白石河二号隧道 毕业论文设计

［摘要]本设计名称为"白石河二号铁路隧道设计”,根据指导老师的要求及所定位的隧道拟建区的交通、气象、地质、水文等条件,主要涉及了隧道平面图、隧道断面图、隧道各级围岩衬砌结构及洞门等内容。隧道除洞门段结合地形、地质条件设置,其余均按新奥法原理设计，采用柔性支护的复合式衬砌。初期采用锚杆支护,由喷射混泥土、锚杆、钢筋和钢架等支护形式组合使用。由工程类比法，结合《铁路隧道设计规范》拟定相应的支护形式。经验算,所有设计参数都符合规范要求,说明设计是安全合理。隧道通风照明根据《铁路隧道通风照明设计规范》并结合设计,通风采用机械通风,及根据隧道长度进行分段照明。关键词:铁路隧道；衬砌结构；新奥法[Ａbｓtｒact］Thiｓｄesｉｇｎnamefoｒ＂ｗhitestoneｒｉvｅｒnｏ.2raｉlｗaytuｎneｌdeｓign",ａccorｄｉnｇtothereｑｕirｅｍentoftheiｎstrｕctｏrandｔheｐositioningofｔhetunｎelｉnthepｒopｏseｄcondｉtionssucｈａstraｆｆic,meｔｅoroｌoｇｙ,ｇeology,hｙdｒｏｌogy,mａｉnlyreｌaｔesｔｏthｅtｕnｎelpｌan,tunnｅlprｏfilｅ,tunｎｅlｌininｇstructureoｆsuｒroｕndinｇrocｋａtvariｏuslevelｓａndｔｈeirburrowｓ.TunnelｉnaddｉtiontoDａvidｏnｓｅｔtinｇtｈetoｐographyａｎｄgeoｌogｉcaｌｃonｄiｔｉons,thｅrｅｓtaredesignaｃcordｉｎgｔoｔhｅprｉncipleoｆnｅwAuｓtriaｎmethod,usinｇtheflｅxｉblesｕｐpｏrtingｃomposiｔeｌining.Eａrlｙusｉnｇboltｓｕpｐorｔ,ｂytｈejｅtconcrete,ancｈoｒ,sｔｅelａndsteelsupportformsｓuchasｃombinａtioｎ.Ｂytheengｉｎｅeriｎganalｏgymeｔhod，coｍbｉninｇwitｈｔheraiｌwaｙtunnｅｌdeｓignｃodｅａndfｏrmulaｔethecorrespondingｓupportform.Exｐerieｎcｅ,ａｌlｄesiｇnｐarameterscｏnｆoｒｍtothereｑuｉreｍｅｎtsｏfthespeciｆicａｔion，desigｎissafeaｎdrｅasonable.Tuｎｎelveｎtiｌationandliｇhtｉngaccordingｔｏspeｃifiｃatiｏnforｄｅsiｇnofrａilwaｙtunｎｅlvｅnｔilatioｎ,ｌightingandｃonnectinｇwitｈthedesign，venｔiｌａｔiｏｎusingmecｈaｎicａlvｅntilatｉｏn,andａccordiｎgtｏthelengthｏftｕnneｌsegmｅntｌighting.Ｋeywｏrds:Railwayｔunｎｅl;Ｌiningsｔrｕcｔuｒe;NewAuｓtｒｉａnmethod目录ＴＯC\ｏ＂１-２＂\h＼ｚ\uHYPEＲLINK１.２隧道工程地质概况 3HＹPＥRLINK\l＂＿Toｃ3849980９8"1．3设计标准及遵循规范ﻩ5ＨＹPEＲLINK＼l"_Toｃ384998099"第二章隧道整体设计ﻩ６HYPＥRＬＩNK\ｌ＂＿Toc3８499８100"２.1一般规定与设计原则 6ＨYPEＲLIＮＫ\l"_Tｏc3８４99８１01"２.2隧道横断面设计原则ﻩ7ＨYPERLＩNK２.5隧道通风要求 ９HYＰＥRLIＮＫ第四章洞门设计 PAGEＲＥＦ_Toｃ３8499８１05\ｈ10HYPEＲLINK\l＂_Tｏc3849９8１０６"4.1洞口地质条件 PＡGEREF_Ｔoc３84９9８106\h10HYPERＬＩNK\ｌ"＿Tｏc384９9810７＂４.２洞门的设计方案 PAGEＲEＦ_Ｔｏc３８4998107\ｈ１０４.5洞门尺寸拟定 ＰAGERＥF_Ｔoc384998109＼h１２HYPＥＲＬＩNK4．６翼墙检算ﻩPＡＧEREF_Toc３84９98110\h12第五章隧道洞身衬砌支护设计ﻩPAGEREF_Ｔoc3８4９9811１＼h18ＨYＰERLINK5.2支护形式的选择及参数确定 PAGERＥＦ_Ｔoc38499８1１3\h18HYPEＲＬIＮK＼l"_Toc3８4998114"５．３衬砌设计 19HＹPERLIＮK5.6初期支护及二次衬砌的强度检算 ＰAＧEREF＿Ｔｏc38４９9811７\h2５ＨYPERLＩNK5.7隧道围岩压力计算ﻩ２9HYPERLINＫ5.８配筋及安全评价ﻩ3１HYPERLINＫ第六章施工组织设计 ＰAGＥREF_Ｔoc3８4998１52\h38HＹPEＲLINK\ｌ＂_Toc384998153"6.1概述ﻩＰＡGＥRＥＦ_Toc38４9９8１53\h38HYＰERＬINＫ\ｌ"_Toc３849９81５４＂6.2施工前的准备工作 ３９ＨＹPＥRLＩＮK＼l＂_Ｔoc３8４99815５＂6.3施工进度计划 PAGEREＦ_Ｔoc384９98１５5\h4１ＨＹPＥRLINＫ\l＂_Toc38499815６"6.4隧道施工方案ﻩPAＧEREF_Ｔoc3８４99８156\h44HYＰＥRLINK\l＂_Toｃ38４99８１57"6．５洞口工程ﻩPAGＥRＥF＿Ｔoc3849981５７＼h4５ＨYPERLIＮK\l＂＿Toc３８49981５8"6.6洞内布置ﻩＰＡGＥREF＿Tｏc384998158＼h46HＹＰEＲLＩＮK＼l"_Toc38４99815９"6.7洞身开挖作业ﻩPAGＥRＥＦ＿Toc384９98159\h４７ＨYＰＥＲLINＫ6.8洞身衬砌施工ﻩPAGEＲＥF_Tｏc384998160＼h５1ＨＹPERLINK\l"＿Ｔｏｃ38４9981６１"6．9隧道防排水ﻩPAＧEREF_Tｏc3８４99８１61\h52HYPEＲLＩNK\l"_Toc３84998162＂6.10紧急处理措施ﻩPAGERＥF＿Toc3８49９81６2\ｈ53HYＰERＬINK第七章隧道施工监控和量测ﻩ４９98163\h547．１监控量测的目的ﻩPＡGERＥF＿Ｔoc３8４998１64\h５4HＹPERLINK\l＂_Toc384998165"７.2监控量测的内容及量测方法 PAGERＥＦ_Toc384９98１65\ｈ55HＹPERＬINK\l"_Toc3８499816６"7．3监控量测设计 PＡGＥＲEF_Toc38４9９81６６\h５8ＨYPEＲＬIＮK＼l"_Ｔｏc384998167"7.4监控量测数据处理ﻩ62HYPＥRLINK\ｌ"_Toｃ384998１6８"结论 PAGＥREF＿Tｏc3849９8１68\ｈ6８HYPEＲＬIＮK＼l"_Tｏｃ3８4９９8169"致谢ﻩPＡGERＥF_Ｔoc３849９816９\h69第一章工程概况1．１隧道位置奔隧道穿越汉江南岸一中低山体,该山体脊部最高海拔约73０．7m,地形起伏大,地势南高北低，相对高差达5００ｍ以上，隧道最浅埋深约23m，大部分隧道埋深超过200ｍ,隧道最大埋深480m,所穿越山体基岩大都裸露，山体坡面上植被茂密。隧道起迄里程为：DZＫ184＋６１５~DＺK１９１＋5３6，全长６９2１ｍ。全隧道出进口段3０0．6２m位于R－16０0m的曲线上外,其余均位于直线上。隧道从进口到出口依次为１‰、４.5‰的单面上坡。进口段463ｍ为双线车站隧道，其余地段为单线隧道,进出口交通都较为方便。隧道工程地质概况（1)工程地质特征隧道洞身地层主要以寒武系下统云母片岩为主，夹有石英片岩及炭质片岩,断层破碎带内主要以碎裂岩为主；洞顶局部山体坡面上及部分冲沟内分布有第四季全新统坡积粉质黏土、破碎土,隧道进口段地表为杂填土、以下为坡积破碎土,局部夹有粉质黏土,下伏寒武系下统云母片岩为主,夹有石英片岩及炭质片岩层，同时在进口段附近白水河阶地及河床上分布有砂类土和卵石土。详述如下：①杂填土(Q4）:主要分布于隧道进口端山体斜坡上,厚度２～12m,黄色土,土质不均，成分以粉质黏土和碎石为主,夹有少量砖块等建筑垃圾,二级普通土。②粉质黏土(Q4）：主要零星分布于隧道洞顶山体坡面平缓部位及进口人工填土和坡积碎石土之下,厚1~７m。棕红、浅红色,土质不均，含有角砾及碎、块石土,硬塑，二级普通土，应力＝120kｐa。③碎石土(Q4)：主要分布于部分隧道洞顶山体表层及进口人工填土之下和基岩之间，厚１~10ｍ。灰、深灰色，成分主要以云母石英片岩和石英云母,尖棱状，粒径大于200mm约占５%,60～２00ｍm约占15%,40～60mm约占25%，20~４0mm约占３0％,余为杂砂土充填，潮湿，松散为主,三级硬土，应力＝300kpa④卵石土（Q3）：主要分布于隧道进口段附近白水河残留阶地上,厚３～５m,浅灰色,成分主要以片岩、片麻岩和石灰石等为主,浑圆状,潮湿,中密为主,三级硬土，应力=700kｐa。⑤膨胀土（Q3）：主要分布于隧道进口段附近白水河残留阶地表层,厚8~１５ｍ,浅黄色，硬塑,三级硬土,应力=250kpa。⑥石英云母片岩（)：为隧道洞身主导地层，青灰、灰黄色,成分主要以云母为主,含有石英、长石及辉石等暗色矿物,片状构造，变晶结构,局部夹有石英岩脉及炭质片岩，节理较发育,节理面多为锈黄色，由于受附近构造及变质作用的影响,其产状多变,褶曲发育,表层强风化层厚3~８ｍ，其下弱风化,四级软石。强风化层：应力＝40０ｋｐa;弱风化层：应力=60０kpa；其中进口段片理产状为：N60°~８０°W/50°~71°S。出口段片理产状为：N60°~70°Ｗ／3８°～54S°。洞身片理产状局部为:Ｎ3０°~75°W/32°~8１°S；N48°～8５°W/5２°～86°N。主要节理产状为:N１5°~65°E／１6°~86°Ｓ;N2０°~65°E／3９°~8５°N；N40°~6０°W／90°;N2５°～35°E/48°~７6°N;N20°～65°Ｅ/1６°~73°Ｓ。⑦云母石英片岩（）：为隧道洞身石英云母片岩地层中的主要夹层，青灰色，成分主要以石英为主,含有云母、长石及辉石等，片状构造，变晶结构，局部夹有石英岩脉,节理较发育,节理面多为锈黄色,由于受附近构造及变质作用的影响，其产状多变,褶曲发育,表层强风化层厚3~5m,其下弱风化，四级软石。强风化层：应力=500kpa；弱风化层:应力＝800kpa。片理产状为:Ｎ4０°~6０°W／５0°~74°S。主要节理产状为：N20°~60°E／53°~80°S;N4０°E/63°S;N２0°～26°W/４5°ｄ~73°Ｓ。⑧炭质片状:呈夹层出现于隧道洞身地层中,灰、灰黄色，主要矿物成分为云母及石英等为主，片状构造，变晶结构，局部夹有石英岩脉,节理较发育,节理面多为锈黄色,由于受附近构造及变质作用的影响,其产状多变，褶曲发育,局部见硅化现象,炭质含量较高，微污手,表层强风化层厚３~5m,其下弱风化，四级软石。强风化层：应力＝4０0ｋｐａ;弱风化层:应力＝６00ｋpa。（2）地质构造襄渝铁路地处华北古陆与扬子古陆的结合部位,地质构造十分复杂,在构造单元划分上属秦岭褶皱系之南秦岭印支褶皱带。该隧道洞身地层由于受构造影响,片岩揉皱较严重，小型褶曲较发育。隧道洞身左侧尚发育有一次一级构造断裂,即f13逆断层,该逆断层位于隧道进口段（ＤZK１8４+6１5~DZＫ186+900段)左侧１80~４60m外，然后偏离线路基本上顺周家沟而上。隧道洞身位于该断层上盘，该断层走向多变,近线路附近走向为N45W,断层倾向南,倾角55~70，破碎带宽约１0~1５m，其内物质主要为碎裂岩，而组成碎裂岩的物质成分主要灰黑色炭质片岩,局部夹有构造岩透镜体，岩体被挤压后产状零乱，揉皱、褶曲现象明显。岩裂隙水。浅层基岩裂隙水接受大气降水的直接补给，一般较完整的基岩面顺斜坡径流排泄于冲沟内汇聚成地表沟流，第四系空隙潜水主要分布于冲沟内的薄层第四系空隙中，主要沿沟向下径流，与地表沟流有直接的关系。隧道洞身（深层）基岩裂隙水的补给来源主要为上部的浅层基岩裂隙水、沟内地表水、沟内第四系空隙潜水的垂直渗入,地下水的存在方式多为赋存于裂隙中的局部脉状水,除构造裂隙很发育时,一般连通性差，地下水径流缓慢,考虑到本隧道为于逆断层的下盘,综合分析该隧道的涌水量不大。(3）、地震烈度及气象资料①地震根据《中国地震动参数区划图》（GＢ18306-2001)，本段地震动峰值加速度为0．005g，地震动反应谱特征周期为0.40s,相当于地震基本烈度六度，不考虑抗震要求。②气象资料地处北亚热带湿润季风气候区,气象变化显著,四季分明,最大季节冻土深度７ｃｍ,年平均气温１5.5,最热月平均气温27.4,最冷月平均气温3.5,年平均降水量796.9mm，年最大降水量1106.5ｍｍ，年平均蒸发量1252．7ｍｍ。1.3设计标准及遵循规范1.3.1设计标准(1）旅客列车设计行车速度由140km/h，明确货物列车行车速度为12０ｋm/h。(2）明确铁路隧道应满足1０0年使用年限。(3)规定铁路隧道时速１60km铁路隧道轨面以上最小净空。(4)规定衬砌结构优先采用复合式衬砌，并优化了复合式衬砌设计参数。1.3．2遵循规范(1）、《铁路隧道设计规范》TＢ10０0３-2０0５（2）、《铁路线路设计规范》TB50009０－200６；（3)、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》TＢ50086-2001;(4)、《地下工程防水技术规范》TB50１０８-２０08（５）、隧道围岩级别按《铁路隧道设计规范》ＪＴＧＤ70－２０0４(6）、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（TB50086-200１)（７）、《混凝土结构设计规范》(TB500１0-２０02)（8）、《铁路路基设计规范》（TB１00０1-20０5）第二章隧道整体设计2.1一般规定与设计原则２.1.1一般规定隧道设计应满足铁路交通规划的要求,其建筑限界、断面净空、隧道主体结构以及通风、照明等设施，应按《铁路隧道设计规范》TB10003-2005规定的预测交通量进行设计。当近期交通量不大时，可采取一次设计分期修建。2．１.2设计原则(1)在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上,综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。(2)地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向,以避免不良地质地段;长隧道的位置亦尽可能避开不良地质地段,并与隧道的走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。(3）根据铁路等级和设计速度的确定车道数和建筑限界。在满足隧道功能和结构良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。(4)隧道内外平、纵线形应协调,以满足行车的安全、舒适要求。(５)根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等要点设施的设置规模。必要时特长隧道应做防火专项设计。(６)应结合铁路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求，对隧道内外排水系统、消防结合系统、辅助通道、弃渣处理、管道设施、交通工程措施、环境保护等作综合考虑。(７)当隧道与相邻建筑物互有影响时,应在设计与施工中采取必要的措施。2.2隧道横断面设计原则建筑限界是指建筑物不得侵入的一种限界隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道净空是根据隧道建筑限界而确定的,而隧道建筑限界是根据基本建筑限界制定的,基本建筑限界又是根据机车车辆限界制定的。(１）基本建筑限界它是指线路上各种建筑物和设备不得侵入的轮廓线。它的用途是保证机车车辆的安全运行及建筑物和设备不受损害。(2）隧道建筑限界它是指包围基本建筑限界外部的轮廓线。它要比基本建筑限界稍大些,留出少许空间，用于安装通讯信号、照明、通风、电力等设备。(3)隧道净空它要比隧道建筑限界稍大些,除了满足限界要求外，还考虑了在不同的围岩压力作用下,衬砌结构的合理受力形状以及施工方便等因素。２．3隧道建筑界限图2．１铁路隧道建筑限界(单位：cm)白石河二号隧道为单向双车道，设计时速为100ｋm／h，如上图２.1。适用于新建及改建蒸汽机及内燃机车，车辆使用之车库门,转车盘，洗车架，专用煤水线、洗罐线、加冰线、机车走行线上各种建筑物。亦适用于旅客列车到发线及超限货车不进入的线路上的雨棚。适用于电力机车使用之上述各种建筑物。56０0=x之值根据接触网的高度决定。２.4隧道衬砌内轮廓设计本设计的建筑限界及内轮廓是按照《双线电化铁路隧道复合式衬砌》标准图中的专隧(0１）００３４-05图进行了设计,如图2.1所示，具体采用数据及尺寸说明如表2.1:表2.1衬砌内轮廓数据及尺寸说明表点号坐标(cm)断面加宽(cm)点号说明０301横距445460内轮廓与基础襟边交点竖距-252横距493508衬砌内轮廓最大跨度点竖距23７3横距445460拱脚竖距４6０４横距３71386最接近限界的内轮廓点竖距58０5横距217232内轮廓半径的变化点竖距７1２６横距0拱顶竖距７70７７4图２．2双线电化铁路隧道衬砌内轮廓图（单位:ｃm)铁路隧道通风设计3.１隧道通风要求（１)单线隧道应符合以下规定：内燃机车牵引的隧道,长度２kｍ以上,宜设置机械通风;电力机车牵引的隧道,长度在８km以上，宜设置机械通风进行换气。(2)双线隧道应根据密度，自然条件等具体情况选定设置机械通风的隧道长度和通风方式。（3)配置通风设置时，通风机所需要供给的有效风量，应按挤压为主的原理计算,并考虑列车通过隧道的活塞作用和自然风的影响(4)通风设备的基础应置于稳固的地基上。(5）风机支架等钢结构应该接地,防止漏电危及检修人员安全。第四章洞门设计４.１洞口地质条件体基岩大都裸露，山体坡面上植被茂密。洞顶局部山体坡面上及部分冲沟内分布有第四季全新统坡积粉质黏土、破碎土,隧道进口段地表为杂填土、以下为坡积破碎土,局部夹有粉质黏土,下伏寒武系下统云母片岩为主，夹有石英片岩及炭质片岩层,同时在进口段附近白水河阶地及河床上分布有砂类土和卵石土。全区域分布为IＶ~Ｖ级围岩。洞门处仰坡应采取防护措施。4.２洞门的设计方案4.2.1洞门形式的选择本隧道按隧道分类属长隧道。洞门形式结合实际地形、地质情况选定。根据洞门所处地段的地形地貌及工程地质条件,遵从“早进洞，晚出洞”的设计原则，并考虑洞门的实用、经济、美观等因素，因此本隧道使用翼墙式洞门。4.2.2洞门构造要求按《铁路隧道设计规范》（TB10０03-２０05),洞门构造要求为:(１)采用斜交洞门时，其端墙与线路中线的交角不应小于４５°,在松软土层中不宜采用交交洞门。(2)设有运营通风的隧道,洞门结构形式应结合通风设施一并考虑。(３)位于城镇、风景区、车站附近的洞门,宜考虑建筑景观及环境协调要求。(４)有条件时可以采用斜切式或其它新型洞门结构。4.３洞门结构设计计算4.3.1洞门类型选择本隧道进口端和出口端洞口围岩,洞口地质较差，山体纵向推动力大时,拟采用翼墙式洞门。翼墙与端墙共同作用,以抵抗山体纵向推力,增加洞门的抗滑动和抗倾覆的能力,故翼墙式洞门更适用于本工程的Ⅳ、Ⅴ的围岩。4.3．２洞门稳定性及强度检算依据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2００5）洞门墙可以视作挡土墙,除检算其强度，基地应力及稳定性外,还应控制其截面和基地的偏心距。计算时符合下表参数:仰坡坡度计算摩擦角（°）地层重度r（KN／M）基底摩擦系数f1：0.5７02５0.６∽０.7１:0．75602４0.51:1５０2０0.451:1.2５43∽45180.41：1．５3８∽4０１7０.３5∽0.4表４-1洞门墙设计参数4．３．3地层特征Ⅴ级围岩,地层容重；计算内摩擦角；基底摩擦系数；基底控制压应力为；仰、边坡1：1；端面坡。由于该隧道洞门需进行八度抗震设计，所以应按《震规》规定对以上参数进行修正：4.4.1洞门建筑材料容重及容许应力顶帽150号混凝土,容重;翼墙、端墙用150号片石混凝土,容重;150号片石混凝土容许压应力；容许拉应力。4．4.2端、翼墙抗震检算要求考虑抗震要求，对材料容许应力需修正,查《震规》得下面修正后的容许应力数据墙身截面压应力;墙身截面偏心距；基底偏心距；基底应力；滑动稳定系数;倾覆稳定系数。４.4．3挡土墙第i截面以上墙身质心处的水平地震力；4.5洞门尺寸拟定配合二隧0043—1７、18图;曲墙仰拱衬砌断面，加宽值，轨道类型选用特重型。,端墙H=1300，。净高ｈ=655cm，4.6翼墙检算４.6.１结构强度及稳定性检算作用在洞门上的地震力主要有两种:1．结构自重水平地震力;2.墙背地震主动土压力。挡土墙第i截面以上墙身质心处的水平地震力为：;4．６．2翼墙墙身截面检算(1)翼墙墙背地震主动土压力取距翼墙基底1.1m的截面为检算截面,计算宽度取0.5m,翼墙计算高度为：已知,，，。（2）倾覆力矩（3）稳定力矩图2-７翼墙墙身自重计算墙体自重②.稳定力矩（4)截面偏心、应力检算其中（满足要求)(满足要求)4.6.3翼墙基底偏心、应力、稳定性检算(１)墙背主动土压力（2)倾覆力矩（3)稳定力矩①墙身自重稳定力矩（４)翼墙基底偏心、应力检算（满足要求）（满足要求)(5)稳定检算①倾覆稳定系数（满足要求）动稳定系数（满足要求）４．６.4端墙墙身截面偏心、应力检算(1)端墙墙背地震主动土压力端墙计算条带宽度取0.5米，高度Ｈ取为8ｍ,，由规范查得:;。，，。图2-8端墙主动土压力计算地震主动土压力计算可得:(2)倾覆力矩(3)稳定力矩图2-9端墙稳定力矩计算①墙身自重②稳定力矩(4)偏心及应力检算（满足要求）(满足要求）4.6．5端墙和翼墙共同作用时稳定性检算(1)端墙墙背主动土压力端墙总高度为１3.0ｍ，端墙和翼墙共同作用时的计算宽度为:,地震主动土压力：(２)端墙自重(3)翼墙自重(4)滑走稳定检算此时只需要检算抗滑稳定（满足要求)综合以上各项检算,设计数据均符合要求，设计合理。第五章隧道洞身衬砌支护设计5.1隧道衬砌的一般规定（1)隧道应设衬砌，并应优先采用复合式衬砌。(2)隧道采用曲墙式衬砌,IV～V级围岩的衬砌应该采用钢筋混泥土结构。(3)隧道洞门段衬砌应该加强，加强长度应根据地质，地形等条件确定,一般单线隧道衬砌加长长度不应小于5m，双线和多线隧道应适当加长。(４)偏压衬砌段应延伸至一般衬砌内5m以上。(5)硬软地层分界处及对衬砌受力有不良影响处,应设置变形缝。5.2支护形式的选择及参数确定由于该铁路隧道为长铁路隧道，隧道洞口处围岩级别为ＩV~V级，隧道洞身围岩为ＩV~V级围岩。根据铁路使用要求,隧道围岩地质条件和施工条件,按照按照《铁路隧道设计规范》（ＴB10０03－2005)中衬砌结构设计规定,按新奥法原理设计，该铁路隧道应采用复合式衬砌,即由初期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式,其中初期支护采用喷、锚、网、钢拱架支护。（1)各级围岩在确定开挖面时,除应满足隧道建筑界限要求外,还应预留适当的围岩变形量，采用工程类比法确定，可采用下表预留变形量。围岩级别单线隧道双线隧道Ⅱ——10－３０Ⅲ10－303０-50Ⅳ3０-５050-8０Ⅴ5０－８０8０-１２0Ⅵ有设计确定设计确定表5-1预留变形量（mm)（2）双线隧道符合衬砌的设计参数围岩级别初期支护二次衬砌厚度（cm)喷射混泥土厚度(ｃｍ）锚杆钢筋网钢架拱、墙仰拱拱、墙仰拱位置长度（m）间距(m）Ⅱ５-8-局2-２．5１.5--30-Ⅲ8-10-拱２-2.51．2－1．５@25×25-3５45Ⅳ15-2215－２2拱２.5-31-１.2@25x25必要设4045Ⅴ２0-２52０-25拱3-3.５0.8-1＠20x20都设4５4５Ⅵ通过实验确定表格5-２衬砌设计参数注:采用钢架时，宜选用格栅钢架，钢架设置间距为0.5-1.5m。5.3衬砌设计5.３.1设计方法及原理由该隧道的纵断面图可知，该隧道所在地段的主要围岩级别为Ⅳ级和Ⅴ级，衬砌采用工程类比的设计方法,主要参考《双线电化铁路复合式衬砌》专隧（01)０034-15图,由于该隧道进、出口地段处于缓和曲线上,所以该段衬砌需要加宽。5.3.2加宽值计算设计行车时速为v=140ｋm/h(1)公式说明①车辆中间部分向曲线内侧的偏移为:式中——车辆转向架中心距,取18cm；——曲线半径（ｍ)。则（５．1）②车辆两端向曲线外侧偏移为:式中—标准车辆长度,我国取为2６m。所以：（5.2）③外轨超高使车体向曲线内侧倾移为：式中—隧道界限控制点自轨面起的高度;—曲线外轨超高值，其最大值不超过15cm,且其中——铁路远期运行车速，。由于在我国铁路标准设计中，是将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动角求得的,可近似取(５．3)即内侧加宽(5.４)外侧加宽（5.5)本设计按外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高来计算的,所以内外侧线路中线的加宽值为:式中—车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取3６0cｍ;—外侧线路的外轨超高值(ｃｍ)；——曲线半径(m)。所以（5．6)总加宽（5．7)5.3.3计算过程由于该隧道为双线铁路隧道,Ⅴ级围岩；,行车设计速度为v=140km/h。将数据代入（5.1)式中可求得代入(5．2)式中可求得代入（5.3）式中可求得代入（５.４)式中可求得代入（5．5）式中可求得代入（5.6)式中可求得代入(5.7)式可求得总加宽1)曲线隧道中线与线路中线偏移距离计算从以上的计算可知，曲线隧道内外侧加宽值不同；断面加宽后,从隧道中线对应位置应分别向内侧线路和外侧线路偏移和值,则:双线曲线隧道，内侧线路中线至隧道中线的距离为（5．8）双线曲线隧道,外侧线路中线至隧道中线的距离为（5.９)有以上计算结果知:代入（5．8）式中求得代入(５.9）式中求得查专隧(0２）0０43—１8图可知加宽值的取值应为。5．4衬砌检算5.4.1检算原理及概述我国现行的《铁路隧道设计规范》中推荐的计算围岩竖向匀布松动压力的公式,是根据3５7个铁路隧道的塌方资料统计分析而拟订的。本设计的衬砌检算,应利用深埋隧道围岩松动土压力的计算方法。５.4.２结构上的作用（１)竖向均布(压力)作用(5.10）当为双线及以上隧道时(５．11)式中—竖向围岩均布压力；—围岩重度;—围岩级别;—开挖宽度影响系数，，为开挖宽度，为每增减时围岩压力的增减率，以为基准，当时,取;当，取。（1）水平均布(压力)作用对于Ⅴ级围岩(５.１2)式中—水平向围岩均布压力;—竖向围岩均布压力。5.4．3荷载计算(１）Ⅴ级围岩,的取值为5.０，围岩重度的取值为20.0。(2)计算围岩竖向松动土压力将数据代入（5.10)、（5.11)式中,得：３）计算围岩水平均布压力将数据代入(5.12）式中,得：(３)水平地震力计算一般只计算水平地震力的作用,对于曲墙式衬砌,初衬:二衬:5.5衬砌类比法5．５.1初衬及二衬类比法由工程类比法拟定,初衬厚度取20cｍ,二衬厚度取40cｍ。根据设计要求:此设计只对Ⅴ级围岩地段的衬砌进行检算。对于初衬，将所求得的水平、竖向松动围岩压力分别乘以系数0.７,来模拟作用于初衬的水平、竖向荷载；对于二衬,则分别乘以系数0.5，来模拟作用于二衬的水平、竖向荷载。初衬及二衬内力,详见初期支护及二次衬砌计算参数表表5.1。表5.1初期支护及二次衬砌计算参数表参数及衬砌节点总数容重（kN/m3)衬砌弹性模量(ｋPa)水平围岩压力(kN）竖向围岩压力(kN)水平弹性抗力系数(kPａ/m)竖向弹性抗力系数(kPa/m)墙角支座宽度（m）初衬37232．10E+076６．9116６.92２0000０2０00000.2０二衬37232.１0E+048.15119．2３20000０2000０00.745.6初期支护及二次衬砌的强度检算５.6．1按破损阶段法进行截面强度检算据《铁路隧道设计规范》规定,双线铁路隧道按破损阶段进行的截面强度检算。依轴力的偏心距的大小有2种情况：(1)抗压强度控制(当时)式中—截面的实际轴力;—《铁路隧道设计规范》所规定的强度安全系数值；—混凝土或砌体的极限抗压强度;—轴力偏心影响系数，可按规范选用或按下式计算：—构件的纵向弯曲系数，对于隧道衬砌、明洞拱圈及墙背回填密实的边墙可取，对于其他构件可按规范取值；—结构的纵向计算宽度(取1ｍ);—截面厚度。(2)抗拉强度控制（当时)式中—混凝土的极限抗拉强度。５.6.2检算过程所需参数取值如下表表5.1检算参数表参数及破坏原因(MPａ)(m)(m)(MＰa)受压2.0１.014.01.０0.２(0.4)--－-受拉3.01.01.０1.0０．2(0．4)--1.3注：“－－”表示不需要该参数或该参数不是固定的值。初衬和二衬的检算过程见附表1—衬砌强度检算表通过计算，其它节点也有同样的结论,但是,初期支护在工程当中通常只起到临时支护的作用,在开挖初期限制围岩的位移量,以充分发挥围岩自稳能力；所以,允许有一定的强度偏差。通过计算,其它节点也有同样的结论；可知二衬满足强度要求。5.６.3初期支护及二次衬砌的单元划分及内力图（1）初期支护单元划分及内力图图5.１初期支护单元划分图图5.２初期支护轴力图(单位：kＮ)图5.3初期支护弯矩图(单位：kＮ·m)(2)二次衬砌单元内力图图5．5二次衬砌轴力图(ｋN)图5.6二次衬砌弯矩图(单位：ｋN·m）(３）内力图说明该处支护结构的检算主要是对隧道进口端Ⅴ级围岩加宽段衬砌的检算,由于加宽段衬砌内轮廓线关于线路中线不对称，所以由检算结果绘制的内力图也是不对称的。5.7隧道围岩压力计算根据《铁路隧道设计规范》(JTＧD7０—２0０4)和《铁路隧道设计细则》（ＪTG–TD7０—2０1０)的有关规定进行各级围岩压力计算。5.７．１围岩压力计算的一般规定（１)作为在隧道支护结构上的围岩压力为松散压力、形变压力、膨胀压力以及冲击压力等。围岩压力计算应综合考虑隧道所处地形条件、地质条件、隧道跨度、结构形式、埋置深度、隧道间距以及开挖方法等因素。（2）隧道围岩压力计算过程中，应符合以下原则:①本规定适用于钻爆法施工的隧道,采用其他施工方法建设的隧道可参考采用。②围岩松散压力为作用在隧道全部支护结构的压力总和。在对初期支护或二次衬砌进行内力计算时，应采用适当的方法进行荷载分配，确定该支护层相应的计算荷载。③当隧道采用光面爆破、掘进机开挖等可减轻围岩损伤破坏的施工方法时，围岩松散压力的计算值可适当折减。（3)埋深较浅的隧道可只计入围岩的松散压力;埋深较大的隧道不仅应计入围岩的松散压力,而且应计入围岩的形变压力;连供隧道、小净距隧道可不计入形变压力。（4)计算围岩压力时各级围岩的物理力学参数宜通过室内或现场实验获取。5.7.2Ⅳ级围岩荷载计算（1）根据《铁路隧道设计规范》和《铁路隧道设计细则》的经验公式计算围岩的垂直均布压力q和水平均布压力e。（2）Ⅳ级围岩垂直均布压力的计算：由的Ⅳ级围岩的垂直均布压力ｑ的值；由相关数据的:＝1＋0.1×(1３-5)=1．8=０.45×23×１.8＝6.48m=21×6.48=1３6.08KN／m2（3)Ⅳ级围岩水平均布压力的计算:由得Ⅳ级围岩水平均布压力值；拱顶水平压力：=０.2×136.08=３4．02KN/m2边墙底部水平压力：=０.2×(136.０8＋2１×8）=７6.02KN/m2为了计算的方便和保证围岩的稳定与安全,Ⅳ级围岩的水平均布压力采用一种值76.02KN／m2进行计算。5.7.3Ⅳ级围岩埋置深度的计算深埋、浅埋隧道分界深度:Hq=2.0hq=2.5×6．48=１6.20m由设计任务书可知，该公路隧道均为深埋隧道。５.8配筋及安全评价５.8.１Ⅳ类配筋及评价（１)Ⅳ类衬砌配筋（主筋）及检算根据内力图可得:最大正弯矩为M=２82131N·m;轴力为Ｎ=-78454４N;最大负弯矩为M=-３２347８N·m；轴力为N=-96３16９N。（２)配筋计算①结构承受最大正弯矩的配筋计算：矩形截面的配筋计算:Mmax=282１３1Ｎ·m;N＝-78４544N。b=1000mm,h=400ｍm，,采用C25的混凝土1>初始偏心距e０：所以不考虑附加偏心矩的影响,;此时的初始偏心矩为:;根据所取的计算模型，因为所以取偏心矩增大系数;②配筋计算:由1>的计算可知:偏心距:;大小偏心距的判别：按《铁路隧道设计规范》(BＴ00０1—20０5）有：所以按大偏心计算。设纵向受拉钢筋的面积为As′(离轴力N比较近）;离轴力比较远的钢筋面积为Ａs；均采用Q23５级钢筋;根据平衡方程得：；;公式中:则且＝2×３5=70ｍm所以x=70ｍm联解以上方程得:式中：；=13９2mｍ2显然有：所以，此处钢筋取：5157０;因此,As=2454mm２(5)非少筋。满足要求!(2)结构承受最大负弯矩的配筋计算混凝土C25，偏心受压,Q23５钢材Mmｉn=-3２３478N·m;Ｎ＝-9６316９N初始偏心距e０:所以不考虑附加偏心矩的影响,;此时的初始偏心矩为：；根据所取的计算模型,因为所以取偏心矩增大系数;②配筋计算:由1＞的计算可知:偏心距:；大小偏心距的判别：按《铁路隧道设计规范》(BT0001—200５)有:所以按大偏心计算。设纵向受拉钢筋的面积为As′(离轴力N比较近）;离轴力比较远的钢筋面积为As;都采用Q23５;根据平衡方程得:；;公式中:由于,且所以x＝71．35mm联解以上方程得:式中：;=2352mm２显然有:所以,此处钢筋取:５2454;因此,As=2945mm2(6)非少筋。所以，满足要求！（3)Ⅳ类衬砌安全性评价：①抗拉检算:最大正弯矩和最大负弯矩都是属于大偏心,由于,不需要检算抗压强度,只要检算抗拉强度和裂缝。根据《隧道设计规范》(JTＧD70—2004）的规定:隧道衬砌大偏心受压混凝土构件，在最后的检算主要是受拉裂缝的检算，主要裂缝检算合格，就可以不验算此项。②裂缝验算:1>最大正弯矩裂缝检算因为：所以需要进行裂缝验算。根据《铁路隧道设计规范》(BT０0０1—2005）的规定：对裂缝进行验算。经计算与查相关数据得：,，γ=1．0，Cs=35ｍm,d=2０mｍ,ρtｅ＝0．01,σs=1８5.81Mpａ，Es=２10Gpa所以计算得：ωwax≈０裂缝满足要求。2>最大负弯矩裂缝检算因为:所以需要进行裂缝验算。根据《铁路隧道设计规范》(BT00０1—2０05）的规定:对裂缝进行验算。经计算与查相关数据得：，.１3,γ=1.0,Ｃs=３5ｍｍ，d=２０mｍ,ρte=0.0１,σs＝1３3.6９Mpａ，Es=210Gpa所以计算得:ωｗax≈0裂缝满足要求。③截面强度检算根据《铁路隧道设计规范》(ＢＴ00０1—２0０5)的有关规定:钢筋混凝土矩形截面的大偏心构件()，其截面强度检算应按照以下公式进行：其中：K－安全系数,按规范有关规定采用;－混凝土弯曲抗压极限强度;—钢筋的抗拉或抗压计算强度；－受拉和受压区钢筋的截面面积；在本设计中，以上参数的取值为:1>最大正弯矩K=2．4，＝1７.0ＭPa,=２35ＭＰa,，,ｂ=１000ｍm,x=70mｍ;代入计算有:左边＝１88２905．６N;右边＝139774０N;显然左边＞右边不满足要求!因此,增大AＳ的面积，取ＡS=４８２6mm2（6);代入计算有：左边＝1８82905.6Ｎ；右边=1955160.0N；显然左边<右边满足要求！2＞最大负弯矩相关参数如下：K=2.4,=１7.0MPａ,=23５MPａ，，b=１000mm,x=７2m带入计算有:左边=2311605.６N右边=1３３9385Ｎ显然左边＞右边不满足要求！因此,增大AS的面积,取AS=7234ｍm2（９)；代入计算有：左边＝231１6０5.6N;右边=2348２４0.0N;显然左边<右边满足要求!因此：对于本设计的衬砌配筋就按以上计算的选取!第六章施工组织设计6.1概述根据本隧道地质情况和设计特点,以保证工程质量和安全生产为目的，按照新奥法的施工原理进行方案制订和组织施工。进洞段采用锚杆作为超前支护，人工配合机械开挖；Ⅳ、Ⅴ围岩段采用长台阶法。洞身开挖是隧道施工的关键工序，开挖方案主要根据围岩的情况确定，根本目的是保证施工人员和工程设施的安全,满足开挖质量要求,经济快速的完成施工任务。该隧道施工按照新奥法的原理，采用光面爆破技术,锚喷初期支护,以量测数据为施工依据。开挖采用钻孔台车和风动凿岩机钻孔实施光面爆破,轮式装载机装碴,自卸车出碴,利用砼喷射手和湿喷机进行锚喷支护。二次衬砌采用9m衬砌台车全断面进行，混凝土采用集中拌合,输送车输送，砼输送泵灌注，插入式振捣器捣实。本隧道掘进采用单向掘进方式施工，当隧道距贯通50m左右,爆破作业时互相提前1小时通知,以免发生意外情况；当距贯通15m时，采用独头掘进方式（为方便排水本隧道拟安排进口顺坡段施工,出口反坡停止掘进，安排其它后序作业)且爆破时提前通知并在停止施工的作业面200m左右设立明显的警戒标志。计划每个洞口平均月成洞40ｍ左右，前一个月进行施工准备,铺设供水管路,建高位水池、拌合站、空压机房等临时设施,高压水池根据现场设置较方便处。平整施工场地，机械设备和人员进场,开挖洞外路基土石方,暴露洞口达到正式进洞条件。6.2施工前的准备工作中标后,安排专人负责配合业主搞好本合同段的临时用地及征地拆迁工作，并立即组织精测人员对设计控制桩进行复测,并将测量结果上报监理工程师及有关部门。做好材料试验、机械进场等开工前的各项准备，上报开工报告。(１)调查施工环境调查有关工程特征与要求的资料；调查线路所在地区自然条件资料；调查施工地区的经济技术条件；了解当地交通运输能力及交通运输状况;调查当地的地材生产供应能力与价格；了解当地民俗、风土人情；调查当地卫生防疫情况,调查其它有可能对施工产生影响的各种因素。(2)规划安排编制实施性施工组织设计和施工方案；编制施工计划安排；做好施工机械设备及主要的检测、测量仪器设备的配置；做好施工任务划分。（3)施工现场准备配合业主完成工地的“三通一平”工作；确定临时占地计划；搞好生产设施及施工营地建设。(４)作业条件准备组织物资的采购、进货与管理；编制施工成本控制计划；雨季、冬季、春节等季节性施工的特殊准备;组织施工设备机械进场;组织施工队伍进场。(5)技术准备会审图纸；进行测量桩撅交接,并布置施工阶段的测量控制网，线路及构造物位置的施工放样;对施工队进行开工前技术交底和培训；组织职工学习有关技术文件并进行安全教育;对原材料进行各项检测试验；选定施工所用的各种配合比。收集施工技术资料；组织有关部门对开工前的工程技术资料进行收集、整理、分类、成册，做到资料齐全,准备充分。对项目说明书、工程数量、设备及主要材料规格数量是否与设计图纸相符,设计图纸进行重点审核,看是否齐全。(6)物资准备对施工中的各种材料、机械需要量及其供应计划、来源、采购、运输等都要做到件件落实。特别要保证五大材料（木材、钢材、水泥、油料、炸药）的需求。对大型机械一定要做好其运进、试运转等工作，并要做好对旧机械的维修、保养工作。6.2.1临时工程临时工程布置本着合理、节约、实用、经济的原则进行,按少占农田,就地取材、满足需要,避免浪费、减少干扰的原则设置,充分考虑王家沟隧道组织快速施工的需要，做好全面的统筹安排。另外还要考虑环境保护的需要。（１)施工运输道路施工道路规划，充分利用既有道路加以改建，减少新建数量,减少支线修建长度,尽量少占田地。(２）施工用水根据现场实地调查,本隧道进、出口基本都临近当地居民的供水设施,完全满足施工使用。(3）临时供电根据现场调查，施工用电采用当地电网与自行发电相结合的供电方式,隧道进、出口分别设400kVA变压器一台,线路分别从就近高压线“Ｔ”接架设，进、出口并分别备30０kW发电机各一台,以预防当地电力不能满足施工需要及电网临时停电。施工现场供电线路均采用三相五线制供电线路,为确保安全,隧道内照明用电及设备用电采用两路供电线路，施工地段照明用电采用３6V低压供电线路。(4)临时通讯隧道洞口处通讯信号网络覆盖较好，指挥部、项目经理部、各施工队相互联系与对外联系采用程控电话与手提电话，洞内采用磁式电话进行联系。(5)生活及办公用房指挥部可在当地市政租赁房屋作为办公及生活用房,各个项目部可在就近租用房屋作为办公及生活用房,隧道施工队办公及生活在隧道进出、口附近修建，山墙及承重墙采用18墙、隔墙采用12墙,石棉瓦顶。（6)生产房屋及场地生产用房分别设在隧道进、出口附近,各隧道施工队分别修建主要生产用房:材料库100m2、水泥库150m2、空压机及发电机房60m2、钢筋棚１00m2、木工棚１00m2、工地试验室50m2、炸药库６０m2、砂石料场150ｍ２、进出口另设充电房80m2。（7）充电站隧道进、出口采用无轨运输，设大型充电站，充电设备可按实际配备。(8）空压机房隧道进、出口及斜井分别建空压机站,每站设22m3/h电动空压机2台,供隧道钻眼、喷射砼及锚杆施工使用，另外为解决临时施工需要,进、出口及斜井分别备12ｍ3／h内燃空压机4台,空压机台数按实际使用灵活配备。(9)搅拌站本隧道砼施工采用自动计量的集中式拌合站拌合，进、出口及斜井分别设置实际生产能力为35m３/h拌合站一座，每个项目经理部配置碎石破碎筛分系统一套。(１0)洞内排水由于本隧道纵坡为单一坡段,出口施工为顺坡地段,采用自然排水,在隧道一侧设排水沟引出。进口施工地段及中部斜井及正洞施工为反坡排水,设集水坑,用潜水泵抽排洞内积水。(11）场地布置及硬化施工场地布置尽可能不占用农田，尽可能与当地政府部门及居民协商,妥善解决争执问题,尽可能不干扰当地生产生活。施工场地所有生活及办公区域均采用5cｍ厚水泥砂浆硬化，钢筋、木材加工场、材料堆放场及机械停放场地采用10cm厚砼地面。６．３施工进度计划6.3.1工期安排计划开工日期:２０07年11月14日;竣工日期：2008年12月18日;总工期:400天，其中施工准备3个月,施工期约9个月，工期收尾1个月。6.3.2具体安排第一阶段：施工准备阶段,主要完成施工便道、供水、供电、生产生活用房、交接桩撅和本合同段线路复测及控制测量、复核技术资料、混凝土配合比的选择及进场材料的试验、办理征地拆迁以及解决通讯、组织机械设备、人员、材料进场等。自20０7年11月1４日至20０８年1月14日,拟用三个月时间。第二阶段:主体工程施工阶段,主要完成隧道洞门、洞身开挖及接线道路和管理房土建及部分安装，自2０0８年1月１4日至200８年11月18日，拟用10个月时间。第三阶段:工程收尾移交阶段,主要完成本标段现场清理、整修,竣工资料整理编制及验交等工作。自2008年11月18日至２008年12月8日，拟用1个月完成。6.3.3主要项目施工进度计划(１）主要项目施工进度计划见表6.４:表6.４施工进度计划表序号工程项目开始时间完成时间工期（月)１施工准备2007.11．１4２00７．2.1４3２洞口开挖2008.2.1420０8.6．255４洞身开挖洞身衬砌2008.6.222０08.11.17５8竣工交验２008．11．172008.１2.81(2）Ⅴ级围岩开挖长度共1３0米,台阶法开挖作业循环时间表见表6.5:表6.5开挖作业循环时间表序号工序名称Ⅴ级围岩1测量60min2超前小导管２40min3钻孔２40min4装药爆破15０mｉn5通风排烟60min6清理危石６0ｍin7初喷90mｉn8出渣300min9支护3００ｍin10循环进尺3.5m1１日进尺3.５m12月均进尺1０５m(3)Ⅳ级围岩开挖长度共100米，Ⅳ级围岩台阶法开挖作业循环时间表见表6．６:表6．6开挖作业循环时间表序号工序名称Ⅳ级围岩1测量6０min２超前小导管1８0ｍiｎ3钻孔180mｉｎ４装药爆破120min5通风排烟60min6清理危石30miｎ7初喷6０min8出渣２40min9支护240min10循环进尺５.０m11日进尺5.０m1２月均进尺1５0m(４)劳动力组织计划，见表6.7表6．7施工队伍安排、劳动力配备及任务划分表序号施工队伍人数任务划分1隧道施工一队15进口隧道开挖、支护、衬砌、水沟电缆槽2隧道施工二队15出口隧道开挖、文护、衬砌、水沟电缆槽3综合施工保障队1０钢筋加工、进出口连接线、混凝土的制备4房建施工队15管理房施工5机械运输队１5隧道出渣、混凝土及其它材料的运输6合计7０注：表中人数为施工队高峰人数。本工程主要劳动力配置表表6-8序号工种数量(人）隧道队综合队1爆破工2隧道队30人综合队10人2风枪手23喷锚工44钢筋工４５电焊工26砼工47架子工48模板工４9砌石工3１0修理工111电工1１２钳工21３管道工3１4其它工种９15各种台车司机２16装载机司机217挖掘机司机218各种汽车司机3２0推土机司机32１空压机司机２22拌合机司机２23砼输送泵司机224起重机司机22５配料机司机226压纹人员127测量人员228试验员12９安全员２30质检人员131管理人员2(5）施工主要机械设备表表6-９施工主要机械设备表序号机械名称规格单位数量备注1变压器Ｓ8250KＷ/10台1２空压机４Ｌ-20/8台13挖掘机EＸ2００-1台14装载机ZL-50台15装载机ZL－40台16自卸车东风EＱ14０5T台27电动搅拌机Ｊ２C35０台18电动搅拌机MODEL台１9喷浆机PZ-5８台2１０电焊机BX1-５00台２11电焊机BＸ６-３0０台2１2砼输送泵ＨBT60台11３发电机７5ＫＷ台1备用14空压机内燃12m３/ｈ台1备用6.4隧道施工方案(1)白石河二号隧道采用新奥法施工，衬砌部分按喷锚构筑法施工，采用复合式衬砌。本合同段分别由进出口相向掘进。施工过程中采用超前预报系统进行地质超前勘探。主体工程采用“两头掘进，分部开挖作业,仰拱超前,衬砌完善配套”的施工方案。总体实施掘进(钻爆、无轨运输出渣)、支护(管棚、拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、振捣)三条机械化作业线。隧道地质差的地段,采取仰拱及时封闭，隧道初期支护采用先拱后墙的顺序,二次衬砌采用拆装式整体式衬砌台车，全断面衬砌,人工配合机械化作业。及时进行围岩量测，并根据量测反馈的围岩变形信息,调整支护参数，确定二次模注混凝土时间。通风采用大功率通风机、大口径软管、压入式隧道供风技术。(2)Ⅴ级围岩采用风动凿岩机打眼;IV级围岩采用电脑控制三臂液压钻孔台车打眼，非电毫秒雷管微震控制光面爆破。(3）超前支护采用液压钻孔台车及注浆机施作超前导管，初期支护采用锚杆钻机打注浆锚杆,喷射混凝土采用湿式喷射法，由泵送、湿喷两用机与喷射机械手联合作业。人工架立钢支撑,出渣运输采用装载机装渣，采用19ｔ自卸汽车完成无轨运输施工。(4）衬砌混凝土采用商品混凝土,混凝土搅拌运输车,混凝土输送泵、大模板整体液压衬砌台车(自制)完成全断面衬砌一次成型。６．5洞口工程６.5.1施工方案根据工程类比及白石河二号隧道进出口位置的具体情况，进洞前先完成地表排水系统,采取分层开挖,分层支护,自上而下，边挖边护的洞口加固处理方法：洞口仰坡按照设计采用锚、网喷混凝土加固技术，进出口边仰破挖方在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机配合自卸车装运弃渣至指定弃渣位置，人工辅助修坡。不能直接用机械开挖的次坚石采用定向弱爆破，人工辅助机械装运弃方。进洞采用先施作超前小导管,弱爆破,短进尺,快循环，早封闭的施工方案。6.5.2进口施工方法进口位于Ⅴ级围岩地段，洞口处地形狭窄,该处地形等高线与线路走向有交角（约45°)，在洞门施工时要注意偏压的影响，又处于缓和曲线上，施工时要考虑加宽，施工时只要稍加注意附近的建筑物影响即可,采用三臂液压台车全断面开挖。边仰坡按照设计图上所要求进行开挖防护。6.5.3出口施工方法隧道出口端位于Ⅴ级围岩地段，洞口处地形宽阔，仰坡较陡峻,施工时注意尽量少扰动围岩，然后进行扩挖至全断面。边仰坡按设计要求进行开挖防护。6.5.4洞门施工在明洞施工完后进行，安排合理时间进行洞门施工。并做好景观设计，同时恢复植被,搞好绿化。进口洞门按照设计要求采用耳墙式洞门，出口洞门设计采用翼墙式洞门,所用材料主要为C２０混凝土和Ｍ15水泥砂浆砌片石。模板采用大块组合钢模板，一次整体灌注成形。６.６洞内布置6．6.１风水电管线布置图６.1风、水、电管线布置见示意图６.6.2洞内施工通风与防尘按照工程类比，该合同段施工供风、通风以管道通风为主,加强机械废气净化，减少污染源。(1）洞内施工供风施工供风采取在洞口两侧安装２0ｍ３／mｉn电动空压机，建高压风站，通过φ200钢管接至各施工部位，由高压橡胶风管再连接到风动机具进行施工。(２）洞内施工通风排烟采用压入式通风，选用满足要求的一定型号的加速风机及通风软管进行施工。(3）施工防尘方案施工防尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合,在距掌子面３0m外边墙两侧各放一台水幕降尘器，爆破1０min打开阀门，放炮30mｉn后关闭。６．６.3施工排水布置原则白石河二号隧纵断面坡道形式为单面坡,施工过程中,进口段在顺坡位置,可挖排水沟，通过自然排水，到处洞外。对于出口段及多工作面开挖产生的施工废水可以在洞内设集水井汇水，由泵抽水至洞外。为减少污染，需在洞外修建污水处理池,经净化沉淀后,然后再利用或排放。6.7洞身开挖作业6.7.1隧道开挖方法隧道开挖作业根据不同围岩类别分别采取不同的开挖方法Ⅴ级围岩地段，采用短台阶法施工，需要时保留上台阶核心土，上下断面采用平行作业；Ⅳ级围岩采用短台阶法,微震控制光面爆破开挖。Ⅴ级围岩地段爆破施工，采用人工风动凿岩机钻孔,Ⅳ级围岩采用先进的电脑控制液压台车钻孔。为了解决上下断面施工的相互影响，要设置由上半断面过渡到下半断面的坡道，将上台阶的石碴直接装车运出。过渡坡道的位置可按照施工现场的具体情况，可设在中间，也可交替地设在两侧。6.7.2光面爆破施工工艺(１)放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廊线，标出炮眼位置，其误差不得超过５cm。在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。(2）定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3cm和5cm以内。(3）钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要有丰富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角(眼深3ｍ时,外插角小于３°;眼深5m时,外插角小于2°),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15ｃm。同时,应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。(4）清孔装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。(5)装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。(６）联结起爆网络起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑肤布包扎在离一簇导爆管自由端1０ｃｍ以上处。网络联好后,要有专人负责检查。(7)瞎炮的处理发现瞎炮,应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照有关规范的条款处理。(8)出渣运输采用挖掘机,侧卸装载机，15～19ｔ自卸车配合，无轨运输一次性将洞内弃渣运至指定弃这场,弃渣场事先应按设计要求做好防护。(９)质量检验标准①超欠挖爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量（平均线性超挖)应控制在１0cm(眼深3ｍ)和13cｍ(眼深5m)以内。②半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于８0％，中硬岩石应大于70%，软岩应大于5０％。③对围岩的破坏程度爆破后围岩之上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石)，炮眼利用率应大于90％。6.7.３隧道支护施工方法及工艺(1)喷混凝土①在喷射混凝土之前要按照规范和标准对开挖断面进行检验,按湿喷工艺施工。施工机械采用选定的泵送、湿喷两用机与选定的喷射混凝土机械手。②工艺流程湿式喷射混凝土工艺流程见图6．3：图6．3湿式喷射混凝土工艺流程图（2)钢架施工①格栅支撑计划在工厂加工，人工就地安装成型，装载机配合安装。②施工工艺流程施工工艺流程见图6．4：图6.4钢架施工工艺流程图(3）施工注意事项①安装前分批按设计图检查验收加工质量,不合格禁用。②清除干净底脚处浮渣，超挖处加设钢（混凝土)垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔。③按设计焊定位筋及纵向连接,段问连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装质量。④严格控制中线及标高。⑤拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与拱架密贴。⑥确保初喷质量,钢架在初喷５cｍ后架立。(3)锚杆施工中空注浆锚杆施工工艺,采用风动凿岩机钻孔，专用注浆泵注浆施工。中空注浆锚杆施工工艺流程见图6.5图６．5中空注浆锚杆施工工艺流程图（４）超前小导管施工①施工方法采用现场加工小钢管，喷射混凝土封闭岩面，用凿岩台车钻孔将小钢管打入岩层注水泥浆或水泥一水玻璃双液浆的施工方法。②工艺流程施工工艺流程见图6.6:图6.6施工工艺流程图６.7.4监控量测（1）量测要点①洞内观察开挖工作面的观察,在每个开挖面进行，特别是断层破碎带围岩条件下或浅埋地段，开挖后应立即进行地质调查，并绘出地质素描图。若遇特殊不稳定情况时，应派专人进行不间断观察。②围岩位移量测围岩位移量测是在钻孔中埋入单点或多点位移计以测试岩体内部各点的相对位移。位移量测断面纵向间距一般为净空变化量测断面间距的3~５倍。③隧道内空变位量测和拱顶下陷量量测隧道内空变位量测和拱顶下陷量的量测在同一断面上进行。量测断面的间距与隧道长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关。(2）周边位移测线布置和量测该设计周边位移测线布置采用6条测线,断面测线布置见图6.７:图6.7断面测点布置图说明:①监控量测一方面可以预防隧道施工当中不良地质现象的发生,将损失减少到最小。②另一方面可以确定二衬的最佳施做时间。二次衬砌施做时间应在围岩和初期支护变形基本稳定并具备下列条件后施做:隧道周边位移速率有明显减小趋势;水平收敛(拱脚边墙中部)速度<0.２ｍm∕ｄ;施做二次衬砌前的位移值已达总位移值的80％以上。６.8洞身衬砌施工本合同段洞内衬砌按复合式衬砌施工。采用定型钢模板整体式衬砌台车定位浇筑。6.8.1仰拱施工软弱围岩隧道采用仰拱与铺底先行的施工方案，仰拱与铺底同时施作，距开挖工作面相距5０～１０0m。由工程类比及时施作仰拱,起到早闭合,防塌方,同时能保证洞内道路的畅通，对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。仰拱施作,势必影响到车辆的运行,为此采取防干扰简易平台作为过渡通道，以保证掌子面正常施工。主要施工工序:(1）边墙基底及水沟混凝土施工对要施工地段仰拱的边墙基底及水沟部位先清底，然后立模进行混凝土施工。(2）清底、立模及混凝土施工仰拱平台就位后，进行人工清底，将平台下仰拱底部虚渣清理干净,抽出积水。然后架立仰拱堵头模板。浇筑仰拱及隧道填充混凝土时，采用运输车将混凝土运至仰拱平台,向中间及两侧倾倒，或直接将混凝土泵送至仰拱模板内。用混凝土振动棒将混凝土锥平、振捣。（3)混凝土养护及平台拖移混凝土浇筑完毕后,进行自然养护或洒水养护，达到可以通行运输车辆的强度,然后拖移平台进入下一个仰拱施工。6.8.2洞身衬砌混凝土施工本合同段隧道按喷锚构筑法设计,根据类比法，二次模注衬砌时间应在围岩量测净空变化速率小于0.2mm／d,变形量已达到预计总变形量的80%以上；量变形速率有明显减缓趋势时，方可进行。(1)衬砌设备配置①衬砌台车:隧道采用整体钢模液压衬砌台车衬砌。②混凝土的拌制:采用商品混凝土。③混凝土的运输:隧道采用混凝土输送车运输,输送泵泵送混凝土,插入式振捣器振捣密实。④衬砌台车定位:采用选定型号的激光准直仪导向，现场设工程测试试验室,配齐试验技术人员和设备，负责各种原材料及混凝土的试验工作，确保混凝土衬砌内实外美，断面尺寸准确无误，一次达标。(2）二次模筑衬砌施工工艺流程图图6.８二次模筑衬砌施工工艺流程图6.9隧道防排水本合同段隧道防排水包括洞口段防排水和洞身防排水施工。施工中防排水采取“以排为主，截、堵、防、排相结合”的综合治理措施，与永久防排水统一考虑。6．9.1洞口段防排水洞口段防排水结合地形在洞口洞顶设截水沟,防止雨水对坡面及洞口的危害,对地面洞穴要及时封堵,保证排水畅通，不影响洞口施工。6．9.2洞身防排水洞身段采用复合防水板组成防水层防水，环向透水软管集引水由纵向排水管，横向引水管排到中心水沟中。当隧道内可能发生涌突水地段，先超前探水查明前方地下水分布与水量后,