山岭隧道综合设计

指

导

书

适用环节：毕 业 设 计

适用专业：地下与隧道工程技术

编制单位：地 隧 教 研 室

编制时间：2017年12月

1.1.1设计标准

列出完成本次设计所用到的规范、标准等。

1.1.2 技术标准

（1）隧道按规定的远期交通量设计，采用分离式单向行驶双车道隧道（上、下行分离），本次设计选择其中一个隧道进行设计。

（2）隧道为高速公路越岭隧道。设计车速为80km/h。

（3）隧道建筑限界：隧道净宽10.25m；隧道净高5m。（此处需查阅设计规范后将该隧道建筑限界画出。）

1.1.3 建筑材料

（1）混凝土

二次衬砌混凝土强度等级为C25；

喷射混凝土强度等级为C20.

（2）普通钢筋

箍筋及构造钢筋采用HPB235；

主筋采用HRB335。

1.1.4 拟解决的主要问题

（1）隧道洞门位置的选择；

（2）衬砌结构设计；

（3）施工组织设计。

2.1水月湾公路隧道工程地质资料

结合水月湾隧道纵断面地质图，自行编写隧道工程地质资料。关于围岩的物理力学参数等，可自行假设，但需前后对应，切忌出现矛盾。

2.2 围岩等级确定

隧道地质纵断面图已经给出各段的围岩等级，但要求学生根据公路隧道设计规范，采用BQ值法，通过假设（试算）围岩相关参数，通过计算、修正等步骤得到与原始资料一致的围岩等级判断。（此处的计算若假设参数、计算过程全部一样将认定为抄袭！）

2.3 隧道选址

在越岭路线的选线中，应以路线纵断面为主导，结合水文和地质情况处理好垭口选择、越岭高程和垭口两侧路线展线三者间的关系。

山区高等级公路的越岭路线，应根据地形及工程地形及工程地质情况，从缩短里程、提高线形指标、避让严重不良地质，减轻或消除高山严重积雪结冰对公路的不良影响，结合施工条件及施工期限等方面考虑，对越岭隧道方案和越岭展线爬坡方案进行详细地技术、经济比较。隧道高程是确定越岭隧道建设规模的主要控制因素。

结合上述要点，学生需做出论证。并写明最终将隧道选在纵断面图所示的高程位置等。

2.4 隧道洞口选择

结合教材、规范等资料论证隧道洞口位置的选择。

2.5 隧道纵断面设计

结合规范、设计手册等资料对所给隧道纵断面图上所设计的纵坡值进行论证说明。

2.6 隧道横断面设计

隧道建筑限界按80km/h进行设计，根据设计规范给出隧道建筑限界图，并给出建筑限界横断面宽度表。

隧道除满足建筑限界的要求外，还要考虑到洞内路面、排水、检修道、通风、照明、消防、装饰、监控等设施所需的空间。采用工程类比法结合《公路隧道设计手册》（P28-P29）等资料确定出安全、经济、合理的断面形式和尺寸。并画出隧道内轮廓横断面设计图。

根据隧道长度设置紧急停车带和横通道。根据规范和设计手册画出紧急停车带和横通道的横断面图。

第3章 洞门设计

3.1 洞门段地质评价

结合纵断面地质图，并根据各自假设，对洞门段的地质进行描述和评价。可参考以下模板：

3.2 洞门设计

结合规范及设计手册，列出针对该隧道洞门的设计原则及一般规定。

3.2.1 洞门类型选择

公路隧道洞门形式很多，总体来说可分为墙式和明洞式。结合各种洞门形式的适用条件、特点景观效果等选择适合于本隧道的洞门类型。并绘制出洞门的三视图。

3.2.2 洞门设计

洞门墙包括隧道门和明洞门的端墙及挡墙，可视作挡土墙，应按材料的允许应力验算墙身强度，并验算挡墙的抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性以及地基承载力，验算结果应符合规范要求。本次毕业设计若选用门式墙，只需对洞门墙的抗滑移和抗倾覆稳定性进行验算。验算方法可参考：《隧道工程》，彭丽敏，刘小兵主编，中南大学出版社（5.4 隧道洞门计算）；《公路隧道设计手册》，廖朝华，郭小红主编，人民交通出版社（9.3 洞门墙计算）。

3.2.3 洞门建筑材料

以表格形式列出所设计的洞门的建筑材料及截面厚度。

第4章 明洞设计

4.1 概述

结合洞门地形地质条件及洞门形式论证采用明洞的必要性。

4.2 明洞长度确定

纵断面图上明洞长度取值为5m，该值作为参考。可根据将超浅埋段设置为明洞。通过计算超浅埋段的有效高度来确定明洞长度。超浅埋有效高度计算公式参见教材89页公式5-2-2中hq=0.45X2S-1[1+i(B-5)]进行计算。根据纵断面地形图来确定明洞的长度。

4.3 明洞断面结构图设计

根据经验类比法，绘制出明洞的施工图。

第5章 衬砌设计

5.1 概述

复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间所夹的防水层组合而成的衬砌形式。我国高等级公路隧道广泛采用的衬砌形式。初期支护以锚杆、喷射混凝土或增加钢拱架等形式构成。二次衬砌为模筑混凝土或钢筋混凝土。

对该隧道的衬砌设计进行概述性描述。

5.2 衬砌类型

根据前面判定的围岩等级及埋深情况（通过计算判断），采用经验类比法设置不同里程段的衬砌类型，并在纵断面图上标识出不同里程的衬砌类型。

表格形式呈现不同衬砌类型的支护参数，并在施工图中画出各种衬砌图（含初期支护、二次衬砌、超前预支护预加固等）

给出不同衬砌类型段的开挖预留量。

注意：在给出支护参数时，要给出理由（无论是规范、设计手册还是别的参考图纸等）。第6章隧道施工监控量测设计

6.1 概述

阐述监控量测的目的、任务及该隧道需要开展的监控量测项目。

6.2 监控量测项目

以表格形式给出监控量测项目分类（包括：项目名称、方法及工具、布置、量测频率及目的要求）。对具体布置情况可通过画图示意。

第7章 施工组织设计编制说明及工程概况

7.1 编制说明

本节主要写明编制依据、编制原则等。

7.2 工程概况

本节需写明：设计概况、工程地质及水文地质概况、地理位置、气候状况、地震烈度、施工条件等（任务书中未提及的可自行假设，但不得相互抄袭）。

第8章 总体施工布置

8.1 施工组织机构及劳动力组织

仅供参考：

根据本合同段的工程特点，为保证本工程按期优质，高效履行合同，成立xx至xx高速公路xx段项目土建工程第XX合同段项目经理部，作为本公司现场的指挥机构，全面负责组织、实施本合同段的施工。项目经理部在业主的领导下根据监理工程师的指令，依照设计意图，与设计单位密切配合，认真组织施工。同时，经理部将搞好与地方关系，创造顺利施工的外部条件。

本合同段的项目经理与总工程师都是施工经验丰富的高级工程师。

经理部下设工程科、安全生产综合管理部、试验室、机料科、财务科，另设质检科独立于经理部，由总部直接管理。 隧道工程施工班组及劳动力组织划分如下：

隧道一工区下设：杨家园隧道分区、瑶岭隧道分区，每个分区下设：管理后勤组、现场施工技术组、开挖班、支护班、二衬班、出碴班、杂工班。投入劳动及机械：计划投入人员300人，其中技术人员6人，施工管理人员16人，施工人员278人。

隧道一工区管理人员名单

工区主任：      xx             生产管理：  xx

安 全 员：      xx             质 检 员：  xx

技 术 员：     xx             资 料 员：  xx

测量负责：      xx             瑶岭施工队长：xx

杨家园施工队长： xx

8.2 材料的供应、运输与资金安排

写明工程所需的主要材料，供应商的选择及如何保障资金到位。

8.3 主要施工机械配置

仅供参考：

隧道一工区主要的施工机械设备有：凿岩台车4台，混凝土泵3台，衬砌台车4台，发电机组2套，通风、排风设备4套，砼拌合站2套，挖掘机2台，装载机4台。

隧道施工拟投入主要机械设备表

8.4施工准备及施工总平面

写明施工便道、临时便桥、临时供水、临时用地、电力布置、洞渣利用与弃置等。并画出施工平面布置图。

8.5工程施工进度计划

8.5.1 总工期安排

根据围岩等级，通过工程类比定出总工期。

8.5.2 施工进度计划图

根据上面拟定的总工期，假定一个开工日期，画出横道图或双代号时标网络图。

第9章 施工方案

9.1 总体施工方案概述

介绍整个隧道的总体施工方案。并在纵断面地质图上按里程分段标注各段的开挖方法。例如：台阶法、分部开挖法（环形开挖预留核心土等）等。

9.2 隧道施工测量

主要阐述施工前测量准备工作、地表平面控制测量、洞口联系测量、洞内施工测量、隧道贯通测量及误差调整等方案。

9.3 明洞与洞门施工

主要阐述洞口仰坡、边坡处理方案、明洞施工方案、洞门施工、进洞方案等内容。

9.4洞身开挖施工

根据围岩等级分别阐述所采用的开挖方法。并详述其施工工艺流程、施工要点。重点对钻爆参数进行设计。画出不同围岩等级的炮眼布置图及爆破参数表。

仅供参考：