冲垭口隧道初步设计_岩土工程毕业设计计算书(编辑修改稿)

冲垭口隧道初步设计_岩土工程毕业设计计算书(编辑修改稿)内容摘要：

..... 46 洞内照明 ............................................................................................... 46 照明布置 ......................................................................................................... 48 中间段照明计算 ................................................................................... 48 入口段照明计算 ................................................................................... 48 过渡段照明计算 ................................................................................... 49 出口段照明计算 ................................................................................... 50 紧急停车带照明计算 ........................................................................... 50 8 结 论 ............................................................................................ 52 参考文献 ........................................................................................... 53 致 谢 .............................................................................................. 54 毕业设计（论文）知识产权声明 ..................................................... 55 毕业设计（论文）独创性声明 ......................................................... 56 附录 .................................................................................................. 57 1 绪论 1 1 绪论 课题背景及目的 为全面完善自己在大学所学知识并对其进行综合性训练，特进行源于工程实际的秦岭地区新建隧道设计。 与此同时，由于交通事业的发展及人类生产、生活的不断需求，世界各国所建交通隧道的里程得到迅速延长 ,隧道工程建设已经成为社会发展和人类生活中非常重要的内容。 通过对隧道施工设计等方面进行一次全面的、系统的训练，了解隧道施工设计所包括的工作内容、工作程序等，为今后从事隧道工程设计、施工工作打 下良好的基础。 冲垭口 公路隧道位于 贵州 省 毕节市 境内 ，属 杭瑞 高速公路 贵州省毕节至都格段，是我国 高速公路网中的一条东西横线，编号为 G56，它起 于 浙江 杭州 ，终于云南 瑞丽。 此题目来源于工程实际，通过对此题目的完成要 求对隧道设计的初步阶段有完整的掌握，为今后工作实际问题的解决做实战准备。 隧道工程是土木工程的重要研究领域，目前世界上的隧道设计方法经过几十年的完善，已经提出了比较成熟的设计方法，世界上大多采用的施工方法主要有新奥法、地下连续墙法、台阶法、盾构法、全断面法等。 其中新奥法是采用最多的方法。 我国的隧道及地下工程在施工技术上居于世界先进水平的行列。 但是目前我国的隧道建设还存在许多应该解决的问题，如地下空间的利用与开发还属于粗放型，配套设备的国产能力低，施工效率低，环境差。 施工超前地质预报水平低，不良地质条件的综合 技术水平不高等不利因素。 但是随着施工技术的不断发展，这些问题将在不久的将来得到有效的解决。 国内外研究情况 国内外隧道施工中形成了两大理论体系：一种是 20 世纪 20 年代提出的传统“松弛荷载理论”，其核心内容是稳定的围岩有自稳能力，对隧道不产生荷载，而不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承岩体荷载。 这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能坍塌的岩体重力。 另一种是 20 世纪 50年代提出的“岩承理论”。 其核心内容是隧道围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力，不稳定围岩丧失稳定是 具有一个过程的，如在这个过程中提供必要的支护或限制，则围岩仍然能够保持稳定状态。 “岩承理论”则是在新奥法设计施工的基础上提出来的。 隧道修建技术的进步为长大隧道工程和开发利用地下空间奠定了基础，同时，大规模的地下工程的建设也必将对隧道建设技术提出新的更高要求。 为了适应今后隧道工程大规模发展的需要，展望隧道施工的发展方向，隧道施工应开展以下方面的研究： （ 1）隧道施工阶段中的地质勘探工作 西安工业大学毕业设计（论文） 2 （ 2）加强隧道机械化施工 （ 3）发展隧道治水和融冰的技术 （ 4）加强隧道的防火效果 （ 5）加强应用施工新技术的研究 （ 6）发展高性能混凝土施工技术，完善施工工艺，改善施工环境，提高支护质量、速度和效果。 （ 7）加强对预制拼装式衬砌的研究应用 （ 8）加强隧道施工现代化管理 采用现代化管理方式可最大限度的发挥机械效率，确保工程质量和进度。 本设计研究的主要内容及研究方法 主要内容： 本设计研究的是冲垭口隧道初步设计，公路等级为单向双车道汽车专用公路隧道。 本设计研究的主要内容有 : ①线路的方案比选（包括至少两个方案的比较） ②隧道的几个设计 (包括横、纵断面设计，洞门设计，明洞设计，横通道，紧急停车带 ) ③隧道防 、排水设计 ④隧道衬砌结构计算 ⑤隧道运营通风设计及计算 ⑥隧道运营照明设计及计算 ⑦隧道结构计算 研究方法 对于该题目的研究采用将力学计算、数值分析以及经验评估融为一体的方法，在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上，根据公路等级、隧道长度、交通量以及环保要求，对隧道进行初步阶段的设计。 2 工程概况 3 2 工程概况 工程简介 冲垭口隧道位于贵州省毕节市境内，属杭瑞高速公路贵州毕都段。 隧道为单向双车道隧道，左线起讫桩号 ZK81+110~ZK82+255，全长 1145m，右 线起讫桩号YK80+825~YK82+235，全长 1410m。 隧道进口段左右线间距为 95m，出口段左右线间距为 ，部分为小净距隧道。 设置人行横洞 2处，车行横洞 1 处。 地形地貌及工程地质条件 地理位置及地形 本路段属侵蚀中山地貌区，山体主要由三叠系下统飞仙关组 (T1f)强、中风化砂岩组成。 隧道区山峦起伏相连，整体地形较陡，自然坡度角约 3546176。 地质情况 本路段地质复杂，处于川滇经向构造带和川黔经向构造带之间过渡地带，构造简单，为单斜地层，主要岩性由新至老为三叠系 下统飞仙关组强、中风化粉砂岩构成。 地震 本路段地处山区，基本处于地质构造相对稳定的地质环境所处区域的地震动峰值加速度为 ，地震基本烈度为Ⅳ度。 气象条件 本路段位于亚热带至温带云贵高原湿润季风气候区，降水量充沛，无霜期长，严寒酷暑时间较短，无霜期约 250 天，年平均气温 1115℃，年平均最低气温04℃，无酷暑严寒，气候温和，年均降雨量 1250mm。 水文地质条件 地表水不发育，仅于隧道进出口外侧冲沟中存在雨源型地表小径流，预计有水，旱季水量小或断流。 地下水主要由第四 系空隙潜水、基岩裂隙水。 区域内总体水文地质条件简单。 西安工业大学毕业设计（论文） 4 环境条件 隧址区斜坡下部地带种植旱地植物，植被少量发育，山体顶部植被较发育，以灌木为主。 3 隧道总体设计 5 3 隧道总体设计 隧道选址 隧道路线方案 根据设计任务书的规定以及地形图和水文地质情况了解，参考《公路隧道设计细则》 JTGTD70— 20xx 对隧道选址，现对隧道进行多方案比选，比选方案罗列如下： 方案 A：左线起讫桩号 ZK81+110（地面高程 ）～ ZK82+255（地面高程为 ），全长 1145m；右线起讫桩号 YK80+825（地面高程 ）～YK82+235（地面高程 ），全长 1410m。 方案 B：将 A 方案左线下移，从 ZK81+100（地面高程为 ）～ ZK82+255（地面高程为 ），全长 1155m。 右线同 A方案。 方案 C：左线起讫桩号 ZK81+260（地面高程为 ）～ ZK82+255（地面高程为 ），全长 995m。 右线同 A 方案。 隧道方案比选 根据地形图和各种调查资料，进行技术、经济比较之后，最后确定一条路线。 比较要点是：线形适当（平面顺 适、纵坡均衡、横面合理），顺应地形，路线延长对邻近地区的影响；安全性、用地、建设投资、养护费、行驶性能、施工的难易、与当地环境和景观相协调等。 （ 1）地形条件与隧道位置选择 越岭路线的隧道，应进行较大面积的方案选择，拟定不同的越岭标高进行全面的技术、经济比较，选择工程地质条件较好的地段穿越。 因为大面积方案已大致确定，所以只需要对标高，和施工地段优劣情况进行选择。 当隧道口标高低时，则隧道长，但展线短、线路拔起高度小、运营条件好，如方案 A、 B；当隧道口标高高时，隧道短，但展线长、线路拔起高度大、运营条件差，如方 案 C。 （ 2）地质条件与隧道位置选择 一般情况下，隧道位置应尽可能选择在地质构造简单、节理裂隙不发育、岩性较好的稳固的地层中通过，尽量避免穿越偏压大，地下水丰富和排水困难的沟谷低洼处等不良地质地段，以及地质构造极为复杂，含有有害气体、高温等地层。 若必须通过时，应有切实可靠的工程措施。 A、 B、 C 三个方案均无不良地质情况，但 A 方案中隧道左线入口处处于偏压状态。 因此方案 A 中的左线入口段对设计、施工及辅助施工等标准要求较高。 （ 3）洞口与隧道位置选择 隧道洞口地质条件较差，岩层多破碎、松散、风化严重，当开挖进洞时破 坏西安工业大学毕业设计（论文） 6 了山体原有的平衡，极易产生坍方、顺层滑动，古滑坡复活等现象。 故规定“一般情况，隧道宜早进洞，晚出洞”。 尽量根据地形、地质，考虑隧道仰坡和路堑边坡的稳定性，避开不良地质段。 隧道进出口中线力求与地形等高线正交或接近正交穿越最为有利。 若不能满足，则要尽量要以大角度斜交进洞，保证地形等高线与线路中线斜交角度大于 45176。 为上，但松软地层中，不宜采用斜交洞口。 A、B、 C 三个方案洞口地质情况良好， A 方案进出口皆与等线大角度相交，但 B、 C方案进口段与与等高线斜角角度大约为 45176。 表 方案比较表 方案 优 劣 A 地质情况良好，高程最低，洞门中线与地形等高线大角度相交，线形适当，顺应地形，线路长度适中，运营条件好 隧道左线入口处处于偏压状态，设计、施工及辅助施工等标准要求较高。 B 地质情况良好，高程较低，运营条件较 好，线形适当，顺应地形 线路长，与公路衔接曲率大，与公路整体设计协调适应性较差，洞门中线与地形等高线夹角约为 45176。 C 地质情况良好，线路最短，线形适当 展线较长，高程最高，运营相对较困难， 洞门中线与地形等高线夹角约为 45176。 综合各方面因素考虑，最终选择方案 A。 隧道的几何设计 隧道平面设计是指隧道中心线在水平面上的投影。 隧道是线路的一个组成部分，因此，隧道的平面线形除应满足《公路工程技术标准》规定外，还应考虑到由于隧道内的运营和养护条件比洞外明线差的特点，应适当提高现行标准。 隧道内应避免设置平曲线，因为隧道位于曲线上，通常需要设置超高和加宽，使得施工变得复杂，而且断面不统一， 以及对于隧道洞口连接过渡段的设计、施工要求较高。 所以本设计未设置平曲线。 隧道纵断面设计 隧道纵断面是隧道中心线展直后在垂直面上的投影。 隧道内线路坡度可设置为单面坡（即向 隧道一段上坡或下坡）或人字坡（即从隧道中间向洞口两端下坡）两种。 一般单向坡多数处在越岭线路的展线及沿河（溪）线隧道中，单向坡隧道对运行时通风排水有利，尤其是下行单向隧道通风条件较好，但在上方洞施工困难，特别在有较大地下水时更难。 人字坡常出现在越岭隧道中，人自破有利于从两端施工时的出渣和排水，但对运营通风不利。 隧道内纵面线形，应以行车安全、排水、通风、防灾为基础，并根据施工期间的排水、出渣、材料运输等要求确定。 隧道内应尽量设置缓坡，但隧道内纵坡西安工业大学毕业设计（论文） 7 不应小于 %，有考虑到施工误差，一般不要小于 % ~ %。 隧道的最大值应该充分考虑： ① 施工中出渣或材料运输的作业效率（纵坡过大则作业效率低）；② 营运。