后坡隧道综合设计毕业设计(编辑修改稿)

后坡隧道综合设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

隙水的影响，有渗水或滴水 现象。 K126+110～ K127+375 段围岩级别为 Ⅳ 级，该段围岩长 1265m，深一般新黄土和老黄土，少量泥岩，节理裂隙极发育，呈松散结构，围岩易坍塌，侧壁可能发生小坍塌，受大气降水影响，局部有渗水现象。 K127+375～ K127+685 段围岩级别为 Ⅴ 级，该段围岩长 310m,一般新黄土，局部老黄土，在影响厚度范围内存在老黄土的段落受大气降水及地表黄土层空隙水影响，局部有渗水、滴水现象。 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 3 第 2 章 总体设计 选址考虑 隧道总体设计应遵循以下原则： （ 1）在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查基础上，综合必选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。 地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避开不良地质地段；长隧道位置亦应尽可能避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；中、短隧道可 服从路线走向。 （ 2）根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑界限。 在满足隧道功能和结构受力良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。 隧道内外、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。 （ 3）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。 （ 4）应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和运营要求，对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等做综合考虑。 （ 5）当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在 设计与施工中采取必要的措施。 后坡隧道位置选择包括洞身位置和洞口位置的选择两项，主要以地形、地质为主等进行综合考虑，宜首先排除显著不良地质地段，按地形条件拟定隧道及接线方案，在进行深入的地址调查，综合各方面因素，选定隧道位置。 洞口选址及线型考虑 （ 1）隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件，综合研究比选确定。 一般情况隧道宜早进洞、晚出洞。 根据工程地质调绘及钻探资料，隧道上行线进口位于黄土斜坡上，洞口前缘及两侧发育 有黄土冲沟，黄土斜坡地表多为田坎，坡形较完整，坡度 54176。 ～ 63176。 ，风积黄土层厚 ～ ；上行线出口位于黄土缓坡上，地形相对较平坦，地表为农田，坡度约， 25176。 ～ 28176。 风积黄土层厚度 ～。 两侧洞口段均未发现滑坡等不良地质现象，土体现处于稳定状态，但是必须切实解决好防排水及边仰坡防护问题，洞口应避免大量开挖，防止造成较大面积的土体失稳。 隧址区地表覆盖层以上由风积黄土、饱和黄土、一般新黄土、下伏老黄土和泥岩为主。 由于地层形成时代较新，故受地质构造变动影响较小，节理较发育。 岩土体受风化兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 4 作 用、胶结程度等自身结构构造影响，力学性质上呈强度低，硬度小，成岩作用差，岩体整体性较好的特点。 该地区地下水资源匮乏且地下水对混凝土无腐蚀性。 因此，后坡隧道根据上述分析，并结合地质图，隧道为小曲率隧道，详细情况请参见本隧道毕业设计相关图纸。 纵断面设计 本隧道的基本坡道形式设为单坡。 坡道形式的选择依据和纵坡坡度的主要控制因素为通风问题。 隧道的纵坡以不防碍排水的缓坡为宜，坡度过大，对汽车行驶、隧道施工和养护管理都不利。 单向通行的隧道设计成单坡对通风是非常有利的，因汽车都是单坡行驶，发 动机产生的有害气体少 ，对通风有利。 因此，隧道纵坡整体设计为 单坡 ,i=%，L=1660m。 横断面设计 建筑限界 后坡隧道的建筑限界按 100km/h 时速设计，建筑限界取值如下： 表 建筑限界设置（单位： m） 设计速 度（ km/h） 车 道 宽 度W 硬路肩宽度 检修道宽度 净宽 净高 左侧 右侧 左侧 右侧 100 2 紧急停车带及横向通道 紧急停车带及横向通道横断面均采 用《公路隧道设计规范》（ JTG D702020）设计速度 v=100km/h 的标准断面。 紧急停车带拱顶部采用 R=747cm 圆弧，拱下部采用 R=543cm 圆弧，侧墙采用R=820cm 大半径圆弧，仰拱半径为 1800cm，仰拱与侧墙间采用 R=150cm 小半径圆弧连接。 紧急停车带路面宽度为 ，拱顶高 792cm。 紧急停车带宽度包括右侧硬路肩为，紧急停车带建筑限界净宽 ，净高。 横向通道包括行车横洞及人行横洞。 行车横洞断面按单心圆直墙式衬砌设计，建筑限界净宽 ，净高。 人行横洞断面按单心圆直墙式衬砌设计，建筑限界净宽 ，净高。 内轮廓设计 隧道主洞横断面采用《公路隧道设计规范》（ JTG D702020）设计速度 v=100km/h的标准断面。 主洞拱部采用 R=570cm 单心半圆，侧墙采用 R=820cm 大半径圆弧，仰拱兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 5 半径为 1500cm，仰拱与侧墙间采用 R=100cm 小半径圆弧连接。 主洞内路面宽度为，拱顶高。 隧道内轮廓建筑限界行车道中心线隧道中心线R2 =8 20R2 =8 20R4=15002%O 1R1=570O 2O 3O 2O 41 9176。 59176。 75 50 3 7 5 3 7 5 1 0 0 751 1 4 0735100110250200501 0 023510011025268R100165设计标高12176。 404014176。 图 隧道内轮廓及建筑限界设计图 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 6 第 3 章 洞口设计 洞口段地质评价 根据工程地质调 查 及钻探资料得知： 隧道 上行线进口洞口位于黄土斜坡上，洞口前缘及两侧发育有黄土冲沟，黄土斜坡地表多为田坎，坡形较完整，坡度约 54～ 63176。 ，风积黄土层厚 ～ 米，钻孔深度范围内未见有地下水，其土石等级属 Ⅰ ～ Ⅱ 类，洞口开挖时建议边仰坡率为 1： ～。 隧道上行线出洞口位于黄土缓坡上，地形相对较平坦，地表为农田，坡度约 25176。 ～28176。 ，风积黄土层厚 ～ 米，钻孔深度范围内未见有地下水，其土石等级属 Ⅰ ～Ⅱ 类，洞口开挖时建议边仰坡率为 1： ～。 隧道两端洞口应同时切实解决好防排水及边仰坡防护问 题。 两侧洞口段未发现滑坡等不良地质现象，土体现处于稳定状态，洞口应避免大量开挖，防止造成较大面积的土体失稳。 洞口设计 洞门类型选择 根据地质评价本隧道进口端围岩较松软，应避免大挖大刷，故采用削竹式洞门；出口端围岩地质较稳定，故洞口拟采用端墙式洞门。 洞口设计 在洞口工程设计中，将洞口工程作为一项重要的景观设计，同时满足安全功能与景观功能，从而实现隧道景观与自然景观的有机结合。 根据洞口地形、地质、水文地质等条件，着重考虑边、仰坡的稳定，同时贯彻 “早进洞、晚出洞 ”的原则，确定洞门位 置和形式，使其与周围环境协调一致。 后坡隧道进口洞门为削竹式洞门，出口端洞门为端墙式洞门。 隧道洞口工程设计始终坚持 “保护生态、保护环境 ”的设计理念，隧道洞口开挖避免了大挖大刷，较好地控制了隧道仰坡高度，隧道边坡及仰坡主要采用菱形框架内种草的绿色护面。 端墙地基均采用水泥稳定砂砾换填，地基承载力不小于 250kPa。 菱形框架护脚地基均采用 60cm 厚水泥石灰稳定土换填，地基承载力不小于 200kPa。 隧道洞门端墙及帽石采用粗料石饰板贴面，明洞拱圈外缘采用汉白玉饰面。 在隧道进出口上下行线间设了回车匝道 ,以确保隧道运营管理 安全、方便。 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 7 第 4 章 隧道防排水 防排水要求 水对隧道的危害是多方面的，漏水的长期作用可能造成隧道的侵蚀破坏，危害隧道的结构耐久性；寒冷地区，尤其是严寒地区，隧道衬砌渗水反复的冻融循环在衬砌的内部造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏；隧道漏水还将使隧道拱部和侧墙产生冰凌侵入净空；隧道滴水将使路面结冰，降低轮胎与路面的附着力，恶化隧道的营运条件，危及行车安全；隧道渗漏水还将极大地降低隧道内各种设施的使用功能和寿命。 因此，隧道的防排水环节至关重要，不容忽视。 一般规定： （ 1）拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水； （ 2）有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结； （ 3）车行横通道、人行横通道等服务通道拱部不滴水，边墙不淌水。 当隧道内渗水引起地表水减少，影响居民生产、生活用水时，应对围岩采取堵水措施，减少地下水的渗漏，同时应注意保护自然环境。 高速公路隧道的防水要求，隧道采用复合式衬砌时，在初期支护与二次衬砌之间应设置防水板及无纺布。 要求： ① 无纺布密度不小于 300g/m2； ② 防水板应采用易于焊接的防水卷材，厚度不小于 ，接缝搭接长度不小于 100mm。 二次衬砌应满足抗渗要求。 排水要求：隧道洞内宜按地下 水和运营清洗污水、消防污水分离排放的原则设置纵向排水系统，应能保证排水畅通，避免洞内积水。 防排水原则 隧道防排水应根据 “防、排、截、堵结合，综合治理 ”的原则，采取切实可靠的设计、施工措施，达到防水可靠、排水畅通、经济合理、不留后患的目的。 隧道防排水工作，应结合水文地质条件、施工技术水平、材料来源和成本等，因地制宜，选择适宜的方法，以满足保证使用期内结构和设备的 “正常使用和行车安全 ”的目的。 后坡隧道的防排水措施 洞外防排水 隧道洞口均设置截水沟、排水沟疏导地表水，洞顶排水沟距边、仰 坡开挖线距离不小于 2m。 各级碎落台均设 10cm 厚 C15 混凝土压顶，明洞回填顶面设置 1m 厚粘土隔水兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 8 层，下设一层 JFM1 加筋复合土工膜。 排水构造物开挖基坑后，对基底进行夯实 ,压实度不小于 90%。 排水设施每隔 10ｍ或地质变化处设一道沥青麻絮沉降缝。 排水设施底部均铺设一层 JFM1 加筋复合土工膜，其搭接长度不小于 50cm。 排水构造物纵坡大于10％时，每隔 4m 设一道底宽 1m 的防滑坎。 施工时根据实际地形合理布置，且应设置在原状土上。 施工时做好周围陷穴、冲沟等不良地质的处理，确保排水构造物安全、稳定。 使隧道排水与路基排 水形成一个完善的排水系统，以确保安全、畅通。 洞内防排水 洞内防排水设施主要有：隧道暗埋段完成一次衬砌或初期支护后，模注衬砌外全断面铺设 1mm 厚 EVA 复合防水板， Ⅳ 级围岩衬砌施工缝处设遇水膨胀止水条， Ⅴ 、 Ⅵ 级围岩衬砌施工缝处设橡胶止水带。 衬砌墙脚外侧设纵向波纹管及碎石集水场、仰拱内设置纵向透水管、仰拱下设置横向波纹管，通过横向波纹管将水导入仰拱下中心水沟，然后排出洞外。 仰拱内横向排水管在 Ⅴ 、 Ⅵ 级围岩间距为 5ｍ， Ⅳ 级围岩间距为 10ｍ。 仰拱下横向排水管在 Ⅵ 级围岩间距为 5m，在 Ⅴ 级围岩间距为 10m,在 Ⅳ 级围岩间距为 30m。 裂隙水发育段每 5m 设一道环向透水盲沟，其余地段衬砌每 20m 设一道环向透水盲沟，环向透水盲沟均与墙脚盲沟连通，纵、环向排水管以及纵、横向排水管均采用三通连接。 明洞防排水采用在墙脚外侧设置砂砾盲沟，盲沟底部设置纵向排水管，沿衬砌外侧全断面设置防水层，并在明洞顶及仰坡外侧设置完善的排水系统，使地表水能顺利排出洞口进入边沟。 隧道洞内中心水沟与路面同坡，每间隔 50m 设一检查井，以备检查清淤，正洞与行车横洞交叉处增设一检查井。 施工时应严格控制盖板顶标高与路面标高保持一致。 隧道路缘边沟每隔 100m 设一 处路缘沉沙井，以便清理洞内边沟淤泥。 隧道紧急停车带中心水沟底比主洞中心水沟底低 67cm, 其水沟底坡度须做适当调整与主洞中心水沟顺接。 隧道在离洞门 50m 范围内每隔 10ｍ处及衬砌结构变化处设一道沉降缝，橡胶止水带设于隧道沉降缝处。 隧道 Ⅴ 、 Ⅵ 级围岩衬砌施工缝设 302 型橡胶止水带， Ⅳ 级围岩衬砌施工缝设 2 2 遇水膨胀止水条。 兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 9 第 5 章 初期支护计算 后坡公路隧道，围岩级别为 Ⅵ 级，采用复合式衬砌，下面用收敛 —约束法对其初期支护进行验算。 确定计算参数 （ 1）按工程类比 法确定的支护参数 表 支护参数表 （ 2）隧道几何尺寸及围岩计算参数 表 隧道几何尺寸及围岩计算参数 注： ① 表中初始应力 Hp 0 ② 表中隧道当量半径 a 为将隧道视为圆形式圆的半径。 此隧道的开挖高度 F=1052cm,开挖宽度 B=1302cm，所以 a=651cm.。