隧道畢業(yè)設計(1)

1、設 計 摘 要摘要：鶴山隧道為高速公路隧道，為繞城高速的重點工程。在本設計中洞門采用了削竹式洞門，以達到美觀的要求。襯砌方面主要為復合式襯砌，洞口段采用明洞開挖，并進行超前支護及整體襯砌。隧道通風采用射流式縱向通風，并配置10組20臺直徑1120的風機，照明采用鈉光燈照明。施工方面，采用全斷面一次光面爆破，并進行科學施工管理。關鍵詞：復合式襯砌、通風、照明、全斷面爆破AbstractHe shan tunnel as the expressway one. Which is the key project of expressway coiling the city. The design o

2、f cave passage adopts whittles the bamboostyle hole door, style in order to look pretty good. As to lining cutting, composite style is my choice lightly excavate is my way for the beginning of cave passage as well as entire lining cutting. Entilation in the tunnel is adopted in the efflux style mach

3、ine direction way. In addition, 10 seriess of 20 air-blowers which dimeter are 1120mm. Natrium lighting is for lighting. When building it, it will be exploded all-around way and somooth surface will be left after exploding. In the course of practising the scitntific management will be a necessary st

4、ep.Key words : Composite style lining cutting 、Ventilation、Lighting、Exploding in all-around way.目 錄摘要11 概況21.1工程概況 21.2隧道設計依據 21.3設計標準 21.4地形地貌、地質、地震情況 21.5水文、氣象 31.6交通情況 31.7水 41.8供電 41.9通信 41.10技術標準 42 總體設計52.1隧道位置選擇 52.2隧道線形設計 52.3隧道橫斷面設計 52.4洞口設計 72.5建筑材料 83 襯砌設計103.1襯砌類型 103.2襯砌基本尺寸擬定 103.3襯砌內力

5、計算 103.4襯砌設計 194 隧道運營設施及其設計304.1通風設計 304.2照明設計 424.3緊急停車帶 464.4人行、車行連通通道 474.5消防 485 隧道施工組織515.1場地布置 515.2施工方案比較 515.3施工方案選擇 525.4隧道施工前的準備工作 526 隧道施工測量與監(jiān)控測量 546.1隧道施工測量 546.2施工監(jiān)控量測 567 隧道開挖施工627.1洞門 627.2明洞施工方案 627.3爆破設計 637.4道路施工的除渣運輸 718 隧道襯砌施工728.1隧道襯砌一般規(guī)定 728.2襯砌類型 728.3超前支護 738.4初期支護 748.5仰拱及二次

6、襯砌 809 隧道施工防排水839.1洞內施工排水 839.2結構防排水 839.3防排水施工 849.4變截面地段防水處理 869.5富水地段防水處理 8710 隧道施工期間的通風 8811 洞內路面及其它附屬9111.1路面基層施工 9111.2附屬工程 9112 設備、人員、材料、工期計劃9313 安全、保障措施9713.1安全保證措施 9713.2質量保證措施 9814 環(huán)境保護措施10015 致謝102第一章 概況1.1 工程概況1.2 設計依據本設計依據JTGD702004公路隧道設計規(guī)范，JTJ00188公路工程技術規(guī)范，GBJ8685錨噴混凝土支護技術規(guī)范，公路隧道通風照明設計

7、規(guī)范等進行設計計算。1.3 設計標準全線按公路工程技術標準（JTGB012003）中規(guī)定段雙向六車道高速公路標準建設，按設計車速100km/h。1.4地形地貌、地質、地震情況 地質、地貌、地震情況見隧道設計資料。1.5 交通情況本段所在區(qū)域公路交通網很發(fā)達，現有交通均可用于筑路材料等運輸，但部分道路建設標準較低，作為施工運輸道路尚須與有關部門協(xié)商。1.6 水沿線山溪、小型水庫、池塘等分布較多，可就近取水。大潮及旱季砼工程施工用水需檢驗合格方可使用。附近基本有自來水設備，可供應生活用水。1.7 電 沿線村莊密集，電力線、網分布齊全，施工時與有關部門協(xié)商后可就近利用。同時配備大型發(fā)電設備，以滿足電

8、力短缺時施工需要。1.8 通訊沿線村莊可引接通信線路。1.9 技術標準起訖樁號：左洞：ZK116+15+ZK116+505右洞：ZK116+45+ZK116+535；隧道全長：490m;凈高：5.0m；凈寬：14.25m；洞門形式：削竹式洞門；縱坡類型：單向坡 坡率：2.2%；無超高；設計車速：100km/h；設計交通量：5000輛/h。2 總體設計2.1 隧道選址：鶴山隧道位置的選擇滿足公路隧道設計規(guī)范的要求。本隧道按分類屬于短隧道，通常在確定線路時，要在多個路線方案中，根據地形圖和各種資料進行技術、經濟的比較之后，最后確定一條路線，線形對隧道很重要，一般隧道的平面線形以采用直線或大半徑曲線

9、為好。隧道位置選擇在穩(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段，當必須通過時，要有切實可靠的工程措施。在本隧道中，考慮到洞口出地形有些復雜，但隧道為短隧道，當設置平曲線時，隧道會車視距與停車視距很難滿足要求，綜合考慮，隧道采用直線形。2.2 隧道縱斷面設計：隧道內的縱坡形式，根據公路隧道設計規(guī)范，可設置單面坡和人字坡兩種。隧道內縱面線應考慮行車安全性，營運通風規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求。隧道縱坡不應小于0。3%，一般情況下不應大于3%，當受地形等條件限制時，高速公路、一級公路的中、短隧道可適當加大，但不宜大于4%。當采用較大縱坡時，必須對行車安全性、通風設備和營運費

10、用、施工效率的影響等做充分的技術、經濟綜合論證。綜合以上所述，本隧道屬于短隧道，所以選擇單向坡對運行通風、排水有利。但在施工中，由于水量較不均勻，在施工中充分考慮設計要求，以求達到更好的施工效率，設計隧道縱坡為2.2%。2.3 隧道橫斷面設計 建筑限界（1）隧道橫斷面設計主要是對隧道凈空的設計。隧道凈空是指隧道襯砌的內輪廓線所包圍的空間。隧道凈空是根據“建筑限界”確定的?！跋藿纭笔且环N規(guī)定的輪廓線，這種輪廓線以內的空間是保證車輛安全運行所必需的。是建筑物不得侵入的一種限界。（2）公路隧道建筑限界包括車道、路肩、路緣帶、人行道等的寬度及車道、人行道的凈高。鶴山隧道建筑限界如圖2-1所示。圖2-1

11、 公路隧道建筑限界圖中：H建筑限界高度，根據規(guī)范規(guī)定，高速公路、一般公路中取5.0m;W行車道寬度，取3×3.75m；左側向寬度，0.50m;右側向寬度，1.0m;J檢修道寬度，0.75m;h檢修道高度，0.25m;建筑限界左頂角寬度，0.50m;建筑限界右頂角寬度，1.0m;i隧道路面橫坡，為單面坡，且為2%.（3）公路隧道橫斷面設計，除滿足隧道建筑限界的要求外，還應考慮洞內路面排水檢修、通風照明、消防、內裝監(jiān)控等設施的所需空間，還要考慮仰坡曲率的影響，并根據施工方法確定出安全經濟合理的斷面形式和尺寸。鶴山隧道斷面布置可見大圖：圖I隧道為短隧道，故不設緊急停車帶。2.4 洞口、洞門

12、 洞口 根據地形條件，結合防排水要求，以“早進洞，晚出洞”為原則確定洞口位置，由于三車道隧道跨度大，凈空高，一般情況下成洞面處邊坡及仰坡高度接近20m，為了保證邊仰坡的穩(wěn)定，盡量恢復洞口自然景觀，洞口段均設一段明洞。 洞門（1）機場段洞口地形較緩，地質條件差，經綜合分析采用削竹式洞門，邊仰坡1：1.5，用正六邊形制混凝土空心塊鋪設，空心植草，明洞段邊、仰坡采用土錨噴混凝土防護。洞門形式見圖2-3 圖2-3 削竹式洞門（2）鶴山隧道采用明洞出洞，洞門上部無回填土石，荷載較小，且對洞門下部地基進行了土石置換，灰土回填夯實處理加固，地基承載力較好，故明洞洞門按照構造要求設計，不需進行洞門計算及驗算。

13、2.5 建筑材料根據公路隧道設計規(guī)范，所選取的建筑材料如下：（1）明洞襯砌，鋼筋混凝土二次襯砌及洞內溝管采用C25混凝土，素混凝土二次襯砌采用C20混凝土，初期支護采用C20噴射混凝土，仰拱回填采用C10混凝土。（1）直徑d<12mm的鋼筋采用I級鋼，直徑d12mm的鋼筋及錨桿采用II級鋼；鋼拱架采用20b號及18b號工字鋼；注漿鋼管及長管棚采用熱軋無縫鋼管。（3）在IIIIV類圍巖地段采用ZW-II型藥卷作為錨固劑，超前錨桿采用早強沙漿作為錨固劑。（4）防水層選用400g/m2無紡布與1.2mm厚改性LDPE防水板復合而成。3 隧道襯砌設計及計算3.1 襯砌類型鶴山隧道襯砌類型采用復合

14、式襯砌。復合式襯砌是指外層錨噴作初期支護，內層用模筑混凝土作二次襯砌的永久結構，兩層間可根據需要設置防水層。復合式襯砌可用于各種圍巖。3.2 襯砌基本尺寸擬定隧道襯砌內輪廓的形狀及尺寸的確定，應根據隧道建筑限界、結構受力條件、施工、營運等方面的要求全面考慮，力求經濟合理。33襯砌內力計算暗洞襯砌 鶴山隧道的圍巖類別有II類、III類、IV類。根據隧規(guī)規(guī)定：隧道復合式襯砌可采用荷載結構法計算。至V類圍巖中，復合式襯砌的初期支護主要按工程類比法設計，其中IV、V類圍巖的支護參數通過計算確定，計算方法為地層結構法。I、II、III類圍巖中的二次襯砌為安全儲備，按構造要求設計； IV、V類圍巖的二次襯

15、砌為承載結構，可采用地層結構法計算內力和變形。1 荷載計算（1）IV類圍巖A、判斷隧道埋深類型依據公路隧道設計規(guī)范規(guī)定淺埋和深埋隧道的分類，按荷載等效高度值，并結合地質條件、施工方法等因素綜合判定。淺埋和深埋隧道的分類按式3-1判定， 式3-1式中：淺埋隧道分界深度，m；荷載等效高度，按式3-2計算： 式3-2其中：圍巖重度，；深埋隧道的垂直均布壓力， ，按式3-3計算： 式3-3h塌落拱高度，m，按式3-4計算； 式3-4圍巖類別；寬度影響系數，； 隧道寬度，m；每增減1m時的圍巖壓力增減率，B>5 m時，取=0.1.則 =6.93在礦山法施工條件下，IV類圍巖取，即=17.325m根

16、據鶴山隧道工程地質橫斷面圖，按式3-5、式3-6判斷類圍巖區(qū)的隧道最大埋深高度hMAX和最小埋深高度hMIN， hMAX=h地面高程-h設計高程-h隧道凈空高 式3-5hMIN=h地面高程-h設計高程-h隧道凈空高 式3-6然后，選取兩者的平均值h來加以判斷，即= 10.866m則有：，該隧道在類圍巖分布區(qū)段內為淺埋。B、圍巖壓力計算依照公路隧道設計規(guī)范推薦的淺埋隧道荷載計算方法，隧道圍巖壓力采用式3-7進行計算， 式3-7式中：隧道上覆圍巖重度，；隧道埋深，坑頂至地面的距離，m；坑道寬度，m；滑動面的摩擦角，度，類圍巖中；作用在隧道頂部的總垂直壓力；作用在支護結構上的均布荷載，MPa；側壓力

17、系數,由式3-8計算； 式3-8其中按式3-9計算， 式3-9其中：破裂面與水平面的夾角，度；圍巖計算摩擦角，度，查表得；作用在支護結構兩側的水平側壓力分別按式3-10、式3-11計算， 式3-10 式3-11側壓力視為均布壓力時按式3-12計算， 式3-12其中,H=2.436 m, =15.85m, ,。（2）II類圍巖、III類圍巖鶴山隧道II、III類圍巖根據規(guī)范規(guī)定，按構造要求設計。2 內力計算（1）IV類圍巖A、建立近似結構模型依據設計院的初步設計并結合隧道建筑結構形式的安全性驗算結果以及建筑界限的要求，將類圍巖分布區(qū)內隧道結構內力計算模型設置為曲墻式拱。 B、曲墻式襯砌內力計算在

18、曲墻式襯砌內力計算中，考慮圍巖彈性抗力影響，采用抗力分布規(guī)律理論來進行暗洞襯砌內力計算，并采用下述假定，計算圖如圖3-1。 圖 3-1 暗洞襯砌內力計算圖抗力區(qū)的上零點在拱頂兩側45°附近的點（），下零點在拱腳點，最大抗力值發(fā)生在點，點的位置約在抗力區(qū)的高度處，即，或者在最大跨度附近。段抗力圖形按二次拋物線分布，可利用式3-13進行計算, 式3-13段的抗力圖形考慮邊墻剛度較大，且外緣一般為直線形，本身彈性變形較小，故假定其與高度成直線比例關系。曲墻式襯砌作為墻腳彈性固定于圍巖上，兩側受圍巖約束的無鉸尖拱來計算，其結構如圖 3-2所示。由于墻底摩擦力較大，可略去水平位移影響，故墻底只

19、考慮轉角。圖 3-2墻底轉角計算圖邊墻底部的轉角可按式3-14確定， 式3-14式中： ?？闪谐鱿铝蟹匠探M3.15， 方程組3-15方程中， 其中：任意截面中心至抗力最大截面的垂距。將中的代入方程組，可得求解冗力，和的方程組3-16：方程組3-16其中，校正系數，一般取0.50.8。求得，和值后，襯砌任意截面的內力可按式3-17、式3-18計算， 式3-17 式3-18計算截面結果可用式3-19、式3-20、式3-21校核， 式3-19 式3-20 式3-21其中，邊墻基底的轉角，。 在冗力和荷載作用下，基本結構的內力和變形與原結構完全相同，可利用產生的彎矩圖來求變形，計算簡圖如圖3-3，圖i

20、iMiMlix2x1ix2x1qe 3-3荷載計算圖任意截面的徑向位移可由式3-22求得， 式3-22式中，在全部荷載、彈性抗力及冗力共同作用下，基本結構產生的彎矩，即結構計算結構的彎矩；單位徑向作用于點在基本結構產生的彎矩。按上式求算徑向位移時，通常根據經驗預先假定彈性抗力分布規(guī)律；當抗力分布無法假定時，可用不記抗力的代替求得在全部荷載及冗力作用下的，乘以值，作為抗力的第一次近似值，再利用式3-24計算，逐次接近。根據鶴山隧道的具體情況結合上述理論進行計算。由式3-13可得，其中，又MPa所以則計算得到曲墻拱的最大抗力及其分部關系為，邊墻低部的轉角可按式3-14確定，其中，然后，用方程組3-

21、15求解冗力，和，其中，為上拱計算高度，取為5.86m，并且令的假設值均為1，所以可得，（2）II類圍巖、III類圍巖II類圍巖、III類圍巖的內力計算均可按上述方法得到。II類圍巖、III類圍巖可按構造要求設計。34襯砌設計鶴山隧道的襯砌設計采用工程類比設計、理論計算以及現場監(jiān)控量測三種途徑相結合的辦法進行具體操作。在工程類比法中介紹比較相似隧道的襯砌類型和方案；而理論計算則包括預支護設計、初期支護設計和二次襯砌設計三大部分內容。預支護設計預支護指預先設于隧道輪廓線以外一定范圍內的支護或與開挖面后方的支護的共同組成的支護系統(tǒng)，是有效的輔助施工措施?？梢栽谒淼篱_挖后至洞頂支護結構產生支護作用前

22、的時段內，支承臨空的巖體，從而維持開挖面的圍巖穩(wěn)定。鶴山隧道預支護選用超前錨桿，小導管注漿及管棚，詳見表3-1，1 超前錨桿設計超前錨桿又稱斜錨桿，是沿隧道縱向在拱上輪廓線外一定范圍內向前上方斜插角，或者沿隧道橫向在拱腳附近以下方傾斜一定外插角的密排沙漿錨桿。前者為拱部超前錨桿，后者稱為邊墻超前錨桿。拱部超前錨桿用支托拱上部臨空面的圍巖，起插板作用。邊墻超前錨桿在我們采用的先拱后墻法開挖邊墻的過程中，將起拱線附近巖體所承受的較大拱部荷載傳遞至深部圍巖，從而提高了施工中的圍巖穩(wěn)定性。表 3-1預支護類型 類型適用條件技術要求超前錨桿III級圍巖，開挖臨空面后的數小時內可能剝落或局部坍塌的巖塊沿拱

23、上部的縱向或沿拱腳附近的橫向設砂漿錨桿小導管注漿級圍巖自穩(wěn)能力很低沿拱上部的縱向或沿拱腳附近的橫向設4250mm，長35m花管，管內注漿管棚級及以上圍巖，無自穩(wěn)能力沿隧道外緣設80mm，長L10m的花管，管內注漿，管外端支于鋼架上超前錨桿設計錨桿參數按經驗選?。?）錨桿直徑：III級圍巖為1822mm，級圍巖為2024mm。（2）錨桿長度：一般為35m，與鉆孔機具的鉆眼能力和開挖工序循環(huán)進尺相配合，拱部超前錨桿縱向兩排之間應重疊1m以上的水平搭接段。（3）錨桿間距：III級圍巖為4060cm，級圍巖為3050mm。（4）錨桿外插角：拱部III級圍巖為5°30°，IV級圍巖拱

24、部為10°20°；邊墻為10°30°。填充砂漿標號200號，并選用早強砂漿。2 小導管注漿設計小導管是沿隧道縱向在拱上部開挖輪廓線外一定范圍內向前上方傾斜一定角度，或者沿隧道橫向在拱腳附近向下方傾斜一定角度的密排注漿花管。注漿花管的外露端通常支于開挖面后方的格柵鋼架上，共同組成預支護系統(tǒng)。注漿小導管既能加固洞壁一定范圍內的圍巖，又能支托圍巖其支護剛度和預支護效果均大于超前錨桿。對于我們隧道施工中可能碰到的砂土層、砂卵（礫）石層、斷層破碎帶、軟弱圍巖淺埋段等地段很有幫助。小導管注漿設計錨桿參數按經驗選取，（1）小導管直徑：小導管用4250mm熱軋無縫鋼管加

25、工制成，長度35m。（2）小導管構造：小導管前部應鉆注漿孔?？讖綖?8mm，孔間距1020cm，并呈梅花形布置。前端加固成錐形，尾部長度不小于30cm，作為不鉆注漿孔的預留止?jié){段。小導管注漿參數按以下選?。簤鹤{泥砂漿水灰比。當圍巖破碎，巖體止?jié){效果不好時，同樣可以采用水泥水玻璃雙液注漿。注漿壓力控制在0.51.0MPa，必要時在孔口設止?jié){塞；小導管環(huán)向設置間距一般為2050cm，外插角10°30°。兩組小導管間縱向水平搭接長度不小于100cm。3 管棚設計管棚是將鋼花管安插在已鉆好的孔中，沿隧道開挖輪廓線外排列形成的鋼管棚，管內注漿，必要時還可加鋼筋籠，并與強有力的型鋼鋼

26、架組合成預支護系統(tǒng)以支承和加固自穩(wěn)能力極低的圍巖，對防止軟弱圍巖的下沉、松弛和坍塌等有顯著的效果。導管參數按經驗選?。簩Ч転闊彳垷o縫鋼管，外徑80180mm，長度為1045m，分段安裝，分段長度為46m，兩段之間用“V”型對焊或絲扣連接；導管上須鉆注漿孔，孔徑為1016mm，孔間距為1520cm，呈梅花型布置。導管的尾部留有不鉆孔的止?jié){段；導管中可以增設鋼筋籠，以提高導管的抗彎能力。與管棚配合使用的鋼架，可采用鋼軌、H型鋼及鋼管的加工而成。 初期支護設計初期支護指錨桿噴射混凝土支護，在楊家川隧道中采用了鋼筋網和鋼架配合支護。1 噴射混凝土支護設計（1）噴射混凝土支護設計厚度的計算對于噴層的抗局

27、部沖切破壞或粘結破壞的計算如下，A.按沖切破壞計算噴層厚度，可按式3-23計算， 式3-23式中，不穩(wěn)定巖塊重力，kg；噴射混凝土設計抗拉強度，MPa；不穩(wěn)定巖塊露出面周邊長度，cm；安全系數，取2.5。根據鶴山隧道的具體情況計算，IV類圍巖分布區(qū)：cm其中，=272.43MPa，=10MPa，=4.56m，=2.5。III類圍巖分布區(qū)、II類圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。B.按粘結破壞計算噴層厚度，可按式3-24計算。 式3-24式中，噴層與巖面間的粘結強度，MPa； 其他符號意義同前。同樣根據鶴山隧道隧道的具體情況計算，IV級圍巖分布區(qū)：cm其中，=272.43MPa，=30MPa，=4.5

28、6m，=2.5。III級圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。所以得出結論：噴射混凝土與巖石的粘結強度，與巖體強度、巖面粗糙及潔凈程度等有關，一般情況是，在硬巖中，粘結強度能滿足要求，當噴層厚度100mm時，多為沖切破壞；當噴層厚度100mm時，粘結強度較低時，噴層可能為粘結破壞。（2）鋼筋網噴射混凝土支護設計鶴山隧道施工的特殊地段，必須考慮架設鋼筋網來輔助支護。鋼筋網可提高噴射混凝土的抗剪和粘結強度，有利于抵抗巖石塌落和承受沖擊荷載，能提高噴層的整體性，使其應力分布均勻，從而減少混凝土的收縮和噴層裂縫。在變形大而自穩(wěn)性差的軟弱圍巖的混凝土噴層中，應設置12層鋼筋網。當隧道掘進遇到噴層與土砂層一起剝落時

29、，此時可以安設防剝落鋼筋的網眼較密的鋼筋網效果會很好。鋼筋網噴射混凝土支護設計應符合下列要求：A、鋼筋網噴射混凝土的厚度不應小于100mm，且不能大于250mm；B、鋼筋網按構造要求設計，鋼筋直徑一般為412mm，我們具體施工時可以參考選用直徑在610mm范圍內的鋼筋；C、鋼筋間距考慮布置在150300mm范圍之間；D、鋼筋網保護層厚度不應小于20mm。2 錨桿支護設計：錨桿在襯砌中取到的作用有：懸吊作用、組合梁作用、加固作用。錨桿支護設計參數計算（錨桿局部加固計算）（1）錨桿加固拱部危巖計算，一般按懸吊原理確定錨桿參數，計算簡圖如圖3-4，圖 3-4 錨桿計算圖A、所需錨桿截面面積按式3-2

30、5、式3-26計算（錨桿將重力為的危巖錨固在穩(wěn)定巖體上，危巖使錨桿產生拉力和剪力， 式3-25 式3-26式中， N危巖使錨桿產生的拉力， 按式3-27計算： 式3-27 Q危巖使錨桿產生的剪力，按式3-28計算： 式3-28鋼筋抗拉設計強度，MPa；鋼筋抗剪設計強度，MPa；錨桿與地質結構面的夾角，度；錨桿與鉛垂線的夾角，度；安全系數，一般取為2.4。并且可按式3-29直接計算鋼筋直徑d， 式3-29式中符號意義同前。根據鶴山隧道的具體情況計算，IV級圍巖分布區(qū)：cm2cm2cm其中，kNkN=20°，=5°，=272.43kN，=340MPa（按II級鋼筋設計強度選用）

31、，0.55，=2.4。III級圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。B、錨桿長度計算，按式3-30計算， 式3-30式中，錨桿固端長度，cm，具體按式3-31計算， 式3-31其中，砂漿與鋼筋的粘結力，MPa；鋼筋抗拉設計強度，MPa；錨桿鋼筋直徑，cm；安全系數，一般取為2.0。錨桿外露長度，cm，考慮設置托板、鋼筋網等要求，外露長度按規(guī)定取為15cm，但此時不能超過噴射混凝土的厚度；錨桿加固圍巖厚度，cm，一般用聲波由現場測定。具體計算、和的大小，IV級圍巖分布區(qū)：錨桿固端長度：cm其中，=3MPa（選用螺紋鋼筋），=340MPa（II級鋼筋抗拉設計強度），=1.35cm，=2.0。錨桿加固圍巖厚度

32、：的取值一般由聲波現場測定，我們按IV類圍巖特性并參考選取以往經驗值得到：cm錨桿外露長度：cm所以IV級圍巖分布區(qū)內的設計錨桿長度為：mIII級圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。（2）錨桿對側壁危巖的加固計算,計算簡圖如圖3-5，圖3-5錨桿加固側避危巖計算圖依據計算示意圖，用錨桿加固側壁巖塊，阻止其沿裂面下滑，即可驗算抗滑穩(wěn)定性。沿裂面下滑力，按式3-32計算， 式3-32抗滑力按式3-33計算， 式3-33當時，巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。其中，為錨桿拉力，按計算。當考慮安全系數后，錨桿所需面積按式3-34計算， 式3-34式中，裂面的內摩擦角，度；其他符號意義與前面相同。根據鶴山隧道具體情況計算，IV

33、級圍巖分布區(qū)：沿裂面下滑力為：kN抗滑力為：kN得到，則此時巖塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。當考慮安全系數后，錨桿所需面積為：cm2式中，=35°，其他同前。 二次襯砌設計二次襯砌宜采用等厚薄形馬蹄形斷面，在圓、弧、直線間應圓順連接。II類圍巖的二次襯砌不受力或受力不大，根據施工和構造要求確定襯砌厚度，通常采用二次襯砌的最小厚度，一般為30cm。III級及以上圍巖復合式襯砌按承載結構設計，為發(fā)揮圍巖自承作用，允許圍巖與支護襯砌有一定變形，故二次襯砌不宜太厚（不宜大于45cm），一般取為45cm。并且，仰拱襯砌的厚度為60cm。為保證隧道襯砌、通信信號和供電線路等設施正常使用，隧道襯砌應根據要求采取

34、防水措施。當有地下水時，初期支護和二次襯砌之間可設置塑料板防水層或采用噴涂防水層，也可采用防水混凝土襯砌；當地下水小時，僅在公布設置防水層。防水層一般采用全斷面不封閉的無壓式，也可用全斷面封閉的有壓式。防水層應在初期支護變形基本穩(wěn)定后、二次襯砌灌注前施作。最后，得出鶴山隧道襯砌設計參數，如表3-2所示，表3-2 襯砌設計參數 項目單位圍巖級別表1-1-3隧道復合式襯砌支護參數VIV III超前支護類 型mm50×5小導管小導管間 距cm4040長 度m4.54初期支護噴射混凝土厚度25號cm252015徑向系統(tǒng)錨桿直 徑mm252522長 度cm350300300錨 桿布 置cm10

35、0×80100×100120×120鋼筋網鋼拱架直 徑mm666鋼 筋布 置榀間距cmcm15×157515×157515×15無二次襯砌25號混凝土cm605045仰拱cm6050第四章 隧道運營設施及其設計4.1 通風設計 調查 1 交通量歷時變化包括隨小時、星期、季節(jié)、和年的變化情況，尤其交通量逐年變化的情況，是進行通風規(guī)劃分期實施的主要依據。對難以區(qū)分的大型載貨車、大型車、小型車，而不能區(qū)別發(fā)動機的種類，因而為保證安全，常把大型貨車和客車視為柴油車。2 凍害調查對設計尤為重要，氣溫、氣壓、溫度等是通風計算和設備選型的重要參數。

36、 通風方式可按下列方法初步判定是否設置機械通風。由于本隧道為單向交通隧道，則可用公式4-1 式4-1式中：L隧道長度（m）； N設計交通量（輛/h）。 其中L、N為設計資料給定，取值為N=5000輛/h，L=490m由上式，得 490×5000=2.45×106 >2×106以上只是隧道是否需要機械通風的經驗公式，只能作為初步判定，是否設置風機還應考慮公路等級、隧道斷面、長度、縱坡、交通條件及自然條件進行綜合分析，由初步設計可知知本設計需要機械通風。 通風方式的選擇 1 機械通風方式可分為縱向式、半橫向式、全橫向式以及在這三種基礎上的組合通風方式。 2 選擇

37、機械通風方式考慮下列因素： （1）交通條件 （2）地形、地物、地質條件 （3）通風條件 （4）環(huán)境保護要求 （5）火災時的通風條件 （6）維護與管理水平（7）分期實施的可能性 （8）工程造價、營運電力費、維護管理費 3 鶴山隧道為射流式縱向通風，其特征形式是由射流風機群升壓，適風長度為2500左右，工程造價低，分期實施容易，技術難度不高，營運費用低，但洞內環(huán)境噪聲較大，排煙不變，不易管理維護。通風系統(tǒng)略圖見圖4-1 圖 4-1裝有射流式風機的縱向式通風 污染空氣的稀釋標準 1 隧道通風主要是對一氧化碳、煙霧和異味進行稀釋。對一氧化碳進行稀釋的目的是保證衛(wèi)生條件；對煙霧進行稀釋的目的是保證行車安

38、全；對異味進行稀釋的目的是提高隧道內的行車舒適性。公路隧道中，汽車排放出的廢氣中的有害物質很多。其中一氧化碳對人體健康的影響比較突出，且將其稀釋至無害于人體健康的需風量常是最多的，故通風設計時以將其濃度控制在一定的安全限度內，作為主要的設計指標之一，即CO的設計濃度。 2 CO設計濃度 本隧道采用縱向是通風，CO設計濃度可按公路隧道通風照明設計規(guī)范查表按中插值法的再加上50ppm。設計隧道長度為490m，查表知。 3 煙霧設計濃度鶴山隧道采用納光燈光源，煙霧設計應按規(guī)范查表。設計車速為100km/h，k（m2）=0.0065m-1 。 需風量1 CO排放量應按式4-2計算 式4-2式中：隧道全

39、長CO排放量（m3/s）；CO基準排放量（m3/輛·km）；考慮CO車況系數查表取1.0；車密度系數，查表取0.6；考慮CO的海拔高度系數，海拔高度取760m查表取1.18；考慮CO的車型系數，查表；考慮CO的縱坡車速系數，查表取1.4； n車型類別數；相應車型的設計交通量（輛/h）查表。由上式，得0.01659m3 /s 2 稀釋CO的需風量應按式4-3計算 式4-3式中：隧道全長稀釋CO的需風量（m3/s）；標準大氣壓（KN/m2）取101.325 KN/m2； CO設計濃度，經前面計算為300ppm；隧道設計氣壓（KN/m2），取120KN/m2；標準氣壓（K）取273K；&#

40、160;隧道夏季的設計氣溫（K）取302K； 由上式，得 = =51.653 煙霧排放量應按式4-4計算 式4-4式中：隧道全長煙霧排放量；煙霧基準排放量（m2/輛·km）可取2.5 m2/輛·km；考慮煙霧的車況系數，查表取1.0；考慮煙霧的海拔高度系數，查表取1.09；考慮煙霧的縱坡車速系數，查表取1.0；考慮煙霧的車型系數，查表；柴油車車型類別數，查表。由上式，得 = =2.6378m3/s4 稀釋煙霧的需風量應按式4-5計算 式4-4式中：隧道全長稀釋煙霧濃度的需風量（m3/s）；煙霧設計濃度（m-1）查表取0.0065 m-1。由上式，得 =405.82 m3/s5 稀釋空氣中異味的需風量隧道空間不間斷換氣頻率，不宜低于每小時5次；采用縱向式通風的隧道，隧道內換氣風速不應低于2.5m/s。 通風計算1 一般規(guī)定（1）在所設計的通風計算中，風機及交通通風力提供的風壓和風量必須滿足需風量的要求。（2）應根據通風計劃，初步設計，技術設計和施工圖設計等不同階段，進行粗略或詳細的通風計算。（3）在隧道通風計算中可把空氣作為不可壓縮的流體對