隧道洞門設(shè)計完整版

隧道洞門設(shè)計HENsystemofficeroom[HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688]和隧道端洞門設(shè)計，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)訃行車速度：40km/h隧道主洞建筑限界凈寬：++2X++二隧道建筑限界凈高：路基寬：遵循規(guī)范《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2003《公路隧道設(shè)計規(guī)范》JTGD70-2004《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》JTJ004-89《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》GB50086-2001《地下［程防水技術(shù)規(guī)范》GB50108-2001二、工程概況根據(jù)隧道需風(fēng)量分析確定，本隧道采用自然通風(fēng)。隧道內(nèi)的供電照明負(fù)荷和應(yīng)急照明按一級負(fù)荷考慮。1、地形、地貌隧道區(qū)地貌屬于丘陵低山地貌。隧道地處山體的左側(cè)山坡地段，地形起伏較大，山高坡陡，山體走向近S?（向，隧道走向與其基本平行。在隧道的進出口地段發(fā)育路線走向呈小角度相交的小沖溝，呈“U字型溝谷。隧道軸線通過路段地面標(biāo)高222?310m,相對高差約88m,隧道頂板上覆圍巖最大卑度約。地形坡度25?55°左右。山坡植被稀少，主要為灌木叢，坡面多出露基巖。隧道通城端洞口段地處沖溝附近的G106底下，地形較平緩，覆蓋層較卑，洞口軸線與地形等高線呈小角度相交。黃泥界端洞口段地處S\向沖溝內(nèi)的G106底下，地形較緩，基巖裸露，洞口軸線與地形等高線呈小角度相交。圉巖分級根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)合巖塊室內(nèi)巖石試驗成果可知，該隧道片巖和花崗巖均為強風(fēng)化，飽和抗壓極限強度Rb小于30Mpa,為軟質(zhì)巖，巖石抗風(fēng)化能力弱。根據(jù)計算結(jié)果，強風(fēng)化片巖和花崗巖圍巖分級均為V級。水文地質(zhì)根據(jù)調(diào)查，隧道區(qū)的山體上未發(fā)現(xiàn)地表水體，亦未發(fā)現(xiàn)地下水出露點。根據(jù)鉆孔內(nèi)抽水試驗可知：其地下水量〈d,但雨季受降雨影響，地表水將沿陡裂隙下滲，富集在F斷層內(nèi)，嚴(yán)重影響洞室的穩(wěn)定，施工時應(yīng)特別注意。根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ064-98)附錄D,隧道區(qū)地下水及地表水對混凝土結(jié)構(gòu)均無腐蝕性。詳細(xì)分析結(jié)果見］程地質(zhì)報告。三、洞門設(shè)計步驟《公路隧道設(shè)計規(guī)范》關(guān)于洞口的一般規(guī)定：1、洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件，同時結(jié)合環(huán)境保護、洞外有關(guān)工程及施工條件、營運要求，通過經(jīng)濟、技術(shù)比較確定。2、隧道應(yīng)遵循“早進洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡及仰坡的穩(wěn)定。3、洞口邊坡、仰坡頂面及其周圍，應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置排水溝及截水溝，并和路基排水系統(tǒng)綜合考慮布置。4、洞門設(shè)訃應(yīng)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。1確定洞門位置洞口位置的確定應(yīng)符合下列要求：1、洞口的邊坡及仰坡必須保證穩(wěn)定。2、洞口位置應(yīng)設(shè)于山坡穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好處。3、位于懸崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；應(yīng)避免在不穩(wěn)定的懸崖陡壁下進洞。4、跨溝或沿溝進洞時，應(yīng)考慮水文情況，結(jié)合防排水工程，充分比選后確定。5、漫坡地段的洞口位置，應(yīng)結(jié)合洞外路塹地質(zhì)、棄渣、排水及施工等因素綜合分析確定。6、洞口設(shè)計應(yīng)考慮與附近的地面建筑及地下埋設(shè)物的相互影響，必要時采取防范措施。7、洞門宜與隧道軸線正交；地質(zhì)條件較好；做好防護；設(shè)置明洞洞口地質(zhì)條件根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)合巖塊室內(nèi)巖石試驗成果可知，該隧道片巖和花崗巖均為強風(fēng)化，飽和抗壓極限強度Rb小于30Mpa,為軟質(zhì)巖，巖石抗風(fēng)化能力弱。洞身發(fā)育F次生小斷層，受其影響巖石中節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石特別破碎，圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響程度較重?嚴(yán)重。隧道地段節(jié)理裂隙較發(fā)育，2組節(jié)理裂隙平面上呈棱行，較規(guī)則，與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造方向一致，多數(shù)間距1?2m,多為微張?張開型，無充填，巖體被切割呈塊狀、片狀。隧道凈空與限界的基本概念隧道凈空：隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，根據(jù)“隧道建筑限界”確定的。隧道建筑限界：為了保證隧道內(nèi)各種交通的正常運行與安全，而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間范圍。圖公路隧道建筑限界（單位：cm）H-建筑限界高度；行車道寬度；Ll-左側(cè)向?qū)挾?；Lr-右側(cè)向?qū)挾龋籆-余寬;J-檢修道寬度；R-人行道寬度；h-檢修道或人行道的高度；壓-建筑限界左頂角寬度，ElLl；E廠建筑限界右頂角寬度，當(dāng)LWlm時，EfLr,當(dāng)LAlm時,Er二lm建筑限界高度，高速公路、一級公路、二級公路?。蝗?、四級公路取。當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置檢修道或人行道時，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬。檢修道和人行道的設(shè)訃高速公路和一級公路隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置檢修道。其它等級公路隧道，應(yīng)根據(jù)隧道所在地區(qū)的行人密度、隧道長度、交通量及交通安全等因素確定人行道的設(shè)置。檢修道或人行道宜雙側(cè)設(shè)置;檢修道或人行道的寬度按表規(guī)定選?。粰z修道或人行道的高度可按20-80cm取值，并綜合考慮以下因素：1、檢修人員步行時的安全；2、緊急情況時，駕乘人員拿取消防設(shè)備方便；3、滿足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求。表公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（m）公路等級設(shè)計速度（km/h）道度W)車寬——側(cè)向?qū)挾扔鄬扖人行檢修道J隧道建筑凈寬左側(cè)右側(cè)Ls左側(cè)右側(cè)設(shè)檢修道設(shè)人行道不設(shè)人行道、檢修道高速公路一級公路120X211100X2180X260X2［二級公80X211160X2110路二級40X29）公路30X220X27注：①三車道隧道除增加車道數(shù)外，其它寬度同表；增加車道的寬度不得小于。②連拱隧道的左側(cè)可不設(shè)檢修道或人行道，但應(yīng)設(shè)50cm（120km/h與100km/h時）或25cm（80km/h與60km./h時）的余寬。③設(shè)計速度120km/h時，兩側(cè)檢修道寬度均不宜小于；設(shè)計速度1OOkm/h時，右側(cè)檢修道寬度不宜小于。隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時，應(yīng)取單面坡：當(dāng)隧道為雙向交通時，可取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長度，平、縱線形等因素綜合分析確定，采用％。當(dāng)路面采用單面坡時，建筑限界底邊線與路面重合；當(dāng)采用雙面坡時，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。隧道內(nèi)輪廓設(shè)訃除應(yīng)符合隧道建筑限界的規(guī)定外，還應(yīng)滿足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾的需要，并為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、營運管理等設(shè)施提供安裝空間，同時考慮圍巖變形、施工方法影響的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全、經(jīng)濟、合理的原則。隧道內(nèi)路側(cè)邊溝應(yīng)結(jié)合檢修道、側(cè)向?qū)挾?、余寬等布置，其寬度?yīng)小于側(cè)向?qū)挾龋⒉贾糜谲嚨纼蓚?cè)。確定洞門類型洞門是用以保護洞口、排放流水并加以建筑裝飾的支擋結(jié)構(gòu)物。它聯(lián)系襯砌和路塹，是整個隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分，也是隧道進出口的標(biāo)志。對于鐵路隧道，隧道的場地就是其進出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標(biāo)高線交點之間的距離。此外，洞門是隧道的咽喉，也是隧道的外露部分，在保證安全的同時，還應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇適合的洞門形式，并應(yīng)適當(dāng)進行洞門美化和環(huán)境美化。？洞門的作用有以下兒方面：？一、減小洞口土石方開挖量二、穩(wěn)定邊仰坡？三、引離地面流水？裝飾洞口？根據(jù)洞口地形、地質(zhì)及襯砌類型等不同的情況和要求，洞門結(jié)構(gòu)主要有以下兩大類型：？一、隧道門-隧道門指修建在不設(shè)明洞的隧道洞口的支擋結(jié)構(gòu)物，包括環(huán)框時洞門、短墻式洞門、翼墻式洞門、柱式洞門、臺階式洞門、斜洞門和耳墻式洞門等。？二、明洞門-明洞門主要配合明洞結(jié)構(gòu)類型設(shè)訃，明洞有拱形明洞和棚洞之分，相應(yīng)明洞門也分拱形明洞門和棚式明洞門兩大類。棚式明洞門并不單獨設(shè)置，通常在棚洞洞口端橫向頂梁上加設(shè)端墻，以攔截落石，避免其墜入線路影響行車安全。洞門形式的選擇按分類，姜源嶺隧道K33+975端洞門，基本服從于路線走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結(jié)構(gòu)設(shè)訃。洞門形式結(jié)合實際地形、地質(zhì)情況選定。根據(jù)洞門所處地段的地形地貌及工程地質(zhì)條件，遵從“早進洞，晚出洞”的設(shè)計原則，并考慮洞門的實用、經(jīng)濟、美觀等因素，因此本隧道洞口采用端墻式洞門，洞門簡按分類，姜源嶺隧道K33+975端墻式洞門側(cè)面洞門構(gòu)造要求按《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG-2004），洞門構(gòu)造要求為：1、洞門仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于，洞門墻頂高出仰坡腳不小于。2、洞門墻應(yīng)根據(jù)實際需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按訃算或結(jié)合其他工程類比確定。3、洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，應(yīng)視地基及地形條件，埋置足夠深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不小于，嵌入巖石地基的深度不小于；基底標(biāo)高應(yīng)在最大凍結(jié)線以下不小于。基底埋置深度應(yīng)大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。2.洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、計算假設(shè)及相關(guān)規(guī)定洞門的端墻和翼墻均可視為墻背承受土壓力的擋土墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)擋土墻理論設(shè)計。本端墻式洞門按訃算擋土墻的方法分別核算各不同墻高截面的穩(wěn)定性和強度，以此決定端墻的厚度和尺寸。為簡化洞門墻的計算方法和便于施工，只檢算端墻最大受力部位的穩(wěn)定性和強度，據(jù)此確定整個端墻的厚度和尺寸，這樣雖增加了一些坊工量，但從施工觀點看.卻是合理的。由于洞門端墻緊靠襯砌，乂嵌入邊坡內(nèi)，故其受力條件較擋土墻為好。此有利因素可作為安全儲備.在計算中是不予考慮的。洞門翼墻與端墻一樣，也可采用分條方法取條帶計算。山于翼墻與端墻是整體作用的；故在訃算端墻時，應(yīng)考慮翼墻對端墻的支撐作用。訃算時先檢算翼墻本身的穩(wěn)定性和強度，然后再檢算端墻最大受力部位的強度及其與翼墻一起的滑動穩(wěn)定。在計算翼墻時，翼墻與端墻連結(jié)面的抗剪作用是不考慮的。按擋土墻結(jié)構(gòu)訃算洞門墻時，設(shè)計是按極限狀態(tài)驗算其強度，并驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。驗算時依據(jù)下表的規(guī)定，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)汁規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)訃規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)訃規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。洞門驗算表如表所示：表洞門墻的主要檢算規(guī)定表墻身截面荷載效應(yīng)值SdW結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)計算）墻身截面荷載效應(yīng)值SdW結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)計算）墻身截面偏心距eW倍截面厚度滑動穩(wěn)定安全系數(shù)反基底應(yīng)力oW地基容許承載傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko基底偏心距e巖石地基WH/5?B/4；土質(zhì)地基WB/6（B為墻底厚度）洞門設(shè)計計算參數(shù)數(shù)按現(xiàn)場試驗資料采用。缺乏的試驗資料，參照表選用。計算參數(shù)如下：計算參數(shù)如下：？（1）邊、仰坡坡度1:1;（2）仰坡坡腳￡二°,tan￡=2,a二6°；(3)地層容重Y=20kN/m3;地層計算摩擦角4>=700；?基底摩擦系數(shù)；？基底控制應(yīng)力［〔］二建筑材料的容重和容許應(yīng)力墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強度等級為MulOO,水泥砂漿的強度等級為M10。?容許壓應(yīng)力［Ca］=，重度yt=22KN/?m3o洞門各部尺寸的擬定根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTJ026-90)，結(jié)合洞門所處地段的工程地質(zhì)條件，擬定洞門翼墻的高度：H二12m：其中基底埋入地基的深度為1,0m，洞門翼墻與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度，洞門翼墻與仰坡間的的水溝深度為，洞門墻頂高出仰坡坡腳，洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為，墻厚，設(shè)計仰坡為1:1最危險滑裂面與垂直面之間的夾角：_tan2(p+tanatans-&+tan'?)(tan0-tan￡)(tan(p+tuna)(l-tanatan￡)tanw(l+tan2(p)一tan(p(\一tanatan￡)()式中y圍巖計算摩擦角；￡——洞門后仰坡坡腳；洞門墻面傾角將數(shù)值代入式(4-1)可得:故：3二；根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG—2004),土壓力為；TOC\o"1-5"\h\zE冷加［才+幾⑺一胡舛().(tan6?-tancr)(l一tanatan￡)(、A=()tan(6W+0)(1-tancotan￡)"'=】—0慕。式中：E——土壓力(KN);Y---地層重度(KN/n?)X側(cè)壓力系數(shù)；3——墻背土體破裂角；b洞門墻計算條帶寬度(rn),取b二；§土壓力計算模式不確定系數(shù)，可取§二。把數(shù)據(jù)分別代入式(4-2).(4-3).(4-4)，得：由三角關(guān)系可得：ho-洞門土壓力E：E=iA［/72+/u(//-//())］人()式中：5墻背摩擦角6=30°抗傾覆驗算訃算圖示如圖所示，擋土墻在荷載作用下應(yīng)繞0點產(chǎn)生傾覆時應(yīng)滿足下式:

^—>1.6以。式中：Ko----傾覆穩(wěn)定系數(shù)，k)>1.6；()工全部垂直力對墻趾0點的穩(wěn)定力矩;工全部水平力對墻趾0點的穩(wěn)定力矩;山圖可知:()墻身重量G：*12*22*11二396KN莊對墻趾的力臂：Zx二耳對墻趾的力臂:G對墻趾的力臂:代入上式得：故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求抗滑動驗算對于水平基底，按如下公式驗算滑動穩(wěn)定性:kc>1-3()式中：K.滑動穩(wěn)定系數(shù)為N——作用于基底上的垂直力之和；工E——墻后主動土壓力之和，取工E二E；F——基底摩擦系數(shù)，取f二由圖得：K_(G+EJxO.4_(818.125+37.8)x0.44〉°~EX35.67'故抗滑穩(wěn)定性滿足要求基底合力偏心矩驗算，合力偏心矩為設(shè)作用于基底的合力法向分力為工2，其對墻趾的力臂為乙、e,則:，合力偏心矩為合力在中心線的右側(cè)。計算結(jié)果滿足要求片宸=380.267人V?基底控制應(yīng)力二，計算結(jié)果滿足要求墻身截面偏心矩及強度驗算1、墻身截面偏心矩ee=—V0.3B()N式中：M計算截面以上各力對截面形心力矩的代數(shù)之后；N作用于截面以上垂直力之后。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩E的公式，可得：說明洞門的尺寸合理。詳圖見設(shè)訃圖紙。四、隧道襯砌方案的擬定？參考《公路隧道設(shè)計規(guī)范》，本設(shè)計為雙車道40km/h限速的三級公路，采用整體式襯砌。？最終確定內(nèi)、外輪廓線以及襯砌的尺寸見附圖1-2?深埋隧道外層初期支護，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定及實際情況，采用一般簡易的C20噴射混凝土，且厚度為lOcmo?防水板:采用塑料及無紡布，且無紡布密度為300g/nf2,防水板應(yīng)采用滿鋪的滿鋪的EVA板防水層，厚度為2mm,搭接長度為200mm°?襯砌：根據(jù)《公路隧道設(shè)訃規(guī)范》，采用25號模筑防水混凝土，厚