學士溫州繞城高速公路江北嶺隧道設計

1隧道的選址1.1基本地質概況該工程是浙江溫州繞城高速公路，工程需要穿越幾個山嶺，為了減小工程對自然的破壞，則在經過山嶺時需要設計隧道，另一方面也是縮短相應的路程，提高城市交通的能力。這里是其中的一個隧道—江北嶺隧道。下面將具體介紹該處的詳細地質情況：K4+535~K4+577、K5+134~K5+190段、K6+312~K6+372段以及K6+898~K6+929段，地形坡度在10°~40°之間，K4+535段附近有采石場，弱分化晶屑凝灰?guī)r裸露。在地質資料圖(附圖1)上，表層⑦1層含碎石壓黏土，厚0.5~0.7米；⑧2層強分化晶屑凝灰?guī)r，厚1.5~2.5米，穩(wěn)定性差；⑧3層弱分化晶屑凝灰?guī)r，厚3-5米，節(jié)理發(fā)育，巖石呈碎石狀壓碎結構，Kv=0.56，u=0.25，[BQ]=300；⑧4層微分化晶屑凝灰?guī)r，節(jié)理較發(fā)育，巖體呈大塊狀結構，Kv=0.56~0.68，u=0.25~0.23，[BQ]=450，巖石完整性較好，局部較破碎，圍巖質量一般，各段圍巖的地質情況大體相同，綜合評定為Ⅳ級圍巖，地下水為基巖裂隙水，水文地質條件簡單，掘進時局部會出現滴水、淋水現象。K4+577~K5+134段，處于低山丘陵區(qū)，坡度i=20°~50°，坡面植被茂盛，局部地段基巖裸露。⑦1層含碎石壓黏土，厚度為0~0.5米。下伏基巖，巖性為晶屑凝灰?guī)r，巨厚層狀；⑧2層強分化層，厚度為2~5米，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎；⑧3層弱分化層，厚度為5~15米，節(jié)理發(fā)育，Kv=0.56，u=0.25，[BQ]=300；⑧4層微分化層，節(jié)理較發(fā)育，巖體呈大快狀砌體結構，Kv=0.56~0.68，u=0.25~0.23，[BQ]=450，巖體節(jié)理列席較發(fā)育，主要列席有325°∠71°、204°∠181°、340°∠13°、175°∠68°。綜合評定，本段巖石完整性較好，為Ⅲ級圍巖，地下水為基巖裂隙水，水文地質條件簡單。在K5+190~K6+312左右，本段處于低山丘陵區(qū)，最高點標高為395.4米，坡度為20°~50°，坡面植被茂盛，局部地段基巖裸露；⑦1層含碎石壓粘土，厚度為0~0.5米。下伏基巖，巖性為晶屑凝灰?guī)r，巨厚層狀；⑧2層強分化層，厚度為2~5米，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎；⑧3層弱分化層，厚度為5~15米，節(jié)理發(fā)育，Kv=0.56，u=0.25，[BQ]=300；⑧4層微分化層，節(jié)理較發(fā)育，巖體呈大快狀砌體結構，Kv=0.56~0.68，u=0.25~0.23，[BQ]=450，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，主要裂隙有325°∠71°、340°∠13°、204°∠181°、175°∠68°，呈閉合狀。綜合評定，本段巖石完整性較好，局部較破碎，圍巖質量較好，為Ⅲ級圍巖，地下水為基巖裂隙水，水文地質條件簡單。K6+929~K6+995段，地表為山麓斜坡地形，坡度i=15°~25°，坡面植被茂盛，⑥4、⑦1層含碎塊石粘性土，稍密~中密，山坡處可見大量滾石，直徑為1.5~3.5米，最大可達6~8米，多屬于崩坡積。下伏晶屑凝灰?guī)r，巨厚層狀；⑧1層全分化層，厚度為10~11米，巖石分化呈砂土狀，局部夾強分化碎塊；⑧2層強分化層，厚度為2~5米，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎；⑧3層弱分化層，厚度為3~8米，節(jié)理發(fā)育，巖石呈碎石狀壓碎結構，Kv=0.56，u=0.25，[BQ]=300；⑧4層微分化層，節(jié)理較發(fā)育，巖體呈大塊狀砌體結構，Kv=0.56~0.68，u=0.25~0.23，[BQ]=450。本段為古崩塌體，巖性以含粘性土碎石、塊石為主，穩(wěn)定性差。主要為粘性土碎石、塊石以及強分化—微分化晶屑凝灰?guī)r，基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石完整性較差，局部較破碎，綜合評定為Ⅴ級圍巖。1.2隧道的選址隧道的位置應該選擇在穩(wěn)定的地層中，盡量避免穿越工程地質和水文地質極為復雜以及嚴重不良地質地段；若必須通過時，應有切實可靠的工程施工，而隧道洞口也不宜設在滑坡、崩塌、巖堆、危巖落石、泥石流等不良地質以及排水困難的溝谷處或者不穩(wěn)定的懸崖陡壁下。并且應遵循“早進洞，晚出洞”的原則，合理選擇洞門位置，避免在洞口形成高邊坡和高仰坡。通常在多個路線方案中，根據地形圖和各種調查資料進行技術、經濟比較之后，最后確定路線。一般路線比較要點是：線形適當（平面順適、縱坡均衡、橫面合理），順應地形，路線延長對臨近地區(qū)的影響；安全性、用地、建筑投資、養(yǎng)護費、行駛性能、施工的難易，與當地環(huán)境和景觀相協(xié)調等。對于長大隧道，通風、照明、以及養(yǎng)護費用，都要綜合考慮，從而選擇最佳方案。根據提供的地質地形圖和地質條件，為了避開⑧2層不穩(wěn)定巖層，洞口設在K4+563處比較合理。入口選好之后，是出口的選擇。考慮隧道的排水，需要設計一定的縱坡，還根據該饒城高速公路的海拔和地形等一系列情況，再由于在K6+995附近的地質比較復雜，坡度為15°~25°，根據需要，高程不能太高，但越低的話，地質情況越復雜，不良地質地段越長，綜合考慮，出口選擇在K6+995段比較合理，由于該段有大量的滾石，出口還必須采取明洞形式，這樣可以用來抵御塌方、落石、滑坡、泥石流等病害，在施工中提高安全保障，通車后也可以保證車輛通行順暢。路線選定之后，隧道的大概長度就確定了，約為2430m，屬于長隧道。2隧道縱橫斷面設計2.1隧道縱斷面設計隧道縱斷面是隧道中心線展直后在垂直面上的投影。隧道內線路坡度可以設置為單面坡或者人字坡，由于該隧道屬于長隧道，再考慮兩端的出渣、排水等問題，宜采用人字坡，再考慮通風的問題，縱坡一般控制在2%以下比較好，若超過該值，汽車在行駛過程中排出的有害物質迅速增多，為了保證隧道內的空氣質量，應該滿足這個要求，綜合各方面因素考慮：到在墾K4+56瞧3我到享K6+56曬5短這階2030虹m遞段，縱坡坡度玻設計為鹽：姑i獸1朵=+1.4火%債在庭K6+56貪5抗到懲K6+99汪5桃段，縱坡設計戀為持：潔畫憂i燈2吳=-1.2飾%堵人字坡在縱坡叢變更處應根據駕視距要求設置傾豎曲線，豎曲弟線的半徑和豎謝曲線的最小長必度也要符合《癢公路隧道設計差規(guī)范》的要求磨（豎曲線是為范了提高視線的歷誘導作用以及你滿足乘客乘坐屬舒適，在隧道堵中盡可能考慮稿選用較大豎曲牧線半徑和豎曲率線長度），因沫為該隧道是在滋繞城高速公路淋上的，設計速嘆度腰為脊100km/尚h棍，并且它是凸筆形豎曲線，按跡照《公路隧道違設計規(guī)范》的話要求，豎曲線秧最小半徑和最拖小長度如下表詢格：葡表港枕匪豎曲線最小半部徑和最小長度布（交m農）晶設計速度系（孤km/鼻h凈）屈120肉100兼80術60冊凸形釀豎曲線半徑纏一般值松17000食10000峽4500螞2000夢特殊值萌11000哀6500政3000辭1400體凹形渾豎曲線半徑疫一般值輩6000赤4500唉3000歪1500棵特殊值冷4000熊3000您2000士1000像豎曲線長度竹100耍85漿70竄50伶茶說所以設計豎曲衣線半徑跌為梯10拾000m草，豎曲線長度海為港85m欄?；绷硗猓捎谠撊跛淼缹儆陂L隧巾道，在隧道中叫間每隔一定的雁間距要設置人慨行橫道和車行萬橫道，間距嚴魚格按照《公路合隧道設計規(guī)范后》的要求，人率行橫道間距不請大縱于見500目m首，而車行橫道捧的間距不大陽于賠1000正m緞。所以，該隧健道設計車行橫喂道間距樂為茂750燙m陡，人行橫道在淚鄰近洞口處的喇間距設計進為竟500促m裁，在隧道中間泳的間距設計胃為數250高m糟。車行橫道和忽人行橫道的橫旺截斷面圖及具娘體尺寸如下圖瞇示：尋眉鉛攤離酒（繭a騙）車行橫貞道嚇午浪墊印箱（上b隸）人行橫道霧圖銀券泄車行橫道和人長行橫道的橫截起斷面圖及具體續(xù)尺訊寸鳥挎(傲單位訓：綱cm)頸2.2機丘隧道的橫斷面曠設計鑼在隧道橫斷面閥設計的時候，帖首先要明確隧峰道凈空、隧道刪行車限界、隧駐道建筑限界的準概念。隧道凈聽空是隧道襯砌法的內輪廓所包送圍的空間，包她括隧道建筑限煌界通風以及其抵他所需的斷面屆積；隧道建筑蒜限界是為保證滔隧道內各種交惹通的正常運行轎與安全，而規(guī)泛定在一定寬度廢和高度范圍內派不得有任何障炸礙物的空間限彎界，任何部件沃都不得侵入隧筒道建筑限界之企內；隧道行車解限界是保證汽仍車行駛所需的鄙內輪廓。這些楊在《公路隧道市設計規(guī)范》中裙都有明確的規(guī)以定，具體如下降：墾建筑限界高度摟在高速公路、豆一級公路和二軋級公路斥取唱5.0誦m線；臨另外，在高速島公路和一級公孤路上，還應該寸設置檢修道：鄙左右檢修道的獄寬度各訂為啞0.75初m裹，羨側向寬則有不挽同的要求，在剖速度伙為汁100km/板h猶的高速公路上宅：輛左側向寬鬼為恭0.5瑞m匯，右側向寬燒為翻1.0穩(wěn)m違，兩車道隧道塑的車道寬柿為油3.75m×息2吹隧道橫斷面的旨坡度在單向交夸通中取單面坡灌，一般山取留i=1.5欣%~2.0意%省，該隧道設計脫橫斷面坡度為哨：飾i=1.5跨%央，具體圖形如諸下：先堤榆玉既另圖日付圖隧道建筑限秩界足亮（單位扒：念c招m扁）典另外，因為該逼隧道屬于長隧偷道，為了避免勻在營運中車輛南行駛在洞內出霜現問題而阻斷獄交通，按《公殘路隧道設計規(guī)葛范》要求，在頭一定間距內設添置緊急停車帶寄，其側向寬度龍應煌取茶3.5欺m曠，長度應旗取它40蔑m絕，緊急停車帶崇的有效長度不歪得小忙于送30堤m摟，具體尺寸如絮下：屯圖淚亦獎緊急停車帶劫任思具體橫斷面圖特形如下：嬸拍踐丸列圖病夏物驢隧道緊急停車波帶建筑限網界臘筍（單位由：書c烘m垂）王設置間距不宜堵大頭于距750劇m宏，該隧道緊急訴停車帶設計與準隧道的車行橫譽道相匹聾配商,今為賢750難m臨。各斷面建筑星限界及內輪廓環(huán)見雁附柜圖職3~5鞭。塵3都忠畜隧道的洞門設份計3.1概述宜洞門是隧道兩葬端的外露部分位，也是聯系洞泊內襯砌與洞口顧外路塹的支護旬結構，其作用方是保證洞口的封安全和仰坡的饞穩(wěn)定，引離地悲表流水，減少倘洞口土石方開角挖量。它也是另標準隧道的建金筑物，應與隧律道規(guī)模、使用坑特性以及周圍嗎建筑物、地形樸條件等要相協(xié)推調。殘洞門宜與隧道妻軸線正交，另啟外，洞門構造麻及基礎設置應瀉遵循下列規(guī)定鏟：濾稱叨①膏浴洞門仰坡坡腳極至洞門墻背不殃宜小于劍1.也5膠米秩，洞門端墻與國仰坡之間水溝突的溝底至壓襯前事砌拱頂外緣的輝高度不小于朵1址米衡，洞門墻頂高爪出仰坡腳不小糞于率0.剖5營米妙；鍵塊②緩婆洞門墻應根據雄實際需要設置染伸縮縫、沉降指縫和瀉水孔，職洞門墻基礎必防須置于穩(wěn)定地敢基上，應視地賭形及地質條件灣，埋置足夠的橡深度，保證洞痕門的穩(wěn)定，松想軟地基上的基騾礎，可采取加碌固基礎措施；和隧道洞門的設培計也要根據不療同的地形，設添計不同的洞門喊形式，洞門的攜形式主要包括帽：端墻式洞門咸、翼墻式洞門圓、環(huán)框式洞門峽、削竹式洞門唇和遮光棚式洞剛門等。端墻式扁洞門主要適用仰于巖質穩(wěn)定飾的盤Ⅲ技級以上圍巖和錫地形開闊的地扭區(qū)，是最常使位用的洞門形式友；翼墻式洞門鐘主要適用于地掀質較差敲的飾Ⅳ腿級以下圍巖，禍以及需要開挖傳路塹的地方，婆翼墻是為了增覺強端墻的穩(wěn)定括而設置的，同睬時對路塹邊坡箏起支撐作用，載對抗滑和抗傾幕覆性能好；環(huán)泥框式洞門是在遙洞口巖石堅硬管、整體性好，誘節(jié)理不發(fā)育，閥而且不易風化蠅，路塹開挖后今仰坡極為穩(wěn)定兩，并且沒有較暴大的排水要求綢時采用；遮光矮棚式洞門的入皺口通常外伸很堤遠，由于透光麻材料上面容易渴沾染塵垢油污陡，養(yǎng)護困難，裁因此很少使用億該種洞門形式傾；削竹式洞門頸適合洞門周圍芳地形較平坦的印地區(qū)。不管采合取什么形式的冤洞門，它的邊廁坡和仰坡都有的具體的要求，悉詳情參照《公食路隧道設計規(guī)遍范持》腎16少5莊頁裹表地7-架1維隧道洞門的形涉式與特征。洞杏門墻基礎必須錫埋入地基一定殖深度，埋入深籠度視地質情況落好壞確定，保鳥證結構物穩(wěn)定以?；A設置在求巖石上時，應協(xié)清除表面強風錘化層。洞口邊帳、仰坡的高度金由下表確定：久表抬死賠洞口邊、仰坡字的控制高度努圍巖等級煉Ⅰ瓶~守Ⅱ樣Ⅲ嘴Ⅳ師Ⅴ膀~鉆Ⅵ構邊、仰探坡棍膀坡率公貼壁頂1凳：者0.3障1狐：劃0.5御1蓮：貼0.5悲1賴：菌0.5障1陰：竹0.5馬1虎：革0.5乳1擺：粥0.5味1喊：披1.25摔1耕：陶1.5驗高度能（滅m想）匆15熊20糧25盲20隊25蠶15己18平20猜15果18籠根據該隧道的課地質情況，該層隧道的進口端家為四級圍巖，衛(wèi)設計入口段洞悼門形式為翼墻龜式洞門比較合湖理，而在隧道怎的出口端，地清形較平坦，圍門巖也較差，采挽取明洞比較合四理。藝3.2桶飛隧道洞門的驗全算籍設計計算參數消參照《公路隧濤道設計規(guī)范》令表溜果(沙洞門設計參精數鎮(zhèn))冶,朗下面是略表。孩表另樹富糾洞門設計參數象仰坡坡率泡計算摩擦儲角噴φ扇（暴°稈）炭重度遍（替kN/壺m菠3無）蹲基底摩擦系數扇f徐基底控制壓應警力童（輕MP糊a團）律1:0.5吐70廣25趨0.60緩0.80伯1:0.75喝60隙24辭0.50板0.60趟1:1矛50儉20浸0.40裙0.40~0墨.35劃由上表取值：向仰坡坡率陪i誰=遼1太：過0.7嬌5塵，計算摩擦拾角塘φ扯=60婚°宴，重度賭=25嗎kN/堡m高3媽，衣基底摩擦系數窗f烘=0.5召0坑，基底控制壓喘應軋力季P=0.60塘MPa歐因為進口洞門擾設計為翼墻式裙洞門，再由規(guī)且范表淘養(yǎng)和土表護5.2.誦3戲得混凝土的標洞準重度為和等餃級圣為批C2婦0莊的混凝土強度留設計值分別為刪：岡=23斃kN/灣m場3充，蘇拖通拾抗壓強度茂f覺cd息=10熟MPa凳場殃荷抗剪強度蝕f義cmd棗=11凳Mpa余，抗拉強度塊f譜ctd耽=循1.13遷MPa趟墻身構造闖：撲怨錢翼墻式洞門墻戚身向外略傾服，旗繳罩坡率追為興1凳0唐：扮1堆，提億靠墻身厚度采耀用航3英m達；演基底埋深哭為顯1.5坐m根，跪過盈仰坡坡率源為并1毫：揀0.7酬5稿，訊飄下墻高肝為挽H=10.2搞m鑄；脹基礎暴寬跪B=2.1秩m蒙，鍵揚目墻背巖土體固高玉h=9款m貝；灌梯傾斜角揪α齡=arcta帥n(0.1)描=5.7訊°減，由于墻身仰斑斜，即粘α受=-5.7此°釋；筐御銷巾仰坡坡晉角轎β曠=arcta鄉(xiāng)n(臘)=53何°征。具體計算簡兄圖如下：糟圖庸貿勞攤洞門驗算簡懸圖丈帥鞠（單位睡：粉m壽）獸土壓力系數：律=0.072絮香隊碗雀則主動土壓力島：牧E蹲a似=顆=體=93.6K秋N埋者子其作用點的位彼置在距離墻偵趾冶h/乖3富處，即：浮簽悼Z四y塌=9/3=獸3m旨，苦Z肚x畜=捐（殃Z暮y向-石1哨）地×0.072蒸+1.5+0絲.3=洗1.95m愛祥貓E慮x引=E雀a濱×co葉s三（嫂α燙+乖δ錦）肺=92.4K環(huán)N嗽，誰E償y在=E攤a逝×si松n向（習α糾+爺δ侍）寒=15.2K傍N蘿沿墻身滲取夢1禍m課做計算長度，壓則每沿米墻身腦的自重、力臂沃和作用力如下參表：造表或羨碧每沿米墻身的桐自重、力臂和千作用力菌項目蜂分塊柱體利積慕V處i爸（割m很3液）湊自盜重郵G既i鴨（聚K爐N蘇）滿力譜臂把G扭zi撞1鉛1×1.2=壘1.2冰27.6稍1.78堅2霜0.5×0.欲5×1.2=街0.3川6.9水2.55陳3號1.5×10配.2=15.系3缸351.9棕1.53托4鳥2.1×1.兇5=3.15狠72.45兔1.08車合計底19.95辣458.85喚結合上面的計籮算，進行各項城穩(wěn)定性驗算：昌①蓄.注抗滑穩(wěn)定驗算親=奶×0.5=2剝.4演5望＞浮[Kc]=1牛.他3偶，則抗滑穩(wěn)定顛滿足要求。蟲②崖.促抗傾覆穩(wěn)定驗懷算在低=宋斷雜=2.5漏7石＞詠[K軍o疼]=1.俯6全，三索追則抗傾覆穩(wěn)定載滿足要求。龜③銳.拍基底應力及偏蹲心驗算亡叢恢栽=柏=0.92鑰即耽：舊屠m(xù)衛(wèi)＜恩=喪KP滴a仆＜尋[絲σ泥]=0.6M啟Pa沿綜上所述，洞烤門墻各項驗算嚼指標均符合《響公路隧道設計冬規(guī)范》的設計習要求，所以洞典門是穩(wěn)定的，棒即擬定尺寸合償理。下面是洞來門側視和俯視時簡圖：炸（朝a盟）秧繪隧道進口端洞賴門側視歲圖繁香膛虧基（垮b菜）隧道進口端懂洞門俯視前圖糕勢（吩c誘）隧道進口立方面圖灑圖瓣瘋扶絹隧道進口洞門院圖（具體尺寸捕詳見且附圖狗6~8晴）捧偷4拌箱曬隧道襯砌設計誼（專題設計議）鄉(xiāng)隙4.1蹄長隧道的襯砌設逃計佩仔筍概述注隧道襯砌是一斗種超靜定結構騎。設計初砌斷逼面主要解決內捐輪廓線、軸線丟和厚度三個問余題。隧道洞身倍的襯砌結構類篇型大致可分為伐以下幾種類型到：直墻式、曲總墻式、偏壓襯吵砌、喇叭口襯復砌、圓形斷面掌隧道、矩形斷桌面襯砌和復合珍式襯砌。在該蠻隧道所有的地治質條件下，校有圈Ⅲ起、蘭Ⅳ孟、療Ⅴ彩級圍巖勉，夜Ⅳ設、穗Ⅴ惹級圍巖中，穩(wěn)撤定性較差，地肯基承載力弱，扶為保證結構安仆全，應采用有側仰拱的封閉式剩襯砌斷面，并故且曲墻式襯砌摘受力合理，對義圍巖結構的穩(wěn)腿定性好，適用逮于各種圍巖，臣所以整個隧道柄均采用，對于修存在斷裂破碎掙帶紫、及中部設置了緊催急停車帶、有執(zhí)人行橫道和車腰行橫道的位置匠，襯砌應采用江鋼筋拱架加密兄加固，各級指廢標也都要相應巷的提高。具體駕尺寸已經在上鹽一章的橫斷面連設計中確定，罰襯砌厚度將在殺后面會詳細敘休述。災在隧道和地下蕉工程中，支護串結構通常又分奔為初期支護和導永久支護。初詠期支護是為了告保證施工的安遮全、加固巖體拖和阻止圍巖變帶形、坍塌而設拼置的臨時支護紗措施；二次襯諷砌是保證隧道干使用的凈空和灶結構的安全而雷設置的永久性執(zhí)襯砌結構。根須據隧道圍巖的訂地質條件、施土工條件和使用皇要雷求基,谷隧道的支護形疏式可以分：噴滴錨襯砌、整體納式襯砌、復合浸式襯砌。無論欲在什么樣的圍灑巖中，隧道的寨襯砌都是非常詞重要的，所以即襯砌結構的設撿計也是隧道當臺中的難點。整欲體式襯砌采用袖就地整體模筑賠混凝土襯砌，殺在隧道內樹立躁模板、拱架，徐然后澆注混凝稀土而成；復合者式襯砌是目前歪隧道工程中最辜常采用的襯砌姨形式，在初次序襯砌和二次襯誘砌之間宜采用炭緩沖、隔離的倡防水夾層，目參的是當第一層枯產生形變及形音變壓力較大時放，仍給予極少妖量變形的可能注，可降低形變陪壓力，而當一暮次襯砌支護力吊不夠時，可將嶺少量變形壓力易均勻的傳布到蜂二次襯砌上、淋并依靠二次襯競砌進一步制止誓繼續(xù)變形。初劫期支護采用錨槐噴支護，即由顯噴射混凝土、誦錨桿、鋼筋網博、鋼架等支護鐘形式單獨或組險合使用，二次稼襯砌采用模筑熱混凝土或模筑卷鋼筋混凝土結鍋構，襯砌截面凍采用連接圓順岸的等厚襯砌斷閉面，仰拱厚度翻宜與拱墻厚度局相同。復合式祥襯砌還有以下活優(yōu)點：充分發(fā)鴉揮圍巖自承作旬用，把圍巖與肆支護襯砌做成差統(tǒng)一承載結構價，改善襯砌受倉力條件，在初諸期支護保護下秋，安全方便地肉施做防水層及味二次襯砌，安樸全且能保證質捐量。噴錨襯砌藝作為隧道的永值久襯砌，一般緊考慮臘在篇Ⅲ誤級以上圍巖中真采用，當圍巖批良好、完整、女穩(wěn)定的地段，叨如哨Ⅱ努級及以上圍巖爪，只需噴射混繪凝土即可，此尚時噴射混凝土右的作用為：局舟部穩(wěn)定圍巖表正層少數已松動追的巖塊、保護適和加固圍巖表饅層、防止分化譽，與圍巖形成忠表面較平整的連整體支承結構康，保證營運安忙全。扭包館洞身襯砌設計采孕根據前面所訴城，該隧道的圍跑巖條件較差，描多數處請于嫩Ⅲ倦~駁Ⅴ故級圍巖，即采握用復合式襯砌貿。在開挖過程累中，應滿足隧碼道凈空和結構勵尺寸，要考慮羨初期支護，并糧設置預留變形漠量，具體要求亭見下表：叉鬼表添4.1.1蕉卷預留變形量賞（單位撫：缸m攝m驟）悶圍巖級別確兩車道隧道爽三車道隧道命Ⅱ堤－－終10~50廊Ⅲ粱20~50晴50~80豪Ⅳ忙50~80塑80~120宰Ⅴ捆80~120甩100~15藍0洪Ⅵ啞現場測量確定揪注：圍巖破碎撿取大值；圍巖粘完整取小值。太使由于該隧道設永計為兩車道，輪圍巖級別較復慶雜，為了確保胖隧道的穩(wěn)定，草采用的是復合讀式襯砌，其襯測砌設計的具體誕參數如下表所戀示，其中，為射了確保隧道的碗穩(wěn)定，不影響絹完工后的運營旗，錨桿間距和晃鋼筋網格的布緣置取小值、噴斑錨厚度稍大值柄、二次襯砌厚餐度也取稍大的報數值，詳細情糟況見下頁的表渣慎：標另外，結合該通隧道的地質條記件以及圍巖形償式，鋼筋網噴覺射混凝土和罪在日Ⅲ種、麥Ⅳ暈、沉Ⅴ妹級圍巖中的錨閃桿設計還應符職合以下規(guī)定：創(chuàng)奔等①遭兔鋼筋網網格應測按矩形布置，些間距設置為藏250mm裝；尤鑒津②箭要鋼筋間的搭接掌長度隸取郊40桿d捕（愧d運為鋼筋直徑，剃具體大小見上堤表）；榴電贏③旁赴鋼筋網噴射混飼凝土厚度取串30mm昨；標您傅④就美鋼筋網應結合般錨桿一起使用遠，宜與錨桿綁墓扎連接或焊接駁；嚷灶跟⑤踢踢錨桿材料按國釀標采用梨HRB335遞或籮HPB235絲鋼筋，直徑咱取黑20~舞32mm和，除考慮強度狗要求外，還由頸于鉆孔眼一般害取膏42mm廁，這樣可便于壩注漿；虎投塌⑥丘國錨桿一般沿隧眾道周邊經向布畏置；度元鵲⑦第委錨桿的布置可慢以按矩形布置尋，也可以按梅淡花形布置，其與間距不得大于石1.5m錢，系統(tǒng)錨桿長捎度不得小于距2.0m縮。具體取值在脂后敘。宏表吐宴臂艘兩車道隧道復食合式襯砌的設富計參數抖圍巖級別物初期支護噸二次襯砌厚度向（稿c抱m氧）盈噴射混凝土厚肢度裕（亦c立m播）前錨桿里（擾m總）榮鋼筋網寺鋼架廁拱、墻折混凝土熱仰拱混凝土陸拱部、邊墻炒仰拱哈位置悟長度意間距殊Ⅰ執(zhí)５晝—宇局部大2.0澡—歌—智—區(qū)30抱—稻Ⅱ匠５活~童８釋—蘋局部油2.0辦~架2.5佩—宵—教—視30今—沫Ⅲ湯8默~12私—粉拱、墻裕2.0弄~擊3.0涂1.0腸~際1.5魯局部除@25×25臂35愧—淺Ⅳ您12唐~15并—需拱、墻哥2.5拿~匪3.0圍1.0夜~戒1.2滲局部礦@25×25滅35忘35求Ⅴ眼15墻~25律—棚拱、墻家3.0暑~友4.0母0.8德~仿1.2幼局部姜@25×25位45響45糖注：考慮隧道盤的圍巖級別復澆雜，確保隧道槽的安全運營，振各個參數取大剝值。倦成卵在圍巖條件較構差的地段，應麥在初期支護內繞設置鋼架，考樓慮圍巖的穩(wěn)定揚和鋼架的自身騙剛度，采用工苦字形鋼鋼架鎮(zhèn)。器Ⅲ妹級圍巖中任用校1子6悉號工字鋼潮，羞Ⅳ搏級圍巖中貿用摧1匆8澡號獸，仁Ⅴ恨級圍巖中用鍋20a謝號。鋼架支護贏同樣要滿足以今下一些規(guī)定：忘焦冰①泰句鋼架支護必須馳有足夠的剛度雪和強度，能夠木承受隧道施工齒期間可能出現滅的荷載；距炎溫②糖騾鋼架支護間距袋為軌0.5~第1.5m井。本設計慚在漢Ⅲ暫級圍巖中取鞠1.2m涂，盞Ⅳ莊級圍巖中取已1.0m死，茶Ⅴ致級圍巖中取淹0.8m渾。鴉其中，柱在銷Ⅲ嘆級圍巖中，拱餓部襯砌的錨桿賠長幫2.5扮m斤，邊墻部分的簡錨桿機長眠2.0認m竿，縱橫向間距鍋為僻1.2×1.痕2倉m墻；劑Ⅳ座級圍巖的拱部之錨桿努長棉3.0糞m置，邊墻的錨桿藏長收2.5健m爬，縱橫向間距扒為擦1.0×1.大1恩m薯；港Ⅴ丟級圍巖的拱部倍錨桿煮長匹3.5冠m領，邊墻部分錨陪桿針長哥3.0居m菊，縱橫向間距犧為擦0.8×0.王8裳m瘡。均采谷用倡φ鬼2型2憂，梅花形布置靠?？h在圍巖條件很督差的地段，即鄉(xiāng)在耕Ⅴ論級圍巖中，還桌要設置超前錨航桿或超前小導森管以加強襯砌旋的穩(wěn)定?；菊f原則：小導管登直徑采辨用淹42~50m呀m充的無縫鋼管，維長炎3~5杯m閉，本設計搖取法50m神m畏直徑，木長軍4像m船；環(huán)向間距和吉縱向間距也不吊宜太大，本設仗計寬取增30×80m黑m烈；采用梅花形篩布置，兩組間航搭接長度不小逼于育100c宮m茶，該設計滿足判要求。下面是笑小導管的布置濾簡圖：駐圖透4.1.奸1嘉堆小導管的布沉置朽貧滴（單位：拌cm小）壽在緊急停車帶肝的襯砌，可以參按照三車道的運參數設計，具尚體尺寸如下表蹦：瑞表撈拾扎緊急停車帶襯耀砌設計參數魔圍巖級別落初期支護蜜二次襯砌厚度章（土c護m素）辯拱部邊墻噴砼肥厚度蔥（思c儉m信）賴錨桿拔（鬧m想）趨鋼筋網豐拱、墻內混凝土混仰拱刑混凝土倉位置紀長度智間距秤Ⅲ糕10~15勇拱、墻帽3.0~3.抗5立1.0~1.薦5抱拱、墻臉@25×25郊45殃45妄Ⅳ寺15~20厲拱、墻啟3.0~4.誘0馳0.8~1.注0藝拱、墻萬@20×20競50筋鋼筋混凝土跑50綢Ⅴ料20~30針拱、墻很3.5~5.齒0望0.5~1.花0館拱、墻（雙層罪）詠@20×20怪60忽鋼筋混凝土敢50念鋼筋混凝土萬由于該隧道所翁設計的車行橫梳洞所處圍巖耳以段Ⅲ購、虜Ⅳ遼級為主，參數務即按照上表中猴選擇。柜各級圍巖的襯儉砌設計設計哄和飲Ⅴ橡級圍巖的超前呆支護詳見附炮圖刻9~1際2賄。念賀4.學1.3販冠明洞襯砌設計棉明洞結構類型池可以分為拱形鍛明洞、箱形明惹洞、棚洞三種角。從結構特點愉來說，現澆拱鬼形明洞結構整偉體性較好，承預載力大，能承陜受較大的垂直壤壓力；箱形明匪洞建筑高度較瞧小，地基要求坡低。下面就對孫明洞襯砌設計捉做具體說明：年仇瑞拱形明洞結構拴和隧道整體式罵襯砌基本相似拾，是由拱圈、隙邊墻、鋪底組猛成，當山坡落改石較多，體積社較大時，應驗維算落石沖擊荷莖載下的明洞結傘構安全性；當繁地層松軟或側征壓力較大時，仁則應該設置仰孩拱，設置仰拱驢對地基要求較既低，能減小沉俗降變形，抵抗球較大的側向壓沾力；另外，根太據近幾年的工助程經驗，明洞愛襯砌宜采用鋼產筋混凝土結構勺；還有，由于允明洞是修建在唯地面上的建筑蛛物，襯砌結構層除受地形、地晴質等的影響外懂，不可避免地盈受到大地氣溫掠變化的影響而樹產生脹縮，為努了減小襯砌變村形開裂，應該撒設置伸縮縫。除明洞襯砌基礎假和隧道襯砌基利礎一樣，為防木止側溝及鋪底溜施工開挖時影稀響邊墻地基穩(wěn)勻定，基礎標高肢不宜高于隧道姐側溝溝底標高螺或路面基層標律高。釘該隧道頂部的瞧過水槽，是排飼泄山溝洪水，羊需注意泥石流盛的影響，溝渠蠶底距洞頂外緣址厚度不小糕于促1.寸5比米，這也是為衰了保證地質病腫害發(fā)生時，明戚洞不受影響。叮另外，該隧道余的明洞出口處捷為皺Ⅴ土級圍巖坊，挨Ⅴ倡級圍巖的邊墻暖，一般不宜垂栽直開挖，而需弦要用填料回填馳，但是明洞墻衫背主動土壓力管是按圍巖計算最摩擦角計算的霜，因此邊墻背躲回填料的摩擦再角不應低于地短層的計算摩擦敏角。承隧道出口明洞話在施工設計中萄做說明，這里篇就不做驗算。訪4.墻2熟趕隧道襯砌結構茫電算分析呀（采用直剛法盞）旨茂襯砌藥計算時，噴錨稼襯砌和復合式株襯砌的初期支綢護，可采用彈緩塑性數值解法赴或近似解析法般進行計算，并年結合工程類比堆法和監(jiān)控量測屆進行修正。摸4.銅2筋.1鈔簽襯砌單元劃分冬及節(jié)點編號爭襯砌單元劃分旱應滿足下列要逃求：牌①晉慨本設計襯砌劃領分肅為朽6胳塊豐3發(fā)0戒個單元，由于桃結構對稱，只剃需輸筍入圖3像塊數據；剩②肅攝襯砌的拱腳，掃直墻與拱部的辱交點必須在節(jié)痛點上；津③攏洋拱部襯砌單元刃數目應多于邊冤墻的襯砌單元柿數目，本設計悠拱部襯砌劃分斷為駛1葉8覺個單元，邊墻抽劃分庭為狼1蛙2藝個單元；老④繁展襯砌結構分塊陳時，第一塊為伶余寬以下部分挪，第二塊為余墻寬以上部分，坡第三塊為拱圈蘋部分，除第一統(tǒng)塊采用人工劃煩分單元外，其唐余采用自動劃鵲分方式劃分單甩元；頑⑤槐圖節(jié)點編號從左循基底開始，按潤順時針方向編脫號；侮⑥父御以拱頂襯砌中心心點為坐標原躺點，向右沸為遙x翅方向，豎直向日下冤為佛y夕方向建立坐標藏系。攪4.技2坐.2復快輸入數據順序本根據源程序的盤輸入數據格式眨，要求按下列梢順序輸入數據足：陷①涂緩襯砌單元數鋪目驟m倘，荷載組挑數瀉l兩d巴；要②脆票襯砌分塊數雜目何nare赴a狐，對稱信撤息榨nsy擋m蹄，單元外緣是稱否與軸線長度顛等長信烈息史nclo娃g慘；延③連通襯砌單元劃分波方旋式惜iaut使o舟，同一塊內襯遠砌單元數伍目該nod龜e嚇，各襯砌塊所航在襯砌結構中終的位巡置譜loca你t令，襯砌類型信合息刑in分a拴；閉④裂貸當朵iauto=羨0糟時，人工輸入恨襯砌塊內所有朋襯砌單元節(jié)點塵處的厚宋度漲a(i須)洽各節(jié)點的幅坐詠洪標翼x(i梁)辰、膨y(i傾)描；聯當賀iauto=別1刪時：鄰a拼.他襯砌塊位于直碌邊墻上時，輸皺入起始節(jié)點和淚最終節(jié)點坐標踐值遙x序i凈、肥y枯i栗，傭x鐘j惱、歌y隔j傻以及其厚紅度惠d折i稿、弦d傻j迎；腿b練.晌襯砌塊位于曲只邊墻上時，輸遺入最終節(jié)點的錘坐標鋪值母xi栗2基、蔑yi乒2淡，曲邊墻內輪握廓線半廈徑筒r3代0礦，起始節(jié)點和保最終節(jié)點的厚螺度隊d葉i指、朵d輛j沒；資c光.勝襯砌塊位于拱秤圈時，輸入拱逝圈半圖徑圍r琴0信，雖al憤f卷、符be盾t修值以及塊兩端聰的厚蝕度英d馬i部、欺d蹦j鐵；荒d宅.義圍巖彈性抗力捏系值數拜ckkr(i肥)部，彈性模默量庫e(i撕)香；懲e五.償輸入集中力信姥息，如果有集母中力，陳則疼kload=宿1沃，如果沒有集奸中力，浮則串kload=饞0刪，本設計沒有響集中力，本故輔kload=斜0瓣；糧f掉.述隧道埋深信斥息初n襖c什（深埋隧劍道太nc=烤1股，淺埋隧吐道鼠nc=千0驕），圍巖容睬重明r剪g爽，砼容閑重些c面g貪；諷g曉.辮如丙果憂nc=活1鄉(xiāng)，輸入圍巖類址別片s燥，側壓力系購數載c雀e嘩，二次襯砌承辣擔外力的百分刷比乞pcen占t遺，如乘果寧nc=濫0為，輸入拱頂以提上隧道埋堅深徹h卷1地，圍巖計算摩取擦工角城fa閱i辮，滑面摩擦鋤角迅tha祖t源，地面橫熔坡腸af述a松，荷載分布信前息悄ned證i螺；臭族h螞.繁輸入材料信怨息當i句a攀，拱腳截面砼啟施工信賞息忘i惕r團，地基信模息灶i扁w摩，明洞形式信柏息牽i貴e漂，砼抗拉強捎度身r啄l標，抗壓強辜度兆r贊y零，砌體極限抗?jié)h壓強孕度篇sr繭y療，砼允許抗拉視安全系漢數犁pkc積l畏，抗壓允許安膜全系訪數舉pkc脖y隸，砌體抗壓安婚全系來數孝pks流y誠，左基底承載漂力懂psigm顏l竊，右基底承載晌力想psigm仁r裕；肆真各嶼級圍巖的驗算桐過程項①貼趙下面是各級圍甘巖的計算初始概數據敏喚a喬：伍Ⅲ勾級圍巖的計算棚初始數據：戰(zhàn)301坐扎罩照稀擁捧（襯砌劃分虛為在3待0循個單元；荷載眾組數烤取女1厘）軌6衰11克顏躍艱謝（襯砌分畏為立6鉗塊；結構對稱籌取披1具；等截面蔬取前1芬）排0徑11狐1帶-絲5.125遭8.482綱-5.3畫757.復482煉1灘.00.某5波1耽昏51員1壽狼然規(guī)朵威絞（直墻、曲墻迅、拱圈計算參六數）朽摟碼-5.375俗7.48哪2-5.陵3753基.732薦0.50盜.5陜布雕（由隧道輪廓梢結構尺寸得到祖）犧19釀22歸5.912避67.3罩522.福650.焰50.5只汁驟師31*1.5遮e5才法遞洲慰（圍巖彈性抗這力系數取規(guī)范辛所給范圍的平氏均值）縫興放30*2.6母e6玉崇舍竄蕩甜（扎C2反5寨混凝土彈性模筍量，規(guī)范中可噴查）0粒12.培5反2.另2腥寧副性（深埋倆取直1柴、淺埋獅取奮0貨；圍巖容重；開混凝土容重）廈3.0懇55.0忌35.01茄0.01勒（圍巖類別；連側壓力系數；勉二襯承擔的外棗力百分比）列00攝00抓160.0起1900冤.035還0.0剃（材料、拱腳行截面混凝土施罩工、地基、明唯嗓姨和資3.62.竹42.7泡153.1頌153.1匠寨時歡洞信息；混凝靈土抗拉、抗壓慣強度、砌體極勝限抗壓強度；咽混凝土允許抗踐拉、抗壓安全勇系數、砌體抗激壓安全系數；保左、右基底承歪載力）謝闊b叢：正Ⅳ奔級淺埋隧道圍殘巖計算初始數配據（各數據代虎表的意思和上圓面的一致，下搞同）：釘3品01誤6艙窯11歷0扁并11瞇1嫂-姓7.521務7.400中-7.6演076.麻591扣0恨.840混.84朗1她區(qū)21只2苗-潮7.63臟5.93廉5.13錢姑0.55嘴0.55削1涌政122達2想9才.457采0.00培.00.綢550.呼55然3相1*6.5e草5裁3曲0*2.95叛e6敘0舒銷0銜獸2.2鍬2.2堡4競55.0蜓35.0久10.0趣1醬0批00攻0平涂200.0飛1900.拌0350辛.0華3袍.62.粗42.7艷5170辛.051宏70.0依c埋：戀Ⅳ伸級深埋隧道圍洲巖計算初始數巖據：童3夾01服6惑浪11犧0芽11啄1撐-償5.125劇8.482兼-5.3倆757.英482霜0心.840沫.84租1堅的21遠2莫-估7.63搭5.93私5.13牲搖0.55餓0.55質1接鄰122呼2杏9懇.457故0.00球.00.返550.芳55臂3乖1*6.5e徹5噴3給0*2.95啊e6廉0漿妙1隆售2.2開2.2替4蘋55.0每35.0丹10.0孩1烤0甚00息01炸60.0血1900.0餐350.劍0茫3挺.62.肝42.7稀153.幻1153吩.1千慧d宿：脹Ⅴ橡級圍巖的計算谷初始數據：厲乞301吧凱6勤辦11憶0釋恢11渠1旨-侵7.521滿7.400寺-7.6高076.悠591瞇0逃.840嘩.84旺1礦弊21部2鋒-茫7.63趕5.93草5.13販藏0.65保0.65員1讓蛙122酸2向9驅.457摔0.00駐.00.屠650葉.65饞3摧1*1.5e錯5色3態(tài)0*2.95迅e60靜禾張倉0錘豎用2.櫻0襖2.帆2列尸叫5.0各55.0蔽35.01秒0.01東撿潤恨陰振00粒00深傍200.0睡1900.煉0350磁.0抄鵝網3.62優(yōu).42.度7153億.115綠3.1稀②然晚輸出結果（由別于在此驗算的傅過程中，數據惰繁多，就不一墓一列出，只主將雜Ⅴ任級圍巖的驗算銷過程列于此做慣代表說明，而午各級圍巖的最構后計算結果仍昂將表述于下倡：障級象a床：烤Ⅴ限級圍巖的計算引過程及結果：旦******恨***i勉nputd推ata*滾******果**崇盒m=30殺n=務91驗nmid夠=嬌15千id=6狀i余g=29居ld=倆忽1溝n受area=減6鋸nsym=1拳n粉clog=1果玻i才x(i)寶y亦(i)漂份腳主i距x(i)關認y(i)剛里0-恰7.521鹽7.幫400圓棋1叮-7.6返07時6.591眾哄2-結7.637電6.撈261鍛何3鎮(zhèn)-7.6有47冊5.930尊臥4-漢7.597桶4.夜937教數5哈-7.4坊45尾3.953拼什6-感7.195胳2.查991管淘7盯-6.8彩48劃2.058和否8-皆6.408塵1.哲166四辟9斤-5.8屢79傷0.323粗1運0-匆5.268污-0.棍461豐斗11坐-4.洪580塘-1.18樂0折1演2-輕3.823茄-1.扯825解例13丸-3.怪004階-2.39殃0碗1蘆4-財2.132司-2.短868壺亦15枯0.乞000廳0.00瘋0焰1提6拴2.132陪-2.辟868蘿贈17迅3.悶004廊-2.39薪0駛1援8而3.823膀-1.掉825籠新19臟4.益580檢-1.18距0獨2蝶0穗5.268往-0.弄461裙曉21但5.很879槍0.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