本科隧道毕业设计

第1章概述近代国家中，所有地区各种特性的产生和开展，都是以交通为前提的。道路隧道作为交通系统重要结构物之一，具有以下优点：提高公路等级和行车舒适性；缩短行车里程，减少汽车损耗，节约能源和运费；降低越岭公路高程，保证常年通车；减少人为公路病害和水土流失；节约土地，保护生态环境。可是，由于受资金限制及其他因素影响，我国在80年代以前的公路建设中很少修建隧道。在许多越岭路段，本来打—个不太长的隧道就能穿过，却往往习惯于用较大纵坡绕行和展线去翻越垭口。这样既增长公路里程，又降低了路线技术等级，并增大了投资及养护费和运输费用。随着公路建设的开展，特别是高等级公路的加速开展，我国公路隧道在数量与规模上有了很大开展，施工技术有了很大提高。目前，隧道工程矿山法施工中．已较普遍采用新奥法；岩石隧道施工采用钻爆法掘进，并开始采用先进高效的掘进机施工；城市道路浅埋隧道明控或盖挖法施工中开始使用地下连续墙．暗挖施工时采用的盾构法和浅埋暗挖法，都已具有了较高的技术水平。本设计拟建之坝口梁隧道属于城口至岚皋公路城口段的重要组成局部。通过对隧道区内工程地质、水文地质及当地自然地貌与气象的考虑并结合平安、经济等方面的因素所设计的分水隧道，将表达出公路隧道便捷、节能、经济、环保等优点。第2章设计依据及技术标准2．1总体设计原那么遵守现行的有关标准、规程，借鉴、参考国内外类似工程的成功经验，结合现场实际情况，隧道按平安、经济、合理、环保的原那么进行设计。2．2设计依据及技术标准设计依据交通部交公路发<2003>356号《关于宁夏回族自治区同心至沿川子公路初步设计的批复》宁夏回族自治区公路堪测设计院《西部大通道银川—武汉公路〔宁夏境〕同心至沿川子高速公路固原—沿川子段〔K150+300—K215+280段〕施工图设计阶段工程地质勘察报告(隧道局部)》《道路工程制图标准》〔GBJ50162-92〕《锚杆喷射混凝土支护技术标准》(9GB50086-2001)《建筑边坡工程技术标准》〔GB50330-2002〕《地下工程防水技术标准》〔GBJ108-87〕《工程建设标准强制性条文〔公路工程局部〕》〔建标[2002]99号〕《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕《公路工程名词术语》〔JTJ200-87〕《公路自然区划标准》〔JTJ003-86〕《公路勘测范围》〔JTJ061-99〕《公路工程地质勘查标准》〔JTJ064-98〕《公路土工试验规程》〔JTJ051-93〕《公路线路设计标准》〔JTJ011-94〕《公路排水设计技术标准》〔JTJ081-96〕《公路隧道通风照明设计标准》〔JTJ026.1-1999〕《公路隧道设计标准》〔JTJD70-2004〕《公路隧道施工技术标准》〔JTJ042-94〕《公路环境保护设计标准》〔JTJ/T006-98〕技术标准(1)公路等级：高速公路〔双洞四车道〕(2)设计车速：8(3)设计交通量：52942辆/日中型车(4)隧道建筑限界：宽10.25m〔单洞〕、高5.0m(5)通风卫生标准隧道内CO允许浓度δ：①正常运营时，洞内CO的设计浓度δ≤225ppm；②交通阻滞时，平均车速vt≤20km/h，阻滞段长度不大于1000m，阻滞时间不超过20分钟，洞内CO的设计浓度δ≤300ppm。隧道烟尘允许浓度K：①正常时K≤0.0075m-1②事故时K≤0.009m-1〔20分钟内〕(6)照明标准：按80km/h计算。第3章工程概况3.1地理位置及隧道概况拟建隧道位于宁夏固原市原州区大湾乡大湾地村北，设计为上下行别离式双洞隧道，上行线进、出口里程桩号为SK181+730~SK182+300，位于R=1200m的平曲线内，长570米，人字形坡,设计纵坡为0.3817～2.2798％；下行线进、出口里程桩号为XK181+560、XK182+230，位于R=983.83m的平曲线内,长685米，人字形坡,设计纵坡为0.3817～2.0614％，其它特征根本同上行线。该线路向进出洞口有收敛之势，两洞轴线相距约80～180米，属浅埋土石混合型中隧道，最大埋深为3.2地形地貌隧址区地处六盘山山脉的东麓开城梁以南。横向上黄土丘陵连绵不断，西高东低，纵向上中间高两侧低，北坡缓，南坡较陡，图区内最高点海拔高程2005.8米，进口处中庄河、出口处红土河河床为相对最低点，海拔高程分别为1922，1909米，相对高差约93～97米，地形起伏。地貌上总体属于六盘山东侧近东西向延伸的黄土丘陵区，中庄河、红土河分别从其北、南两侧流过，切割较深。从地形地貌及堆积物的成因、物质组成看，进洞口位于一无名黄土丘陵北坡，微地貌单元为中庄河二级阶地，出洞口位于南坡，微地貌单元为红土河二级阶地，隧道中部微地貌单元属黄土残塬、丘陵等。3.3气象条件路线所在区域深居内陆，属温带半湿润气候，具有高原气候特点。其主要特征是：冬寒漫长、春秋相连、秋雨绵绵、气候湿润、日照缺乏、无霜期短；春寒、夏凉、秋短、冬长。区内年平均气温为5.8°C，一月份平均气温-7°C，七月份17.4°C，多年极端最高气温为30°C，极端最低气温为-26.3°C，昼夜温差一般在11～18°C。年降水变率大，年平均降雨量自然灾害频繁，主要灾害有旱灾、冰雹、阴雨洪涝、低温霜冻等深1.04米，年均日照时数2237小时左右。第4章.工程地质与水文地质条件4.1工程地质地层岩性隧址区揭露的地层岩性从上到下依次为：(1)Ｑ４al+plＱ４pl+dl亚粘土①：褐黄色，冲洪积物土质均匀，孔隙不发育，一般层厚2～3米，分布于中庄河河床两侧阶地较高处地表，物理力学指标为：天然含水量W=19.8%、天然孔隙比e=0.644、塑性指数Ip=17、液性指数IL=0.2、压缩系数a=0.2MPa-1、压缩模量Es=8.0MPa、剪应力C=37.0KPa、内摩擦角φ=17.2°,稍湿，稍密；洪坡积物颜色变化大，结构致密,土质均匀，含灰绿色、黄色亚粘土斑块，可见黑色有机质斑点。主要分布于冲沟地表，稍湿，硬塑。(2)Ｑ3eol黄土②：褐黄色，土质均匀，结构疏松，针孔及大孔发育，含白色钙质条纹，偶见蜗牛壳，层厚约2.30米，主要分布于黄土残塬、丘陵地表，物理力学指标为：天然含水量W=20.1%、天然孔隙比e=0.65、塑性指数Ip=17.7、液性指数IL=0.1、压缩系数a=0.3MPa-1、压缩模量Es=6.7MPa、剪应力C=22KPa、内摩擦角φ=19°,硬塑，稍湿，具中偏低压缩性。(3)Ｑ3pl+dl亚粘土③：黄褐色～棕红色，土质较均，结构紧密，含白色菌丝体及钙质条纹，见棕红色亚粘土斑点,层厚5.2～10.5米，主要见于钻孔中,南坡局部有出露，主要物理力学指标为：天然含水量W=20.9%、天然孔隙比e=0.619、塑性指数Ip=17.6、液性指数IL=0.2、压缩系数a=0.2MPa-1、压缩模量Es=7MPa、剪应力C=38KPa、内摩擦角φ=17°,硬塑，稍湿，具中偏低压缩性。(4)E3q全风化泥岩夹砂岩④：灰绿色，结构构造已破坏，呈粘土亚粘土状，土质不均，局部见红褐色与灰绿色亚粘土呈互层状，含泥质斑点及泥岩角砾，砂岩夹层厚度大，层厚均匀，一般呈粉砂状，含粗砂砾砂。风化岩体呈稍有压密的大块状，岩心易断易碎，刀切较易，揭露层厚22.5米，局部地表出露面积较大,主要物理力学指标为：天然含水量W=22.4%、天然孔隙比e=0.655、塑性指数Ip=20、液性指数IL=0.2、压缩系数a=0.2MPa-1、压缩模量Es=10.5MPa、剪应力C=26.8KPa、内摩擦角φ=20.7°,稍湿～湿，硬塑～半坚硬，(5)E3q强风化泥岩夹砂岩⑤：棕红色，泥质结构，厚层块状构造，夹灰绿色泥岩斑点，砂岩呈厚层状，砂质结构。岩芯呈短柱～柱状，易断不易碎，刀切不易，层厚约10.00～11.00米，仅见于钻孔中，容重为2.1～2.12g/cm3,抗压强度Rb=1.02～1.28MPa，稍湿～湿，半坚硬，(6)E3q弱风化泥岩夹砂岩⑥：棕红色～灰绿色，泥质结构，块状构造，局部可见砾粒、泥岩团块，岩芯呈柱状，长一般为３０ｃｍ，轻击可断，断面整齐，揭露层厚大于10米，密度为2.04～2.24g/cm3,抗压强度Rb=0.86～1.33MPa。地质构造与地震隧址区位于固原～泾源向斜的东翼，E3q风化泥岩夹砂岩呈单斜状产出，一般倾向南西218，倾角约17°，局部产状略有变化。区内断层、节理裂隙不发育，仅见有两条物探推测断层，里程桩号分别位于K181+600～K181+700、K182+050～K182+150段，从断层性质、规模看，断层对围岩的影响以切割为主，破坏性不大，地表未见有明显错断现象，其存在的可靠性有待于进一步证实。据《西部大通道银川～武汉公路固原—沿川子高速公路隧道及特大桥工程场地地震平安性评价报告》隧址区地震烈度为Ⅷ度。分段工程地质条件与评价上行线:SK181+730～SK181+943.9段：该段围岩长213.9米,埋深0～30米,由全风化泥岩组成,土质均匀，呈亚粘土状，含泥岩角砾，力学性质差,Vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室埋深浅，极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。SK181+943.9～SK182+200段：该段围岩长256.1米,埋深30～40米,由强～弱风化粉砂岩组成，粉砂质结构，厚层块状构造，Rb<1.33MPa，属极软岩，力学性质差,Vp=1000～1780m/s。围岩呈角砾碎石状松散结构,极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部有渗水滴水现象，尤其在砂岩层下部与泥岩接触部位可能会有线状水流出现。属Ⅴ级围岩。SK182+200～SK182+300段：该围岩段长100米,埋深0～35米,由亚粘土、全风化粉砂岩组成,亚粘土层位变化大,硬塑状,湿,全风化粉砂岩，呈粉砂状，均匀，手可捏碎，力学性质两者相差不大,Vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室浅埋时极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。下行线：XK181+555～XK181+753.2段：该段围岩长198.2米,埋深0～31米,由亚粘土、全风化泥岩组成,亚粘土属新近堆积形成,层位变化大,硬塑状,稍湿,全风化泥岩，呈亚粘土状，土质均匀，含泥岩角砾，力学性质两者相差不大,vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室埋深浅，极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。XK181+753.2～XK182+093段：该段围岩长339.8米,埋深27～44米,由强～弱风化泥岩、粉砂岩组成，泥质或粉砂质结构，厚层块状构造，Rb<1.33MPa，属极软岩，力学性质差,vp=1000～1780m/s。围岩呈角砾碎石状松散结构,极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部有渗水滴水现象，尤其在砂岩与泥岩接触部位可能会有线状水流出现。属Ⅴ级围岩。XK182+093～XK182+240段：该围岩段长147米,埋深0～38米,由亚粘土、全风化粉砂岩组成,亚粘土层位变化大,硬塑状,湿,全风化粉砂岩，呈粉砂状，均匀，手可捏碎，力学性质两者相差不大,vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室浅埋时极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。洞口工程地质条件及评价根据工程地质调绘及钻探揭露，隧道上行线进口、下行线出口位于黄土丘陵及冲沟下延局部，地表多田坎，坡度约5°～10°，洪坡积亚粘土、风积黄土层厚度3～6米，地下水位较浅，一般埋深3米，坡形完整，现处于稳定状态，其土石等级属Ⅲ类，洞口开挖时建议边仰坡率为1：1～0.75，同时应切实解决好排水及边仰坡防护问题；上行线出口、下行线进口位于黄土丘陵陡坡坡底，地表多田坎，坡度约12°～15°，洪坡积亚粘土层厚6.5～14.9米，地下水位埋深大于20米，土石等级属Ⅲ类，坡形完整，现处于稳定状态，开挖时建议边仰坡率为1：1～0.75，同时应切实解决好排水及边仰坡防护问题，洞口应防止大量开挖，防止造成山体失稳。4.2水文地质地表水情况隧址区属泾河水系，主要地表水流为中庄河、红土河，呈弯曲状绕隧道北南两侧而过，中庄河水流最近点距隧道下行线出口约285米，流量不大，枯水期易断流。河流侵蚀基准面标高为1909～1922米，两侧阶地对称，水流自西向东。地调时在隧道下行线XK182+100西45米处见一水井，标高为1953.20米，井位于红砂岩中，为一0.5米大小的水坑，深约1米，水质清澈，从位置上看应为基岩风化层由大气降水补给形成的暂时性泉。据调访，推测流量不大于0.1l/s。地下水类型及补、迳、排条件隧道从垭口处穿过一无名黄土丘陵，北坡进出洞口区微地貌单元属黄土丘陵上发育的宽缓小冲沟，主要由全新统洪坡积亚粘土、风积黄土组成，地形多坎、平缓；南坡进出洞口区微地貌单元属黄土丘陵上发育的宽缓冲沟，地表为更新统亚粘土覆盖，局部见上第三系清水营组全风化泥岩裸露；隧道中部微地貌单元属黄土残塬、丘陵，地表以更新统风积黄土为主，基岩埋深浅。从地形地貌及堆积物的成因、物质组成以及地下水出露、钻孔提水试验看，地下水含水层以地表覆盖层及风化层为主，一般弱风化及其下部的泥岩、泥质砂岩均可视为相对隔水岩层。按岩性、地下水出露情况、富水性推测地下水类型以孔隙、裂隙潜水为主，且水位受季节影响，动态变化大。隧址区地表植被不发育，北坡平缓，南坡相对较陡，冲沟发育，地表排泄条件好。天然状态下，河流侵蚀基准面上，主要接受大气降水的入渗补给。降水大局部沿地表斜坡流入沟谷，少量垂直入渗到地表覆盖层及下部岩石的风化层孔隙、裂隙中，在隔水层附近受阻形成暂时性地下水，其中一局部沿潜水面向沟谷流动，形成渗水或暂时性泉，排泄到地表水体中。地下水的流向根本与沟谷坡向一致，但坡度稍缓。地下水涌水量预测通过区域水文地质条件分析、工程地质调绘、试验，我们认为：隧址区地下水以覆盖层松散堆积物，泥岩、砂质泥岩风化层孔隙裂隙为赋水空间，呈不连续的含水体，迳流方向由山脊指向河谷。〔1〕按迳流模数法计算公式，计算结果如下：Q=∑Mn·FnQ——地下水迳流量Mn——计算块段地下水迳流模数Fn——计算块段面积Mn1——地下水迳流模数取30m3/d·KmFn1——从1：10000地形图是量取，面积取0.84Km2代入公式：Q=0.84×30=25.2m3综上所述：进出口Ⅵ级围岩段，洞室浅埋，土体孔隙发育，岩体受节理及风化裂隙构造的影响不完整，随着大气降水的入渗，围岩含少量地下水，洞室以渗水、滴水为主，严重时局部会有线状滴水；Ⅴ级围岩段，主要受岩体节理及风化裂隙构造的影响，围岩含少量地下水，洞室以渗水、滴水为主。水文地质条件相对较简单。地下水水质初勘和详勘期间，屡次对隧址区的地下水、地表水取样进行水质简分析，〔水质分析结果见附表《水质简分析报告》〕。水的PH值为7.65～8.04，不含侵蚀性CO2、水化学类型为SO4·HCO3—Ca·Mg型、HCO3—Ca·Na型和HCO3—Ca型。按照《公路工程地质勘察标准》〔JTJ064-98〕附录D：《环境介质对混凝土腐蚀的评价标准》，隧址区地表水，地下水对混凝土均无腐蚀性。4.3不良地质特征隧址区内未见对隧道及进出口有影响的不良地质。4．4涌水量计算由于隧道围岩主要为弱风化～微风化页岩，裂隙不发育，岩体完整性较好，为弱含水地层。故在此对涌水量的计算仅采用大气降水渗入系数法进行估算。隧道穿越地段的汇水面积〔A〕为400×500m2〔从1：10000地形图量测〕，年平均降雨量〔F〕为978.5～1338.7mmQ=F×A×a/d=1300/1000×400×500×0.20/365=142.47(m3/d)式中：Q—涌水量，m3/d；汇水面积，m2；a—渗入系数，选用0.20；d—天数，d；从该区各地层的水文地质条件来看，其计算结果是可信的。4．5隧道有毒有害气体及地应力隧道有毒有害气体隧道位于宁夏固原市原州区大湾乡大湾地村北，岩体属优质岩体。施工无有毒、有害气体的排放，对施工现场及环境无影响。地应力本次勘察未进行地应力测试，根据宁夏区域地质资料：隧址区地处六盘山山脉的东麓开城梁以南。横向上黄土丘陵连绵不断，西高东低，纵向上中间高两侧低，北坡缓，南坡较陡，图区内最高点海拔高程2005.8米，进口处中庄河、出口处红土河河床为相对最低点，海拔高程分别为1922，1909米，相对高差约93～97米，地形起伏。地貌上总体属于六盘山东侧近东西向延伸的黄土丘陵区，中庄河、红土河分别从其北、南两侧流过，切割较深。从地形地貌及堆积物的成因、物质组成看，进洞口位于一无名黄土丘陵北坡，微地貌单元为中庄河二级阶地，出洞口位于南坡，微地貌单元为红土河二级阶地，隧道中部微地貌单元属黄土残塬、丘陵等。根据地质构造和地形地貌分析，该区属于构造侵蚀区，构造应力多已释放完毕，地应力以岩土体的自重应力为主，对围岩洞顶的稳定不利。隧道的最大埋深仅51.12m,隧道埋深较浅，且在本次勘察的钻探揭露中未发现岩芯饼化现象；隧道围岩以亚粘土和砂岩为主，隧道围岩强度较低，属软质岩石；因此，由构造应力集中产生的岩爆及软岩大变形的可能性不大，施工时加强监测即可。4．6偏压分析由于拟建进出洞口轴线与地形等高线近于垂直，故在进出洞口不存在横向坡角较大的斜坡地带，即进出洞口地表段，即进出洞口地表段横向坡角均远小于21.8°〔即1：2.50〕，其横向坡角较小，不需要考虑地形偏压的影响。4.7结论与评价隧址区位于六盘山山脉的东麓，地貌上属六盘山东侧近东西向延伸的黄土丘陵区，地表基岩出露不好，中庄河、红土河从其北南两侧流过，切割较深。进出口及洞身地层具二元结构，覆盖层以第四系全新统洪坡积亚粘土及更新统风积黄土、洪坡积亚粘土为主，厚度不大；基岩为上第三系清水营组全～微风化泥岩夹砂岩，地层连续，无倒转，总体呈单斜状产出。由于地层形成时代较新，故受地质构造变动影响小，断层、节理构造不发育，成岩作用差，岩土体受风化作用、地下水浸润软化作用影响较大，力学性质上呈强度低，硬度小，土体及岩石风化层厚度变化大，岩体整体性较好的特点。同时我们认为，风化作用、地下水作用对围岩划分影响较大，为此，将隧道上、下行线围岩划分为3个岩段。经统计，隧道进出口围岩为Ⅵ级，洞身为Ⅴ级，其中Ⅴ、Ⅵ级围岩分别占隧道总长度的47.5%和52.5%。区内未见有大规模不良地质体存在。无地温异常和有毒有害气体产生和存在的地质条件，按沉积岩一般标准推测放射性物质含量未超标。隧道埋深浅，岩石风化层厚度大，不会存在有地应力集中等工程地质问题。纵观隧址区工程地质条件，除上行线进口浅埋稳定性受影响，洞室围岩类别较低外，总体上看，工程地质条件良好，隧道选址根本合理。隧址区地表水不发育，仅局部见有小泉点〔井〕出露。地下水以地表覆盖层及风化层孔隙、裂隙潜水为主，一般弱风化及其下部的泥岩均可视为相对隔水岩层。按岩性、地下水出露情况、富水性推测Ⅴ级围岩段，围岩含少量地下水，洞室泥岩区有潮湿湿润感，砂岩区局部有渗水、滴水现象；Ⅵ级围岩段，洞室浅埋，土体孔隙发育，岩体受节理及风化裂隙构造的影响不完整，尤其是砂岩下部与泥岩接触带附近，随着大气降水的入渗，围岩含少量地下水，洞室以渗水、滴水为主，局部会有线状滴水。水文地质条件相对较简单。该地地下水资源贫乏,地下水补给来源以大气降水为主。用地下水迳流模数法估算地下水径流量为25.2m3/d。考虑丰、枯水期试验上的差异，涌水量建议值为50.0m3该地区地下水水化学类型为SO4·HCO3—Ca·Mg型、HCO3-Ca.Na型和HCO3-Ca型。PH值为7.4～8.04，不含侵蚀性CO2，地表水根本同地下水。按《公路工程地质勘察标准》JTJ064-98附录D：环境介质对混凝土腐蚀的评价标准评定，地表水、地下水对混凝土均无腐蚀性。本隧道开挖施工中的弃碴以泥岩为主，易干裂崩解并随大气降水一起沿河流对下游水质形成污染，为保护隧址区原有生态环境，建议在方案弃碴的沟谷修建可获得较大库容量的堆石坝或干砌石坝。同时，应考虑洞室开挖对地下水的疏干，解决好百姓生活用水问题。隧址区地震根本烈度为Ⅷ度，按《建筑抗震设计标准》GB50011-2001规定，隧道抗震设计可比根本烈度提高一度采取抗震措施。洞口浅埋或偏压地段应为抗震设防重点地段。第5章方案比选大湾隧道共设计了三个隧道方案：第一方案为A线双向双洞隧道，第二方案为B线双向单洞隧道，第三方案为A线双向连拱隧道。三个方案的比选如表5-1所示：表5-1方案比选表方案类别比拟工程第一方案第二方案第三方案结构类型双向双洞隧道双向单洞隧道双向连拱隧道隧道长度(m)685685685施工方法难易程度较易较大施工困难、施工工艺复杂工期较短较短较长估计造价〔万元〕236434257092养护维修工作量少少大优点直线线形，线形好偏压较小上下行别离，互不干扰缺点洞口有较小偏压洞口段需设圆曲线及缓和曲线；内装修复杂；增加通风抗阻，对自然通风不利洞口有偏压；需对支护参数和施工方法进行特殊设计；辅助施工措施设计防止推力不平衡对中墙结构造成危害造价比〔与第一方案比选〕11.243经以上技术、经济综合比拟可看出第三方案造价高且施工困难等；第二方案造价最低但是洞口段需设圆曲线，对施工、通风、行车均不利；第一方案造价比第二方案相差不大且线性较好，因此，推选第一方案作为推荐隧道方案。第6章隧道设计6.1线形设计6.1.1上行线:SK181+730～SK181+943.9段：该段围岩长213.9米,埋深0～30米,由全风化泥岩组成,土质均匀，呈亚粘土状，含泥岩角砾，力学性质差,Vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室埋深浅，极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。SK181+943.9～SK182+200段：该段围岩长256.1米,埋深30～40米,由强～弱风化粉砂岩组成，粉砂质结构，厚层块状构造，Rb<1.33MPa，属极软岩，力学性质差,Vp=1000～1780m/s。围岩呈角砾碎石状松散结构,极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部有渗水滴水现象，尤其在砂岩层下部与泥岩接触部位可能会有线状水流出现。属Ⅴ级围岩。SK182+200～SK182+300段：该围岩段长100米,埋深0～35米,由亚粘土、全风化粉砂岩组成,亚粘土层位变化大,硬塑状,湿,全风化粉砂岩，呈粉砂状，均匀，手可捏碎，力学性质两者相差不大,Vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室浅埋时极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。下行线：XK181+555～XK181+753.2段：该段围岩长198.2米,埋深0～31米,由亚粘土、全风化泥岩组成,亚粘土属新近堆积形成,层位变化大,硬塑状,稍湿,全风化泥岩，呈亚粘土状，土质均匀，含泥岩角砾，力学性质两者相差不大,vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室埋深浅，极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。XK181+753.2～XK182+093段：该段围岩长339.8米,埋深27～44米,由强～弱风化泥岩、粉砂岩组成，泥质或粉砂质结构，厚层块状构造，Rb<1.33MPa，属极软岩，力学性质差,vp=1000～1780m/s。围岩呈角砾碎石状松散结构,极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部有渗水滴水现象，尤其在砂岩与泥岩接触部位可能会有线状水流出现。属Ⅴ级围岩。XK182+093～XK182+240段：该围岩段长147米,埋深0～38米,由亚粘土、全风化粉砂岩组成,亚粘土层位变化大,硬塑状,湿,全风化粉砂岩，呈粉砂状，均匀，手可捏碎，力学性质两者相差不大,vp<1220m/s。围岩呈松散结构或松软结构,洞室浅埋时极易坍塌变形。受大气降水入渗影响,洞室中局部可能有渗水滴水现象。属Ⅵ级围岩。6.1.2隧道内为单向坡：2%，其详见隧道〔地质〕纵断面设计图。6.2洞口工程隧道洞门是隧道洞口用圬工砌筑并加以建筑装饰的支挡结构物。洞门的作用在于支挡洞口正面仰被和路堑边坡，拦截仰坡上方的小量剥落、掉块、保持边仰坡的稳定，并将坡面汇水引离隧道，保证洞口路线的平安。洞门还是隧道唯一的外露局部，对它进行适当的建筑艺术处理，可起到美化环境的作用。6.2.1隧道洞门的形式很多，从构造形式上大致可分为：端墙式、翼墙式、台阶式、柱式、削竹式、喇叭口式等。各种洞门的形式及特点见表6－1。表6-1常见隧道门形式及适用条件表根本形式适用条件及特点例图端墙式端墙式洞门俗称一字式洞门，适用于自然山坡陡峻，洞口地形开阔，岩层较为坚硬完整，山体压力很小，开挖坡度1:0.3～1:0.5的洞口地段。这种洞门具有结构简单、工程量小、施工简便的优点，在岩层较好时使用最为经济。唯洞门顶排水条件稍差，假设横向山坡一侧较低时，宜开挖沟槽横向引排。柱式柱式洞门是从端墙式洞门开展而来的。当岩层有较大主动侧压力时；如采用端墙式洞门那么过于平安、浪费圬工；为此，区别受力大小，设计成横向不等厚、最厚部位即呈柱形的柱式洞门。柱式洞门运用于洞口地形较陡，有较大侧压力的地段，或洞口处地位狭窄，设置翼墙无良好根底时，其仰坡开挖坡度为l:0.5～l:0.75。此外．在城市、风景区，采用柱式洞门较为雄伟美观。翼墙式翼墙式洞门是在端墙式洞门的两侧或一侧加设翼墙(挡墙)而成。翼墙起支撑端墙及保持路堑边坡稳定的作用．同时对减少洞口开挖高度和压缩端墙宽度均为有利。由于翼墙与端墙很大一局部面积相接触，设计时考虑其共同作用，可节省大量圬工，且能增加洞门的抗滑和抗倾覆稳定性。因此，当地质条件较差，仰、边坡较缓时，通常均采用翼墙式洞门。台阶式傍山隧道洞口，地而横坡较陡，为了适应地形，减少开挖，多采用如图右所示的台阶式洞门。亦称偏压隧道门。它在靠山侧通常用设置挡墙，以降低边坡开挖高度，并压缩端墙宽度。低山坡一侧，如地质饺差，地面较高，也可采用矮挡墙。选用台阶式洞门时，通常需要根据洞口地形地质条件，与采用明洞作技术经济比拟。2、隧道洞门的构造要求〔1〕洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m，洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.〔2〕洞门墙应根据实际需要设置仲缩缝、沉降缝和泄水孔；洞门墙的厚度可按计算或结合其它工程类比确定。〔3〕洞门墙根底必须置于稳固地基上，应视地形及地质条件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定。〔4〕松软地基上的根底，可采取加固根底措施。〔5〕洞门结构应满足抗震要求。本隧道进出口路线地形较为陡峭，采用翼墙式洞门，能满足结构平安的要求。洞口位置确实定洞口位置应根据地形、地质、水文等条件着重考虑边城及仰坡的稳定，隧道工作者在实践中提出确定隧道位置、宜早进洞、晚出洞。宁可让隧道稍长些，防止开挖高边坡路堑，这也有利于保护自然环境。当然“早进晚出”并不是说盲目地把隧道定得越长越好，而是应当更着重地从平安和环保方面来考虑问题。在一般情况下，这一指导思想是符合实际。根据我国实践经验，在不同地形、地质条件下，确定隧道洞门位置时应考虑以下原那么：①要避开不良地质地段，如滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等处。②当洞口位于沟谷内时，应尽量防止设置在汇水区的中央，洞口要选在沟的一侧。③位于悬崖陡壁下的洞口，一般不宜切削原山坡，当坡面及岩顶稳定，无危石存在，可贴壁进洞。否那么应延伸洞口设置明洞。④漫坡浅埋段洞口位置．应结合路堑地质、少占农田、弃碴、填方利用、排水条件及有利施工等因素综合分析确定。⑤早进晚出的原那么，具体落实在洞口边、仰坡开挖高度的控制上。⑥洞口的线路走向应尽量和该处地形等高线正交，这样可不造成一侧开挖面畸高．同时应注意防止另侧岩壁过薄致产生偏压危害。。⑦洞口最好有一方开阔平缓场所，用作施工基地。如果桥隧相连，洞口位置还要考虑相关工程的需要。6.2.2保证山体开挖扰动小，洞口位置应设于山坡稳定、地质条件好的地方，考虑围岩稳定，施工时采用洞口边坡开挖、仰坡加固、截水沟施作同时进行。结合隧道洞口区的平面线形和地形、地质条件，以及上述要求选定隧道洞口位置：上行线进口端洞口：SZK181+700，设计高程：1934.84m出口端洞口：SZK182+300，设计高程：1925.84m下行线进口端洞口：XZK181+555，设计高程：1934.15m出口端洞口：XZK182+240，设计高程：1925.22m6.3洞身工程6.3.1公路隧道横断面设计内容包括以下两个方面：其一是道路等级确定隧道建筑限界，其二就是确定净空断面大小及隧道内轮廓形状和几何尺寸。所谓隧道建筑限界是为保证隧道内各种交通的正常运行与平安，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何部件侵入的空间限界。各级公路隧道建筑限界根本宽度应按表6-2执行，并符合以下规定：①建筑限界高度，高速公路、一级公路、二级公路取5.0m;三、四级公路取4.5m.②当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。③隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。坡度应根据隧道长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采用1.5%～2.0％。④当路面采用单面坡时，建筑限界底边线与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处表6-2公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度〔单位：m〕公路等级设计速度〔km/h〕车道宽度wM向宽度L余宽c人行道R检修道J隧道建筑限界净宽左侧右侧设检修道设人行道不设检修道、人行道左侧LL右侧LR高速公路一级公路1203.7520.751.250.750.7511.001003.75x20.501.000.750.7510.50803.75x20.500.750.750.7510.25603.50x20.500.750.750.759.75二级公路三级公路四级公路803.75x20.750.751.0011.00603.50x20.500.501.0010.00403.50x59.00303.25x57.50203.00x57.00对于高速公路和一级公路隧道内应设置检修道。其它等级公路隧道，应根据隧道所在地区的行人密度、隧道长度、交通量及交通平安等因素确定人行道的设置。检修道或人行道宜双侧设置；检修道或人行道的宽度按表-1规定选取。检修道或人行道的高度可按20～80cm取值，并综合考虑以下因素：①检修人员步行时的平安；②紧急情况时，驾乘人员拿取消防设备方便；③满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。根据《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕和《公路隧道设计标准》〔JTGD70-2004〕的有关技术要求，确定隧道建筑限界净宽10.25米〔单洞〕，净高5.0米。隧道净空内轮廓设计除了满足隧道建筑限界和洞内设备安装空间要求外，还应满足技术、视觉和施工工艺的要求。经反复比拟确定衬砌内轮廓为三心圆曲墙拱，拱部圆半径R1=5.43m，边墙圆半径为R2=7.93m，隧道内空净宽10.75m，净高7.40m，内净空面积76.37m²。拟订的内轮廓使隧道开挖面积最省，结构受力合理，且内净空与建筑限界之间的净空预留了内装饰层净空，同时还考虑照明、营运管理等设施所需空间。6.3.2根据《公路隧道设计标准》第条：隧道洞口内应设置加强衬砌段，加强衬砌段的长度应根据地形、地质和环境条件确定。隧道按新奥法施工原理进行洞身结构设计，即以系统锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢拱架组成初期支护与二次模筑〔钢筋〕混凝土相结合的复合式衬砌形式；锚杆采用中空注浆锚杆，并加设垫板。同时围岩较差的地段向围岩较好的地段延伸10米。其详见隧道各级围岩衬砌图。隧道洞身深埋段各级围岩支护参数如表6-3所示：表6-3隧道复合式衬砌设计参数围岩级别初期支护二次衬砌厚度〔cm〕喷射混凝土厚度〔cm〕锚杆〔m〕钢筋网钢架拱、墙混凝土仰拱混凝土Ⅴ25Ф22；长3.5m；@=100×100cm@=20×20cm；ф818号H型钢3535Ⅵ25Ф22；长4.0m；@=80×80cm@=15×15cm；ф820a号H型钢3535洞口加强段30；钢纤维混凝土Ф22；长3.5m；@=60×60cm@=20×20cm；双层；ф822a号H型钢60；钢筋混凝土60；钢筋混凝土6.4通风设计根据我国《公路隧道通风照明设计标准》〔JTJ026.1-1999〕中规定：单向交通隧道：L×N≥2×106，宜设置机械通风。式中：L—隧道长度，mN—设计交通量〔辆/h〕大湾隧道中上行线：L×N＝570×52942/24＝1.256×106<2×106下行线：L×N＝685×52942/24＝1.511×106<2×106所以不需要设置机械通风。6.5防排水设计为防止和减少水的危害，根据隧道区的水文地质特征，确定隧道防排水的“截、堵、排相结合”的综合治水原那么。6.5.1为了截排地表水，使洞口工程不被坡面水冲蚀，并保证洞口路段良好的营运条件，在洞顶设置洞顶排水沟，在边坡、仰坡以上设置了洞外截水沟。洞口范围雨水经截、排水沟汇入路基水沟或自然沟渠中。6.5.2隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设EVA防水板及无纺布，二次衬砌施工缝设置止水条，沉降缝设置止水带。隧道衬砌排水：A、在衬砌两边墙墙脚外侧纵向设置φ100HDPE双壁打孔波纹管〔纵向盲沟〕；B、衬砌背后环向设置φ50单壁打孔波纹管〔环向盲沟〕；C、纵向排水管与隧道中央排水沟用φ100HDPE双壁无孔波纹管〔横向排水管〕连接；D、隧道内的路面水通过路面横坡排至两边排水边沟中E、二次模筑混凝土采用防水混凝土浇筑，其抗渗标号不低于S6，施工时应渗入AEA抗裂防水膨胀剂。F、隧道洞身沉降缝必须设置651型橡胶止水带，所有施工缝均必须设置BW—96型橡胶止水条。G、全隧道满铺防水卷材和无纺布，施工时采用热焊无钉铺挂工艺，且应保证搭接长度及接缝质量。防水层采用EVA类检测指标进行检测。纵向盲沟全隧贯穿；环向盲沟在有集中水流处设置，并向下伸至边墙脚与纵向盲沟相连，衬砌背后地下水从环向盲沟、无纺布聚集至纵向盲沟后，通过横向排水管将地下水引入中央排水沟，排出洞外。其详见隧道防排水设计图。防排水材料〔1〕防水板：EVA防水卷材，厚1.2mm。〔2〕无纺布：300g/m2〔3〕横向排水支管：Φ116/100HDPE双壁无孔波纹管〔4〕纵向排水管：Φ116/100HDPE双壁打孔波纹管〔5〕环向盲沟：Φ50单壁打孔波纹管或片状塑料〔6〕盖板：HRB335、HPB235钢筋、C25混凝土〔7〕路缘边沟：HPB235钢筋、C25混凝土〔8〕施工缝止水条：带注浆管的膨润土遇水膨胀止水条〔9〕沉降缝止水带：E型橡胶止水带6.6洞内装饰设计隧道洞门采用SD型隧道专用防火涂料，厚12mm，其中底层厚11mm，面层1mm，墙部〔距检修道3.0m范围内〕面层为乳白色瓷砖镶面，瓷砖反射率P≥0.55，拱部面层为铁蓝色，耐火等级二级。6.7环境保护与路基路面、桥涵工程相比，隧道建设对环境的影响相对较小，而且有其特殊性。隧道建设对环境的影响主要有：〔1〕隧道开挖降低局部区地下水位，影响洞顶生态环境；〔2〕隧道边仰坡开挖改变原有地形、地貌、可能导致边坡失稳；〔3〕隧道弃渣可能导致水土流失；〔4〕机械通风的隧道，汽车尾气集中排放对洞口生态环境的影响。在设计和施工中，只要对上述可能影响生态环境的问题引起重视，采取相应的处置对策，可以将隧道建设对环境的影响降低到最低点。1、洞口防止大刷大挖，防止边坡失稳设计减少边仰坡的开挖量，同时边仰坡开挖设计喷、锚、网临时支护和路堑墙、边坡等防护措施，对具备绿化条件的边仰坡一律植树、植草皮绿化。2、洞渣处理隧道弃渣尽量利用，作为路基填方及两线间填方，对于不能利用的弃渣采用集中堆放处理，弃渣场做好防护排水和绿化处理。第7章隧道消防与照明7．1隧道消防与救援1、洞内消防根据隧道交通量及重要性，隧道内设置防灾与救灾设施。〔1〕隧道内每隔50m设置一消防栓，灭火器以2个为一组，装入侧墙上设置的储藏箱内，与消火栓放置在一处。每隔200m设置一部报警。〔2〕隧道内设喷水雾装置，喷头间距为5m，设置在检修道一侧的侧墙上部，设置高度为距车道面3.7m。〔3〕为了防止在隧道内发生火灾后造成交通混乱，影响疏散和救援，在距隧道洞口220m处设警报显示板。〔4〕本隧道设有通风设施，火灾时利用原来的风机，转换为排烟系统使用。2、隧道发生火灾时的救援当发生火灾后，首先应调整风机运行状态，采用救援风速控制火灾的开展和烟气流动方向，待隧道内逃生人员完全平安撤离后，再启动排烟通风组织系统。排烟通风组织系统的机械通风应根据火灾点的位置，选择不同的通风方向。发出火警后隧道同时关闭，严禁车辆驶入；同时行车速度限制在30km／h以内，并严禁超车；车辆快速有序地驶出事故隧道。7.2隧道照明设计1、总述运营照明设计的根本思路是在保证行车平安和舒适的条件下，满足视觉信息的不间断性和照明的济济性，使照明回路操作简便，尽量节约能源。隧道照明必须不分昼夜的连续进行，只是在点灯率上有所变化。一般来说，白天照明比夜晚更加复杂。从理论上讲,隧道照明与道路照明一样,需要考虑路面应具有的一定亮度水平,同时,考虑设计速度、交通量、洞口环境和线形等因素。2、照明区段划分及各段亮度取值长隧道照明根本上可为接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段五个区段。隧道洞外亮度随季节、时间而变化，并且因隧道所处环境而不同。如将洞外亮度降到较低的程度，可使驾驶员在进入洞内时感受到的亮度变化较为缓和。在隧道附近植常绿植被时一种较为简便、经济的降低洞外亮度的方法，在洞口山坡上种植具有水平成层枝叶的乔木可减弱阳光对路面的照射，对降低路面亮度十分有益。在照明设计中，车速与洞外亮度是两个主要基准值，车速由道路等级确定，本设计为80km/h，洞外亮度值本设计根据取值为L1=3500cd/㎡。由公路隧道通风照明标准取值得：中间段：Lin=1.5入口段：Lth=k×L20;k=0.011578;L20=3500cd/㎡;Lth=40.5cd/㎡;Dth=1.154×Ds-(h-1.5)/tan10°=1.154×25-(6.6-1.5)/tan10°=21m过度段：Ltr1=0.3Lth=12.15cd/㎡;Ltr2=0.1Lth=4.05cd/㎡;Ltr3=0.035Lth=1.14cd/㎡;Dtr1=26m;Dtr2=44m;Dtr3=67m由于过度段3的亮度与中间段的亮度相差很小且小于中间段，所以过度段3应不设置。由于是按远期设置的所以近期应适当降低且经过对灯具的布置和亮度的计算，最终参数如下：中间段：Lin=1.5入口段：Lth=38.5cd/㎡;Dth=20m过度段：Ltr1=12cd/㎡;Ltr2=3.9cd/㎡;Dtr1=30m;Dtr2=40m3、照明系统的设置隧道用照明器的主要作用是控制配光及保护光源。选择照明器时,应充分注意以下几个方面：〔1〕照明器的配光特性要符合照明目的,并符合照明器场所的几何条件，尺寸小,安装维修方便〔2〕料具有良好的耐腐蚀性能,加强外表处理。〔3〕考虑墙面反光及烟尘污染的影响。〔4〕满足质量,环境条件的根底上,尽量选用光输出比高,寿命长,光通衰减少的灯具。5、应急照明隧道应急照明采用深夜单侧灯照明灯具的一半(即白天照明的四分之一)作为应急照明使用，采用独立照明系统;兼做平时工作照明。应急照明供电可由隧道外一端引入380/220V电源。7.3隧道供电隧道是公路交通的要塞，假设隧道的应急照明中断供电，容易出现车辆追尾、撞车等重大交通事故，造成人员伤亡和交通阻塞。假设隧道的交通监控设施、电光标志、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾的监测、报警、控制设施及中央控制设施中断供电，监控中心无法了解隧道的运行情况，对经过隧道的车辆难以及时进行引导、指示和控制，将造成交通阻塞。假设此时隧道内发生火灾、交通事故等，监控中心将无法确定隧道内事故发生的具体位置，难以合理地调度人力、物力、进行施救，这将可能扩大事故地发生范围，造成严重的政治影响和经济损失，所以，隧道的供配电十分重要。本隧道用电主要设备有风机、照明和控制监视装置等。隧道长约4.68Km，因假设隧道单端设变配电所，洞内用电设备供电电缆造价比两端设变配电所的电缆造价高，高出的这局部费用与在隧道另一端再设一个相应规模变配电所的费用相当，故采用两端供电。为了与外电网配合，隧道高压配电电压宜采用10kv。7.4信号与监控交通信号设置隧道交通信号控制是整个道路交通信号控制的一局部，属于干线道路控制类型，目的是为隧道区段平安行车提供通行权。本隧道信号灯设置的方法是：沿行车方向每车道上方分别设一组红绿灯。正常情况下，可分为两种状态：一种是隧道中发生普通交通事故，如抛锚或在一条车道上发生尾撞，导致一条车道中断，但另一车道仍然通畅时，那么为简单事故状态。此时信号灯的布设与点灯状态也比拟简单，在事故车道上的事发点之后信号灯应转为红灯，以阻止后续车的涌入。在事发点之前绿灯不变，使车辆自行脱离现场。另一种是隧道中发生火灾或两车道车辆互撞，那么为复杂事故事故状态。隧道监控随着交通运输业的开展，交通电视监视系统得到了广泛的应用，在长及特长公路隧道中采用交通电视监视系统，有利于交通管理人员同时了解多点交通实况。本设计中，在隧道的进口、中间段、出口处分别布设两组车辆检测器和遥控摄像机；在隧道入口处设置一个可变限速标志和一个可变情报板，用于控制进入隧道的车流量，以防止或排除隧道内交通阻塞，引导车辆运行，并当突发事件发生时关闭隧道；在隧道入口处安装隧道控制器，它接受来自于车辆检测器、通风设备和电力设备工作状态检测到的数据，并将这些数据进行综合处理后上传监控分中心，由监控分中心作出控制方案后，驱动可变情报板和可变限速标志，以到达交通控制控制的目的。第8章施工组织设计施工组织与管理是施工过程中十分重要和复杂的工作，它的目的是要保证工程按设计要求的质量，方案规定的进度和低于设计预算或合同价格的本钱，平安顺利地完成施工任务。它贯穿于工程从准备阶段，施工阶段到竣工验收阶段整个全过程。现代化地施工组织与管理应该是先进的科学技术、合理的经济手段和科学的经营管理方法三者的有机结合。8.1编制原那么1、平安第一的原那么施工组织设计的编制始终按照技术可靠，措施得力和确保平安的原那么。以此确定施工方案，特别是软弱土层施工的平安。在平安措施落实到位，确保万无一失的前提下施工。2、优质高效的原那么加强领导，强化管理，优质高效的施工。根据在施工组织设计中明确的质量目标，贯彻ISO9001质量标准化管理，控制本钱，降低工程造价。3、方案优化的原那么科学组织，合理安排，优化施工方案是施工管理的行动指南。在近接条件下，内支撑施工方案综合比照，在技术可行的前提下择优选用最正确方案。4、合理布局的原那么从节省临时用地，减少破坏，搞好环保，认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地，做好环境保护和营区理化。工程完成后及时平整场地，恢复地面正常交通。图8.1施工组织设计编制程序8.2施工场地布置隧道洞口场地一般比拟狭窄，而隧道施工的机械设备和材料等又多，如果事前没有很好的规划，很容易造成相互干挠，使用不便，效率不高等不合理现象，甚至发生不平安事故。为此，施工前要根据洞口的地形特点，结合劳动力安排、机械设备、材料用量、工期要求，施工方法和弃渣场位置等因素，进行全面规划统筹安排、合理布置，使工地秩序井然，忙而不乱，充分发挥人力物力的最大效然，为快速施工创造有利条件。8.2.1隧道弃渣尽量利用，作为路基填方及两线间填方，对于不能利用的弃渣采用集中堆放处理，弃渣场做好防护排水和绿化处理。弃渣场上的卸渣线应不小于两条，有前有后，有利弃渣。8.2.2大宗材料的存放地点应考虑材料运进工地方便，易于卸车，并靠近使用地点。1、砂石料堆放和水泥仓库均应和混凝土搅拌站布置在一起。2、木材仓库和木材加工场应布置在一起，并靠近道路。3、钢材仓库与钢筋加工场地应布置在一起，以便于加工和工程使用。8.2.31、蓄水池在山上的高度要能产生足够的压力差以满足工作面用水的需要。2、搅拌机应尽量靠近洞口，靠近砂石料，且应有一定垂直高度，便于装车运输。3、炸药和雷管要分别存放。其库房要选择离工地300m～400m以外的隐蔽地点，并安装避雷装置。4、机械队场所的位置，要求便道可直达，用电用水要方便。5、发电机房不一定太靠近洞口而与其它房屋争场地。如采用外来高压电线输电，变电站应设在洞口附近。6、工地的临时道路应充分利用原有道路。工地的主干道宜呈环状布置，次要道路可布置成枝状，但应考虑回车的可能性。7、行政管理和生活福利设施，应方便生产，方便工人的生活。工地办公室和医疗室应靠近施工现场。行政管理办公室可位于工地出入口附近。生活福利设施要首先考虑利用永久性房屋，缺乏时那么修建临时房屋。8.2.4条件许可时，生活用房要与洞口保存一定距离，以保证工人和其他工作人员有一个安静的休息环境。但又不宜过远，同时要注意行动方便。整个生活区要适当集中，以便于学习和管理。要妥善考虑职工室外文体活动场地的布置。生活区要靠近水源，在水源四周50m以内不得设厕所、畜圈和垃圾坑等。生活区位置要特别注意防洪防水要求。总的来说，每个隧道工地的自然条件是千变万化各不相同的。因此，在考虑隧道工地布置时，要因地制宜，对具体的情况作具体的分析。注意做好环境保护工作。8.3施工进度方案施工进度方案是控制工程施工进度和工程竣工期限等各项活动的依据.单位工程施工进度方案是施工方案在时间上的反映，是指导单位工程施工的根本文件之一。它的主要任务是以施工方案为依据，安排单位工程中各施工过程的施工顺序和施工时间，使单位工程在规定的时间内有条不紊地进行。施工进度方案与施工方法是否合理、工期是否满足要求等有直接的关系，而这些因素往往相互影响和制约。因此，编制施工进度方案应细致周密的考虑这些因素。单位工程施工进度方案，是在既定施工方案的根底上，根据规定的工期和各种资源供给条件，对单位工程的各分局部项工程的施工顺序、施工起止时间及衔接关系进行合理的方案。施工进度图〔横道图〕如图8.2所示：图8.2施工进度图8.4施工方案大湾隧道施工采用新奥法原理进行，初期支护采用喷、锚、网支护，二次衬砌采用模筑混凝土，工字钢作为初期支护的加劲措施，防止隧道开挖过程中出现塌方。由于隧道穿过的洞口地层岩性较差，隧道开挖截面大，因此，施工中必须遵循“稳扎稳打，坚持不塌就是有进度”的指导思想。根据隧道本身的特点，结合隧道结构设计分析资料，拟定本隧道施工方案：隧道采用单侧壁导坑法开挖，开挖施工中加强监控量测工作，及时调整支护参数，做到动态设计、动态施工。隧道施工方案设计图如图8.3所示：施工考前须知：〔1〕、作业面多而窄，施工相互干挠大，须统一指挥协调。〔2〕、围岩开挖挠动次数多，稳定性差，要加强对爆破的控制，尽量采用短进尺松动弱爆破。〔3〕、下部开挖要注意对上部支护结构的影响。〔4〕、上下部型钢要对接好，使初期支护与围岩形成整体。〔5〕、两侧马口开挖要错开，防止上部断面两侧拱脚同时悬空。〔6〕、下部边墙要短进尺开挖，并及时使作初期支护。〔7〕、监控量测应跟踪实施。图8.3隧道施工方案设计图8.5施工监控量测8.因为地下工程地质环境和施工技术条件复杂，实际施工时，需要通过对围岩和衬砌监控量测来获得信息来反应修正设计设计和指导施工。通过现场监控量测可到达以下目的：①掌握围岩和支护的动态,按照动态管理量测断面的信息，正确而经济地施工。从而保证隧道和围岩的稳定和施工平安。②量测数据经过分析处理与必要的计算和判断，预测和确定隧道最终稳定时间，指导施工工序和施做二次衬砌的时间。②信息反应修正设计。根据隧道开挖后围岩稳定性的信息，进行综合分析．检验和修正施工前的预设计。④积累资料。已有工程的量测结果可应用到其它类似的工程中，作为设计和施工的依据。以下是本隧道设计的监测工程与方法：表8-1监测工程及方法序号工程名称方法及工具布置量测间隔时间1～15d16d～1个月1～3个月]大于3个月1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2周边位移各种类型收敛计每10～50m一个断面，每断面2～3对测点。1～2次/天1次/2天1～2elIA31～3次/月3拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每10～50m1一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拨器每l0m一个断面，每个断面至少做三根锚杆5地表下沉水平仪、水准尺每5～50m一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每5～20m一个测点开挖面距量测断面前后＜2B时，1～2次／天。开挖面距量测断面前后<5B时，1次/2天。开挖面距量测断面前后>5B时，1次／周。6围岩体内位移〔洞内设点〕洞内钻孔中安设单点、多点杆式或纲丝式位移计每5～100m一个断面，每断面2～11个测点。1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月7围岩体内位移〔地表设点〕地面钻孔中安设各类位移计每代表性地段一个断面，每断面3～5个钻孔同地表下沉要求8围岩压力及两层支护间压力各种类型压力盒每代表性地段一个断面，每断面宜为15-20个测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月9钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10榀钢拱支撑一对测力计1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次月10支护、衬砌内应力、外表应力及裂缝量测各类混凝土内应变计、应力计、测缝计及外表应力解除法每代表性地段一个断面，每断面宜为11个测点。1～2次天1次/2天1～2WJ9.1～3次/月11围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置注：B为隧道开挖宽度。8.5.2根据本路段隧道的地质特征、围岩特点，设计考虑进行如下工程的量测：1、必测工程A、地质和初期支护观测B、水平净空收敛C、拱顶下沉D、地表下沉第9章施工中应注意的问题1、及早修建洞门和洞门排水设施，确保施工平安。2、隧道开挖面积大，洞内施工工序应紧凑，支护应及时，拱部开挖应加强监测。施工应严格遵循“弱爆破，随开挖，随支护，早封闭，快衬砌”的原那么，尽量缩短开挖面的暴露时间，以利施工平安。3、洞内开挖时采用光面爆破技术，严格控制超、欠挖。隧道超挖局部应用同级混凝土回填。4、初期支护应为隧道结构的组成局部，设计中考虑了其承受围岩荷载及冻胀力作用，施工中应采用正规模板，及时严格施做，确保其施工质量，不允许有漏水现象，并为敷设复合防水层提供条件。防水层沿隧道全断面铺设。铺设防水层前应修平喷混凝土基面，以防刺破防水层，并注意卷材的搭接良好，粘结牢固。5、喷混凝土采用湿喷法。6、隧道内锚杆必须设置垫板。7、考虑出口段岩层稳定性，施工中加强地表变形观测，如发现异常应及时通知相关部门，并采取加强措施，确保施工平安。8、加强施工用水排水的管理，严禁积水浸泡墙基，以防止围岩发生软化。9、为加强衬砌与洞门的整体性，衬砌内设短筋与端墙连接。10、施工中应做到与设计密切配合，分段及时核对地质资料，如有不符，应及时做出修正设计。11、隧道模筑混凝土应整体浇筑，禁止采用先拱后墙法浇筑模筑混凝土。第10章洞门稳定性验算一、计算数据1、地质特征：Ⅴ级围岩，端墙背后采用粗颗粒土回填。地层容重ｒ=16KN/m3地层计算摩擦角Ф=60°基底摩擦系数ｆ=0.50基底设计控制压应力［σ］=0.60Mpa2、建筑材料容重：C25钢筋混凝土容重r=25KN/m3二、洞门主要验算洞门结构按挡土墙计算允许应力，并验算绕墙趾倾覆及基底滑动的稳定性。验算符合以下标准：墙身截面荷载效应Sd≤结构抗力效应值Rd墙身截面偏心距e≤0.3截面宽度基底应力σ≤地基允许承载力基底偏心距E岩石基底≤B/4，土质≤B/6滑动稳定系数Kc≥1.3倾覆稳定系数K0≥1.61、洞门计算系数按比表10-1取表10-1计算系数表仰坡坡度计算摩擦角Ф〔°〕容重r〔KN/m3〕基底摩擦系数f控制压应力〔Mpa〕1:0.5070250.60.81:0.7560240.50.61:150200.40.4～0.351:1.2543～45180.40.3～0.251:1.538～40170.35～0.40.252、土压力计算墙厚1.2m，墙背倾角α=5.71°，仰坡坡角ε=53.13°，围岩计算摩擦角Ф=60°，基底摩擦系数f=0.5,tanα=0.1,tanε=1.33,tanФ=1.732〔2〕、土压力计算最危险破裂面与垂直面之间的夹角=0.402(ω=21.90°)＝1/〔0.402-0.1〕＝3.311m=0.08=53.57KN(每延米)〔3〕、端墙稳定性、强度验算由于土压力和冻胀力不同时考虑，这里我们考虑土压力的计算。端墙自量：G=11.43×1.2×1×25=342.9KN力臂：y1＝×1.0+tan5.71°××11.43=1.071my2＝×11.43=3.81m土压力大小：E=53.57KN〔每延米〕抗倾覆稳定性验算：KO==1.80＞1.6〔满足〕抗滑稳定性验算：Kx==1.61＞1.3〔满足〕墙身截面偏心距验算：e==0.27＜0.3×1.2=0.36〔满足〕各项指标都到达标准，设计尺寸合理，受力符合要求，尺寸建议按以上数据取值。第11章洞身电算Ⅵ级围岩深埋地段施工过程〔开挖-支护〕模拟1、Ⅵ级围岩建模参数Ⅵ级围岩：重度γ＝16KN；变形模量E=10GPa；泊松比μ=0.25；内摩擦角φ=25°；粘聚力C=12.96MPa锚杆锚固区间围岩：考虑到锚杆的锚固作用，对其中的参数作适当的调整提高。重度γ＝23KN；变形模量E=10GPa；泊松比μ=0.23；内摩擦角φ=50°粘聚力C=13MPa锚杆参数：弹性模量E=210GPa；半径R=22mm；间距80×80cm喷射C25混凝土：重度γ＝25KN；变形模量E=21GPa；泊松比μ=0.18；内摩擦角φ=75°；粘聚力C=14MPa梁单元〔二次衬砌C25混凝土〕参数：变形模量E=21GPa；泊松比μ=0.18；二次惯性矩I=5.33×10-3m4；抗弯有效面积A=0.4m2；抗剪有效面积A´=0.4m2梁单元〔中壁临时支护C20喷射混凝土〕参数：变形模量E=21GPa；泊松比μ=0.18；二次惯性矩I=1.302×10-3m4；抗弯有效面积A=0.25m2；抗剪有效面积A´=0.25m2以上参数的取值参考地堪报告及设计标准。说明：本阶段施工过程采用3D-σ程序计算建模，其过程根本类似于实际施工过程，在开挖过程中及时进行初期支护〔打锚杆、挂钢筋网、钢架支撑、喷射混凝土〕，二次衬砌紧跟其后，确保围岩的稳定与平安。由于笔者的知识水平有限及对本程序的熟悉程度等原因，对本过程的建