第1頁XX高速XX隧道設計全套圖紙加V信153893706或扣33463894111．總體工程簡介 22．隧道概況 33．工程地質條件 33.1地層及巖土類型 33.1.1第四系亞粘土夾碎石 33.1.2弱風化灰?guī)r 33.1.3弱風化角礫狀泥灰?guī)r 43.2地質構造 44．水文地質條件與不良地質現(xiàn)象 44.1水文地質現(xiàn)象 44.2不良地質現(xiàn)象 45．橫斷面設計 45.1限界標準 45.2橫斷面型式的選擇 55.2.1單心圓拱 55.2.2坦頂三心圓拱 75.2.3尖頂三心圓拱 95.3橫洞設計 135.3.1車行橫洞設計 135.3.2人行橫洞設計 145.4緊急停車帶設計 156.噴錨襯砌設計 156.1淺埋Ⅱ類圍巖襯砌設計 156.2深埋Ⅱ類圍巖襯砌設計 166.3Ⅲ類圍巖襯砌設計 166.4Ⅳ類圍巖襯砌設計 176.5Ⅴ類圍巖襯砌設計 176.6Ⅵ類圍巖襯砌設計 176.7Ⅴ類圍巖緊急停車帶襯砌設計 176.8車行橫洞Ⅳ類圍巖襯砌設計 176.9人行橫洞圍巖襯砌設計 187.隧道襯砌計算 187.1限界標準如下圖所示 187.1.1車行道寬度 187.1.2地質資料 187.1.3襯砌厚度 197.1.4襯砌材料 197.1.5按Ⅳ度地震區(qū)設計 197.2幾何尺寸計算如下圖： 197.3荷載計算 217.3.1垂直地層壓力， 217.3.2襯砌自重近似于按均布荷載計算 227.3.3全部垂直荷載 227.4內力計算 227.4.1單位變位 227.4.2計算由主動荷載引起的載變位 227.4.3計算 238.洞門設計 269.隧道防、排水設計 2610.隧道通風設計 2711.隧道照明設計 2712.施工組織設計 2812.1開挖 2812.2裝眼爆破 2812.3施工通風 2812.4除渣 2912.5隧道支撐 2912.6模筑混凝土 2913.材料的消耗 30XX高速XX隧道設計1．總體工程簡介XX至XXXX高速公路為～條四車道高速公路，全長31.525公里。XX高速公路是完善XX省“大”字形公路主骨架，使XX省高等級公路與骨架規(guī)劃的骨架主干線相連形成交通網(wǎng)的主干道。本路北接去XX的207國道，西經(jīng)規(guī)劃的XX市環(huán)城高速公路，接即將建成的XX～XX高速公路；東南至省界，延伸后與XX省XX—XX（XX）高速公路相銜接。本項目的建設是敞開XX省南大門，形成XX東南出口的主要通道。對提高汽車運輸效率，改善XX東南的投資環(huán)境，發(fā)展外向型經(jīng)濟具有重要作用。由于該地區(qū)具有山嶺地貌特征，且地形復雜，擬在LK12+580～LK31+320路段中修建八座隧道，以滿足高速公路所必須的線形條件。經(jīng)現(xiàn)場勘測，這八座隧道的隧址均以選定，本設計是針對其中之一XX隧道所作的設計。經(jīng)過一系列的調查研究，從近遠期結合，路線總體布局、施工難易程度、工程量大小等方面進行分析比較，選擇一套合理的設計方案，使所選用的方案達到技術上合理、投資經(jīng)濟、收益較大的目的。由于是為滿足高速公路所必須的線形條件修建隧道，而高速公路對道路寬度、承載能力等要求均較高，如果修建一條雙線隧道，則斷面積較大，土壓力較大，在地質情況不行的條件下，會給施工造成極大困難，所以可用兩條平行隧道代替一座雙線隧道，既可縮小斷面，而且施工容易。根據(jù)我國《公路隧道規(guī)范》之規(guī)定，以兩隧道間的最小凈距來控制隧道的相對位置，根據(jù)下表之規(guī)定圍巖類別ⅣⅤ-ⅣⅢⅡⅠ最小凈距L（1.5～2.0）B（2.0～2.5）B（2.5～3.0）B（3～5）B>5BB—隧道開挖斷面的寬度由于實際地質條件中有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖石，從安全的角度考慮，選用Ⅱ類圍巖來控制最小凈距取B=9.75L=9.75×4=39m取L=40m即這兩座單線隧道間凈距為40米。2．隧道概況經(jīng)實地勘測，XX隧道起訖樁號：LK12+580～LK13+680，右線RK12+575～RK13+680隧道工程地質條件主要通過地質調繪、挖深、震探、鉆探等手段完成。其成果見附圖。XX隧道左線長1100m，右線長1105m，進口位于寺北莊村南500m處，出口位于石澗溝。隧道斷面為單心圓。除明洞為整體式襯砌外，洞身采用復合式襯砌。洞內Ⅱ、Ⅲ類圍巖段采用橡膠防水板加土布全斷面防水，且其后設軟式透水管排水。Ⅳ、Ⅴ類圍巖原則上不設防水板，根據(jù)實際情況，有水地段予以加鋪。洞口設高壓鈉燈照明，全射流縱向式通風。XX隧址區(qū)位于山嶺區(qū)，地形起伏變化教大，地面標高在650.00～1016.00m之間，隧道最大埋深達330m。溝谷發(fā)育，縱橫交錯，多呈“V”3．工程地質條件3.1地層及巖土類型經(jīng)1：2000地質調繪，結合鉆探，坑探，震探等手段，查明隧址區(qū)地層從上新到老依次為：第四系坡殘、坡積成因的亞粘土夾碎石→奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（02S）灰?guī)r→下馬溝組（02S）灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r。下面分別作以描述：3.1.1第四系亞粘土夾碎石分布在隧道進出口處，黃褐色，空隙不發(fā)育，較密實，含少量鐵錳結核，由上往下碎石含量增多，碎石呈棱角～次棱角狀，其成分為灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r，無分選性，粒徑一般為5～40mm，個別達100mm以上。震探表明，亞粘土厚為4～9m。下部為全風化的角礫狀灰?guī)r，震探測得VP=600m/s。3.1.2弱風化灰?guī)r灰色，巖體呈厚～巨厚層狀，堅硬致密，節(jié)理較發(fā)育，呈大塊狀或碎塊狀，受地質構造影響較重，表面有溶蝕現(xiàn)象，溶洞沿節(jié)理方向發(fā)育。硬質巖組。3.1.3弱風化角礫狀泥灰?guī)r灰褐色，中～厚層狀，部分含泥質，節(jié)理較發(fā)育，鉆孔巖芯采取率為90℅。軟硬相間巖組。3.2地質構造XX隧址區(qū)屬構造穩(wěn)定區(qū)，通過野外調查和對區(qū)域的分析，隧址區(qū)內尚未發(fā)現(xiàn)斷層及褶皺構造，地層較平緩，傾角為5°左右，單斜構造。去內主要發(fā)育兩組節(jié)理，成“＋”字型，近似垂直，節(jié)理多為密閉狀，部分微張，部分被方解石脈或風化物充填，兩組節(jié)理間距多在0.4～1.2mm之間，走向大致為7°和355°。由《中國地震基本烈度區(qū)劃圖》（1990）知，隧址區(qū)地震基本烈度為Ⅳ度。4．水文地質條件與不良地質現(xiàn)象4.1水文地質現(xiàn)象隧址區(qū)地形高差大，相對高差約為360.00m。地表未見有大量的地下水出露，僅在寺北莊到隧道入口間，發(fā)現(xiàn)有三處相距十幾米的泉水出露于下馬家溝組（02X）底部，泥灰?guī)r夾頁巖地層中，水位標高約660m，為層間裂隙水，出水量極少，約為1000cm3／天，在隧道出口端的溝谷中，有3處泉水，相距5m，出水量小，可供200余戶村民引用，水位標高約688m。隧道進﹑出口端第四系地層較薄，不能形成孔隙水含水層，因此認為本區(qū)地下水位較深，補給源只有季節(jié)性大氣降水，主要沿裂隙向深層或溝谷排泄。4.2不良地質現(xiàn)象根據(jù)實地調查，隧道入口下方近坡腳處有一小規(guī)?；w，厚度1～3m，為第四系坡積物，碎石含量大，結構松散。隧道本身穿過薄層泥質灰?guī)r夾層，強度低，松散破碎，隧道開挖后，對隧道洞室的穩(wěn)定性有一定影響。5．橫斷面設計5.1限界標準根據(jù)《公路工程技術標準》（以下簡稱《標準》）規(guī)定，擬訂如下尺寸限界標準。凈寬部位（單位：米）JBAH凈—8.58.59.757.55.08.58.53.57.50.750.50.45.2橫斷面型式的選擇5.2.1單心圓拱這種型式的優(yōu)點是在圍巖壓力作用下，結構受力條件較好，而且對于施工方便，做成施工摸板都較方便，其缺點就是在拱部車輛限界以外開挖面積較大。單心圓拱內輪廓尺寸的計算如下圖所示，梯形ABCD是隧道拱部的建筑限界襯砌內輪廓線應是此梯形的外接圓，即拱部圓弧須通過A、B、C、D四點，而此時斷面最經(jīng)濟。根據(jù)已知：AB、h1、B、BE各項尺寸，求算R、、H、f、a及截面積A。φθαβ解：BC=BD=sin=sin=根據(jù)正弦定理，得襯砌內輪廓半徑R為∴R=式中：B—隧道凈寬半圓心角：sin==拱部凈高f：f=R（1-cos）隧道凈高H：H=f+h1式中：h1—襯砌邊墻高度并得由此得隧道凈面積A為：A=h1B+R2(0.017453-sincos)5.2.2坦頂三心圓拱當圍巖穩(wěn)定，層狀巖層較厚，節(jié)理不發(fā)育，垂直荷載也較小，且拱部沒有通風照明設施時，采用坦頂三心圓拱形式比較經(jīng)濟，開挖量較小且能接近隧道的車輛限界。根據(jù)坦頂三心圓拱的特點，設計上多先將拱頂兩側小拱半徑及圓心角固定為特定值，然后利用拱部中間段的調整拱軸線來棉組限界的要求，經(jīng)過計算與分析，認為=60°比較適當，這樣拱部約有2/3的拱軸線可以通過，調整變化部分僅有1/3。坦頂三心圓內輪廓尺寸的計算如下圖，三心圓拱內輪廓線應經(jīng)過隧道限界上的A、B兩點，而曲率變化點C應在BC弧內。AB弦長根據(jù)建筑限界要求，則按下式計算AB=B0=arctgB—人行道寬度h1—邊墻高度，當人行道寬度b=0.25m、h1=3.0m、b=0.75m、h1=2.5m、b=1.0m、h1=2.5m對于小圓圓心點D2的位置須符合以下條件選擇O2點應在起拱線以下，在△ABD2中，∠BAO2以代替，需要＝O2點應位于結構中線O-O1的東側，即b0＞0據(jù)條件（1）＝據(jù)條件（2）式中：—小圓拱半徑—曲率變化點處，大拱半徑與中線的圓心角B—隧道凈寬當時則當R之中心圓時（在拱頂處）即則于是角的變化由→角的變化由→0∴隧道凈截面積A為：式中均以弧計。5.2.3尖頂三心圓拱根據(jù)道路隧道車輛限界的特點，在沒有通風、照明設施時，此種型式拱部開挖面積較大，不夠經(jīng)濟，且施工復雜。將拱內輪廓線與建筑限界上A、B兩點相接，并B點定為曲率變化點，兩側小圓拱半徑的圓心為隧道中線與起拱線交點，如下圖所示：AB弦長的計算為：式中：b—人行道寬度—邊墻高度而∴在直角三角形△AEO1中，∠AEO1＝90o令∠BAO1＝則＝90o－半徑R與隧道中心線的夾角為：即半徑與隧道中心線的夾角為：即這樣R＝＝（R－）cos隧道凈面積式中均以弧計當?shù)刭|條件較好（Ⅲ類圍巖以上），地層荷載不大時，以單心拱及坦頂三心圓拱兩種斷面型式適合道路隧道的特點，當?shù)刭|條件差（Ⅰ、Ⅱ類圍巖）地層垂直且水平荷載較大時，則宜采用尖頂三心圓拱為好。經(jīng)實地勘測調查研究，只有少量Ⅱ類圍巖，大部分是Ⅲ類以上的圍巖，從投資經(jīng)濟、施工安全等多方面考慮，根據(jù)經(jīng)驗宜選用單心圓拱，又由于該區(qū)層狀巖層較薄，節(jié)理較發(fā)育，水平荷載較大，則邊墻采用曲墻，下部有少量膨脹性巖層，則底部要設仰拱，有利于隧道使用的耐久性。采用單心圓拱計算公式進行計算，為偏于安全選用有墻計算已知：AB=7.5mh＝5mB＝9.75mBE＝1.5m求算：解：根據(jù)正弦定理得襯砌內輪廓線半徑R為：∴B—隧道凈寬半圓心角：拱部凈高：隧道凈高H：—襯砌邊墻高度并得隧道凈面積5.3橫洞設計為了加強兩單行隧道間的聯(lián)系，防止隧道內部發(fā)生的交通事故造成的交通阻塞，需在兩單行隧道之間設計橫洞。5.3.1車行橫洞設計車行橫洞主要用于一條隧道產(chǎn)生了交通阻塞，則該隧道的車輛可通過車行橫洞進入另一隧道行駛，起疏散交通之用，屬應急設施，故可以設計成單車道，由于寬度不大，其圍巖受力情況變化不大，根據(jù)經(jīng)驗采用直墻單心圓拱型式，其橫斷面尺寸如下圖所示由于隧道屬中隧道，根據(jù)《規(guī)定》可在隧道內距出口約150m處各設一車行橫洞，即可滿足要求，其在與主洞銜接上要滿足行車對曲線半徑的要求。由R＝可知—橫向力系數(shù)，取0.14V—計算行車速度，據(jù)《標準》可知V＝90k/h—路面橫坡＝1.5℅取R＝350m5.3.2人行橫洞設計人行橫洞主要是為了方便兩單行隧道行人而設置，由于隧道位于高速公路，故行人不會很多，只需兩個人行橫洞即可滿足要求。根據(jù)經(jīng)驗，其橫斷面采用單心圓拱型式，其橫斷面尺寸如下圖所示人行橫洞可不設橫坡，但在兩側需設置排水設備，以防地下漏水在與主洞銜接處采用小半徑彎道即可，查《手冊》可知，R＝100m。5.4緊急停車帶設計緊急停車帶是為保障車輛離開干道進行避讓，以免發(fā)生交通事故，引起混亂，影響通行能力的專供緊急停車使用的停車位置。隧道屬中隧道，根據(jù)有關規(guī)定，只需在隧道中間部位設置一緊急停車帶即可，有效長度為40m，寬度為2.5m。6.噴錨襯砌設計6.1淺埋Ⅱ類圍巖襯砌設計隧道開挖后，首先噴射水泥砼對圍巖進行臨時支護，然后打入錨桿，關于錨桿的長度與間距可按下式計算（*1）式中：d—錨桿直徑cmRg—錨桿鋼筋的計算抗拉強度kg/cm2—砂漿與錨桿的粘結強度kg/cm2L=Kh＋L1+L2(*2)式中：L—錨桿總長度K—安全系數(shù)L1—錨入穩(wěn)定圍巖厚度L2—外露長度S=d/2（*3）式中：S—錨桿間距根據(jù)實際地質情況，與我國《鐵路隧道噴錨襯砌設計施工、檢驗方法》之規(guī)定，選取L＝300cm，S＝80cm，d＝22mm。為了加強支護，可在噴錨層中布置鋼筋網(wǎng)，但其并不是主要受力構件，據(jù)經(jīng)驗，所選用鋼筋網(wǎng)采用8，20×20cm規(guī)格，在鋼筋網(wǎng)外可架設I160鋼拱架，間距80cm，以防不穩(wěn)定圍巖掉落，最后噴射25﹟混凝土約25cm作第一次支護完畢，在外安設防水層，待第一次支護變形穩(wěn)定后，模筑25﹟混凝土厚40cm作為第二次支護。6.2深埋Ⅱ類圍巖襯砌設計隧道開挖厚，首先噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算可參照（*1）（*2）（*3），根據(jù)實際地質情況，采用22砂漿錨桿L=300cm，縱、環(huán)向間距80cm，加鋼墊板20×20×1m為加強支護采用8鋼筋網(wǎng)20×20cm布置。由于隧道處于深埋狀態(tài)，圍巖壓力較大，極易發(fā)生圍巖松動和掉落現(xiàn)象，需架設4×25格棚拱架，間距80cm，然后噴射25﹟混凝土厚25cm進行第一次支護，安設放水設備后，進行第二次支護，即模筑25﹟混凝土厚40cm的永久支護。6.3Ⅲ類圍巖襯砌設計隧道開挖后，首先噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），根據(jù)實際地質情況，采用22砂漿錨桿L=300cm與L＝250cm間隔布置，其中縱向間距拱部100cm，墻部120cm，為防止松動圍巖掉落，采用8的鋼筋網(wǎng)，并用間隔1m的鋼拱架支撐拱部，噴射16cm厚25﹟的混凝土進行第一次支護，安設防、透水設備，經(jīng)檢驗變形穩(wěn)定后，模筑35cm25﹟混凝土進行第二次支護。6.4Ⅳ類圍巖襯砌設計Ⅳ類圍巖屬于較穩(wěn)定圍巖，兩曲墻可不設錨桿，為防止其垂直地壓作用于拱部，使拱部產(chǎn)生過大的變形，其拱部須設錨桿，關于錨桿的長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），根據(jù)實際地質情況，在拱部打入22的砂漿錨桿，長度在200cm與250cm之間，拱部間距150×150cm，噴射25﹟混凝土12cm進行第一次支護，待圍巖變形穩(wěn)定后，模筑25﹟防水混凝土35cm進行第二次永久支護。6.5Ⅴ類圍巖襯砌設計隧道開挖后，首先噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），根據(jù)實際地質情況，在拱部打入22的砂漿錨桿，長度L為200cm間距采用150×150cm布置噴射25﹟混凝土5cm進行第一次支護，待圍巖變形穩(wěn)定后，安設防、透水設備，并模筑25﹟混凝土30cm進行第二次永久支護。6.6Ⅵ類圍巖襯砌設計緊急停車帶較行車帶寬，圍巖壓力變大，需加強支護條件，以防止強大的松散土壓對隧道產(chǎn)生破壞，隧道開挖后，隨即噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），采用22砂漿錨桿，長度250cm，拱部間距120×120cm布置，然后安設8的鋼筋網(wǎng)25×25cm，噴射25﹟水泥混凝土15cm進行第一次支護，待圍巖變形穩(wěn)定后，安設防、透水設備，模筑35cm厚的25﹟放水混凝土作為永久支護。6.7Ⅴ類圍巖緊急停車帶襯砌設計隧道開挖后，馬上噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），根據(jù)實際地質情況，在拱部打入22長度為200cm的砂漿錨桿，拱部間距150×150cm，然后噴射20﹟厚10cm水泥混凝土進行第一次支護，待圍巖變形穩(wěn)定后，安設防水設備，最后模筑25﹟厚30cm的混凝土作為隧道的永久支護。6.8車行橫洞Ⅳ類圍巖襯砌設計由于車行橫洞較窄，故所受水平圍巖壓力較小，關鍵是受到垂直圍巖壓力，橫洞開挖后，迅速噴射水泥砂漿進行臨時支護，關于錨桿長度與間距的計算公式可參照（*1）（*2）（*3），在拱部打入22長度為200cm的砂漿錨桿，拱部間距150×150cm，并設置8的鋼筋網(wǎng)，拱部尺寸為20×20cm，噴射25﹟混凝土8cm厚第一次支護完畢，待圍巖變形穩(wěn)定后，安設防、透水設備，模筑25﹟混凝土30cm厚進行第二次永久支護。6.9人行橫洞圍巖襯砌設計由于人行橫洞寬度只有2cm，故所受圍巖壓力較小，開挖后，噴射水泥砂漿進行臨時支護，根據(jù)經(jīng)驗，其襯砌設計可不設錨桿，直接噴射25﹟厚5cm水泥混凝土進行第一次支護，安設防、透水設備，模筑25﹟水泥混凝土厚25cm進行永久支護。7.隧道襯砌計算本設計只對Ⅲ類圍巖的襯砌設計進行校核。7.1限界標準如下圖所示7.1.1車行道寬度8.5cm，兩側設0.75m人行道，但凈寬度仍采用9.75m，凈高H=6.80m，直墻高h＝3.5m，基礎埋深0.6m，凈高f＝3.3m內圓半徑R＝5.27m，半圓心角＝68.107.1.2地質資料地層堅硬性系數(shù)fRP＝8，地層內摩擦角＝800，地層容重,地層彈性壓縮系數(shù)K＝0.4×105T/M3,地層與襯砌間的摩擦系數(shù)。7.1.3襯砌厚度拱、墻等原式d＝0.51m7.1.4襯砌材料現(xiàn)澆25﹟水泥混凝土，彈性模量為E＝2.9×106T/M2，容重。7.1.5按Ⅳ度地震區(qū)設計注：為提高安全系數(shù)，采用直墻代替曲墻計算。7.2幾何尺寸計算如下圖：拱圓半徑R1=R+0.5d=5.27+0.5×0.51=5.525m（中心）R2=R+d=5.27+0.51=5.780m（外緣）邊墻計算高度h1=h+0.8=3.5+0.8=4.3m（內緣）h2=h1+0.51cos=4.3+0.51cos68.10=4.49（外緣）h0=h1+0.5×0.51cos=4.3+0.5×0.51×cos68.10=4.395m（中心）拱失高（中心）（外緣）開挖全寬B1=B+2d＝9.75＋2×0.51＝10.77m開挖全高H1＝h1+f+d=4.3+3.3+0.51=8.11m半拱圓中心線長度S=0.017453R1=0.017453×5.525×68.1=6.567m半拱圓分為六等分長度△S＝S/6＝6.567/6＝1.095m各段中心角及三角函數(shù)值見下表截面號sincos0001111.35500.1970.980222.70900.3860.922334.06400.5600.828445.41900.7120.702556.77300.8370.548668.12800.9280.373各截面縱、橫坐標計算：x0＝0，y0＝0x1=R1sin=5.525×0.197=1.088my1=R1(1-cos)=5.525×(1-0.980)=0.111mx2=R1sin=5.525×0.386=2.133my2=R1(1-cos)=5.525×(1-0.922)=0.431mx3=R1sin=5.525×0.560=3.094my3=R1(1-cos)=5.525×(1-0.828)=0.950mx4=R1sin=5.525×0.712=3.934my4=R1(1-cos)=5.525×(1-0.702)=1.646mx5=R1sin=5.525×0.837=4.624my5=R1(1-cos)=5.525×(1-0.548)=2.497mx6=R1sin=5.525×0.928=5.127my6=R1(1-cos)=5.525×(1-0.373)=3.464m計算結果列成下表：截面號x(米)y(米)y2(米2)(1+y)2(米2)積分系數(shù)（1/3）00011111.0880.1110.0121.234422.1330.4310.1862.048233.0940.9500.9033.803443.9341.6462.7097.001254.6242.4976.23512.229465.1273.46412.00119.92717.3荷載計算7.3.1垂直地層壓力，按普氏公式計算，拱部及兩側起挖按0.15米考慮則：壓力拱高度其中：故垂直壓力強度＝2.5×0.782＝1.955T/M27.3.2襯砌自重近似于按均布荷載計算7.3.3全部垂直荷載（側向地層荷載未計入）7.4內力計算7.4.1單位變位7.4.2計算由主動荷載引起的載變位見下表截面號襯砌自重地層壓力s'P'=qs'P'011.3400.540.7241.2162.3780.521.2373.7181.088221.3400.510.6831.0622.0770.460.9557.1351.0453.88531.3400.470.6300.9981.9520.380.74210.4270.9616.85741.3400.5490.5490.9021.7640.260.45913.5310.8408.75951.3400.4150.4150.7121.3930.120.16716.2640.6909.33661.3400.2550.2550.5181.013-0.02-0.02018.6170.5038.181∑8.04010.57737.018積分系數(shù)（1/3）11.9610.2182.17947.4843.22610.710215.71314.92730.640425.48041.94067.420235.39888.389123.787443.814151.772195.5861129.850300.472430.322+=－（443.568＋1026.412）×＝－1469.980×＝7.4.3計算由彈性抗力及摩擦力引起的載變位及，拱頂彈性抗力分布，假定為二次拋物線，其上零點位于與垂直軸線成450處（即），最大抗力值在墻頂截面，即，其值為拱部各截面抗力強度值為，即式中：拱角截面的彈性抗力值此處：將各數(shù)值代入上式，則得：而每段外緣徑向抗力值則為徑向彈性抗力與摩擦力合力R1的計算，用，則故計算抗力合力的水平分力與垂直分力將各式計算值列成下表截面號R（）40.0019458.900.85630.51650.001660.00150.2131668.500.93040.36650.198320.0781260.7214178.500.97990.19940.706910.14385∑＝0.90689∑＝0.22297表中：分別為抗力合力的水平分力與垂直分力。在彈性抗力作用下，基本結構力矩的計算，如表所示截面號積分系數(shù)1/34-0.26-0.00050-0.00050-0.00082-0.0013225-1.31-0.00254-0.43-0.09166-0.0942-0.23522-0.3294246-2.40-0.00466-1.45-0.30908-0.43-0.31021-0.62395-2.16136-2.785311∑-0.71865-2.3974-3.11605在上表中：dki＝力臂且則而在彈性抗力作用下，基本結構內法向力的計算如下：8.洞門設計為了保護巖（土）體的穩(wěn)定和使車輛不受崩塌，落石等威脅，確保行車安全，需修筑洞門，并對仰坡進行適宜的護坡，本隧道洞門的型式均設計成普通端墻式。洞門的位置與隧道軸線正交，為防止仰坡巖層有剝落的可能，坡角至洞門墻背的水平距離設計成1.5m，襯砌拱頂至水溝底的高度不小于2.0m，洞門墻頂應高出仰坡坡角不小于0.5m，洞門墻的基底廢渣需清除干凈，基礎必須置于穩(wěn)固的地基上，以防止滑動與不均勻下沉。根據(jù)要求，墻高大于6m時，墻厚0.6m，洞門端墻正面采用1：0.5的仰坡，墻背坡與正面一致，洞門端墻兩側與路塹邊坡相接處應嵌入巖層，洞門頂排水，順應地形，采用兩邊排水較簡便，洞門附近應設檢查梯，并于洞門正面書寫隧道名稱—XX隧道。洞門具體尺寸詳見圖紙。9.隧道防、排水設計在道路隧道中，防、排水是保持道路正常運營極為重要的因素之一，隧道漏水會損壞頂棚、內裝、通風、照明、安全以及其它各種附屬設施，使之發(fā)霉、變質、失效、銹蝕，路面積水將改變路面的反光條件引起眩光使車輛打滑，影響正常行駛。根據(jù)經(jīng)驗，在新奧法施工中，采用復合式襯砌結構時，在噴混凝土襯砌表面上，用新型材料PE230S塑料排水板作為防水層，再灌注整體式防水混凝土襯砌作為支撐襯套，并據(jù)相應的圍巖類型，采用不同的防水設施。本隧道的排水是利用排水溝，泄水管，中心排水溝將水排出洞外，在主洞采用路側排水溝，只是由于主洞水流較多，設在路側，防止水流對路基或路面產(chǎn)生影響，降低路面的承載力，且易于維修與疏通，，在車行橫洞，易用泄水管將兩側的水并入中心排水溝，通過中心排水溝再并入主洞的路側排水溝，只是由于車行橫洞水流不多，且車行橫洞行車量不大，排水溝設置在中間，又遠離車道中心，這樣排水溝就不易損壞，人行橫洞其排水量更小，主要是采用透水管將隧道防水層截下來的水流導入主洞的排水溝，其路面下不設排水溝，所有的排水溝與排水管都采用暗溝與暗管的形式布置。10.隧道通風設計隧道通風的目的，就是利用新鮮空氣來稀釋隧道里汽車排出的廢氣，降低對人體的有害物質—一氧化碳的濃度，使它低于危害人體健康的容許濃度，并能保持車輛安全行駛所需要的可見度。由于該隧道是單向隧道，且隧道不長，可考慮使用自然通風，由大氣條件在隧道內引起的總壓頭，可由下式計算：式中：—洞口間的自然風壓差（Pa）—隧道入口損失系數(shù)（≈0.6）—隧道墻面摩阻損失系數(shù)（≈0.24）隧道長度（m）D—隧道代表尺寸（m）Vn—自然通風引起的隧道內平均風速（m/s）—空氣密度（＝0.1224kg·s2/m4）＝（1＋0.6＋0.24×）＝4.3（Pa）根據(jù)經(jīng)驗，在高速公路上，車速都很快，并且在隧道不長的情況下，交通風比自然風的作用大得多，這樣在兩者的共同作用下，可滿足隧道的通風要求，故可直接采用自然通風，而不需要機械通風所需的裝置。11.隧道照明設計當車輛從外面進入洞內，駕駛人員從亮視場突然進入暗視場，亮度的突變衰減，極易造成交通事故，為了不影響道路的運輸條件不使整個道路的運輸能力降低，使車輛駕駛人員在處于閉合空間的隧道里得到良好的安全行駛環(huán)境，需進行照明設計，隧道照明設計包括光源的選擇，照明器的布置，以及洞口的照明設計。洞內照明光源，選擇為高壓水銀燈與鈉燈混合交錯照明，水銀燈為250w，鈉燈為40w，洞內最大用電負荷為64.5kw（兩條單線隧道總和）線路采用暗線、由兩端向隧道中部的供電方式，以2米導線橫擔，在洞頂軸線兩側鑲嵌燈具，為了適應洞口內外視覺的變化，將隧道主洞劃分為三個照明區(qū)，即內外連接區(qū)，緩和照明區(qū)、中間照明區(qū)，各區(qū)段間照明根據(jù)照明器間距進行調整，并以單位面積上用電負荷的大小體現(xiàn)照明效果。車行橫洞的照明也采用對稱布置，但只有中間照明區(qū)，其照明結構與主洞中間照明區(qū)的照明結構相似，人行橫洞上的照明采用日光燈，日光燈布置在人行橫洞的拱頂中心線上。12.施工組織設計在一條高速公路的建設中，隧道的工期往往起著舉足輕重的作用，因此進行施工計劃的編制是一個必不可少的程序，根據(jù)隧道屬中隧道及其實際地質條件等多方面考慮，可每日采用兩班制施工。每班作業(yè)完成一個循環(huán)，并在進出口分別設置一個工作面，計劃每日開挖5米，這樣主體工作需六個月，隧道工期由準備工作，主體工作，附屬工作于收尾工作所需工期組成。根據(jù)每個工期所占的比例，整個隧道工期大約需一年可以完工。12.1開挖Ⅱ、Ⅲ類圍巖屬于軟質巖層，根據(jù)經(jīng)驗，采用下坑開挖的方法，Ⅳ、Ⅴ類圍巖屬硬巖層，采用全斷面開挖，這樣有利于加快施工速度。首先確定不同類型的巖層狀態(tài)下所需鉆孔的數(shù)目Ⅱ、Ⅲ類巖層Ⅳ、Ⅴ類巖層由于所需鉆孔的數(shù)目較多，選用風鉆YT－25型鉆機鉆孔，根據(jù)經(jīng)驗，其炮眼深度取2.5m，這樣根據(jù)風鉆的性能參數(shù)可確定鉆機的臺數(shù)。Ⅱ、Ⅲ類巖層97孔×2.5米/孔＝242.5米242.5米÷0.5米/分＝485分根據(jù)鉆眼所花的時間分配，需配置10臺鉆機，并能保證7臺正常使用。Ⅳ、Ⅴ類巖層140孔×2.6米/孔＝350米350米÷0.5米/分＝700分需配置13鉆機，并能保證10臺正常使用。12.2裝眼爆破炮眼直徑是34mm，裝藥深度為2m，用裝有雷管的藥包作為引爆藥包起爆。起爆順序是：掏槽眼—輔助眼—幫眼—底眼，爆破后迅速采取通風和除塵措施，使洞內的灰塵盡快沉積下來，以方