 暗根据规范的防皑排水的一般规哀定按,阿隧道防排水应伴遵瓣循鞍“柏防、排、截、碍堵结合，因地艾制宜，综合治扳理笆”伴的原则百,百保证隧道结构百物和营运设备唉的正常使用和艾行车安全。隧绊道防排水设计摆应对地表水、翱地下水妥善处岸理，

10、洞内外应唉形成一个完整百通畅的防排水吧系统。办防水措施：在罢初期支护与二蔼次衬砌之间袄铺傲设矮2.0m伴m肮厚般的盎EV般A班板防水层和密肮度控制跋在笆300扒 拜以上的安无纺布，瓣注意的是在施蔼作防水板之前八，要保证混凝耙土表面较平顺盎，无尖点及钢埃筋露头。绊路面结构下靶设唉百30扳0绊纵向中心水沟敖，侧凹边设宽挨50mm翱、深矮30mm爱的纵向凹槽；邦在衬砌两侧边芭墙背后底部叭设百哀10拔0拌的纵向排水盲熬管，纵向排水办盲管蔼由挨罢10拔0靶的捌A斑类横向导水管邦和班罢15哀0扳的癌B颁类横向导水管伴与中央排水沟颁连接。具体设啊计请参照扮图败3.柏1班。靶图板3.4 稗隧道防排水设吧计简图

11、奥（单坝位败:岸厘米）熬对于二次衬砌暗施工缝、沉降罢缝等薄弱环节爸，伴因此除拔按施工规范要隘求处理外，还瓣应进行精心的斑设计，采用合吧适的防水材料蔼和构造形式。埃可在防水板下叭面添加一层背按贴式止水带，哀并在施工缝处八添加止水条。霸隧道二次衬砌叭混凝土防水等白级要大于岸。斑二次衬砌施工绊缝、沉降缝的挨主要构造形式胺如挨图伴3.碍2懊所示。胺图瓣3.5 霸施工缝、沉降板缝的主要构造背形式凹4办.岸隧道开挖及施疤工方案傲4.1啊 把隧道柏施工矮方法伴该隧道半为唉把级硬质的石质肮隧道，跋根据设计要求澳采用新奥法板，全断面法是袄最佳施工方法碍，可采用深板孔唉爆破施工。其暗优点是有较大罢的作业空间，案有

12、利于采用大版型配套机械化哎作业，提高施拔工速度，且工般序少，干扰少俺，便于施工组巴织与管理，采佰用深孔爆破时巴，可加快掘进靶速度，且爆破安队围岩的震动疤次数较少，有背利于围岩稳定斑。其缺点是由懊于开挖面较大捌，围岩相对稳扒定性降低，且跋每循环工作量稗相对较大，采把用深恐爆破时熬，产生的爆破背震动较拔大，对钻豹设按计和控制爆破爸作业要求较高唉。暗全断面施工方翱法如袄图矮4.吧1隘所示。岸图霸3.颁6敖 扒全断面施工方半法盎巴 哀盎 摆全断面开柏挖敖 柏 白柏 鞍皑 安锚喷支埃护搬 罢 拔拌 绊板模筑混凝阿土扳 吧全断面法施工凹工序如下：佰（拜1靶）用钻孔台车绊钻眼，然后装哎药、联接导火安线；皑（

13、班2熬）退出钻孔台佰车，引爆炸药胺，开挖出整个鞍隧道断面；颁（半3熬）排除危石；敖（耙4靶）喷射拱圈混扒凝土，必要时柏安设拱部锚杆拔；笆（坝5稗）用装碴机将拔石碴装入运输氨车辆，运出洞按外；敖（奥6安）喷敖射变强混凝土奥，必要时安设哎边墙锚杆；摆（跋7办）根据需要可癌喷第二层混凝袄土和隧道底部霸混凝土；捌（靶8袄）开始下一轮百循环；扒（佰9耙）通过两侧判搬断围岩和初期耙支护的变形，八待基本稳定后靶，施作二次模俺筑混凝土衬砌傲。隘4.2 阿施工顺哎序伴:隘施工准把备碍阿确定施工方暗法把般钻爆开把挖矮颁现场监控量版测坝跋初期支佰护拜挨防水层铺邦设拌扳二次衬隘砌颁办路面施挨工靶翱竣工。爱 稗钻爆设懊

14、计澳: 熬根据公路隧拌道施工技术规巴范，硬岩宜爱采用光面爆破懊，稗宜选用霸柱状捌掏槽，两个掏皑槽炮眼间距不隘得小于板20cm鞍。隧道开挖面啊的炮眼，按直按线型布孔。这鞍种布孔图示，绊形式简单并且隘容易掌握，同扮排炮眼的最小昂抵抗线一艾致按，疤间距一致，前氨排眼为后排眼隘创造临空面，把爆破效果较好疤。直线型布孔拔示意图如鞍图安4.稗2板所示。袄 邦 疤图碍3.叭7傲 柏直线型布孔示靶意图霸根据规范，对摆于硬岩，周边班炮眼间距百，最小抵抗线耙，周边炮眼的哀密集系数熬。唉四、隧道洞门霸设计肮 1傲.艾洞门的尺寸设拜计八 1.1佰 白洞门类型的确爸定伴根据任务书要笆求，本设计应百采用坡面斜交绊型翼墙式

15、洞门半。般翼墙式洞门主啊要适用于地质班较差肮的挨吧级以下的般围岩扒，以及需要开熬挖路堑的地方斑。翼墙拌的设置是为了疤与端墙的共同百作用，以抵抗班山体水平推向隘力，增加洞门案的抗滑动和抗把倾覆的能力懊，同时也对路癌堑边坡起到了斑支撑作用。阿 1.案2把洞门尺寸的确般定百根据设计规范肮表芭7.2.1啊可知：搬拌级围岩洞口边哀、仰坡坡率可半取摆1翱：把0.碍5颁。昂又由设计规范蔼7.3.3安知：洞口仰坡盎坡脚至洞门墙吧背的水平距离唉不宜小靶于哀1白吧5拔m芭，洞门端墙与柏仰坡之间水沟伴的沟底至衬砌袄拱顶外缘的高搬度不小靶于拌1爸板0啊m熬，洞门墙顶高坝出仰坡脚不小伴于拔0岸板5搬m暗。扮根据图百4.

16、1.1半所示的洞门尺阿寸设计简癌图，摆可取以下值进熬行计算：挨洞口仰坡坡脚懊至芭洞霸门霸墙背白的水平距离暗取坝0.8+1=霸1.8m把洞按门端墙与仰坡搬间水沟沟底至背衬砌按顶外班缘巴高度取办1.1m班洞门墙高出坡安脚的高度隘取昂1+0.3+肮0.2=1.盎5m笆洞门厚度由工柏程类比按取拜1.0m巴洞门向土体倾艾斜角度耙取挨1:0.1吧基底埋置石质皑地基的深度罢为版64.9m鞍翼墙的坡度哎为暗1:1拜图疤4.1 阿洞门尺寸设计碍简图把（单埃位颁:扮厘米）矮2傲洞门检算百 拜 癌翼墙式洞门应矮检算以下三点吧：扒（案1扳）检算翼墙时把取洞门端墙前矮的翼墙宽邦1m阿的条板带颁“”罢，按挡土墙检八算偏心

17、、强度耙及稳定性。胺（芭2澳）检算端墙时奥取最不利部隘分疤“捌”柏作为检算条带拌，检算其截面哀偏心和强度。埃（叭3八）检算端墙和翱翼墙共同作用胺部捌分安“斑”唉的滑动稳定性巴。般2.1巴 挨检算条爱带斑“”百图板4.2芭 八条板带稗“傲”百示意图拌（单爱位隘:袄厘米）半2.1.1办 霸压力的计算盎图暗4.3 昂计算样图霸（唉1靶）各项物理学绊指标哀根据计算样图败和设计资料可柏得以下数据疤：伴 白 暗 盎 坝 矮 板 八 按 背 碍 稗 版 佰 靶（败2按）土压力系数鞍的计算捌由盎设计巴规范知：最危拔险破裂面与垂佰直面之间的夹拔角伴=耙代入八数据盎后可得俺：靶 柏 绊则侧压力系数氨：疤（般3靶）

18、土压力的计澳算盎 班2.啊1.2拔稳定性及强度啊的验算吧（稗1澳）倾覆稳定的半验算：隘芭满足倾覆要求半（扮2搬）滑动稳定的袄验算叭阿满足滑动稳定矮要求背（安3瓣）合力的偏心拜距验算袄八满足基底合力碍的偏心距盎（把4芭）基底压应力搬的验算：八拜 盎白因为扮出现负值，故耙尚因检算不考稗虑圬工承受拉摆力时受压区应啊力重力分布的靶最大压应力。鞍通过应力重分袄布，受压区的靶最大压应力：傲按满足基底合力袄的偏心距般2.2办 哀条白带霸“吧”扳的检算佰条澳带扳“扒”邦以及条靶带埃“颁”疤如图耙4.爸4白所示拔图矮4.4拌 靶条笆带挨“艾”百以及条胺带矮“盎”白分布傲（单班位颁:伴厘米）搬2.2.暗1瓣 班土

19、压力的计算肮：瓣由以上计算可坝知白：蔼2.2.绊2败 霸墙身截面偏心稗的检算斑偏心距俺哎满足墙身截面矮偏心距要求癌2.2.埃3巴 昂墙身截面强度霸的检算绊应力罢办满足墙身截面凹强度要求拌2.半3办条癌带坝“疤”蔼的检算爸2.3.爸1埃土压力的计算碍图跋4.挨5坝条版带氨“”俺（单瓣位隘:拌厘米）爱由以上计算知胺2.3.邦2啊滑动稳定的检伴算巴拔满足滑动稳定半要求氨五、八总结案这次为期三个皑星期的隧道工巴程课程设计，碍对我而言是对肮所学课程内容跋掌握情况的一般次自我验证。霸在做隧道洞身拔设计时，感摆觉还懊比较爸顺利，只要通颁过查阅设计规坝范以及巴结合敖隧道工程教材罢，吧就能求得满足扳要求的结果。伴但在做隧道洞佰门设计时，我熬遇到了前所未安有的障碍：由捌于对以前所学安的专业课程不俺透彻不熟悉，扳以致在做洞门八检算时，花费班了大量的时间皑跟精力去研究皑规范中计算过斑程所表达的意凹思，所幸在与绊另两位同学的拔共同讨论下，癌总算大体弄明罢白。另外，在拜画洞门三视图版的时候，也耗肮费了很多时间扳。由于我