高速公路隧道综合设计

1、薛家沟高速公路隧道综合设计.隧道选题的目的和意义毕业设计是实现本科培养目标要求的重要阶段，是基础理论学习深化与升华 的重要环节，是学生毕业及学位资格认证的重要依据。其目的是：掌握公路隧道 施工技术、施工组织设计以及隧道结构构件验算的方法；巩固、深化、拓宽所学 过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析 和解决实际问题的能力，提升自己的专业技术素质。.本设计的主要内容设计主要内容为公路隧道综合设计，具体包括资料整理分析与开题报告的撰 写、路线方案比选、平纵横断面设计、洞门及明洞设计、衬砌结构设计、防排水 设计、通风照明设计，编制设计文件和绘制图纸等。.设计采用的方法设

2、计总说明薛家沟公路隧道位于陕西省延安市延川县，薛家沟公路隧道全长1231m, 为长隧道。隧道为上、下行别离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度80knVh 考虑，内设紧急停车带1处，人行横通道2处和车行横通道1处。隧道围岩黄土、 板岩、石灰岩为主，围岩级别主要为IV和V级。隧道衬砌结构设计采用“新奥法” 复合式衬砌，土质围岩较差区段采用超前小导管注浆、岩质围岩段采用超前锚杆 预支护、进出口采用超前大管棚等方法处理。灯具布置出中间段采用中央侧偏布 置外，其余采用双排布置，高压钠灯光电照明。2隧道主要技术标准本隧道采用别离式双向四车道隧道。公路等级：高速公路；设计交通量：近期21000辆/日（202

3、5年），远期34000辆/日（2035年）；隧道设计车速：80km/h；隧道建筑限界隧道净宽：10.25m（ 3.75x2+0.75+0.5+0.75+0.75）；隧道净高：5.0m。隧道内卫生标准CO 允许浓度：144.225ppm；阻滞情况下CO允许浓度：150ppm；烟雾允许浓度K：0.0070m-1 o3隧道断面设计正常段隧道路面横坡采用1.5%的单坡。本隧道根据公路隧道设计规范对设 计车速为v=80km/h情况下的横断面规定，断面为三心圆，rx = 543cm , r2 = 793cm ,= 100cm ,= 1500 cm o紧急停车带的总宽度13.0m,包含右侧向宽度应取3.5m

4、,其余均和正常隧道 建筑限界相同，停车带的路面横坡取0%。紧急停车带位于W级围岩中，取 - 543cm , r2 - 793cm ,- 150cm , r4 - 1800 cm , q = 737ctw 作紧急停车带横断面。4隧道二次衬砌结构计算二次衬砌的计算采用“荷载结构法”，属于结构力学方法，设计中的衬砌为 拱形曲墙式，故用假定抗力法来计算。由于仰拱是在曲墙和拱圈受力之后修建的, 因此计算中通常不考虑仰拱的影响。其计算模型为拱脚弹性固定而两侧受围岩约 束的无钱拱。具体计算时，首先从拱顶切开，以一对悬臂曲梁为基本结构，切开处赘余力 为XL X2,在主动和在和弹性抗力的共同作用下，根据位移连续

5、条件，可解得 衬砌内力。计算采用V级围岩深埋段隧道衬砌结构。5隧道衬砌设计IV级围岩段：初期支护采用径向系统锚杆、超前锚杆，钢拱支撑配合钢筋网 喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为25mm；超前锚杆采 用直径为22mm的钢筋。喷射C25混凝土厚度为15cm,钢架型号为116。V级围岩深埋段：初期支护采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆，钢 拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为 25mm；超前小导管采用直径为42mm的无缝钢管，喷射C25混凝土厚度为20cm, 钢架型号为H8。V级围岩浅埋段：同V级围岩深埋段，锚杆、小导管设置间距有所不同。喷 射

6、C25混凝土厚度为25cm,钢架型号为120a03. 6隧道防排水设计隧道二次衬砌与初期支护之间（除仰拱外）均铺满复合防水层（含350g/m2）, 隧道二次衬砌混凝土采用抗渗等级不小于S6的防水混凝土，全隧道衬砌两侧边 墙脚内均沿纵向设置中120PVC双壁波纹管，50口设一检查孔。中心沟每250m设 置一处检查井。隧道拱墙设直径50nlm塑料半管作为环向盲管，环向盲管每隔5m 设置，并每隔10m纵向在水沟外侧留泄水孔，并采用三通连接纵向盲管与中心排 水沟。3. 7通风照明设计由规范可知，隧道的照明由基本照明和加强照明两局部组成，基本照明按 中间段照明考虑。灯具布置以远期数据为准，实际布置灯距只

7、可比上述灯具小才 能满足照明要求，根据上面计算可计算得：入口段1需布置400W的高压钠灯12组（间距3. 2m,布置35m）洞口 7m内 不设置照明；入口段2需布置250W的高压钠灯11组（间距3. 8m,布置42m）。过渡段照明时：过渡段I需布置150W的高压钠灯10组（间距7. 2 m,布置72m）； 过渡段II需布置100W的高压钠灯7组（间距12.7m,布置89m）；中间段按中央侧偏布置，需布置100W的高压钠灯93组（间距10m,布置 926m）0出口段1照明需布置100W的高压钠灯6组（间距6. 5m,布置30m）。出口段2照明需布置150W的高压钠灯4组（间距6. 8m,布置30

8、m）除中间段外，余均为对称布置。隧道需风量计算包括跟工况车速下稀释C0需风量、稀释烟雾需风量、稀释 异味需风量、考虑火灾排烟的需风量四局部计算，再计算各工况下隧道内的风压, 比拟选择最大的的风机数作为设计风机数，火灾情况下交通风压设计为0。经计 算知：近期风机布置按照火灾条件下的通风要求设计；远期按照阻滞情况下稀释 C0布置风机。该隧道采用射流风机纵向通风，远期和近期需要布置风机都为4 组8台900型风机，隧道内的近期风速会到达7. 25m/s,符合规范要求。3. 8洞门设计隧道进口设计为削竹式洞门，主要以为进口处围岩的强度比拟好，围岩比拟 完整，洞口地形坡度比拟缓；隧道出口地形较陡，围岩较破碎，因此采用端墙式 洞门。3. 9隧道施工及开挖方法本隧道主要以W、V级围岩为主，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理 论为基础.新奥法是以柔性支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自 承能力，并通过施工监控量测来指导设计和施工。W级围岩主要采用上下台阶法