貴州思劍高速公路帽子坡隧道右線初步設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 爆破， 上半斷面炮眼布置圖周邊眼：間距E=50cm，周邊眼至內圈眼距離為60cm，抵抗線W=75cm,。采用不偶合和間隔裝藥結構。將φ20200mm 藥卷按設計的裝藥集中度預先加工小藥卷，并把藥卷按30～50cm 間距綁在竹片上，用導爆索串起即可。內圈眼：間距75 厘米，底板眼：間距100 厘米。其它炮眼：。(2) 下臺階炮眼布置：（面積： m2） 下半斷面炮眼布置圖周邊眼：間距E=50cm，周邊眼至內圈眼距離為60cm，抵抗線W=75cm,。采用不偶合和間隔裝藥結構。將φ20200mm 藥卷按設計的裝藥集中度預先加工小藥卷，并把藥卷按30～50cm 間距綁在竹片上，用導爆索串起即可。 隧道支護施工 初期支護本隧道的初期支護采用錨噴支護，其可以充分發揮圍巖的自承能力。其中：(1) Ⅲ，采用梅花型布置， ,。噴射混凝土采用C25噴射混凝土，厚度80mm。(2) Ⅳ級圍巖采用WTD25中空注漿錨桿，采用梅花型布置； ,，厚度150mm。(3) Ⅴ級圍巖采用WTD25中空注漿錨桿。，采用梅花型布置， ,。噴射混凝土采用C20噴射混凝土，厚度200mm。 二次支護隧道的二次襯砌是為了保證隧道在服務年限中的穩定、耐久，以及作為安全儲備的工程措施。本隧道的二次襯砌采用或鋼筋混凝土材料。施工要點難點：1) 初期支護內輪廓與二次襯砌外輪廓間應緊密結合。由于超挖、坍塌等原因造成兩者之間有空隙時，可采用同級混凝土、貧混凝土回填密實；當空隙較大時，也可用背板、鋼支架、鋼支撐等。拱頂背后不可能回填的很密實，可用單液水泥漿進行壓漿。2) 應對仰拱的和底板的施作時間，分塊施工順序和與運輸的干擾問題進行合理安排。仰拱和底板可以縱向分條、橫向分段灌筑。縱向通?？煞譃樽笥覂刹糠郑惶孢M行；橫向分段長度應視邊墻施工縫、伸縮縫、沉降縫及運輸要求確定。灌筑仰拱和底板時，必須把隧道底部的虛渣、雜物及淤泥清除干凈，排除積水。超挖部分應用同級混凝土或片石混凝土灌筑密實。 輔助施工本隧道的輔助施工有：預支護措施 預留核心土在洞口開挖時；超前錨桿在Ⅴ級圍巖的開挖過程中；預加固措施有預注漿加固地層和地表噴錨加固。 施工組織設計 工程概況帽子坡隧為單向雙車道賽道，隧道全長1292米，限制速度為100km/h。穿越的山嶺主要有III、IV、V級圍巖。 安全管理組織機構 安全管理組織機構 人員配置隧道內的施工人員初步預計為200 員，分為4 個班，分別為爆破開挖班、出渣班、初支班、二襯班。爆破開挖班，出渣班，初支班人員分為兩部分，兩班倒進行循環施工，二襯班等隧道圍巖穩定后按時施做。隧道外施工人員分為裝卸班、運輸班、攪拌班、三班倒作業，保證24 小時不間斷作業。同時后勤部門需保證原材料采購，工地水電供應，施工人員的飲食問題。水，電和原材料保證供應。 施工工藝流程 施工工藝流程圖8 襯砌設計(專題設計) 表81 隧道荷載分類編號荷 載 分 類荷 載 名 稱1永 久 荷 載圍巖壓力2土壓力3結構自重4結構附加恒載5混凝土收縮和徐變的影響力6水壓力7 可 變 荷 載基本可變荷載公路車輛荷載，人群荷載8立交公路車輛荷載及其所產生的沖擊力、土壓力9立交鐵路列車活載及其所產生的沖擊力、土壓力10其他可變荷載立交渡槽流水壓力11溫度變化的影響力 12凍脹力13施工荷載14偶 然 荷 載落石沖擊力15地震力荷載的確定不僅和隧道本身地貌形狀地質條件有關，還和修建隧道的方法、隧道的構造、周圍的建筑結構有關系。在實際的操作中，若出現荷載確定有誤的情況，我們應該盡早更改過來。針對一些復雜的情況，應該進行實地考察再作判斷。 支護結構 概述在實際的民用行車隧道中，不管巖質多好，我們都應該要進行隧道襯砌支護。因為，在某些情況下，巖質在裸露的環境中，空氣、水汽這些都會裸露的巖石造成很大的危害，以至風化掉落。并且，不斷變化的流水情況，會讓巖層變的更加脆弱，最終導致失穩。我們不能等到出現這些情況的時候再去補缺，這樣會造成很多浪費，而且這時再做襯砌也會受到很多技術的限制。因此，在一開始進行設計的時候，就要做到隧道牢固耐用。襯(1) 整體式襯砌這種襯砌方式在過去的隧道中經常會用到，它強調的是結構本身的強度，不利用圍巖自身承重能力。公路隧道一般采用曲墻式襯砌，這樣形式的襯砌受力更加均衡，可以緩解主要受力部件作用不均衡的情況，有利于提高。對于地質較差的情況，在進行襯砌設計的時候不進要考慮拱圈和墻面襯砌，為使得整個結構的受力均衡，還要考慮設置仰拱。這就能使得整個結構封閉起來，穩定襯砌結構。在設計時值得注意的是，輪廓線要平滑過渡，這樣可以避免應力集中的現象。 (2) 復合式襯砌 這種襯砌在實際中是應用的最多的。它能夠更好的契合實際的工程，防止變形和防止隧道漏水是隧道襯砌的兩個功能，復合式襯砌在這兩方面都能做到很好。它既充分體現了的初期支護的優點，也能夠很好的提高二襯的可靠性。特別是在一些圍巖情況較差的地質中，這種襯砌方式應用的更加廣泛。 (3) 噴錨襯砌錨噴支護作為隧道的永久襯砌，一般考慮是在Ⅲ級以上圍巖中采用。可將錨噴支護作為初期支護配合第二次模注混凝土襯砌,形成復合襯砌。錨噴襯砌的內輪廓線,宜采用曲墻式的斷面形式,這是為了使開挖時外輪廓線圓順,盡可能減少圍巖中的應力集中,減少圍巖內緣的拉應力,盡可能消除圍巖對支護的集中荷載,使支護只承受較均勻的形變壓力,使噴層支護都處于受壓狀態而不產生彎矩。錨噴襯砌外輪廓線除考慮錨噴變形量外宜再預留20cm。其理由是:錨噴支護作為永久襯砌,目前在設計和施工方面都經驗不足,需要完善的地方還很多。錨噴支護作為柔性支護結構,厚度較薄,變形量較大,預留變形量能保證以后有可能進行補強和達到應有的補強厚度而留有余地。另處,還估計到如錨噴襯砌改變為復合襯砌時,應能保證復合襯砌的二次襯砌最小厚度20cm。 隧道襯砌設計 隧道洞身段襯砌設計帽子坡隧道支護結構采用復合式襯砌，分初期支護和二次支護，初期支護采用噴錨支護， 其優點是能充分發揮噴錨支護快速、及時、與圍巖密貼的特點，充分發揮圍巖的自承能力，使二次襯砌所受的力減少到最小。復合式襯砌在初期支護與二次襯砌之間鋪設防水層，解決隧道襯砌滲漏水問題；二次襯砌通常采用模筑混凝土襯砌，具有長期可靠的作用，能保證隧道內整平，滿足隧道對外觀的基本要求。襯砌結構設計如下：(1) 襯砌斷面采用曲邊墻拱形斷面。(2) 在III、IV、V級圍巖地段設置仰供。(3) 隧道洞口段加強襯砌。(4) 在圍巖級別較差的地段應該向圍巖級別較好的地段有效延長10m。期支護采用噴錨支表82兩車道復合式襯砌的設計參數圍巖級別初期支護二次襯砌厚度（cm）噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網鋼架拱墻混 凝 土　仰拱混凝土拱部、邊墻仰拱位置長度間距Ⅰ5—局部———30—Ⅱ58—局部———30—Ⅲ812—拱、墻局部@2525 —35—Ⅳ1215—拱、墻拱、墻@2525拱、墻 3545Ⅴ1525—拱、墻拱、墻@2020拱、墻、仰拱 45 45Ⅵ通過試驗、計算確定1初期支護初期支護采用噴錨支護，由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和剛拱架等支護形式組合使用，根據不同的圍巖級別區別組合。錨桿支護采用全長粘結錨桿。鋼架為工字鋼。由工程類比法，結合《公路隧道設計規范》,初期支護噴射混凝土材料采用C25級混凝土,支護參數取值如下表：表83 初期支護參數表圍巖級別噴射混凝土（cm）錨桿（m）鋼筋網剛拱架拱墻位置長度間距桿體材料Ⅲ8拱墻20MnSi鋼筋拱墻@2525—Ⅳ10拱墻20MnSi鋼筋拱墻@2525拱墻Ⅴ20拱墻20MnSi鋼筋拱墻@2525拱墻2 二次襯砌二次襯砌采用現澆模筑混凝土，二次襯砌厚度設置如下表：表84 二次襯砌參數表圍巖級別拱墻混凝土(cm)仰拱混凝土(cm)混凝土級別Ⅲ3035素混凝土C25Ⅳ4545 素混凝土C25Ⅴ4545鋼筋混凝土C25鋼筋混凝土預留變形量的大小可根據圍巖級別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護情況等，采用工程類比法預測。具體參數如下表：表85預留變形量()圍巖級別兩車道隧道預留變形量Ⅲ8Ⅳ 50Ⅴ 100 防水層選用的材料為EVA土工膜+無紡土工布。 注 ：(1) 錨桿采用梅花型布置。 (2) 仰拱回填:C10片石混凝土。 (3) 預留變形量回填:洞身拱部,邊墻,仰拱超挖部分均采用C25混凝土回填。 (4) 帽子坡隧道整體所處的地質條件比較差，為保持隧道整體受力良好，防止出現變形過大的現象出現，在所有的圍巖級別地質中都設置仰拱。各級圍巖襯砌圖： III級圍巖襯砌圖 IV級圍巖襯砌圖 V級圍巖襯砌圖 人行橫通道襯砌設計 人行橫通道斷面積小，相對隧道斷面較穩定，所以根據規范及工程類比設其初期支護采用厚10cm的C25凝土，局部錨桿。二次襯砌采用厚30cm的C25鋼筋混凝土。 圍巖壓力圍巖壓力是周圍巖體作用于隧道和地下洞室襯砌或支護上的荷載，也稱為地層壓力。它是作用于隧道支撐或襯砌結構上的主要荷載之一。圍巖壓力一般分為：松動壓力和形變壓力。由于松散或脫落巖塊自重作用在支護結構上的壓力叫松動壓力。形變壓力是使圍巖在與支護結構的共同變形過程中對支護結構施加的接觸壓力。 荷載確定斷面參數確定隧道高度h=內輪廓線高度+襯砌厚度+預留變形量隧道跨度b=內輪廓線寬度+襯砌厚度+預留變形量得出：Ⅲ級圍巖h = ++=b = ++=Ⅳ級圍巖h =+=b = + +=V 級圍巖h =++=b =++= 垂直壓力的計算 () ()式中： S—圍巖級別； B—隧道開挖寬度；i—B 每增加1m 時圍巖壓力的增減率，以B=5m 的圍巖垂直均布壓力為準，當B＜5m 時，取i=，當B＞5m 時，取i=；q—垂直均布壓力,γ —圍巖重度；h—坍落拱高度。(1) Ⅲ級圍巖的垂直壓力計算：隧道開挖寬度 B=，開挖高度H=，H/B=＜根據規范，i=,(2) Ⅳ級圍巖的垂直壓力計算：隧道開挖寬度B=，開挖高度H=，H/B=＜根據規范，i=,，由式()、()計算如下：(3) Ⅴ級圍巖的垂直壓力計算：隧道開挖寬度 B=，開挖高度 H=，H/B=＜根據規范，i=,，由式()、()計算如下： 隧道深淺埋分界淺埋和深埋隧道的分界,按荷載等效高度值,并結合地質條件、： ()式中： —淺埋隧道分界深度(m)—荷載等效高度(m), 在采用礦山法施工的條件下，Ⅳ—Ⅵ級圍巖取Ⅰ—Ⅲ級圍巖取。(1) Ⅲ級圍巖段的深淺埋分界：(2) Ⅳ級圍巖段的深淺埋分界：(3) Ⅴ級圍巖段的深淺埋分界：樁號圍巖級別埋深方式K101+40~101+300III級深埋K100+465~100+585。k100+690~100+940。k101+300~101+425。k101+515~101+620.IV級深埋K101+620~k101+670.IV級淺埋K100+355~465。k100+585~k100+600。K100+940~k101+40。k101+425~k101+515.V級深埋K100+355~k100+390。k100+600~k100+660.V級淺埋 襯砌驗算隧道襯砌設計時，圍巖的設計參數應按地質資料選用，應使其在變形后及滿足凈空要求，襯砌驗算擬采用直剛法進行。直剛法使用說明：輸入數據準備襯砌單元劃分及節點編號襯砌單元劃分應滿足下列要求：(1) 設計襯砌劃分為6塊30個單元，由于結構對稱，只需輸入3塊數據；(2) 襯砌的拱腳，直墻與拱部的交點必須在節點上；(3) 部襯砌單元數目應多于邊墻的襯砌單元數目，如，拱部襯劃分為18個單元，邊墻劃分為12個單元；(4) 襯砌結構分塊時，第一塊為余寬以下部分直墻，第二塊為余寬以上部分直墻，第三塊為拱圈部分，除第一塊采用人工劃分單元外，其余的采用自動劃分方式劃分單元；(5) 節點編號從左基底開始，按順時