隧道工程钻爆课程设计任务书13地下空间实用文档

隧道工程钻爆课程设计任务书13地下空间实用文档(实用文档，可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）隧道工程钻爆课程设计任务书13地下空间实用文档(实用文档，可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）课程名称：设计题目:院系：专业：年级：姓名:学号：指导教师：西南交通大学峨眉校区年月日课程设计任务书专业姓名学号开题日期:年月日完成日期:年月日题目隧道钻爆设计一、设计的目的掌握隧道钻爆设计过程。二、设计的内容及要求根据提供的隧道工程，确定各炮眼类型的炮眼数目；编制钻爆参数表；绘制钻爆设计图；绘制爆破网络图三、指导教师评语四、成绩指导教师（签章)年月日隧道概况：某海底隧道的服务隧道处于花岗岩地层，无地下水，隧道为马蹄形断面,采用三班三循环作业，炮眼利用率0。9，采用2号岩石铵梯炸药，药卷直径32mm。其中，围岩级别为Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ级，断面积为24、28、30、32、34m2,月掘进计划为150m、160m、170m。每月施工28d，采用三班三循环作业。要求：针对以上工程，进行其中一种情况的爆破设计，包括计算炮眼数量、确定循环进尺(深度、长度等）、确定各炮眼类型的炮眼数目、分配药量、编制钻爆参数表、绘制钻爆设计图、绘制爆破网络图。任务分工如下表：2021级地下空间本《隧道工程钻爆设计》分工表序号学号姓名围岩级别断面面积/m2月掘进计划/m120217008王继雄Ⅰ28150220217052雍磊Ⅰ28160320217069何钦Ⅰ28170420217424谢强Ⅰ28180520218379赵一铭Ⅰ28190620219062蒋博林Ⅰ30150720219090刘炳男Ⅰ30160820217239冉仙妮Ⅰ30170920217240黄宇鸣Ⅰ301801020217241张阳Ⅰ301901120217242段才茂Ⅰ321501220217243杨永广Ⅰ321601320217244姚俊强Ⅰ321701420217245冯炳南Ⅰ321801520217246王思成Ⅰ321901620217247汤雄飞Ⅰ341501720217248朱睿Ⅰ341601820217249刘怡宁Ⅰ341701920217250郭豪Ⅰ341802020217253梁识Ⅰ341902120217254张志强Ⅲ241502220217255刘洪林Ⅲ241602320217256孙凡Ⅲ241702420217257张一潇Ⅲ241802520217259李建Ⅲ241902620217260段淞元Ⅲ281502720217261谭杰Ⅲ281602820217262王薇Ⅲ281702920217263易兴Ⅲ281803020217264谭嘉伟Ⅲ281903120217266陈洁Ⅲ301503220217267明烜章Ⅲ301603320217268张艳秋Ⅲ301703420217269蒲泽鑫Ⅲ301803520217271郑逍Ⅲ301903620217272邓钰山Ⅲ321503720217273韩蔚Ⅲ321603820217274谈鑫Ⅲ321703920217278李洪宇Ⅲ321804020217281任志坤Ⅲ321904120217282阮宏宇Ⅲ322004220217283赵子卓Ⅲ341504320217286周沁Ⅲ341604420217288陈才Ⅲ341704520217289杨雨Ⅲ341804620217290陈宇宏Ⅲ341904720217292王誉霖Ⅲ342004820217293杨书婷Ⅳ241504920217295黄梓翱Ⅳ241605020217296彭涛Ⅳ241705120217297梁有恒Ⅳ241805220217298刘梦Ⅳ241905320217299陈珂卿Ⅳ242005420217300曹家瑞Ⅳ281505520217301刘婧瑞Ⅳ281605620217302陈金Ⅳ281705720217303余杰Ⅳ281805820217304梅豪Ⅳ281905920217305杨凌俊Ⅳ282006020217306谢铭勤Ⅳ301506120217307安志鋮Ⅳ301606220217308蓝雄Ⅳ301706320217309施辉富Ⅳ301806420217311孙朕Ⅳ301906520217313刘彻德Ⅳ302006620217317李文杰Ⅳ341506720217318李沛洲Ⅳ341606820217319马恺悦Ⅳ341706920217320白果Ⅳ341807020217321任端城Ⅳ341907120217322张琳Ⅳ342007220217323资晓鱼Ⅳ381507320217324车宗忆Ⅳ381607420217325王清Ⅳ381707520217326王泓颖Ⅳ381807620217327燕泉文Ⅳ381907720217328刘浩Ⅳ382007820217329朱珂雨Ⅳ421507920217330杨思澳Ⅳ421608020217331王自云Ⅰ501908120217332尹艺璇Ⅰ551858220217333朱俊奇Ⅰ601808320217334胡洁Ⅰ651758420217335飞超Ⅰ701708520217337王彪Ⅰ751658620217338伍星玥Ⅰ801608720218543张景轩Ⅰ85155隧道爆破设计实例工程概况某隧道穿越无区域性断裂构造地带,围岩较为破碎，裂隙较发育，普氏系数f=8～10。地下水以基岩裂隙水为主,水量较发育.隧道内围岩以Ⅳ类围岩为主，主要为片麻岩。隧道断面设计为半圆拱形,底宽B=4。5m、高H=4.0m。施工方案选择为了保证隧道开挖质量，又能加快施工工期,采用全断面光面爆破施工方案。每月施工28d，采用4班循环掘砌平行作业,月掘进计划进尺为210m.爆破参数选择1、计算炮眼数NN——炮眼数目,不包括未装药的空眼数。q--单位耗药量S--开挖断面积，m²。τ—-装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值，可参考表1γ-—每米药卷的炸药量，kg/m，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表2开挖断面单位炸药消耗量根据表5—-5选取，q=1。4kg/m³。表5—-5隧道爆破单位耗药量（kg/m³)掘进断面积/m²围岩类别Ⅳ～ⅤⅢ～ⅣⅡ～ⅢⅠ4～61.51.82。32.97～91.31.62。02。510～121。21。51。82.2513～151.21。41.72.116~201。11。31。62。040~431。11。4装药系数τ根据表5——3,并综合考虑各类炮眼的装药系数选取，τ=0.43。表5——3装药系数τ值炮眼名称围岩类别Ⅳ、ⅤⅢⅡⅠ掏槽眼0.50。550。600。65～0。80辅助眼0。40。450。500.55～0。70周边眼0.40.450.550.60～0.75根据表5——4选取γ=0。78，代入上式则有个实际取55个炮眼。表5——42号岩石铵梯炸药每米质量表药卷直径/mm32353840444550γ/（kg/m）0。780.961.101.251.521。591。902、每循环炮眼深度本工程的月掘进循环计划进尺为210m，每掘进循环的计划进尺数l=210÷28÷4=1。875m，本设计取炮眼利用率η=0。93，则根据炮眼深度计算式有L＝l/η=1。875/0。93=2。02m实际取炮眼深度为2m，每循环进尺l′=2。0×0。93=1.86m一般深掏槽眼较炮眼深度加深0.15～0。25m。炮孔直径由于地下水以基岩裂隙水为主,水量较发育，因此,选用2号岩石乳化炸药，其药卷直径为32mm,长度为200mm，每卷质量为0.15kg。炮孔过小,不利于装填药卷；炮孔过大,会降低爆破效果和钻眼速度。根据施工单位常用的钻孔设备和选用的药卷直径，确定炮孔直径为42mm.炮眼间距和排距、掏槽眼根据本隧道断面较大的特点，确定采用复式楔形掏槽.共布置10个掏槽眼，其中深掏槽眼6个，眼深在每循环炮眼深度的基础上加深0.2，故深度取2.2m；浅掏槽眼4个，深度取1.0m.、周边眼中硬岩光爆孔间距一般取450～600mm,最小抵抗线取600～750mm。根据实际情况，选取本隧道光爆孔间距为500mm,最小抵抗线为600mm，光爆系数为0.83。周边眼向外倾斜，眼底距轮廓线为100mm。按照隧道周边总长度和炮孔间距，可以计算周边眼个数为实际取31个。、辅助眼为了减小钻眼工作量,加快施工速度，辅助眼间距应适当加大，本隧道布置1圈辅助眼，辅助眼间距为770mm，共布置14个辅助眼.装药量根据装药量计算式，计算一个循环的总装药量Q=qV=1.4×13.3×2.0×0。93=34。6kg由于式中的q是2号岩石铵梯炸药的单位耗药量，所以应换算为2号岩石乳化炸药的装药量。根据表4——2，2号岩石乳化炸药的换算系数e=1.0～1。23，此处取e=1。1。则一个循环的2号岩石乳化炸药总装药量为34.6×1.1=38.1kg。表4——2常用炸药的换算系数e值炸药名称换算系数e值炸药名称换算系数e值2号岩石铵梯炸药1。001号岩石水胶炸药0.75～1.02号露天铵梯炸药1。28～1。52号岩石水胶炸药1.0～1。232号煤矿许用铵梯炸药1.20～1.28一、二级煤矿许用水胶炸药1。2～1。454号抗水岩石铵梯炸药0。85～0.881号岩石乳化炸药0.75～1。0梯恩梯0.75～0。942号岩石乳化炸药1。0～1。23铵油炸药1。0～1.33一、二级煤矿许用乳化炸药1.2～1。45铵松炸药1～1.05胶质硝化甘油炸药0.8~0.89(2）按装药系数计算单孔装药量及总装药量由表5——3查得，掏槽眼装药系数τ=0。5，辅助眼装药系数τ=0.4,周边眼装药系数τ=0。4。为了保证光面爆破效果，周边眼装药系数取τ=0.35.单个炮孔的装药量、装药卷数与装药系数、炮眼深度和单个药卷的长度及质量有关,具体计算如下.4个浅掏槽眼：单孔装药卷数=0.5×1。0÷0。2=2。5卷单孔装药量=2。5×0.15=0。375卷换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0。375×1.1=0。413卷单孔装药卷数=0.413÷0。15=2.75卷实际取为3卷。6个深掏槽眼：单孔装药卷数=0.5×2.2÷0。2=5.5卷单孔装药量=5。5×0.15=0.825卷换算为2号岩石乳化炸药:单孔装药量=0.825×1.1=0.908卷单孔装药卷数=0。908÷0.15=6.05卷实际取为6卷。14个辅助眼：单孔装药卷数=0.4×2.0÷0。2=4。0卷单孔装药量=4.0×0。15=0。6卷换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0.6×1.1=0.66卷单孔装药卷数=0。66÷0.15=4。4卷实际取为4。5卷。31个周边眼：单孔装药卷数=0。35×2。0÷0。2=3。5卷单孔装药量=3.5×0.15=0。525卷换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0.525×1.1=0.58卷单孔装药卷数=0.58÷0.15=3.9卷实际取为4卷。按此计算，每循环进尺的总装药量为Q=（4×0.45)+（6×0.90）+（14×0.675）+（31×0.60）=35.25kg此值略小于按体积公式计算的总装药量，但基本上是一致的，所以按此值进行装填炸药。炮眼布置炮眼面置如图所示，爆破参数见表5——10表5——10参数表炮孔名称炮孔编号孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序掏槽眼1～41.0040.457。201Ⅰ5～102.2060。903Ⅱ辅助眼11～242。00140。6759。455Ⅲ周边眼25~35

46～552.00210.6012.607Ⅳ36～452。00100。606。009Ⅴ合计5535。25炮眼布置图爆破网路及起爆根据爆破器材情况，采用毫秒导爆管雷管1、3、5、7、9段，孔内延期起爆法。各个炮眼所使用的毫秒导爆管雷管段别为：4个浅掏槽眼1～4号使用1段,6个深孔掏槽眼5～10号使用3段,14个辅助眼11～24号使用5段，21个周边眼25~35号和46~55号使用7段，10个底眼36～45号使用9段.采用簇联网路,所有炮眼共分为6簇，除了由掏槽眼组成的一簇包括10个炮眼外,其余各簇都由9个炮眼组成。每簇采用一发瞬发导爆管起爆,6发瞬发导爆管雷管由1发8号电雷管起爆。下图为爆破网路图，采用连续装药结构,反向起爆方式。爆破网路图本科生课程设计课程名称隧道工程学部理工农学部目录TOC\o"1—3"\h\u3728第一部分隧道主体结构设计任务书120621一．课程设计题目12985二．适用专业、班级、时间130032三．课程设计目的及任务119675四．设计方法与步骤56248五．时间及进度安排520514六．建议参考资料526368第二部分隧道主体结构计算书61812.1建筑限界639312.1.1一般规定6112702.1.2隧道总体设计原则6103332。1.3隧道设计技术标准6306562.1。4隧道建筑限界图7189592.2内轮廓图确定8104082。3隧道洞口的设计919182.3。1洞门形式的选择9188272.3.2洞门构造要求9154682。3.3验算满足条件10313932。3.4洞门结构设计计算10301202.4初期支护设计14135842.4。1支护形式的选择及参数确定14125562。4.2Ⅲ级围岩的初期支护设计15275052.4.3初期支护设计及验算17231442。5二次衬砌的计算25305932。6施工组织设计26217432。6。1编制说明2616412。6.2工程概况

2673902。6.3工程特点、难点及施工措施2768施工总体部署

27111202。6.5施工组织机构

2832722.6。6施工组织流程2922364附图3097881、建筑限界图、内轮廓图30323752、洞口立面图30299883、洞口侧面图30269284、复合式衬砌断面布置图30第一部分隧道主体结构设计任务书一．课程设计题目隧道主体结构设计二．适用专业、班级、时间张家界学院学院建筑工程专业三．课程设计目的及任务（一）设计目的:通过本设计掌握：建筑限界和内轮廓图；隧道洞口的设计;隧道洞身的设计及二次衬砌的验算；④施工组织设计。（二）设计任务：1。设计资料(1）隧道总体概况已知隧道为山岭两车道公路隧道，示意简图如图1.1所示。整个隧道原本分为左右线，并且左右线都为相向施工，但本次课程设计只要求设计单洞单向施工到达贯通位置的情况，只要求设计主洞的一般断面，不要求设计紧急停车带与横洞等附属洞室。隧道采用新奥法理念施工，隧道采用复合式衬砌，设计使用年限为100年.图1.1隧道示意图表1.1不同的围岩级别文中简写表示意义围岩情况描述Ⅲ级Ⅲ级围岩砂岩，岩体较完整，块状结构Ⅳ级Ⅳ级围岩页岩，岩体局部破碎，层状结构Ⅴ级Ⅴ级围岩砾岩，岩体破碎，泥质胶结表1.2围岩计算参数围岩级别重度(kN/m3）弹性抗力系数（MPa/m）变形模量（GPa）泊松比内摩擦角（°)粘聚力(MPa）Ⅲ级围岩251200200.3501。5Ⅳ级围岩2350060.35390.7Ⅴ级围岩2020020.45270。2表1。3不同的设计行车速度文中简写表示意义速A设计行车速度为100km/h速B设计行车速度为80km/h速C设计行车速度为60km/h表1。4不同的隧道设计长度文中简写表示意义长A表示隧道设计长度1500m长B表示隧道设计长度2500m长C表示隧道设计长度3500m注：洞口段可选为40m长（2)隧道洞口段依据规范设计洞门并对洞门挡土墙进行验算。洞门挡土墙的倾斜度与嵌入基底深度根据规范选定。图1。2埋深示意图表1。5不同的洞口段埋深文中简写洞口段埋深（m)洞口A2.5洞口B3。5洞口C4.5(3）隧道洞身段根据围岩级别与隧道洞身段埋深计算围岩压力,根据《公路隧道设计规范》185页的荷载分担比例表，确定初期支护与二次衬砌的荷载分担比例。根据规范选定初期支护与二次衬砌的设计参数。表1。6不同的洞身段埋深文中简写隧道洞身段埋深（开挖轮廓线拱顶至地表的距离）洞身A15m洞身B30m洞身C50m洞身D70m洞身E90m洞身F120m(4)验算二次衬砌的强度目前数值模拟软件已经广泛应用于隧道设计中,确定二次衬砌的设计参数后,最好用某一种数值模拟软件计算二次衬砌的内力,进一步验算二次衬砌所有截面的强度。由于本次课程设计时间短，没有足够的时间学习数值模拟软件,因此下面假定已经计算出了二次衬砌的内力（二次衬砌的设计参数与荷载不同,计算出来的内力也不同），同学们按照图中指定的截面，验算二次衬砌在这一截面的强度，目的是掌握计算原理与思路。图1。3二次衬砌验算指定截面(注:你设计的二次衬砌可能有仰拱也可能无仰拱，但不影响这里的验算)表1。7不同截面的二次衬砌内力文中简称轴力(kN）剪力（kN）弯矩（kN×m）截面A—2506-64—43截面B—208614526截面C—2823—5110（5）施工组织设计施工组织设计包括施工方法、各工序施作时机、人员配备、主要材料、机械设备、进度计划等.每个人的隧道围岩级别、隧道埋深与隧道长度等不同，因此制定的隧道施工组织设计也应不同。2.设计工作及要求每个人针对的工程情况均有不同之处(详见下表)，自己只做自己对应的工况,不要抄袭别人的设计。表1.8设计分组情况一览表学号设计工况1，16，31,46Ⅲ级速C长A洞口A洞身A截面A2,17，32，47Ⅳ级速B长C洞口B洞身B截面B3,18，33，48Ⅴ级速A长C洞口C洞身C截面A4，19，34，49Ⅲ级速C长A洞口A洞身D截面C5，20，35，50Ⅴ级速B长B洞口C洞身E截面B6，21，36，51Ⅳ级速C长C洞口B洞身F截面C7,22，37，52Ⅳ级速A长B洞口B洞身B截面A8，23,38，53Ⅲ级速A长A洞口A洞身C截面A9，24，39,54Ⅴ级速B长A洞口C洞身D截面B10，25，40，55Ⅳ级速C长C洞口B洞身E截面C11,26，41，56Ⅴ级速A长B洞口C洞身F截面A12，27，42，57Ⅲ级速C长A洞口A洞身A截面C13，28，43，58Ⅴ级速B长B洞口C洞身C截面B14,29，44,59Ⅲ级速C长C洞口A洞身A截面C15，30，45，60Ⅳ级速B长B洞口B洞身B截面B每位同学均应根据上表的分组名单与对应设计时速完成本设计，应完成的设计工作包括：（1)根据隧道概况,选择隧道限界,确定隧道内轮廓尺寸,绘制隧道建筑限界图及内轮廓图。（2）设计隧道洞门（如采用端墙式洞门、翼墙式洞门等），并验算洞门挡土墙,绘制隧道洞门立面图与侧面图。(3）计算隧道洞身段的围岩压力，根据《公路隧道设计规范》185页的荷载分担比例表，确定洞身段初期支护与二次衬砌的荷载分担比例.根据规范选定洞身段初期支护与二次衬砌的设计参数，绘制洞身段复合式衬砌横断面布置图.(4）验算指定截面的二次衬砌强度，如果强度不合格,指出应采取的措施。（5）编制施工组织设计，内容既包括进洞方法与超前支护措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作时机、人员配备、主要材料、机械设备、进度计划等。3.图纸要求采用3号图纸，比例自行确定.4.应提交的设计成果应提交给指导老师的设计成果包括：（1）设计说明书一份,包括前述应完成设计工作的各项内容，内容详细充实，能体现出设计的具体过程，写明设计参数的选择依据，特别要详细写明洞门挡土墙验算、围岩压力计算、二次衬砌截面强度验算等计算过程。（2）设计图纸一套，包括前述应完成设计工作的各项图纸，要求线条清晰、整洁美观，符合有关制图规范及比例要求。图纸首先采用计算机CAD绘制，然后一律采用A3图纸打印出来上交。四．设计方法与步骤（1)根据隧道概况,选择隧道限界，确定隧道内轮廓尺寸，绘制隧道建筑限界图及内轮廓图。(2）设计隧道洞门（如采用端墙式洞门、翼墙式洞门等),并验算洞门挡土墙,绘制隧道洞门立面图与侧面图.(3）计算隧道洞身段的围岩压力，根据《公路隧道设计规范》185页的荷载分担比例表，确定洞身段初期支护与二次衬砌的荷载分担比例。根据规范选定洞身段初期支护与二次衬砌的设计参数,绘制洞身段复合式衬砌横断面布置图.（4）验算指定截面的二次衬砌强度,如果强度不合格，指出应采取的措施。（5)编制施工组织设计,内容既包括进洞方法与超前支护措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作时机、人员配备、主要材料、机械设备、进度计划等。五．时间及进度安排1.布置设计内容及准备相关参考书、设计规范：0.5天2。建筑限界和内轮廓图：0.5天3。洞口设计：1天4.洞身设计：1天5.二次衬砌验算及施工组织设计:1.5天6.完成设计说明书及相关图纸：0。5天六．建议参考资料1.《隧道工程》，陈秋南.北京：机械工业出版社，2021.2.《公路隧道设计细则JTG/TD70-2021》，中华人民共和国交通运输部,北京：人民交通出版社，2021。3.《公路隧道设计规范JTGD70-2004》，中华人民共和国交通部,北京：人民交通出版社，2004。4。《公路隧道施工技术规范JTGF60—2021》,中华人民共和国交通运输部，北京：人民交通出版社,2021。5。《铁路工程设计技术手册-隧道》，北京：中国铁道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏.长沙：中南大学出版社,2003。第二部分隧道主体结构计算书2.1建筑限界2。1.1一般规定隧道设计应满足公路交通规划的要求，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《公路工程技术标准》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隧道总体设计原则（1)隧道设计遵循充分发挥隧道功能,安全、经济建设隧道的基本原则.设计中有完整的勘测、调查资料,综合考虑地形、地质、水文、气象和交通量及其构成，以及营运和施工条件，进行多方案的技术、经济、环保比较，使隧道设计符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求.(2）隧道主体结构按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；加强隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与通风、照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调，形成合理的综合设计。对有关的技术问题开展专项设计和研究.（3)隧道土建设计体现动态设计与信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案.（4)隧道设计贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地采用新技术、新材料、新设备。（5)隧道设计必须符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求。注意节约用地，保护农田及水利设施,尽量保护原有植被，妥善处理弃渣和污水.2.1。3隧道设计技术标准（1）公路等级：一级公路.(2）隧道设计速度：60km/h。（3)隧道建筑限界标准见表2。1。（4）隧道纵坡不应小于0。3％，一般情况不应大于3%，对于受地形限制的中、短隧道可适当加大，不宜大于4%。本隧道为短隧道。（7）设计荷载:公路－I级。2。1。4隧道建筑限界图可确定限界参数如表2。1所示：设计速度（km/h）车道宽度W侧向宽度L检修道J左侧右侧左侧右侧6020.500.750.750.75表2。1建筑限界设置（单位：m）隧道建筑限界净宽:9。75m，净高：4.5m。因为本隧道为两车道的短隧道，所以本隧道不设置紧急停车带和横向通道。建筑限界如图1。1。图2。1隧道建筑限界2。2内轮廓图确定根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）规定,隧道的内轮廓拱部为单心半圆=514cm,侧墙为大半径圆弧=764cm,仰拱圆弧半径=1500cm,仰拱与侧墙间用一个小半径圆弧连接=100cm。两车道的60km/h标准内轮廓图如图2.2.图2。2隧道内轮廓图2。3隧道洞口的设计2.3.1洞门形式的选择隧道进口位于Ⅲ级围岩中，结合洞口排水要求，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，综合考虑，该隧道进口洞门采用“端墙式洞门"。端墙式洞门简图见图2。3。1.图2.3。1端墙式洞门简图2。3.2洞门构造要求(3）洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地基及地形条件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定。基底埋入土质地基的深度不小于1。0m,嵌入岩石地基的深度不小于0.5m;基底标高应在最大冻结线以下不小于0.25m。基底埋置深度应大于墙边各种沟、槽基底的埋置深度。(4）松软地基上的基础，可采取扩大基础措施。2.3.3验算满足条件采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。验算时应符合表3。1和表3。2(《公路隧道设计规范》JTG－2004）的规定，并应符合《公路路基设计规范》、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》的有关规定。2。3。4洞门结构设计计算1、计算参数确定（1）边、仰坡坡度1：0.1；（2）仰坡坡率1:0.5;(3）地层容重;（4）地层计算摩擦角；（5）基底摩擦系数0。6；(6）基底控制应力.2、建筑材料的容重和容许应力（1）墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100,水泥砂浆的强度等级为M10。(2）容许压应力，重度。3、洞门各部尺寸拟定端墙式洞门的正墙斜度取1：0。1，仰坡坡率取1：0.5，设端墙厚度为B=2。0m，设基础埋深为1。8m（其中基底采用阶梯状扩大基础，其中上层阶梯为0.3m。下层阶梯为0。7m，基底宽度为)，预留变形量为0。05m,衬砌厚度为0.5m,其中衬砌拱顶到截水沟沟底的距离为1.1m,截水沟厚度为0.2m,截水沟沟底到仰坡坡底的距离为0。5m，仰坡坡脚到洞门墙背的水平距离为a=2m,设墙H=12m。本隧道取条带宽度b=1m.图2。2洞门侧视图1、洞门土压力计算边坡坡率1:0.5，查表最危险破裂面与垂直面夹角:(3.2）==0.266故:土压力系数按下式计算：（3。3）洞门土压力按下式计算：（3。4)δ为墙背摩擦角墙体自重按下式计算:（3。5）2、洞门抗倾覆验算根据公式（3.6）（3.7）（3。8）故：满足抗倾覆要求.3、洞门抗滑移验算（3。9)故满足抗滑动要求。4、基底合力偏心矩验算与基底承载力验算设作用于基底的合力法向分力为，其对墙址的力臂为，合力偏心距为e，则：（3。10)满足计算要求(3.11）可得：符合地基承载力要求。5、墙身截面偏心矩验算及强度验算墙身偏心矩:(3。12）式中：-—计算截面以上各力对截面型心力矩的代数和；—-作用于截面以上垂直力之和.将数据代入墙身偏心矩的公式，得可：所以计算结果满足要求。应力：所以计算结果满足要求。经验算,翼墙的验算也满足要求.2。4初期支护设计2.4。1支护形式的选择及参数确定隧道洞口处围岩为Ⅲ级围岩,隧道洞身围岩为Ⅲ级围岩，隧道采用复合式衬砌支护，即由初期支护、二次衬砌以及中间防水层组合而成的衬砌形式进行支护。同时还采用大管棚、小导管等预支护措施.其中初期支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢拱架支护。根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）的有关规定,二车道复合式衬砌在Ⅲ级围岩条件下.初期支护采用喷锚支护方式，初期衬砌厚度10cm，二次衬砌厚度35cm；锚杆采用中空注浆锚杆,锚杆的直径为20mm，长度为300cm，钢筋网直径为10mm。二次支护为模筑混凝土，混凝土的强度等级为C35，厚度为10cm.2。4.2Ⅲ级围岩的初期支护设计1、隧道的深浅埋确定：深埋和浅埋隧道的分界,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.在Ⅲ级围岩条件下:式中:深浅埋隧道的分界深度;荷载等效高度，。已知在Ⅲ级围岩下，隧道宽度为,围岩容重为，则围岩的坍塌高度为：式中：围岩的级别；围岩的重度;隧道的宽度；每增减时的围岩压力的增减率，当m时取.荷载等效高度：故分界深度：埋深，小于，属浅埋隧道.2、隧道围岩压力的确定Ⅲ级围岩的围岩压力计算：根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）,Ⅲ级围岩物理力学指标值：重度，弹性抗力系数，变形模量,泊松比，计算摩擦角，内摩擦角,粘聚力。图2.4。1浅埋隧道围岩压力计算隧道埋深H=2.5m,小于等效荷载高度，荷载视为均布垂直压力，按下式计算：（4。1）式中:q--垂直均布压力（）;——隧道上覆围岩重度（)；H—-隧道埋深（m），指坑顶至地面的距离。图2。4。2浅埋隧道支护结构上的荷载侧向压力e按均布考虑时其值为：（4.2）其中：2。4。3初期支护设计及验算本隧道处在Ⅲ级围岩中,开挖半径为5.64m（R1=5。14m，预留变形量50mm，初期衬砌厚度10cm，二次衬砌厚度35cm)，现以Ⅲ级围岩取最大埋深1。5m处计算：支护材料取喷射混凝土采用C25，厚度为10cm，钢筋网选用HPB235钢筋，钢筋直径10mm，网格间距25×25cm。锚杆为全长粘结型，长度3m，直径20mm,间距1m×1m,选用HRB335，带垫板，其尺寸为150mm×150mm×6mm.钢支撑选用工字钢，每榀间距1m。采用剪切滑移破坏法计算:图2。4。3剪切滑移破坏法示意图1、喷混凝土提供的支护抗力P1值（为围岩的内摩擦角)其中，为剪切滑移面与最小主应力轨迹线成角，a、均见图2。4.1，b为剪切区高度.为加固带高度,取l为形成加固带时锚杆的有效长度,t为锚杆横向间距（见图4.3），则有：（4。5)得：将所有数据代入式得:计算时可换算成相应的喷混凝土支护抗力,即（4。6）式中：——每米隧道钢材的当量面积,此处取35。58cm2；得：代入式中，得:2、锚杆提供的支护抗力P3值锚杆受力破坏有两种情况:（1)锚杆体本身的强度不足而被拉断.这种情况下锚杆提供的平均径向支护抗力：(4。7)式中F——锚杆的断面积；--锚杆的抗拉强度；e、t—-锚杆的纵向及横向间距.则锚杆粘结破坏,即砂浆锚杆与孔壁之间的粘结力不足而破坏。这种情况下锚杆提供的平均径向支护抗力：（4。8)式中S——为锚杆抗拔力,即锚杆的锚固力，；D-—钻孔直径,在此设计中取D=60mm；L-—锚固段长度;——孔壁与注浆体之间极限粘结强度，砂岩取=0.85MPa则代入式中得取其中的最小值，则取锚杆提供的平均径向支护抗力。由于在范围内的锚杆才能对剪切滑移体产生抗力，则：3、围岩本身提供的支护抗力P4值剪切滑移体滑动时，围岩在滑面上的抗滑力，其水平方向的分力在剪切区高度b/2上的抗滑力P4为式中——剪切滑移体长度，其值为=8。64——分别为沿滑移面的剪切应力和垂直于滑移面的正应力,它们按摩尔包络线为直线时的假定求出（见图）:由图4.3可知将式中值代入上式,得图2.4。4包络线图式中的为围岩物理力学指标,径向主应力值随剪切滑移面上的位置而变化，难以确定,所以假定等于各支护结构所提供的径向支护抗力之和，即式中—-喷混凝土层提供的支护抗力——钢支撑提供的径向支护抗力——锚杆提供的径向支护力则将值代入式得将代入式得将以上数据代入式得将代入式中，得4、最小支护抗力值Pmin按重力平衡条件求解。塑性区的岩体，随塑性径向位移增长而形成松散区.松散区的岩体由于重力作用而形成松散压力，为保持坑道的稳定，用支护力与它平衡（如图4。5).当处于受力极限平衡状态时，所求得的支护抗力即为.确定的途径有：①由现场实测的塑性区半径r求（按重力平衡条件求）;②根据坑道周边的允许位移值求；③实地量测形变压力作为;④根据围岩特征曲线求。图2。4.5开挖支护后坑道受力示意图当滑移体处于受力极限平衡状态时，选用①途径求得:则式中-—为围岩的重度，此处Ⅲ级围岩,取=25KN/;—-为初始应力，设处于均质岩体中,则——则得：得:即,设计支护满足要求。可得出Ⅲ级围岩条件下的初期支护,见下表：表2。4.1各级围岩初期支护参数表围岩级别喷混凝土钢筋网锚杆钢架设置部位/厚度（cm)网格间距（cm）（环×纵）设置部位长度（m）间距（环×纵)（m)规格每榀间距（m）Ⅲ拱墙、仰拱1025×25拱墙3.01×1I20a工字钢1.0（全环）2。5二次衬砌的计算

Ⅲ级围岩中，采用复合式衬砌，初期支护按照工程类比法设计，二次衬砌采用荷载结构法计十算，根据《公路设计施工规范》，其中Ⅲ级围岩中二次衬砌为完全储备，因此不需要进行计算.图2。5。1《公路设计施工规范》2.6施工组织设计2.6。1编制说明1、编制依据1.《隧道工程》，陈秋南.北京：机械工业出版社，2021。2。《公路隧道设计细则JTG/TD70—2021》,中华人民共和国交通运输部，北京：人民交通出版社，2021.3。《公路隧道设计规范JTGD70—2004》,中华人民共和国交通部，北京:人民交通出版社,2004.4.《公路隧道施工技术规范JTGF60—2021》，中华人民共和国交通运输部，北京：人民交通出版社,2021.5。《铁路工程设计技术手册-隧道》，北京：中国铁道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏。长沙:中南大学出版社，2003。2、编制原则（1）资源节约和环境保护原则。

(2）符合性原则，满足建设工期和工程质量标准,符合施工要求。

（3）标准化管理的原则。

(4）科学、经济、合理的原则.

（5)引进、创新、发展的原则。

（6）“六位一体”管理的原则.

(7）指导性纲领与动态控制相结合的原则。

2.6。2工程概况

1、基本概况

隧道长1500m，为两车道一级公路隧道；Ⅲ级围岩线路长1500m占隧道总长的100%。

2、主要设计技术标准

公路等级：I级。

设计速度目标值：60km/h。3、洞身施工隧道进洞应采取超前锚杆对围岩岩体进行超前预支护，在超前锚杆的支护下再开挖进洞,Ⅲ级围岩要求用交叉中隔壁法法施工，开挖后应立即进行支护,隧道施工时应保证锚杆及喷身混凝土的施工质量。隧道采取喷锚初期支护，初期支护与二次衬砌之间拱墙铺设防水卷材，二次衬砌背后设环，纵向排水系统.出渣运输采用装载机装渣、自卸汽车运输.洞身悬挂风机地段二次衬砌施工必须预埋受力钢花拱。4、隧道衬砌支护结构

隧道采用复合式衬砌。复合衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，拱墙衬砌应一次性浇筑，带仰拱衬砌应先施工仰拱，仰拱应整体浇筑,严禁半幅施工,以确保仰拱施工质量。初期支护采用喷射混凝土，二次浇筑采用模筑混凝土。

2.6.3工程特点、难点及施工措施1、工程特点

该隧道全长1500m，其中Ⅲ级围岩长560m占隧道总长的100%.隧道围岩为砂岩,岩体较为完整，块状结构。2、施工措施（1)针对Ⅲ级围岩，采用台阶法；Ⅲ级围岩采用三台阶法加设临时仰拱,严格控制开挖进尺及时做好支护。

（2）洞身浅埋段：衬砌结构加强等预处理措施。

2.6。4施工总体部署

1、安全目标

无重大及以上施工安全事故，无因建设引起的重大及以上道路交通事故，无重大及以上火灾事故;控制和减少一般责任事故.

2、质量目标

坚持“百年大计,质量第一”的方针,认真贯彻执行国家和铁道部有关质量管理法规,以先进技术和管理经验为支撑，对建设工程质量实施全过程监控，确保主体工程质量“零缺陷”.

按照验收标准，各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100％，单位工程一次验收合格率达到100%。

3、标准化管理目