《S高速公路隧道左線初步設(shè)計》15000字

緒論1.1課題背景我國是一個多山的國家70%左右的國土是山地或重丘，我國隧道工程是在20世紀(jì)80年代開始發(fā)展，特別從21世紀(jì)開始得到快速發(fā)展，2008年以來，西部大開發(fā)，貴州交通就開始修建許多高速公路，促進(jìn)了西部經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展?，F(xiàn)在，我國人口眾多、水資源緊缺、世界能源不斷消耗、環(huán)境惡化、土地資源緊張等一系列問題出現(xiàn)，我國隧道工程就顯得舉足輕重，發(fā)揮著十分重要作用，所以我國隧道工程得到大力發(fā)展，各種隧道技術(shù)，、施工方法得到很大突破，隧道修建技術(shù)越來越先進(jìn)。圍巖的隧道施工方法有多種。分為：礦山法（傳統(tǒng)法和新奧法）、掘進(jìn)機(jī)法（隧道掘進(jìn)機(jī)和盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)）、沉管法、頂進(jìn)法、明挖法等，鉆爆法和淺埋暗挖法仍是我國隧道施工的主要方法，盾構(gòu)與TBM施工應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)展。在2020年底，據(jù)統(tǒng)計我國已經(jīng)建成鐵路隧道總長已經(jīng)超過15000km，我國隧道建設(shè)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于世界其他國家，公路隧道有10km以上隧道包括秦嶺終南山特長公路隧道，（18.02km）錦屏隧道（14.7km）西山隧道（13.68km）。根據(jù)資料顯示，在2010年底，我國施工方法在新奧法應(yīng)用不到60%，其他新技術(shù)還得不到廣泛應(yīng)用，特別隧道建成后故障較多，滲漏水嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)事故，還要經(jīng)常維修，這點我們是落后其他國家，所以在安全和質(zhì)量方面，我們國家現(xiàn)在對其非常重視，還對其進(jìn)行深入研究，在目前看來，以后新奧法會逐漸得到廣泛應(yīng)用，新奧法會得到普及，新技術(shù)也會逐漸使用增多，這些復(fù)合式柔性襯砌設(shè)計技術(shù)，圍巖穩(wěn)定監(jiān)測和信息反饋技術(shù)，扁平大斷面公路設(shè)計和施工技術(shù)，山嶺隧道防排水技術(shù)，通風(fēng)專用設(shè)備靜電洗塵技術(shù)，交通監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，公路隧道特殊修建方法等技術(shù)方法就是以后會采用新技術(shù)。目前，長大隧道越來越多，施工難度越來越大，發(fā)展趨勢為：機(jī)械化水平逐步提升、輔助坑道逐漸減少、改變長隧短打的做法、TBM法逐步推廣應(yīng)用、二襯跟進(jìn)，形成TBM施工同步襯砌新工法、惡劣地質(zhì)條件下安全快速施工技術(shù)、超前地質(zhì)預(yù)報及圍巖監(jiān)測、重視環(huán)境保護(hù)與水土保持、信息化管理在隧道設(shè)計施工中的綜合應(yīng)用。1）我國隧道在目前中，以后會往3個方面發(fā)展，修建特長隧道，跨江，跨海，跨河等，修建隧道，特別目前城市人口眾多，地鐵和公路隧道會越來越多。2）在隧道施工技術(shù)中，以前隧道經(jīng)常采用礦山法，掘進(jìn)機(jī)法施工，目前會逐漸采用盾構(gòu)法施工，而跨江跨?？绾硬捎贸凉芊ㄊ┕?，現(xiàn)在貴州有些地方也試試用盾構(gòu)法施工。3）在隧道施工中，廣泛采用新奧法施工，從監(jiān)控量測到施工襯砌，控制圍巖變形，減少施工事故。1.2工程概況本次設(shè)計的隧道是白馬高速公路隧道左線初步設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)為高速公路單洞兩車道、設(shè)計時速為80km/h的隧道。白馬隧道實行上下行分離，分離式路基設(shè)計線間距30~42m，隧道軸線間距40.5~52.5m。左線隧道長3099.38m（ZK27+800~ZK30+899.38），因此屬特長隧道。隧道襯砌內(nèi)輪廓按建筑限界寬10.5m，高5.0m擬定，為R=5.5m的單心圓曲墻圓拱，隧道凈寬10.79m，凈高7.00m，內(nèi)凈空面積64.25m2。所以有充足的空間安裝照明和通風(fēng)設(shè)施。1.3隧道地質(zhì)情況1.3.1地質(zhì)構(gòu)造白馬隧道位處羊角背斜西翼，隧道穿越地層為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀270~298°∠20~26°。區(qū)間內(nèi)的構(gòu)造比較簡單，沒有斷層出現(xiàn)，巖層走向和隧道中線以84.9~90.1°相交。1.3.2羊角背斜羊角背斜從四方山、斑竹灣開始測量，被斷層在碑埡口扭斷，和大耳山背斜相連，傾伏于馬井子。南北向是南段和北段；西北向是中段；整個軸線最后呈現(xiàn)出一個S型。烏江岸邊有寒武系地層露出，其它的都是志留紀(jì)地層。二、三疊系組成兩翼的地層，而背斜的軸部則比較平緩。西翼傾角大，比較陡；東翼比較緩，傾角較??；北翼傾角差異較大；南翼傾角相近。1.3.3節(jié)理裂隙隧道區(qū)域內(nèi)的裂隙比較發(fā)育，主要有三組裂隙在隧道進(jìn)口處：第一組裂隙，產(chǎn)狀225~231°∠77~88°，比較輕微，沒有充填物質(zhì)，有2.99~8.01㎝的延伸，間距為0.19~0.49㎝；第二組裂隙，產(chǎn)狀318~330°∠76.1~79.2°，張開輕微，沒有充填物質(zhì)，有0.21~0.51㎝的延伸，間距為1.50~2.49㎝；第三組裂隙，產(chǎn)狀140~145°∠57~59°，張開輕微，有一點黏土，延伸大于4.9㎝，有0.29~0.49㎝的間距。而在出口處的裂隙主要有兩組：第一組裂隙，輕微張開，有粘性土填充，產(chǎn)狀104.9∠65.9°，延伸較大有10.5㎝，間距較大；第二組裂隙，沒有填充物質(zhì)，輕微張開，產(chǎn)狀203.9∠71.5°，延伸也挺大。1.3.4地層巖性地質(zhì)勘探結(jié)果：隧道穿越過三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第二~四段（T1f2-4）、嘉陵江組第一~四段（T1j1-4）的灰?guī)r、三疊系中統(tǒng)雷口坡組第一段（T2l1）的灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁巖。隧址區(qū)地表被第四系崩坡積塊石土（Q4c+dl）、第四系殘坡積碎石土（Q4el+dl）覆蓋，現(xiàn)將各巖土層工程地質(zhì)基本特征由上至下分述如下：一第四系（Q）第四系全新統(tǒng)崩坡積層（Q4C+dl）（2）第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q4el+dl）二三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f2-4）（1）第二巖性段（T1f2）（2）第三巖性段（T1f3）（3）第四巖性段（T1f4）三三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j1-4）（1）第一巖性段（T1j1）（2）第二巖性段（T1j2）（3）第三巖性段（T1j3）1.3.5不良地質(zhì)現(xiàn)象在隧道進(jìn)口的頂部有一550米的陡崖，標(biāo)高+929米，整個陡崖形成了兩個臺階，第一個臺階高199米，第二個臺階高359米，地面標(biāo)高分別729~929米；369~729米，地形坡角分別75°、81°，還有部分呈直角的陡崖。整個崖體因為重力和風(fēng)化的原因，有部分崖體發(fā)生變形和斷裂，并且形成了隨時脫落的巖石塊體，對工程的進(jìn)行有很大的影響。因為組成陡崖的巖體性質(zhì)不好，存在這很大的安全隱患。因為崖體較陡，所以滾落的巖石破壞性巨大。并且崖體還受制于卸荷裂隙的影響，所以存在很多被分割的獨立個體，穩(wěn)定性極差，在施工時有很大可能崩落。1.3.6地震根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）之圖A1和圖B1，本地區(qū)的抗震烈度為6度，地震峰值加速度0.05g。1.4設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計內(nèi)容主要包括確定洞口位置，選擇洞口形式，進(jìn)行洞口擋土墻穩(wěn)定性驗算，隧道平縱橫設(shè)計，初期支護(hù)與二次襯砌設(shè)計，隧道防排水設(shè)計，通過ANSYS計算軟件，建立“荷載—結(jié)構(gòu)”模型，然后對不同工況的襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論計算分析，對不安全的部分進(jìn)行配筋驗算。并且選擇合適的施工方案，以及照明通風(fēng)等設(shè)施的設(shè)計。

第二章總體設(shè)計2.1洞口選擇及線形考慮洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，在一般情況下，埡口溝谷在地質(zhì)構(gòu)造上是最薄弱環(huán)節(jié)，常會遇到各種不良地質(zhì)。此外，地表流水都匯集在溝底，再加上洞口路塹開挖，破壞了山體平衡，易引起塌方。所以，洞口最好選在溝谷一側(cè)。洞口應(yīng)避開不良地質(zhì)段，如斷層、滑坡、泥石流、流砂等。減少洞口路塹長度，延長隧道，提前進(jìn)洞。對處于漫坡地形的隧道，洞門位置變動范圍較大，一般采取延長隧道的方法，以解決路塹棄土及排水問題。洞口線路應(yīng)盡量與地形等高線垂直或近似垂直，如不能滿足，則以大角度斜交進(jìn)洞。為了確保洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡不宜開挖過高。當(dāng)洞口附近有水溝或水渠橫跨路線時，可設(shè)置拉槽開挖的橋梁或涵洞，以排泄水流。白馬隧道為特長隧道，洞口位置選擇應(yīng)結(jié)合施工方法，應(yīng)具有較好的交通條件和外部電源條件。2.2橫斷面設(shè)計2.2.1建筑限界隧道的建筑限界按80km/h時速設(shè)計，建筑限界取值如表2-1，設(shè)計見圖2.1。表2-1隧道建筑界限（單位：m）設(shè)計速度（km/h）車道寬度W側(cè)向?qū)挾葯z修道J頂角寬度左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)802x3.751.00（加寬）1.000.751.001.001.00圖2.1（單位：cm）2.2.2內(nèi)輪廓設(shè)計根據(jù)建筑限界，利用三心圓法，得出隧道斷面內(nèi)輪廓圖如圖2.2。圖2.2隧道內(nèi)輪廓線（單位：cm）2.3平縱斷面設(shè)計本隧道的坡道形式設(shè)為單面坡，坡道形式的選擇主要受通風(fēng)和排水問題的影響?？v坡坡度以不妨礙排水的緩坡為宜，隧道縱坡過大，對汽車行駛和施工養(yǎng)護(hù)都不利。隧道圍巖孔隙水不發(fā)育，洞身范圍巖溶主要多以小溶隙、溶孔、落水洞的形式為主，沿隧道軸線兩側(cè)無規(guī)模較大的溶洞、溶槽發(fā)育，對隧道建設(shè)影響較小。因此，隧道平縱斷面設(shè)計如下表所示：表2-3隧道平面設(shè)計一覽表隧道名稱起訖樁號隧道長度（m）進(jìn)口段（長沙端）平面線形洞身平面線形出口段（重慶端）平面線形白馬隧道左線ZK27+800~ZK30+899.383099.38直線位于R-4000的圓曲線上（ZK29+228.945~ZK29+756.172）直線白馬隧道右線K27+845~K30+8953050直線位于R-4000的圓曲線上（K29+125.196~K29+658.414）直線表2-4隧道縱斷面設(shè)計一覽表隧道名稱進(jìn)口樁號設(shè)計標(biāo)高（m）出口樁號設(shè)計標(biāo)高（m）縱坡（％）豎曲線（m）白馬隧道左線ZK27+800332.99ZK30+899.38273.24-1.95R-50000（ZK27+800~ZK28+063.654）白馬隧道右線K27+845332.23K30+895273.35-1.95R-50000（K27+845~K28+087.563）第三章洞門設(shè)計及強度與穩(wěn)定性驗算3.1洞口段及洞口邊坡地質(zhì)評價隧道進(jìn)口段位于山腳處，隧道進(jìn)口位于坡度角約20~40°的自然斜坡上,上部陡崖地形坡角約74~90°。洞前斜坡底部為郭溪溝，左右線進(jìn)口處為一崩塌堆積體。洞口的頂部比較陡峭，并且受重力和風(fēng)化作用影響，隨時有塊石滾落等不良的地質(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)。3.2隧道洞門形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計公路隧道的洞門根據(jù)所在地的地質(zhì)情況和人文風(fēng)俗以及高差等影響，洞門形式選擇為端墻式洞門。墻式洞門有端墻、翼墻、柱式三種基本形式；明洞式洞門有削竹式、喇叭式、棚洞式三中基本形式。洞門形式與結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)保證營運安全，并與環(huán)境相協(xié)調(diào)。尤其是高速公路的隧道在有條件時。確定洞口位置后，根據(jù)地質(zhì)情況和人文風(fēng)俗最終確定洞門形式為端墻式，并且根據(jù)地形地貌對周圍環(huán)境進(jìn)行一定的綠化。3.3洞門設(shè)計白馬隧道進(jìn)口位于坡度角約20～40°的自然斜坡上，圍巖級別Ⅴ級，圍巖極差，洞口頂部陡峭，常有小規(guī)模崩塌發(fā)生。隧道進(jìn)口段地下水不發(fā)育，不用設(shè)置特殊防排水措施。因此，為了保證洞口正面仰坡的穩(wěn)定，白馬隧道左線設(shè)置明洞，洞門形式采用端墻式。設(shè)計為仰斜式墻身，坡度為1:0.1。由《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018）中7.3.3可知：洞門仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m，洞門端墻與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于1.0m，洞門端墻墻頂應(yīng)高出墻背回填面0.5m?，F(xiàn)洞門尺寸設(shè)計如下：洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離取0.5+1.3=1.8m;洞門墻高出坡腳的高度取1.2m;洞門厚度由工程類比法取2.2m;洞門向土體傾覆的坡度取1：0.1；基底埋置地基的深度取1.5m;洞門與仰坡之間的水溝溝底至襯砌拱頂外緣的高度取1.2m；洞門采用C20混泥土。具體尺寸見圖3.1圖3.1隧道洞門設(shè)計圖（單位：cm）3.3.1參數(shù)擬定隧道進(jìn)口洞口處于Ⅴ級圍巖中，根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018），擬定巖質(zhì)圍巖物理力學(xué)參數(shù)如表3-1所示。表3-1進(jìn)口洞門圍巖主要物理力學(xué)參數(shù)重度QUOTEγγ(kN/M3)彈性抗力系數(shù)k(MPa/m)變形模量E(GPa)泊松比μ內(nèi)磨擦角QUOTEφφ(°)粘聚力c（Mpa）計算摩擦角QUOTEφcφc（°）圍巖級別202001.20.4260.140Ⅴ級3.3.2土壓力計算圖3.2土壓力計算圖（1）各項物理指標(biāo)：洞門所在巖層巖為Ⅴ級時，仰坡坡率1：1.5，地基摩擦系數(shù)f：0.38，基底控制壓應(yīng)力Rc由表1-1可知為26.13MPa，洞門所處圍巖為強風(fēng)化及中風(fēng)化砂質(zhì)頁巖，由表3-1可知，彈性抗力系數(shù)k為200MPa/m,變形模量E=1.2GPa,泊松比μ為0.4，內(nèi)摩擦角QUOTEφφ為26°，粘聚力c為0.1MPa。則QUOTEφc=40°，α=tan-10.1=5.71（2）最危險破裂面與垂直面之間的夾角：QUOTEtanω=tan2φcQUOTEtanω=0.842+0.1×故QUOTEω=36.87°ω=36.87（3）土壓力計算：側(cè)壓力系數(shù)： (3-2)λ (3-3)h由土壓力計算圖3.2的幾何關(guān)系可得：tanα=QUOTEx=0.13x=0.13QUOTEh0=1.8+0.13×0.67=1.29土壓力E: （3-4）H=12.35-1.20=11.15(m)QUOTEξξ取0.6，b取1m代入式（3-4）得E=0.5×而 （3-5）由計算圖示的比例關(guān)系有:?即P1=0.15P2代入式（3-5）得:E=P1=5.40kN/m2，P2=35.85kN/m2故EEE1對下截面的距離:?1=E2對下截面的距離:?2E3對下截面的距離:?3.4洞門驗算3.4.1抗傾覆穩(wěn)定性驗算 (3-6) (3-7)端墻形心點到左墻趾的水平距離:Z總垂直力:N代入式（3-7）得:

MMQUOTE=7.45×9.29+45.03×4.19+127.48×2.79=7.45×9.29+45.03×4.19+127.48×2.79QUOTE=613.56kN?m=613.56kN?m計算結(jié)果代入式（3-6）

即根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018），K0QUOTE≥≥1.6，故滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。3.4.2抗滑動穩(wěn)定性驗算對水平基底: (3-8)代入上述數(shù)據(jù)得:Kc根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018），QUOTEKc≥1.3Kc≥故滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。3.4.3基底合力偏心距及壓應(yīng)力的驗算（1）基底合力偏心距驗算：對于水平基底： （3-9）

（3-10）代入數(shù)據(jù)得:e=根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018）,對于巖石地基，e≤故基底合力偏心距滿足要求（2）基底壓應(yīng)力驗算：對于水平基底：e>則 （3-11）代入數(shù)據(jù)得：σ而[QUOTEσ0]=Rc=26.13MPaσ0]=Rc=26.13MPa，故QUOTEσmax=612.16kPa<σmax所以基底壓應(yīng)力滿足要求。3.4.4墻身截面偏心距及強度驗算驗算條帶（寬度取1m）,則路面上方墻身主動土壓力為QUOTEE'E',高度QUOTEH'=H-1.5=11.14-1.5=9.64H'=H-1.5=11.14-1.5=9.64m把相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（3-4）：QUOTEE'=12×20×0.28×路面上方墻身自重為：QUOTEN'=γ'?V路面上方墻體重心至該截面形心距離QUOTEd=12H'tanα與前面同理，由幾何關(guān)系有：?QUOTEP2'=5.64P1同理E=QUOTE12P1'×2.77+PQUOTEP1'=6.59P1'=6.59kN/m，QUOTEP2'=5.64P同理可得：QUOTEE1'=E1'=9.13kN，QUOTEE2'=45.27kNE2'=45.27kNQUOTEh1'=7.79h1'=7.79m，QUOTEh2'=3.44h2'=3.44m，QUOTEh(1)墻身截面偏心距驗算：路面上方墻體全部水平力對該條帶截面形心的傾覆力矩：MQUOTE=467.39=467.39kNQUOTE??m全部垂直力對該截面形心的穩(wěn)定力矩：QUOTEMy'=N'?d=487.78×0.48=234.13My'=N'?d=487.78×0.48=234.13k則偏心距：QUOTEe=M'N'=My故截面偏心距滿足要求（2）墻身截面強度驗算：QUOTEσminmax=NB1±6e由于洞門主體采用的是C20混凝土，參考《公路隧道設(shè)計規(guī)范》JTG3370.1-2018，C20混凝土的極限抗壓強度Ra=15.5MPa，極限抗拉強度Rl=1.7MPa，計算結(jié)果滿足要求，則洞門設(shè)計符合要求。

第四章襯砌總體設(shè)計隧道采用“新奧法”原理設(shè)計，擬定的支護(hù)參數(shù)參見表4-1。隧道的襯砌要滿足一定的強度要求和穩(wěn)定性要求，因為隧道是個需要長期使用的建筑物。根據(jù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用以新奧法為基礎(chǔ)的復(fù)合式襯砌，以系統(tǒng)錨桿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架、工字鋼鋼架等組成的初期支護(hù)與二次模筑混凝土相結(jié)合。支護(hù)應(yīng)該分期進(jìn)行，及經(jīng)濟(jì)又安全。承受荷載主要由初期支護(hù)維持，而二次支護(hù)僅僅起部分承載作用，起到一定的預(yù)防作用，并且兩次支護(hù)之間還應(yīng)該弄一個防水層，起到防水的作用。表4-1兩車道隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)圍巖級別初期支護(hù)二次襯砌厚度（cm）噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)鋼架拱墻混凝土仰拱混凝土拱部邊墻仰拱位置長度間距Ⅰ5-局部2.035-Ⅱ6-7-局部2.235-Ⅲ9-11-拱、墻2.51.0-1.5局部@25*25-40-Ⅳ13-14-拱、墻2.81.0-1.1拱墻@25*25拱、墻4035Ⅴ16-24-拱、墻3.00.7-1.2拱墻@20*20拱、墻、仰拱4545Ⅵ通過實驗、計算確定初期支護(hù)主要采用錨噴支護(hù)，并且組合使用其它支護(hù)形式，如噴射混凝土等。初期支護(hù)必須與周圍巖體大面積牢固接觸，保證支護(hù)-圍巖作為一個統(tǒng)一的支護(hù)體系而共同工作。應(yīng)該允許初期支護(hù)和圍巖有一定的變形，這樣可以使圍巖承受主要的荷載，而減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力，有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。同時應(yīng)該對支護(hù)情況進(jìn)行檢測，隨時根據(jù)情況做出改變。二次襯砌采用模筑混凝土。隧道復(fù)合式襯砌參數(shù)以及預(yù)留變形量按下表選?。罕?-2預(yù)留變形量（mm）圍巖級別雙車道隧道三車道隧道四車道隧道ⅠⅡ-15-5035-80Ⅲ35-4045-7075-120Ⅳ55-7075-120125-150Ⅴ85-100105-150155-250Ⅵ現(xiàn)場監(jiān)測確定表4-3雙車道隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計參數(shù)圍巖級別初期支護(hù)二次襯砌現(xiàn)澆混凝土厚度噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)鋼架間距（cm）拱、墻仰拱拱、墻仰拱位置長度縱向間距Ⅵ通過試驗計算確定Ⅴ21-2515-20拱、墻3.2-3.50.7-0.820*2065-8045（鋼筋混凝土）21-255-10拱、墻3.2-3.50.9-1.020*2085-10040Ⅳ19-22-拱、墻2.4-3.00.9-1.020*20105-1203517-20-拱、墻2.3-3.01.1-1.220*20125-1503515-17-拱、墻2.4-3.01.1-1.225*25局部30-Ⅲ10-12-拱、墻2.2-3.01.1-1.225*25-30-8-10-拱、墻2.4-3.01.1-1.525*25-30-Ⅱ5-8-局部2.3-2.5-局部-25-Ⅰ5.525-最終設(shè)計選用如表：表4-4襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計選用參數(shù)表圍巖等級初期支護(hù)二次襯砌預(yù)留變形量Ⅲ級圍巖深埋用φ20藥卷錨桿L=3.0m，φ6.5鋼筋網(wǎng)25cm*25cm（拱部120°），12cm厚度C20噴射混凝土C30防水鋼筋混凝土，襯砌厚35cm6cmⅣ級圍巖φ20藥卷錨桿L=3.0m，φ6.5鋼筋網(wǎng)25cm*25cm，格柵拱架間距115cm，22cm厚度C20噴射混凝土C30防水鋼筋混凝土，襯砌厚40cm8cmⅤ級圍巖淺埋段φ25中空注漿錨桿L=3.4m，φ6.5鋼筋網(wǎng)20cm*20cm，I20b型鋼拱架間距70cm，25cm厚度C20噴射混凝土C30防水鋼筋混凝土，襯砌厚40cm10cmⅤ級圍巖深埋段φ25中空注漿錨桿L=3.0m，φ6.5鋼筋網(wǎng)20cm*20cm，I18型鋼拱架間距90cm，24cm厚度C20噴射混凝土C30防水鋼筋混凝土，襯砌厚45cm8cm防水層均選用無紡?fù)敛寂c防水板。隧道洞口襯砌結(jié)構(gòu)根據(jù)地形地質(zhì)條件，施工條件，考慮結(jié)構(gòu)安全、美觀等因素綜合決定，可加強采用帶仰拱的C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),厚度為60cm；采用無紡?fù)敛寂c防水板作為防水層；M7.5漿砌片石回填邊墻。襯砌內(nèi)力及配筋驗算根據(jù)地質(zhì)勘察揭示的隧道圍巖分級，本隧道以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，根據(jù)最不利和主要隧道圍巖條件，選取隧道左線圍巖3個斷面進(jìn)行計算分析，分別為：①進(jìn)出口段淺埋段（ZK27+820、Ⅴ級圍巖斷面，埋深12m）；②深埋段（ZK28+260，最大埋深640m、Ⅳ級圍巖斷面）；③洞身段（ZK29+300，埋深313m、Ⅲ級圍巖斷面）根據(jù)這三個斷面作為內(nèi)力計算代表性斷面并進(jìn)行全隧道襯砌配筋計算，荷載計算如下：圖5.1計算斷面選取位置（單位：m）5.1襯砌結(jié)構(gòu)計算5.1.1計算參數(shù)本公路隧道以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，參數(shù)指標(biāo)選取如表5-1：表5-1圍巖物理力學(xué)參數(shù)取值圍巖級別重度彈性抗力系數(shù)變形模量泊松比μ內(nèi)摩擦角粘聚力計算摩擦角Ⅲ24800100.25400.860Ⅳ2030020.3300.350Ⅴ181501.50.4250.1405.1.2內(nèi)力計算（1）隧道深淺埋判定深淺埋隧道判定按以下公式：式中：；；根據(jù)本次隧道斷面設(shè)計，開挖跨度考慮隧道襯砌及超挖效應(yīng)后，毛洞按13.0m計算：本隧道Ⅲ級圍巖：Ⅳ級圍巖：Ⅴ級圍巖：本公路隧道Ⅲ級最大埋深圍巖埋深313m，大于臨界深度6.48m，按深埋圍巖壓力計算；Ⅳ級圍巖埋深640m大于臨界深度兩側(cè)，按深埋隧道考慮；進(jìn)口段Ⅴ級圍巖埋深12m均小于Hp和hq，按超淺埋圍巖壓力計算。5.1.3各級圍巖壓力計算（1）斷面2：Ⅲ級圍巖最大埋深隧道圍巖壓力計算根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTGD70－2004），計算圍巖壓力：①②（2）斷面3：Ⅳ級圍巖深埋隧道圍巖壓力計算：①②（3）斷面1：Ⅴ級圍巖淺埋隧道（洞口段）圍巖壓力計算①式中：H－隧道坑頂至地面的距離(m)，此處取等效荷載高度8m。解得：②側(cè)向壓力按均布考慮：5.2襯砌內(nèi)力計算5.2.1斷面1：Ⅴ級圍巖淺埋(洞口淺埋段)1.建模取隧道二次襯砌中軸線。2.定義材料（1）定義單元類型荷載-結(jié)構(gòu)模型中的二次襯砌采用梁單元，本隧道設(shè)計計算采用Beam3單元類型，計算后可直接讀取彎矩與軸力。（2）設(shè)置單元實常數(shù)；；。（3）定義材料特性；；。3.施加約束對于圍巖彈性反力進(jìn)行模擬，施加徑向桿單元，選擇Link10單元，長度為1m，彈性模量，將桿單元外端采用固端約束。通過計算得出的襯砌內(nèi)力，將垂直、水平的面荷載轉(zhuǎn)換為節(jié)點荷載并將荷載施加到模型中，將荷載添加到每個單元：圖5-2節(jié)點荷載圖4.求解及計算結(jié)果分析（1）變形圖圖5-3變形圖軸力圖圖5-4軸力圖(N)（3）剪力圖圖5-5剪力圖(N)（4）彎矩圖圖5-6彎矩圖(N?m)依據(jù)數(shù)值分析計算結(jié)果，安全系數(shù)計算根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTGD3370.1—2018）規(guī)定，按下式檢算。當(dāng)由抗壓強度控制，即QUOTEQUOTEe=MN≤0.2he=MN≤0.2h時式中：K——混凝土結(jié)構(gòu)強度安全系數(shù)；N——軸向力，kN；φ——構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，對于隧道襯砌，可取φ=1；α——軸向力的偏心影響系數(shù),按附注多項式計算得到；b——截面寬度，m（通常取1m）；h——截面厚度；e——計算截面的偏心距（m），QUOTEe=MNe=MNy——計算截面重心至受壓邊緣的距離（m）；——混凝土抗壓極限強度，kPa。當(dāng)由抗拉強度控制，即QUOTEQUOTEe=MN≥0.2he=MN≥0.2h時式中：——混凝土抗拉極限強度，kPa。各單元截面（共計48個單元）安全系數(shù)計算如下表5.2。單元號分布表5.2內(nèi)力及安全系數(shù)單元號彎矩（N-m）軸力（N)偏心距e偏心影響系數(shù)α安全系數(shù)K1-5.38E+05-1.77E+060.3040.871.82-1.92E+05-1.71E+060.1120.837.231084.1-1.67E+060.0011.008.8465989-1.66E+060.0400.988.7542640-1.64E+060.0260.998.96-34818-1.61E+060.0220.999.17-1.39E+05-1.58E+060.0880.898.38-2.36E+05-1.52E+060.1550.706.89-2.65E+05-1.44E+060.1840.596.110-2.21E+05-1.36E+060.1630.687.411-1.26E+05-1.26E+060.1000.8610.112-6203.3-1.18E+060.0051.0012.5131.16E+05-1.11E+060.1050.8511.4142.19E+05-1.05E+060.2080.766.4152.87E+05-1.02E+060.2800.669.5163.11E+05-1.02E+060.3040.9121.8172.87E+05-1.05E+060.2730.876.6182.18E+05-1.10E+060.1980.526.9191.15E+05-1.17E+060.0980.8710.920-6372-1.26E+060.0051.0011.721-1.26E+05-1.35E+060.0930.889.622-2.21E+05-1.44E+060.1530.717.323-2.65E+05-1.51E+060.1750.636.224-2.36E+05-1.57E+060.1500.726.825-1.39E+05-1.61E+060.0860.898.226-34745-1.63E+060.0210.999.02742674-1.65E+060.0260.998.92865998-1.66E+060.0400.988.6291092.7-1.70E+060.0011.008.730-1.92E+05-1.76E+060.1090.842.031-1.38E+05-1.75E+060.0790.917.732-35139-1.74E+060.0200.998.4332.07E+05-1.74E+060.1190.816.9342.72E+05-1.75E+060.1550.716.0352.41E+05-1.76E+060.1370.766.4361.73E+05-1.77E+060.0970.873.2371.02E+05-1.78E+060.0570.957.93846526-1.79E+060.0260.998.23912011-1.79E+060.0071.008.240449.5-1.79E+060.0001.008.24112015-1.79E+060.0071.008.24246549-1.78E+060.0260.998.2431.02E+05-1.77E+060.0580.957.9441.73E+05-1.76E+060.0980.877.2452.41E+05-1.75E+060.1380.766.4462.72E+05-1.74E+060.1560.706.0472.08E+05-1.74E+060.1190.816.948-34536-1.76E+060.0200.998.4由以上結(jié)果可知，襯砌某些少數(shù)部位的安全系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定值，因此需要配筋以滿足結(jié)構(gòu)安全。5.2.2斷面2：Ⅳ級圍巖最大深埋1.建模取隧道二次襯砌中軸線。2.定義材料（1）定義單元類型荷載-結(jié)構(gòu)模型中的二次襯砌采用梁單元，本隧道設(shè)計計算采用Beam3單元類型，計算后可直接讀取彎矩與軸力。（2）設(shè)置單元實常數(shù)；；。（3）定義材料特性；；。3.施加約束對于圍巖彈性反力進(jìn)行模擬，施加徑向桿單元，選擇Link10單元，長度為1m，彈性模量，將桿單元外端采用固端約束。通過計算得出的襯砌內(nèi)力，將垂直、水平的面荷載轉(zhuǎn)換為節(jié)點荷載并將荷載施加到模型中，如下表所示，將荷載添加到每個單元：圖5-7節(jié)點荷載圖4.求解及計算結(jié)果分析（1）變形圖圖5-8變形圖（2）軸力圖圖5-9軸力圖(N)（3）剪力圖圖5-10剪力圖(N)（4）彎矩圖圖5-11彎矩圖(N?m)各單元截面（共計48個單元）安全系數(shù)計算如下表5.3。表5.3內(nèi)力及安全系數(shù)單元號彎矩（N-m）軸力（N)偏心距e偏心影響系數(shù)α安全系數(shù)K1-2.74E+05-9.00E+050.3050.515.52-98074-8.65E+050.1130.8314.1350.37-8.44E+050.0001.0017.5433216-8.33E+050.0400.9817.3521406-8.22E+050.0260.9917.76-18049-8.07E+050.0220.9918.17-71094-7.86E+050.0900.8816.68-1.20E+05-7.56E+050.1590.6913.59-1.33E+05-7.17E+050.1860.5912.010-1.10E+05-6.72E+050.1640.6814.811-62338-6.26E+050.1000.8620.312-2411.6-5.83E+050.0041.0025.31358201-5.46E+050.1060.8522.8141.09E+05-5.20E+050.2100.4412.4151.43E+05-5.06E+050.2830.7512.0161.55E+05-5.06E+050.3070.678.7171.43E+05-5.19E+050.2760.5515.7181.09E+05-5.44E+050.2010.5013.61958124-5.80E+050.1000.8621.920-2494.8-6.23E+050.0041.0023.721-62413-6.68E+050.0930.8819.422-1.10E+05-7.12E+050.1540.7114.723-1.33E+05-7.51E+050.1770.6212.224-1.20E+05-7.80E+050.1540.7113.425-71043-8.01E+050.0890.8916.426-18013-8.16E+050.0220.9917.92721422-8.26E+050.0260.9917.72833219-8.37E+050.0400.9817.22954.183-8.58E+050.0001.0017.230-98047-8.93E+050.1100.8413.831-1.74E+05-8.91E+050.1950.538.832-17740-8.85E+050.0200.9916.6331.06E+05-8.86E+050.1190.8113.5341.39E+05-8.91E+050.1550.7111.7351.23E+05-8.98E+050.1370.7612.53688152-9.04E+050.0980.8714.23752268-9.09E+050.0580.9515.43823839-9.12E+050.0260.9916.0396253.2-9.14E+050.0071.0016.140362.85-9.14E+050.0001.0016.1416255.8-9.13E+050.0071.0016.14223852-9.09E+050.0260.9916.04352304-9.05E+050.0580.9515.54488232-8.99E+050.0980.8714.2451.23E+05-8.93E+050.1380.7612.6461.39E+05-8.88E+050.1560.7011.7471.06E+05-8.87E+050.1200.8113.548-17434-8.93E+050.0200.9916.4由以上結(jié)果可知，襯砌某些點處的的安全系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定值，因此需要配筋以滿足結(jié)構(gòu)安全。5.2.3斷面3：Ⅲ級圍巖深埋段1.建模忽略底板取隧道二次襯砌中軸線。2.定義材料（1）定義單元類型荷載-結(jié)構(gòu)模型中的二次襯砌采用梁單元，本隧道設(shè)計計算采用Beam3單元類型，計算后可直接讀取彎矩與軸力。（2）設(shè)置單元實常數(shù)單元截面面積：；截面慣性矩：；截面高度：。（3）定義材料特性C30混凝土彈性模量；泊松比；材料密度：。3.施加約束模擬圍巖彈性反力，施加徑向桿單元，選擇Link10單元，長度為1m，彈性模量，將桿單元外端采用固端約束，通過計算得出的襯砌內(nèi)力，將垂直、水平的面荷載轉(zhuǎn)換為節(jié)點荷載并將荷載施加到模型中，將荷載添加到每個單元：圖5-12模型示意圖4.求解及計算結(jié)果分析（1）變形圖圖5-13變形圖（2）軸力圖圖5-14軸力圖(N)（3）剪力圖圖5-15剪力圖(N)（4）彎矩圖圖5-16彎矩圖(N?m)挑選具有代表性的襯砌受力如拱底、拱頂?shù)冗M(jìn)行分析及計算，得到以下結(jié)果：表5.3節(jié)點內(nèi)力、安全系數(shù)表單元號彎矩（N-m）軸力（N)偏心距e偏心影響系數(shù)α安全系數(shù)K1-1.65E+05-5.46E+050.1030.9110.12-60765-5.24E+050.1160.8223.13-1753.4-5.10E+050.0031.0028.9418754-5.01E+050.0370.9828.8512183-4.91E+050.0250.9919.76-11479-4.79E+050.0240.9910.57-44036-4.64E+050.0950.8717.88-74846-4.43E+050.1690.6611.99-84738-4.17E+050.2030.4917.210-70697-3.87E+050.1830.602.811-40533-3.56E+050.1140.834.212-2232.5-3.27E+050.0071.005.01336650-3.03E+050.1210.819.31469561-2.86E+050.2430.105.21551438-2.77E+050.1860.5811.11699087-2.76E+050.3590.925.81791418-2.85E+050.3210.915.21869522-3.01E+050.2310.7612.51936600-3.25E+050.1130.8337.720-2286.8-3.52E+050.0061.0041.821-40582-3.82E+050.1060.8532.622-70730-4.12E+050.1720.6523.123-84745-4.37E+050.1940.5418.324-74817-4.58E+050.1630.6821.825-44003-4.73E+050.0930.8827.426-11456-4.85E+050.0240.9930.12712193-4.94E+050.0250.9929.62818755-5.03E+050.0370.9828.729-1751-5.17E+050.0031.0028.530-60746-5.39E+050.1130.8322.731-1.65E+05-5.36E+050.3080.727.332-8582.6-5.32E+050.0161.0027.63366517-5.32E+050.1250.8022.13485936-5.34E+050.1610.6919.03575840-5.37E+050.1410.7520.63654350-5.41E+050.1010.8623.53732199-5.43E+050.0590.9525.73814703-5.45E+050.0270.9926.7393897.6-5.46E+050.0071.0027.040281.49-5.46E+050.0011.0027.0413899.4-5.46E+050.0071.0027.04214711-5.44E+050.0270.9926.84332222-5.41E+050.0600.9525.84454399-5.38E+050.1010.8623.54575929-5.35E+050.1420.7520.64686073-5.33E+050.1610.6818.94766695-5.33E+050.1250.8022.048-8397-5.38E+050.0161.0027.3由以上結(jié)果可知，襯砌拱頂?shù)陌踩禂?shù)大于規(guī)范規(guī)定值，因此結(jié)構(gòu)安全。5.3襯砌結(jié)構(gòu)配筋計算根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTGD70－2004），取襯砌縱向1m單元，計算襯砌結(jié)構(gòu)配筋：中性軸的位置按下式確定：按上述公式計算配筋時，需滿足：受壓區(qū)高度：截面強度要求：式中：K－安全系數(shù)；M－彎矩(MN?m)；；或?qū)τ谛∑氖軌簶?gòu)件截面強度：式中：K－安全系數(shù)；－混凝土的受壓彈性模量；H－構(gòu)件的高度（m）；α－與偏心距有關(guān)的系數(shù)，計算公式，。進(jìn)行完配筋計算后，還要進(jìn)行裂縫寬度驗算（當(dāng)時可不必裂縫驗算）：式中：；隧道內(nèi)力均為構(gòu)造配筋，按截面最小配筋率計算得到如下：表5-4襯砌配筋與裂縫表位置軸力（kN）彎矩（kN?m）結(jié)構(gòu)厚度（m）配筋量Ⅴ級淺埋拱頂-360.673.260.51000拱肩-52035.370.51000Ⅳ級深埋拱頂-349.9155.960.51000拱肩-475.20-168.290.51000Ⅲ級深埋拱頂-796.7102.80.35800拱肩-897.4-75.140.35800各襯砌配筋圖：（1）Ⅴ級深埋為構(gòu)造配筋，選擇4根HRB400，φ24鋼筋，間隔190mm。（2）Ⅳ級深埋為構(gòu)造配筋，選擇4根HRB400，φ24鋼筋，間隔190mm。（3）Ⅲ級深埋選擇4根HRB400，φ18鋼筋，間隔240mm,不做仰拱。隧道施工設(shè)計6.1總體方案首先，應(yīng)該做好施工前的準(zhǔn)備工作，包括一個完整的管理團(tuán)隊和施工團(tuán)隊，并且人員的食宿要第一時間落實好，各種機(jī)械設(shè)備第一時間進(jìn)場，保證不影響工程項目的進(jìn)行。隧道進(jìn)出口洞門都采用端墻式洞門，隧道主體采用爆破，應(yīng)嚴(yán)格控制炸藥用量，盡量減少對周圍圍巖的影響。6.2洞口施工本設(shè)計采用套+管棚施工進(jìn)洞。6.2.1洞口施工順序6.2.2.1邊仰坡加固對臨時邊坡進(jìn)行噴錨加固，在臨時仰坡噴射一層3~4㎝厚的C20砼，然后在進(jìn)行錨桿布置。6.2.2.2安裝導(dǎo)向管(1)采用Φ108×4㎜的無縫鋼管作為導(dǎo)向管，制作長度為3米。安設(shè)前一定要檢查導(dǎo)向管是否符合設(shè)計要求。（2）導(dǎo)向管需焊接牢固，防止鉆孔對其有侵蝕作用。并且鉆孔的誤差不應(yīng)過大，最好在5.5㎝以內(nèi)。（3）如果不能直接焊接的話，可以用螺紋鋼連接在鋼架上。6.2.2.3安裝鋼拱架安裝前應(yīng)對鋼拱架的質(zhì)量進(jìn)行檢測。鋼拱架的落點一定要在原狀土上，這樣能夠確保其穩(wěn)定性。對鋼拱架的軸線一定要把握好，不可出現(xiàn)偏差。鋼拱架的安裝應(yīng)盡量做到垂直，誤差盡量保持在1.5°以內(nèi)。6.2.2.4安裝外模首先外模的安裝要保證其穩(wěn)定性，要有一定的加固措施，防止?jié)仓r出現(xiàn)模板滑移的問題。模板安裝要盡量保證其嚴(yán)密，防止砼外溢?；炷翝仓r會對模板造成一定的擠壓作用，所以模板安裝時要有預(yù)留量。而導(dǎo)向管應(yīng)該做密封處理，防止混凝土進(jìn)入其中。6.2.2.5澆筑混凝土在完成前期的準(zhǔn)備工作后，就可以進(jìn)行混凝土的澆筑。采用C30混凝土，在澆筑前應(yīng)對混凝土的坍落度和水灰比等數(shù)據(jù)進(jìn)行量測，確保符合規(guī)范要求。應(yīng)該進(jìn)行分層澆筑，并在澆筑時要對混凝土進(jìn)行充分振搗。混凝土澆筑完成后，應(yīng)對其進(jìn)行不少于10天的養(yǎng)護(hù)工作，每天都應(yīng)對其進(jìn)行噴水，保持其濕潤度，確?；炷吝_(dá)到自身最大強度。6.2.2.6注漿注漿時要保證注漿管的內(nèi)徑滿足施工條件，并且要對導(dǎo)向管進(jìn)行密封處理。注漿管能承受壓力應(yīng)達(dá)到1兆帕，并且在施工過程中要隨時注意注漿壓力和速度，不可過快。注漿中途不應(yīng)停止注漿，但若出現(xiàn)漿液流出，則可以停止20分種后再繼續(xù)進(jìn)行。圖6.1長管棚套拱圖6.2套拱局部放大圖6.2.3預(yù)加固措施在進(jìn)洞時，洞口處的圍巖不夠穩(wěn)定并且伴有破碎現(xiàn)象，此時就需要進(jìn)行預(yù)加固措施。這樣可以保證進(jìn)洞圍巖的穩(wěn)定，對下一步工作的進(jìn)行不可或缺。而一般加固措施有兩種：地表注漿和超前深孔注漿。6.2.3.1地表注漿在本隧道進(jìn)洞口處存在因擠壓風(fēng)華而產(chǎn)生的圍巖破碎帶，所以在進(jìn)洞前要對其進(jìn)行預(yù)加固措施。而考慮到所處地理位置的影響，所以本隧道采用地表注漿進(jìn)行預(yù)加固。首先，需要根據(jù)設(shè)計的要求確定注漿的位置，確定注孔的位置并進(jìn)行標(biāo)注。確定位置后，一般采用水鉆的方式進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度應(yīng)不小于5米?？足@好后，要下注漿管，注漿管為6米，并每隔30㎝留一個小孔，用作漿液流出?？状蚝煤?，對四周應(yīng)該進(jìn)行密封處理，確保注漿時的穩(wěn)定性。漿液既要滿足強度要求還應(yīng)滿足流動要求，這樣才能達(dá)到注漿的目的。水泥應(yīng)選用強度高、保水性小的普通硅酸鹽水泥。注漿完成后，應(yīng)等待幾天，讓漿液達(dá)到比較穩(wěn)定的強度水平，這樣就對洞口圍巖形成了一個保護(hù)層，提高了施工安全性。6.2.3.3臨時封閉或支撐而當(dāng)圍巖表面風(fēng)化嚴(yán)重，有許多破碎石塊有隨時滾落風(fēng)險時，我們應(yīng)當(dāng)對其噴射C20的混凝土對其進(jìn)行加固，這樣既可以防止塊石滾落，還能對破碎、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的圍巖起到一定的支撐保護(hù)作用。6.3隧道洞身施工本隧道采用新奧法施工，因此以控制爆破作為主要開挖方法；施工注意事項:嚴(yán)格遵守新奧法施工原則，落實監(jiān)管量測工作；開挖采用光面爆破技術(shù)，而Ⅴ級圍巖則應(yīng)采用微震光面爆破；施工時要做好防排水工作，洞口嚴(yán)禁大開挖；施工時及時核對圍巖等級，及時做出改變；圍巖爆破開挖后應(yīng)及時進(jìn)行噴砼加固，厚度不小于3㎝，緊跟掌子面；噴砼要濕噴，可以保證砼的質(zhì)量；圍巖一次開挖長度不宜過長；如遇地下水，要檢查其腐蝕性；6.3.1洞身開挖施工總體方案結(jié)合現(xiàn)實狀況和設(shè)計要求，Ⅲ級圍巖用全斷面法開挖，Ⅳ級圍巖用半斷面正臺階法開挖，Ⅴ級圍巖用留核心土法開挖。6.3.1.1Ⅲ級圍巖Ⅲ級圍巖開挖我們采用新奧法原理用全斷面法開挖，每次開挖進(jìn)度控制在3米以內(nèi)。開挖流程：全斷面開挖→全斷面初期支護(hù)→調(diào)平層或鋪地施工→鋪設(shè)環(huán)向盲溝及防水板，整體灌注二次襯砌混凝土→循環(huán)施工。隧道全斷面施工采用微震光面爆破控制技術(shù)，周邊采用光面爆破技術(shù)。6.3.1.2Ⅳ級圍巖Ⅳ級圍巖段采用微震控制爆破法開挖，上斷面開挖要超前下段面5～7米，開挖后要及時做噴錨加固。開挖后及時做初期支護(hù)形成閉環(huán)。6.3.1.3Ⅴ級圍巖Ⅴ級圍巖采用留核心土法開挖，在上部斷面以弧形導(dǎo)坑領(lǐng)先，其次開挖下半部兩側(cè)，再開挖中部核心土的方法。此方法每循環(huán)尺度應(yīng)小于1米，開挖后應(yīng)及時做噴錨支護(hù)。而預(yù)留的核心土的面積要保證其穩(wěn)定性。如果圍巖過差的話，還應(yīng)該進(jìn)行超前支護(hù)，確保工程安全穩(wěn)定的進(jìn)行。6.3.2開挖輔助施工措施6.3.2.1超前管棚隧道洞口處于Ⅴ級圍巖淺埋段，因此圍巖性質(zhì)極差，隨時有破碎巖塊崩落，嚴(yán)重影響施工安全，因此我們要做支護(hù)。（1）為了保證隧道洞口施工段的安全，采用外徑108㎜，壁厚6㎜，長度30米的超前大管棚，導(dǎo)管環(huán)向間距40㎝。（2）在管棚安裝后注漿，注漿壓力保持在1.0~1.5兆帕之間，而且要穩(wěn)定30分鐘。6.3.2.2超前小導(dǎo)管V級深埋圍巖段均采用小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)，大管棚內(nèi)不設(shè)置小導(dǎo)管。（1）采用φ50㎜，壁厚4㎜，長4.5米的小導(dǎo)管，間距30㎝。（2）鋼管加工及施工：將前端加工成尖錐狀，尾部焊φ6加勁箍筋。除尾部1m外，管壁四周鉆φ6mm的壓漿孔（梅花型布置），以便漿液向圍巖內(nèi)壓注。（3）施工時，用鉆桿先鉆孔，再將鉆桿換成特殊釬尾，將鋼管打進(jìn)孔中。注漿結(jié)束后，將管口封堵，以防漿液倒流管外。圖6.3超前小導(dǎo)管6.3.2.3超前錨桿支護(hù)隧道Ⅳ級圍巖超前支護(hù)采用φ20㎜的錨桿，長5米，縱向間距2.2米，環(huán)向間距0.5米。隧道施工組織設(shè)計7.1原則1.堅持可持續(xù)發(fā)展原則2.堅持嚴(yán)格按照規(guī)范原則3.堅持經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新原則7.2施工組織安排1.專用施工電纜、配電電箱，杜絕觸電事故發(fā)生；2.進(jìn)入施工場地必須佩戴安全帽，不得穿拖鞋、涼鞋進(jìn)場；3.防腐涂裝遠(yuǎn)離爆炸源；4.極端天氣盡量停止做工；7.3進(jìn)度指標(biāo)各級圍巖施工指標(biāo)：Ⅲ級圍巖日循環(huán)2次，循環(huán)進(jìn)尺3米，月有效天數(shù)28天，月進(jìn)度168米；Ⅳ級圍巖日循環(huán)1.5次，循環(huán)進(jìn)尺2米，月有效天數(shù)28天，月進(jìn)度84米；Ⅴ級圍巖日循環(huán)1次，循環(huán)進(jìn)尺1.5米，月有效天數(shù)28天，月進(jìn)度42米；爆破發(fā)循環(huán)進(jìn)尺2~3米，時間為2小時，出渣4小時，完成后則是各種前期工作。開挖及初支作業(yè)循環(huán)時間指標(biāo)分解見表7-1。表7-1各級圍巖開挖與支護(hù)循環(huán)時間圍巖級別IIIIVV施工準(zhǔn)備303030超前地質(zhì)預(yù)報303030超前支護(hù)130180鉆眼（開挖）210180160裝藥聯(lián)線起爆404040通風(fēng)排煙303040找頂、初噴404040出碴210180180初期支護(hù)5060150循環(huán)時間合計640720850日循環(huán)（次）21.51循環(huán)進(jìn)尺（m）321.5日進(jìn)尺（m）631.5月進(jìn)尺（m）16884427.4施工設(shè)施布置7.4.1施工設(shè)施（1）施工用電引一條15千伏的臨時專用干線到洞口，必須要有接地線。每一個電器設(shè)備都應(yīng)該有獨立的開管控制，并且要做到標(biāo)注清晰，每一個人都能夠一目了然的知曉其所控制的設(shè)備。對用電設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)工作都應(yīng)該有專門的電工來做。對配電箱等設(shè)施要盡量做到隱蔽，不能放到潮濕的地方。還要做好消防防火設(shè)施，避免出現(xiàn)火情而得不到及時處理。（2）施工便道為了方便施工，對原有的小路都應(yīng)該進(jìn)行拓寬為7~8米的硬化道路，并應(yīng)該在道路兩邊挖建排水溝。（3）施工通訊項目部應(yīng)該設(shè)有專門的座機(jī)，作為公務(wù)電話。而現(xiàn)場指揮人員、司機(jī)、測量員等都應(yīng)該配備對講機(jī)，方便工作中溝通。7.4.2臨時房屋（1）項目部作為一個大項目，各種人員肯定不少，所以需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)有一個大家商量解決問題的辦公設(shè)施。住房和食堂因為隧道建設(shè)都在野外，離城區(qū)都比較遠(yuǎn)，所以大家一般都吃住在工地上。倉庫存儲各種物資，設(shè)備和一些雜物混凝土攪拌站用來制作混凝土。停車場大家的私家車，工地的皮卡等都可停放。鋼筋加工棚在進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的制作時，首先要對完整的鋼筋進(jìn)行加工。炸藥庫遠(yuǎn)離各個住房區(qū)，嚴(yán)禁除相關(guān)人員靠近。7.4.3生活、施工用水因為臨近郭溪溝，因此可以直接使用溝里的水源，建一個大的蓄水池用來儲存生活用水。直接用泵從郭溪溝抽取。7.5隧道爆破設(shè)計采用光面控制爆破技術(shù)。爆破器材采用塑料導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索、毫秒雷管七寶系統(tǒng)。鉆爆作業(yè)：測量、定位開眼、鉆孔、裝藥、堵塞、瞎炮處理光面爆破要求：控制爆破精度、鉆孔質(zhì)量、裝藥質(zhì)量第八章隧道附屬工程設(shè)計8.1隧道的防水措施設(shè)計（1）圍巖注漿防水圍巖注漿以后可以隔離地下水向上部滲透，有效的防止了地下水的溢出。（2）防水層防水采用EVA防水板和土工布復(fù)合襯砌。（3）襯砌防水在接縫、伸縮縫、沉降縫等部位進(jìn)行襯砌防水。如果地下水有侵蝕作用，還應(yīng)用防侵蝕材料進(jìn)行襯砌。（4）止水條與止水帶防水二次襯砌施工縫、伸縮縫、沉降縫等是防滲漏水的薄弱環(huán)節(jié)。需要進(jìn)行特殊處理。二次襯砌施工縫、沉降縫的主要構(gòu)造形式如圖9.1所示：圖9.1二次襯砌施工縫、沉降縫防水的主要構(gòu)造形式（5）隧道排水系統(tǒng)隧道洞內(nèi)排水系統(tǒng)如圖9.2所示：圖9.2隧道排水結(jié)構(gòu)圖8.2隧道通風(fēng)設(shè)計1、一般規(guī)定（1）通風(fēng)設(shè)計的安全標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以稀釋機(jī)動車排煙為主；（2）通風(fēng)設(shè)計的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以稀釋機(jī)動車排放一氧化碳為主；（3