隧道綜合項(xiàng)目工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)模板

本科生課程設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)隧道工程學(xué)部理工農(nóng)學(xué)部

目錄TOC\o"1-3"\h\u3728第一部分隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 120621一．課程設(shè)計(jì)題目 12985二．適用專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、時(shí)間 130032三．課程設(shè)計(jì)目標(biāo)及任務(wù) 119675四．設(shè)計(jì)方法和步驟 56248五．時(shí)間及進(jìn)度安排 520514六．提議參考資料 526368第二部分隧道主體結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū) 61812.1建筑限界 639312.1.1通常要求 6112702.1.2隧道總體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 6103332.1.3隧道設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 6306562.1.4隧道建筑限界圖 7189592.2內(nèi)輪廓圖確定 8104082.3隧道洞口設(shè)計(jì) 919182.3.1洞門(mén)形式選擇 9188272.3.2洞門(mén)結(jié)構(gòu)要求 9154682.3.3驗(yàn)算滿足條件 10313932.3.4洞門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 10301202.4早期支護(hù)設(shè)計(jì) 14135842.4.1支護(hù)形式選擇及參數(shù)確定 14125562.4.2Ⅲ級(jí)圍巖早期支護(hù)設(shè)計(jì) 15275052.4.3早期支護(hù)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算 17231442.5二次襯砌計(jì)算 25305932.6施工組織設(shè)計(jì) 26217432.6.1編制說(shuō)明 2616412.6.2工程概況

2673902.6.3工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及施工方法 27682.6.4施工總體布署

27111202.6.5施工組織機(jī)構(gòu)

2832722.6.6施工組織步驟 2922364附圖 3097881、建筑限界圖、內(nèi)輪廓圖 30323752、洞口立面圖 30299883、洞口側(cè)面圖 30269284、復(fù)合式襯砌斷面部署圖 30第一部分隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一．課程設(shè)計(jì)題目隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二．適用專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、時(shí)間張家界學(xué)院學(xué)院建筑工程專(zhuān)業(yè)三．課程設(shè)計(jì)目標(biāo)及任務(wù)（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)：經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)掌握：建筑限界和內(nèi)輪廓圖；隧道洞口設(shè)計(jì)；隧道洞身設(shè)計(jì)及二次襯砌驗(yàn)算；④施工組織設(shè)計(jì)。（二）設(shè)計(jì)任務(wù)：1.設(shè)計(jì)資料（1）隧道總體概況已知隧道為山嶺兩車(chē)道公路隧道，示意簡(jiǎn)圖圖1.1所表示。整個(gè)隧道原本分為左右線，而且左右線全部為相向施工，但此次課程設(shè)計(jì)只要求設(shè)計(jì)單洞單向施工抵達(dá)貫通位置情況，只要求設(shè)計(jì)主洞通常斷面，不要求設(shè)計(jì)緊急停車(chē)帶和橫洞等隸屬洞室。隧道采取新奧法理念施工，隧道采取復(fù)合式襯砌，設(shè)計(jì)使用年限為1。圖1.1隧道示意圖表1.1不一樣圍巖等級(jí)文中簡(jiǎn)寫(xiě)表示意義圍巖情況描述Ⅲ級(jí)Ⅲ級(jí)圍巖砂巖，巖體較完整，塊狀結(jié)構(gòu)Ⅳ級(jí)Ⅳ級(jí)圍巖頁(yè)巖，巖體局部破碎，層狀結(jié)構(gòu)Ⅴ級(jí)Ⅴ級(jí)圍巖礫巖，巖體破碎，泥質(zhì)膠結(jié)表1.2圍巖計(jì)算參數(shù)圍巖等級(jí)重度（kN/m3）彈性抗力系數(shù)（MPa/m）變形模量（GPa）泊松比內(nèi)摩擦角（°）粘聚力（MPa）Ⅲ級(jí)圍巖251200200.3501.5Ⅳ級(jí)圍巖2350060.35390.7Ⅴ級(jí)圍巖2020020.45270.2表1.3不一樣設(shè)計(jì)行車(chē)速度文中簡(jiǎn)寫(xiě)表示意義速A設(shè)計(jì)行車(chē)速度為100km/h速B設(shè)計(jì)行車(chē)速度為80km/h速C設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60km/h表1.4不一樣隧道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度文中簡(jiǎn)寫(xiě)表示意義長(zhǎng)A表示隧道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1500m長(zhǎng)B表示隧道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度2500m長(zhǎng)C表示隧道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3500m注：洞口段可選為40m長(zhǎng)(2)隧道洞口段依據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)洞門(mén)并對(duì)洞門(mén)擋土墻進(jìn)行驗(yàn)算。洞門(mén)擋土墻傾斜度和嵌入基底深度依據(jù)規(guī)范選定。圖1.2埋深示意圖表1.5不一樣洞口段埋深文中簡(jiǎn)寫(xiě)洞口段埋深（m)洞口A2.5洞口B3.5洞口C4.5(3)隧道洞身段依據(jù)圍巖等級(jí)和隧道洞身段埋深計(jì)算圍巖壓力，依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》185頁(yè)荷載分擔(dān)百分比表，確定早期支護(hù)和二次襯砌荷載分擔(dān)百分比。依據(jù)規(guī)范選定早期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)。表1.6不一樣洞身段埋深文中簡(jiǎn)寫(xiě)隧道洞身段埋深（開(kāi)挖輪廓線拱頂至地表距離）洞身A15m洞身B30m洞身C50m洞身D70m洞身E90m洞身F120m(4)驗(yàn)算二次襯砌強(qiáng)度現(xiàn)在數(shù)值模擬軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于隧道設(shè)計(jì)中，確定二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)后，最好用某一個(gè)數(shù)值模擬軟件計(jì)算二次襯砌內(nèi)力，深入驗(yàn)算二次襯砌全部截面強(qiáng)度。因?yàn)榇舜握n程設(shè)計(jì)時(shí)間短，沒(méi)有足夠時(shí)間學(xué)習(xí)數(shù)值模擬軟件，所以下面假定已經(jīng)計(jì)算出了二次襯砌內(nèi)力（二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)和荷載不一樣，計(jì)算出來(lái)內(nèi)力也不一樣），同學(xué)們根據(jù)圖中指定截面，驗(yàn)算二次襯砌在這一截面強(qiáng)度，目標(biāo)是掌握計(jì)算原理和思緒。圖1.3二次襯砌驗(yàn)算指定截面(注：你設(shè)計(jì)二次襯砌可能有仰拱也可能無(wú)仰拱，但不影響這里驗(yàn)算)表1.7不一樣截面二次襯砌內(nèi)力文中簡(jiǎn)稱(chēng)軸力(kN)剪力(kN)彎矩(kN×m)截面A-2506-64-43截面B-208614526截面C-2823-5110(5)施工組織設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)包含施工方法、各工序施作時(shí)機(jī)、人員配置、關(guān)鍵材料、機(jī)械設(shè)備、進(jìn)度計(jì)劃等。每個(gè)人隧道圍巖等級(jí)、隧道埋深和隧道長(zhǎng)度等不一樣，所以制訂隧道施工組織設(shè)計(jì)也應(yīng)不一樣。2.設(shè)計(jì)工作及要求每個(gè)人針正確工程情況全部有不一樣之處（詳見(jiàn)下表），自己只做自己對(duì)應(yīng)工況，不要剽竊她人設(shè)計(jì)。表1.8設(shè)計(jì)分組情況一覽表學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)工況1，16，31，46Ⅲ級(jí)速C長(zhǎng)A洞口A洞身A截面A2，17，32，47Ⅳ級(jí)速B長(zhǎng)C洞口B洞身B截面B3，18，33，48Ⅴ級(jí)速A長(zhǎng)C洞口C洞身C截面A4，19，34，49Ⅲ級(jí)速C長(zhǎng)A洞口A洞身D截面C5，20，35，50Ⅴ級(jí)速B長(zhǎng)B洞口C洞身E截面B6，21，36，51Ⅳ級(jí)速C長(zhǎng)C洞口B洞身F截面C7，22，37，52Ⅳ級(jí)速A長(zhǎng)B洞口B洞身B截面A8，23，38，53Ⅲ級(jí)速A長(zhǎng)A洞口A洞身C截面A9，24，39，54Ⅴ級(jí)速B長(zhǎng)A洞口C洞身D截面B10，25，40，55Ⅳ級(jí)速C長(zhǎng)C洞口B洞身E截面C11，26，41，56Ⅴ級(jí)速A長(zhǎng)B洞口C洞身F截面A12，27，42，57Ⅲ級(jí)速C長(zhǎng)A洞口A洞身A截面C13，28，43，58Ⅴ級(jí)速B長(zhǎng)B洞口C洞身C截面B14，29，44，59Ⅲ級(jí)速C長(zhǎng)C洞口A洞身A截面C15，30，45，60Ⅳ級(jí)速B長(zhǎng)B洞口B洞身B截面B每位同學(xué)均應(yīng)依據(jù)上表分組名單和對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)速完成本設(shè)計(jì)，應(yīng)完成設(shè)計(jì)工作包含：（1）依據(jù)隧道概況，選擇隧道限界，確定隧道內(nèi)輪廓尺寸，繪制隧道建筑限界圖及內(nèi)輪廓圖。（2）設(shè)計(jì)隧道洞門(mén)（如采取端墻式洞門(mén)、翼墻式洞門(mén)等），并驗(yàn)算洞門(mén)擋土墻，繪制隧道洞門(mén)立面圖和側(cè)面圖。（3）計(jì)算隧道洞身段圍巖壓力，依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》185頁(yè)荷載分擔(dān)百分比表，確定洞身段早期支護(hù)和二次襯砌荷載分擔(dān)百分比。依據(jù)規(guī)范選定洞身段早期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制洞身段復(fù)合式襯砌橫斷面部署圖。（4）驗(yàn)算指定截面二次襯砌強(qiáng)度，假如強(qiáng)度不合格，指出應(yīng)采取方法。（5）編制施工組織設(shè)計(jì)，內(nèi)容既包含進(jìn)洞方法和超前支護(hù)方法，也包含洞身段施工方法、各工序施作時(shí)機(jī)、人員配置、關(guān)鍵材料、機(jī)械設(shè)備、進(jìn)度計(jì)劃等。3.圖紙要求采取3號(hào)圖紙，百分比自行確定。4.應(yīng)提交設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)提交給指導(dǎo)老師設(shè)計(jì)結(jié)果包含：（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，包含前述應(yīng)完成設(shè)計(jì)工作各項(xiàng)內(nèi)容，內(nèi)容具體充實(shí)，能表現(xiàn)出設(shè)計(jì)具體過(guò)程，寫(xiě)明設(shè)計(jì)參數(shù)選擇依據(jù)，尤其要具體寫(xiě)明洞門(mén)擋土墻驗(yàn)算、圍巖壓力計(jì)算、二次襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)算等計(jì)算過(guò)程。（2）設(shè)計(jì)圖紙一套，包含前述應(yīng)完成設(shè)計(jì)工作各項(xiàng)圖紙，要求線條清楚、整齊美觀，符合相關(guān)制圖規(guī)范及百分比要求。圖紙首先采取計(jì)算機(jī)CAD繪制，然后一律采取A3圖紙打印出來(lái)上交。四．設(shè)計(jì)方法和步驟（1）依據(jù)隧道概況，選擇隧道限界，確定隧道內(nèi)輪廓尺寸，繪制隧道建筑限界圖及內(nèi)輪廓圖。（2）設(shè)計(jì)隧道洞門(mén)（如采取端墻式洞門(mén)、翼墻式洞門(mén)等），并驗(yàn)算洞門(mén)擋土墻，繪制隧道洞門(mén)立面圖和側(cè)面圖。（3）計(jì)算隧道洞身段圍巖壓力，依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》185頁(yè)荷載分擔(dān)百分比表，確定洞身段早期支護(hù)和二次襯砌荷載分擔(dān)百分比。依據(jù)規(guī)范選定洞身段早期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制洞身段復(fù)合式襯砌橫斷面部署圖。（4）驗(yàn)算指定截面二次襯砌強(qiáng)度，假如強(qiáng)度不合格，指出應(yīng)采取方法。（5）編制施工組織設(shè)計(jì)，內(nèi)容既包含進(jìn)洞方法和超前支護(hù)方法，也包含洞身段施工方法、各工序施作時(shí)機(jī)、人員配置、關(guān)鍵材料、機(jī)械設(shè)備、進(jìn)度計(jì)劃等。五．時(shí)間及進(jìn)度安排1.部署設(shè)計(jì)內(nèi)容及準(zhǔn)備相關(guān)參考書(shū)、設(shè)計(jì)規(guī)范：0.5天

2.建筑限界和內(nèi)輪廓圖：0.5天

3.洞口設(shè)計(jì)：1天

4.洞身設(shè)計(jì)：1天

5.二次襯砌驗(yàn)算及施工組織設(shè)計(jì)：1.5天

6.完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及相關(guān)圖紙：0.5天六．提議參考資料1.《隧道工程》，陳秋南.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.2.《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/TD70-》，中國(guó)交通運(yùn)輸部，北京：人民交通出版社，.3.《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD70-》，中國(guó)交通部，北京：人民交通出版社，.4.《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTGF60-》，中國(guó)交通運(yùn)輸部，北京：人民交通出版社，.5.《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)-隧道》，北京：中國(guó)鐵道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，.

第二部分隧道主體結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)2.1建筑限界2.1.1通常要求隧道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足公路交通計(jì)劃要求，其建筑限界、斷面凈空、隧道主體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)、照明等設(shè)施，應(yīng)按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)近期交通量不大時(shí)，可采取一次設(shè)計(jì)分期修建。2.1.2隧道總體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）隧道設(shè)計(jì)遵照充足發(fā)揮隧道功效，安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)隧道基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)中有完整勘測(cè)、調(diào)查資料，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、氣象和交通量及其組成，和營(yíng)運(yùn)和施工條件，進(jìn)行多方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)比較，使隧道設(shè)計(jì)符合安全實(shí)用、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)優(yōu)異要求。（2）隧道主體結(jié)構(gòu)按永久性建筑設(shè)計(jì)，含有要求強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性；加強(qiáng)隧道支護(hù)襯砌、防排水、路面等主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通風(fēng)、照明、供配電、消防、交通監(jiān)控等營(yíng)運(yùn)設(shè)施設(shè)計(jì)之間協(xié)調(diào)，形成合理綜合設(shè)計(jì)。對(duì)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展專(zhuān)題設(shè)計(jì)和研究。（3）隧道土建設(shè)計(jì)表現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工思想，制訂地質(zhì)觀察和監(jiān)控量測(cè)總體方案。（4）隧道設(shè)計(jì)落實(shí)國(guó)家相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，主動(dòng)慎重地采取新技術(shù)、新材料、新設(shè)備。（5）隧道設(shè)計(jì)必需符合國(guó)家相關(guān)國(guó)土管理、環(huán)境保護(hù)、水土保持等法規(guī)要求。注意節(jié)省用地，保護(hù)農(nóng)田及水利設(shè)施，盡可能保護(hù)原有植被，妥善處理?xiàng)壴臀鬯?.1.3隧道設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）公路等級(jí)：一級(jí)公路。（2）隧道設(shè)計(jì)速度：60km/h。（3）隧道建筑限界標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2.1。（4）隧道縱坡不應(yīng)小于0.3%，通常情況不應(yīng)大于3%，對(duì)于受地形限制中、短隧道可合適加大，不宜大于4%。本隧道為短隧道。（7）設(shè)計(jì)荷載：公路－I級(jí)。

2.1.4隧道建筑限界圖可確定限界參數(shù)如表2.1所表示：設(shè)計(jì)速度（km/h）車(chē)道寬度W側(cè)向?qū)挾萀檢修道J左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)6020.500.750.750.75表2.1建筑限界設(shè)置(單位：m)隧道建筑限界凈寬：9.75m，凈高：4.5m。因?yàn)楸舅淼罏閮绍?chē)道短隧道，所以本隧道不設(shè)置緊急停車(chē)帶和橫向通道。建筑限界圖1.1。圖2.1隧道建筑限界

2.2內(nèi)輪廓圖確定依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-）要求，隧道內(nèi)輪廓拱部為單心半圓=514cm，側(cè)墻為大半徑圓弧=764cm，仰拱圓弧半徑=1500cm，仰拱和側(cè)墻間用一個(gè)小半徑圓弧連接=100cm。兩車(chē)道60km/h標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓圖圖2.2。圖2.2隧道內(nèi)輪廓圖

2.3隧道洞口設(shè)計(jì)2.3.1洞門(mén)形式選擇隧道進(jìn)口在Ⅲ級(jí)圍巖中，結(jié)合洞口排水要求，遵從“早進(jìn)洞，晚出洞”設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮洞門(mén)實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀等原因，綜合考慮，該隧道進(jìn)口洞門(mén)采取“端墻式洞門(mén)”。端墻式洞門(mén)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2.3.1。圖2.3.1端墻式洞門(mén)簡(jiǎn)圖2.3.2洞門(mén)結(jié)構(gòu)要求（3）洞門(mén)墻基礎(chǔ)必需置于穩(wěn)固地基上，應(yīng)視地基及地形條件，埋置足夠深度，確保洞門(mén)穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基深度大于1.0m，嵌入巖石地基深度大于0.5m；基底標(biāo)高應(yīng)在最大凍結(jié)線以下大于0.25m?；茁裰蒙疃葢?yīng)大于墻邊多種溝、槽基底埋置深度。（4）松軟地基上基礎(chǔ)，可采取擴(kuò)大基礎(chǔ)方法。2.3.3驗(yàn)算滿足條件采取擋墻式洞門(mén)時(shí)，洞門(mén)墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗(yàn)算，并應(yīng)驗(yàn)算繞墻趾傾覆及沿基底滑動(dòng)穩(wěn)定性。驗(yàn)算時(shí)應(yīng)符合表3.1和表3.2（《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG－）要求，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求。2.3.4洞門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算參數(shù)確定（1）邊、仰坡坡度1：0.1；（2）仰坡坡率1：0.5；（3）地層容重；（4）地層計(jì)算摩擦角；（5）基底摩擦系數(shù)0.6；（6）基底控制應(yīng)力。2、建筑材料容重和許可應(yīng)力（1）墻端材料為水泥砂漿片石砌體，片石強(qiáng)度等級(jí)為Mu100，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M10。（2）許可壓應(yīng)力，重度。3、洞門(mén)各部尺寸確定端墻式洞門(mén)正墻斜度取1：0.1，仰坡坡率取1：0.5，設(shè)端墻厚度為B=2.0m，設(shè)基礎(chǔ)埋深為1.8m(其中基底采取階梯狀擴(kuò)大基礎(chǔ)，其中上層階梯為0.3m。下層階梯為0.7m，基底寬度為)，預(yù)留變形量為0.05m，襯砌厚度為0.5m，其中襯砌拱頂?shù)浇厮疁蠝系拙嚯x為1.1m，截水溝厚度為0.2m，截水溝溝底到仰坡坡底距離為0.5m，仰坡坡腳到洞門(mén)墻背水平距離為a=2m，設(shè)墻H=12m。本隧道取條帶寬度b=1m。圖2.2洞門(mén)側(cè)視圖1、洞門(mén)土壓力計(jì)算邊坡坡率1:0.5，查表 最危險(xiǎn)破裂面和垂直面夾角：（3.2）==0.266故：土壓力系數(shù)按下式計(jì)算：（3.3）洞門(mén)土壓力按下式計(jì)算：（3.4）δ為墻背摩擦角墻體自重按下式計(jì)算:（3.5）2、洞門(mén)抗傾覆驗(yàn)算依據(jù)公式（3.6）（3.7）（3.8）故：滿足抗傾覆要求。3、洞門(mén)抗滑移驗(yàn)算（3.9）故滿足抗滑動(dòng)要求。4、基底協(xié)力偏心矩驗(yàn)算和基底承載力驗(yàn)算設(shè)作用于基底協(xié)力法向分力為，其對(duì)墻址力臂為，協(xié)力偏心距為e，則：（3.10）滿足計(jì)算要求（3.11）可得：符合地基承載力要求。5、墻身截面偏心矩驗(yàn)算及強(qiáng)度驗(yàn)算墻身偏心矩：（3.12）式中：——計(jì)算截面以上各力對(duì)截面型心力矩代數(shù)和；——作用于截面以上垂直力之和。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩公式，得可：所以計(jì)算結(jié)果滿足要求。應(yīng)力：所以計(jì)算結(jié)果滿足要求。經(jīng)驗(yàn)算，翼墻驗(yàn)算也滿足要求。2.4早期支護(hù)設(shè)計(jì)2.4.1支護(hù)形式選擇及參數(shù)確定隧道洞口處圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，隧道洞身圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，隧道采取復(fù)合式襯砌支護(hù)，即由早期支護(hù)、二次襯砌和中間防水層組合而成襯砌形式進(jìn)行支護(hù)。同時(shí)還采取大管棚、小導(dǎo)管等預(yù)支護(hù)方法。其中早期支護(hù)采取噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架支護(hù)。依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-）相關(guān)要求，二車(chē)道復(fù)合式襯砌在Ⅲ級(jí)圍巖條件下。早期支護(hù)采取噴錨支護(hù)方法，早期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度35cm；錨桿采取中空注漿錨桿，錨桿直徑為20mm，長(zhǎng)度為300cm，鋼筋網(wǎng)直徑為10mm。二次支護(hù)為模筑混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，厚度為10cm。2.4.2Ⅲ級(jí)圍巖早期支護(hù)設(shè)計(jì)1、隧道深淺埋確定：深埋和淺埋隧道分界，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等原因綜合判定。在Ⅲ級(jí)圍巖條件下:式中：深淺埋隧道分界深度；荷載等效高度，。已知在Ⅲ級(jí)圍巖下，隧道寬度為，圍巖容重為，則圍巖坍塌高度為：式中：圍巖等級(jí)；圍巖重度；隧道寬度；每增減時(shí)圍巖壓力增減率，當(dāng)m時(shí)取。荷載等效高度：故分界深度：埋深，小于，屬淺埋隧道。2、隧道圍巖壓力確實(shí)定Ⅲ級(jí)圍巖圍巖壓力計(jì)算：依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-），Ⅲ級(jí)圍巖物理力學(xué)指標(biāo)值：重度，彈性抗力系數(shù)，變形模量，泊松比，計(jì)算摩擦角，內(nèi)摩擦角，粘聚力。圖2.4.1淺埋隧道圍巖壓力計(jì)算隧道埋深H=2.5m，小于等效荷載高度，荷載視為均布垂直壓力，按下式計(jì)算： （4.1）式中：q——垂直均布?jí)毫Γǎ?——隧道上覆圍巖重度（）；H——隧道埋深（m），指坑頂至地面距離。圖2.4.2淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上荷載側(cè)向壓力e按均布考慮時(shí)其值為：(4.2)其中：2.4.3早期支護(hù)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算本隧道處于Ⅲ級(jí)圍巖中，開(kāi)挖半徑為5.64m(R1=5.14m，預(yù)留變形量50mm，早期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度35cm)，現(xiàn)以Ⅲ級(jí)圍巖取最大埋深1.5m處計(jì)算：支護(hù)材料取噴射混凝土采取C25，厚度為10cm，鋼筋網(wǎng)選擇HPB235鋼筋，鋼筋直徑10mm，網(wǎng)格間距25×25cm。錨桿為全長(zhǎng)粘結(jié)型，長(zhǎng)度3m，直徑20mm，間距1m×1m，選擇HRB335，帶墊板，其尺寸為150mm×150mm×6mm。鋼支撐選擇工字鋼，每榀間距1m。采取剪切滑移破壞法計(jì)算：圖2.4.3剪切滑移破壞法示意圖1、噴混凝土提供支護(hù)抗力P1值（為圍巖內(nèi)摩擦角）其中，為剪切滑移面和最小主應(yīng)力軌跡線成角，a、均見(jiàn)圖2.4.1，b為剪切區(qū)高度。為加固帶高度，取l為形成加固帶時(shí)錨桿有效長(zhǎng)度，t為錨桿橫向間距（見(jiàn)圖4.3），則有：(4.5)得：將全部數(shù)據(jù)代入式得：計(jì)算時(shí)可換算成對(duì)應(yīng)噴混凝土支護(hù)抗力，即(4.6)式中:——每米隧道鋼材當(dāng)量面積，此處取35.58cm2；得：代入式中，得：2、錨桿提供支護(hù)抗力P3值錨桿受力破壞有兩種情況：（1）錨桿體本身強(qiáng)度不足而被拉斷。這種情況下錨桿提供平均徑向支護(hù)抗力：(4.7)式中F——錨桿斷面積；——錨桿抗拉強(qiáng)度；e、t——錨桿縱向及橫向間距。則錨桿粘結(jié)破壞，即砂漿錨桿和孔壁之間粘結(jié)力不足而破壞。這種情況下錨桿提供平均徑向支護(hù)抗力：(4.8)式中S——為錨桿抗拔力，即錨桿錨固力，；D——鉆孔直徑，在此設(shè)計(jì)中取D=60mm；L——錨固段長(zhǎng)度；——孔壁和注漿體之間極限粘結(jié)強(qiáng)度，砂巖取=0.85MPa則代入式中得取其中最小值，則取錨桿提供平均徑向支護(hù)抗力。因?yàn)樵诜秶鷥?nèi)錨桿才能對(duì)剪切滑移體產(chǎn)生抗力，則：3、圍巖本身提供支護(hù)抗力P4值剪切滑移體滑動(dòng)時(shí)，圍巖在滑面上抗滑力，其水平方向分力在剪切區(qū)高度b/2上抗滑力P4為式中——剪切滑移體長(zhǎng)度，其值為=8.64——分別為沿滑移面剪切應(yīng)力和垂直于滑移面正應(yīng)力，它們按摩爾包絡(luò)線為直線時(shí)假定求出（見(jiàn)圖）：由圖4.3可知將式中值代入上式，得圖2.4.4包絡(luò)線圖式中為圍巖物理力學(xué)指標(biāo)，徑向主應(yīng)力值隨剪切滑移面上位置而改變，難以確定，所以假定等于各支護(hù)結(jié)構(gòu)所提供徑向支護(hù)抗力之和，即式中——噴混凝土層提供支護(hù)抗力——鋼支撐提供徑向支護(hù)抗力——錨桿提供徑向支護(hù)力則將值代入式得將代入式得將以上數(shù)據(jù)代入式得將代入式中，得4、最小支護(hù)抗力值Pmin按重力平衡條件求解。塑性區(qū)巖體，隨塑性徑向位移增加而形成松散區(qū)。松散區(qū)巖體因?yàn)橹亓ψ饔枚纬伤缮毫Γ瑸楸３挚拥婪€(wěn)定，用支護(hù)力和它平衡（圖4.5）。當(dāng)處于受力極限平衡狀態(tài)時(shí)，所求得支護(hù)抗力即為。確定路徑有：①由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)塑性區(qū)半徑r求（按重力平衡條件求）；②依據(jù)坑道周?chē)S可位移值求；③實(shí)地量測(cè)形變壓力作為；④依據(jù)圍巖特征曲線求。圖2.4.5開(kāi)挖支護(hù)后坑道受力示意圖當(dāng)滑移體處于受力極限平衡狀態(tài)時(shí)，選擇①路徑求得：則式中——為圍巖重度，此處Ⅲ級(jí)圍巖，取=25KN/;——為初始應(yīng)力，設(shè)處于均質(zhì)巖體中，則——?jiǎng)t得：得：即，設(shè)計(jì)支護(hù)滿足要求。可得出Ⅲ級(jí)圍巖條件下早期支護(hù)，見(jiàn)下表：表2.4.1各級(jí)圍巖早期支護(hù)參數(shù)表圍巖等級(jí)噴混凝土鋼筋網(wǎng)錨桿鋼架設(shè)置部位/厚度（cm）網(wǎng)格間距（cm）（環(huán)×縱）設(shè)置部位長(zhǎng)度（m）間距（環(huán)×縱）（m）規(guī)格每榀間距（m）Ⅲ拱墻、仰拱1025×25拱墻3.01×1I20a工字鋼1.0（全環(huán)）

2.5二次襯砌計(jì)算

Ⅲ級(jí)圍巖中，采取復(fù)合式襯砌，早期支護(hù)根據(jù)工程類(lèi)比法設(shè)計(jì)，二次襯砌采取荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)十算，依據(jù)《公路設(shè)計(jì)施工規(guī)范》，其中Ⅲ級(jí)圍巖中二次襯砌為完全貯備，所以不需要進(jìn)行計(jì)算。圖2.5.1《公路設(shè)計(jì)施工規(guī)范》

2.6施工組織設(shè)計(jì)2.6.1編制說(shuō)明1、編制依據(jù)1.《隧道工程》，陳秋南.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.2.《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/TD70-》，中國(guó)交通運(yùn)輸部，北京：人民交通出版社，.3.《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD70-》，中國(guó)交通部，北京：人民交通出版社，.4.《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTGF60-》，中國(guó)交通運(yùn)輸部，北京：人民交通出版社，.5.《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)-隧道》，北京：中國(guó)鐵道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，.2、編制標(biāo)準(zhǔn)（1）資源節(jié)省和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）符合性標(biāo)準(zhǔn)，滿足建設(shè)工期和工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，符合施工要求。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化管理標(biāo)準(zhǔn)。

（4）科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理標(biāo)準(zhǔn)。

（5）引進(jìn)、創(chuàng)新、發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。

（6）“六位一體”管理標(biāo)準(zhǔn)。

（7）指導(dǎo)性綱領(lǐng)和動(dòng)態(tài)控制相結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)。

2.6.2工程概況

1、基礎(chǔ)概況

隧道長(zhǎng)1500m，為兩車(chē)道一級(jí)公路隧道；Ⅲ級(jí)圍巖線路長(zhǎng)1500m占隧道總長(zhǎng)100%。

2、關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

公路等級(jí)：I級(jí)。

設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值:60km/h。3、洞身施工隧道進(jìn)洞應(yīng)采取超前錨桿對(duì)圍巖巖體進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)，在超前錨桿支護(hù)下再開(kāi)挖進(jìn)洞，Ⅲ級(jí)圍巖要求用交叉中隔壁法法施工，開(kāi)挖后應(yīng)立即進(jìn)行支護(hù)，隧道施工時(shí)應(yīng)確保錨桿及噴身混凝土施工質(zhì)量。隧道采取噴錨早期支護(hù)，早期支護(hù)和二次襯砌之間拱墻鋪設(shè)防水卷材，二次