【《某高速公路隧道的总体设计说明案例》4500字】

XXXV某高速公路隧道的总体设计说明案例目录TOC\o"1-3"\h\u12705某高速公路隧道的总体设计说明案例 1250591.1技术标准 1321721.2隧道设计原则 1277331.3隧道建设地区工程水文地质 2172091.3.1区域地形、地貌 2233271.3.2水文与气象 2282021.3.3地质条件 3213821.4隧道平面设计 4317241.5纵断面设计 575441.6横断面设计 5153701.6.1建筑限界 572681.6.2隧道内轮廓 6138471.6.3步道设计 7112381.7洞门设计 7266751.7.1洞口位置选择 7263141.7.2洞门选择 7272601.7.3洞门构造设计 8212981.8隧道支护设计 8100141.8.1洞口段支护方案 812521.8.2洞身段支护方案 850961.9横通道设计 91.1技术标准公路等级：高速公路设计行车速度：100km/h。隧道净宽：15.00m(3.75×2+4.0+1.00+1.00+0.75+0.75)隧道净高：5.0m交通量：32500辆/日；大型混入率15%，高峰小时交通量为日交通量的12%；方向不均匀系数55%；小客车55%，大客车3%，小型客车9%，中型客车7%，大型货车20%，拖挂车6%；汽柴比=3：7；三车道单向行驶。隧道内通风标准：射流风机直径1000mm，出口风速30m/s1.2隧道设计原则根据《公路隧道设计规范-JTG-D70-2004》的设计要求，可知有以下这些原则：1、洞门必须严格按照“早进洞，晚出洞”要求，同时洞门前方不应有过多建筑活动从而对洞门前土体产生较大扰动。2、本隧道可不设变形缝，但是在特殊地段应设置诱导缝，如果洞口位于地震区应增设减震缝，具体尺寸参照抗震设计规范。3、对于不良地质较发育地区，一定要进行综合的地质超前预报且进行预测的范围应至少为30米，隧道附近约为一个洞泾作为工序。4、本隧道为深埋隧道，初次衬砌承受着较大的水与土的荷载，二次衬砌常一般是为了安全要求，所以初次衬砌一定要有足够的强度。5、本隧道支护全部采用钢拱架结构，其受力特点为距离喷射混凝土前的工作面最近的第一排刚拱架上受到的力为零但是在喷射混凝土完成后，钢拱架则能承受较大的荷载。6、喷射混凝土，钢筋网，刚拱架构成了初次衬砌；在初次衬砌时一定要注意在钢拱架的接头处设置灌浆脚锚管。7、取消系统锚杆。8、对于隧道的软弱地层在喷射混凝土时一定要注意混凝土中水的含量，一定要采用潮喷混凝土以防软弱地层发生破坏。9、本隧道采用复合式衬砌结构，初次支护和二次衬砌之间必须设防水隔离层，材料可以采用无钉铺设防水板，无纺布的后部一定要设置系统排水盲管。对于水的处理，共有两种方法：一是全堵但是给有流出的通道；二是以堵为主，同时兼顾部分排水。10、取消中部排水沟。1.3隧道建设地区工程水文地质1.3.1区域地形、地貌本隧道所处地区以寿、伊河为中心，东，西，北三个方向都是山地，南面则是由河流形成的冲积平原。山地地区一般地势较高，平均海拔高度大约为350米；同时山地地区有着较茂密的植被，是本地人民进行林果业，畜牧业活动的主要地区丘陵地区主要在山地地区的外围，丘陵地区位于本隧道西南部，所占地区面积比例约为25%。平原地区是河流经过成百上千年的冲刷所形成的，工程用土性质参差不齐。平原在整个地区所占比例较大，约为整个地区面积的50%，应在施工前进行详细勘察了解平原地区的不良地质条件，从而避免隧道线路经过这些不良地段。本隧道所在地围岩等级有Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。1.3.2水文与气象本隧道所处地区气候属温带季风气候，四季分明，气候宜人，雨量充足，雨热基本同季，霜期较短。根据查访当地的人民，发现本隧道可能出现的不良地质现象为洪涝，可能会发生的不良地质灾害有泥石流，滑坡。1.3.3地质条件地层、岩性本隧道洞口为坡残积粉质粘土及全强风化安山玢岩，强度低，遇水软化，稳定性差。隧道洞身围岩为强~中风化安山玢岩，夹炭质泥岩夹层，风化不均，强度差别较大，工程地质条件较差，地质条件属复杂类型。对挖遇炭质泥层应采取短开挖强支护措施。主要岩土类特征如下：（1）坡残积粉质粘土一般无层理构造，呈现为棱角状，具有多孔隙且孔隙度较大。易于冲刷，稳定性和强度很差。土的成分和结构呈过渡变化。（2）含砂，砾黏土，砾石层砂砾层为细砂，淤泥；黄白色，粉砂；黄褐色，棕黄色黏土，粉砂；灰黑色，黑色黏土，含钙质结核，锌铝结核；上部为土质层，下部为砾层，呈现二元结构。砾石，黏土与粉砂相互交错成层状。（3）安山玢岩安山玢岩（andesite-porphyrite）为次火山岩中常见类型之一，斑状结构及多斑结构、连斑结构、自碎斑结构、聚斑结构、联斑结构等。主要矿物与同成分熔岩相同。斑晶以拉-中长石为主，少量黑云母和辉石。拉-中长石除板状自形晶外，还有碎屑状，有时也可以看见熔蚀麻点的结构。黑云母可见暗边。基质由拉-中长石长条的状微晶、少量黑云母以及明晶质构成，常见的为交织结构。安山玢岩岩体边部有时可见杏仁和气孔构造。岩石较坚硬，抗风化能力强但整体完整性较差。（4）粗面质熔结凝灰岩、粗安岩暗紫色，凝灰结构，块状构造，主要成分：透长石、斜长石、石英粗面质熔结凝灰岩是粗安岩的一种，呈白色或浅黄色。斑状结构，气孔－块体构造。斑晶主要由拉-中长石和矿物组成，基质主要由斜长石、中长石、碱性长石等构成。有的中长石由假长石镶边，形成不规则结构，岩石工程性质一般。（5）流纹质角砾岩、流纹岩流纹质角砾岩呈现暗黑色，粗角砾结构，流纹构造，主要矿物：中长石、石英、岩屑；构成为火山角砾占40%左右，岩屑占20%左右，火山灰占30%左右，岩屑占10%左右。岩石坚硬，抗风化能力较强但整体完整性较差。流纹岩呈现灰绿色，细角砾结构，流纹构造，主要矿物为：细长石、辉石、中长石、橄榄石、闪石。岩石较软，抗风化能力弱，整体完整性差。（6）泥岩泥岩呈现黄色，泥质结构，块状构造。泥岩的主要成份为粘土，同时还含有一些粉砾。泥岩工程性质很差，整体岩性软弱，物理力学性质很差，属于很差的工程用土。一般工程并不使用，若一定要使用得经过性能改善达标后才可以用。综上所述，此地区岩土工程地质性质普遍较差。二长岩虽然比较坚硬、整体完整性较好，但是经过地层构造运动的影响，岩石的完整性较差；安山玢岩和泥岩均属于不良岩土条件，均需要进行岩土性能改善，需达到指标后才可使用。构造特征因为本隧道所经过的地区距离一个地震断裂带较近，所以本地区的地质构造较为复杂。根据之前的地质勘察和本地的工程经验，本地区可能存在着较为发育的向斜，背斜和剪切带。水文地质条件拟建隧道区域经过地质勘察发现当地并无其他暗河，大型溶洞等，所以地下水只能通过外部降雨来补充。根据本地的降雨量记录表可以看出在夏季时降雨量暴涨，再者本地区多山而且山上常常有着较多的植物，山地起伏不大所以该区域内地下水补给作用还是较强的。根据探测，发现该区域内含有较丰富的地下水。不良地质现象经过对拟设计隧道所在区域的当地人民访问，发现该区域夏季时常有大雨乃至暴雨可能会引起洪涝灾害，泥石流，滑坡。1.4隧道平面设计拟建的高速公路位于××省××市，是连接××市和××市的重要交通道路。××市作为世界闻名的文化古城，现又加入到长三角经济圈中，通过修建该高速公路，可大大提高市民出行时间从而提高工作效率，降低运输成本，拉近两座城市之间的距离，促进城市之间的经济文化交流，为青岛旅游业的发展提供新型方式，为长三角经济的进一步发展提供更大的平台。根据以上原则，现已规划出有以下两种方案：方案一：隧道群方案。采用两条长隧道，两条隧道均为1200米，两条隧道采用50m长桥梁链接。设计标高30.0m~110.0m。方案二：航空线进行路线布置。其起止桩号为K0+000～K2+900，长2200米，设计标高为60.0m~400.0m，为特长隧道。黑线-方案一红线-方案二图1-1隧道线性平面设计图1.5纵断面设计1.纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。2.纵坡设计应综合考虑多种因素如气候、地质、水文、排水管道、地下管线、地面后，再根据具体情况小心设计以保证隧道安全稳定畅通行驶。3.隧道纵坡度不应过大。对于长或特长隧道不要大于1%。4.隧道洞外连接线应考虑隧道线形相协调，并满足隧道洞口内外各3秒设计速度行程长度范围的平面线形、纵面线形应一致并且长、特长的双洞隧道，为了方便车辆调头，应在洞口外合适位置设置联络通道。5.应尽可能的多设置缓和曲线以使得司机在隧道洞段行驶时感到舒适，从而保证隧道高速、安全运转。本公路隧道坡道采用人字坡形式，纵坡度为1%图1-2方案一隧道纵断面设计图图1-3方案二隧道纵断面设计图1.6横断面设计1.6.1建筑限界根据设计规范1.4.3条的要求，可以知道隧道净宽组成如下表：表1-1隧道组成净宽公路等级设计速度（）车道宽度W（）余宽（）侧向宽度L检修道J左侧右侧左侧右侧高速公路1003.75×2+4.001.001.000.750.75同理查出建筑界限高度：，所以可以画出隧道建筑限界图如下：图1-4隧道建筑限界图1.6.2隧道内轮廓本隧道采用《公路隧道设计规范》附录B提供的v=100km/h情况下的标准断面，断面为五心圆，，，，，。隧道内轮廓图如下：图1-5隧道内轮廓图1.6.3步道设计当隧道出现紧急事件时，步道可在不干扰交通行驶的情况下充当紧急通道，而且步道旁的路缘石可有效阻挡车辆爬上步道。步道除了安全功能之外，其下部的空间常被用来安装管道和缆线等。根据上述功能，《设计规范》提出步道高度取值范围和设计原则，按照隧道设计速度100km/h，步道高度取40cm，具体参数如图1-7所示。图1-6步道高度尺寸1.7洞门设计1.7.1洞口位置选择（1）通常洞门本身结构就存在不稳定性所以建设洞门时应选用地质较好的地方避开不良地质。（2）一定要遵循“早进洞，晚出洞”的原则，选择洞口位置。（3）尽量将隧道中线与地形等高线正交。（4）为了较容易的进行组织施工，加快施工进度，可尽可能建设距离洞口较近距离的施工场地、弃渣场地和便道，但也不应太近否则场地的日常活动可能会对洞口稳定性造成影响。（5）洞口的边坡和仰坡必须保持整体稳定，满足《设计规范》表7.2.1高度要求.1.7.2洞门选择考虑隧道洞口段属于残破沉积岩，岩层为强、中等风化岩晶屑溶结凝灰岩组成，且节理裂隙发育，岩体破碎，围岩为散体状~破碎结构状结构。选择位置应尽量避免岩体破碎地点，必要时设置明洞或支挡构造物。除了考虑安全因素，对于环境的保护也尤为重要，结合洞口防护绿化工程和洞口美观设计，使自然环境被洞口破坏得最小。综合考虑各种因素后，选择洞门形式如下表：表1-1洞门样式表幅位隧道南面隧道北面备注左幅削竹式削竹式便于施工，洞口受到的推移力小右幅削竹式削竹式1.7.3洞门构造设计隧道洞口仰坡的坡脚至洞门墙背设置1.5m长度间距，洞口端墙与仰坡之间水沟的沟底与衬砌拱顶外缘的高度拟设计1.5米，墙顶设计拟高于仰坡脚约1m。洞门墙体还需依据当地情况设置沉降缝、伸缩缝和泄水孔，其作用是防止外力作用导致洞门变形。洞门墙的厚度通过计算并结合类似的工程案例确定为1.5m。1.8隧道支护设计1.8.1洞口段支护方案隧道洞口段穿越残破沉积土，洞口位置覆盖较薄，不宜大面积施工开挖修建路堑，考虑山体地质条件较差，岩体破碎，不建议使用暗挖法修建隧道。工程决定洞口修建采用明洞支护模式。拟设计明洞尺寸约为15米，根据地址勘察报告不难发现隧道洞口段位于不稳定的Ⅴ级围岩，为确保顺利进洞，拟设计采用管棚超前支护手段辅助进洞。明洞支护结构的设计参照工程类比法，具体的设计结构如下图1-8所示。图1-7明洞结