隧道工程项目开挖设计方案Word文档格式.docx
《隧道工程项目开挖设计方案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道工程项目开挖设计方案Word文档格式.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2（W）+0.75m（LR）+.0.75m（JR）；
主洞建筑限界高为5m；
紧急停车带建筑限界宽为13.0m=0.75m（JL）+0.5m（LL）+3.75m×
2（W）+2.75（加宽）+0.75m（LR）+0.75（JR）；
紧急停车带建筑限界高为5m；
车行横通道建筑限界宽为4.5m=0.25m+4.0m+0.25m；
车行横通道建筑限界高为5m；
人行横通道建筑限界宽为2.0m；
人行横通道建筑限界高为2.5m.
（2）轮廓设计
隧道轮廓设计以建筑限界为基础，综合考虑路面超高、衬砌结构受力特点、通风照明及消防设施布置空间、沟槽尺寸及隧道装等拟定断面形式及具体参数，轮廓均采用受理条件好的单心圆形式。
隧道采用满足路面超高±
4%的R=555cm轮廓。
断面尺寸见设计图。
隧道紧急停车带轮廓依据建筑限界并综合考虑相关因素拟定：
停车带轮廓采用三心圆断面形式，其边墙部曲线与主洞一致以实现顺适过渡，隧道拱顶采用R=749.5cm打半径曲线；
停车带轮廓图详见设计图。
车行横通道及人行横通道，由于路跨度较小且位于较好的围岩，采用断面利用率高的直边墙+半圆拱方案；
拱部圆弧半径分别为2.40m和1.25m，具体布置见设计图。
（3）明洞衬砌设计[1][2]
隧道明洞段采用明挖法施工，整体模筑衬砌结构；
明洞段临时边仰坡采用喷锚防护，喷锚防护采用喷射混泥土+锚杆+钢筋网的复合防护形式，相关衬砌结构参数如下表：
表3.3明洞结构支护参数表
明洞及边仰坡
φ6钢筋网（cm）
C20喷射混凝土（cm）
φ22砂浆锚杆
C25混凝土二次衬砌（cm）
SM—a型衬砌
20×
20
10
3.5m1.5×
1.5m
60（钢筋混凝土）
（4）衬砌结构设计[1],[2]
本路段隧道衬砌结构均按照新奥法原理进行设计，隧道采用复合式衬砌，即初期支护采用锚网喷混凝土和钢拱架，在地质条件较差段辅以不同形式的超前支护，二次衬砌为模筑混凝土或钢筋混凝土。
衬砌设计支护参数通过工程类比和计算分析综合确定。
隧道衬砌设计的主要原则为：
①初期支护：
对于Ⅳ～Ⅴ级围岩由工字钢拱架（或格栅钢架）、系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成，并辅以不同形式的超前支护，而对于Ⅲ级围岩则由系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成。
对于Ⅴ级洞口段围岩软弱、压力较大的段落则根据实际情况设置临时仰拱以控制围岩变形。
②超前支护：
本路段隧道设计采用的超前支护措施主要有超前打管棚、超前小导管。
超前的管棚一般设于两端洞口，防止隧道开挖塌方和仰坡变形，惠水端洞口左右线均采用16m长超前管棚，兴仁端洞口左右线均采用28m长超前管棚；
超前小导管：
适用于V级围岩或IV级较差围岩段，主要防止隧道开挖发生塌方。
③二次衬砌：
一般情况下采用素混凝土，以方便施工，但在浅埋软弱围岩地段则采用钢筋混凝土，以确保隧道结构的安全。
二次衬砌施作的合理时间应根据围岩地质情况和施工监测数据确定。
设计时结合隧道的地质、地形及所处位置选择合理的衬砌类型，主要衬砌类型的支护参数见下表：
表3.4明洞支护、衬砌参数表
衬砌类型
支护参数
S—Va
S—Vb
S—Vc
S—IVa
S—IVb
S—IVc
S—IIIa
初
期
支
护
C20喷混凝土（cm）
26
24
16
锚杆
长度（cm）
（中空）L=3.5
（中空）L=3.0
（中空）L=2.5
间距（cm）
60×
120
80×
100×
120×
100
超前支护
小导管型号
φ42×
4L=4.0m
4L=3.5m
—
240×
40
200×
φ8钢筋网（cm）
（双层）
25×
25
钢架
型号
120b
118
114
格栅
60
80
预留变形量（cm）
12
8
7
5
二次衬砌
拱部（cm）
50（钢筋）
45（钢筋）
35
边墙（cm）
仰拱（cm）
（见附图Ⅱ）
特殊区段处理
（1）岩溶、溶洞
在厚大的石灰岩、白云岩中进行隧道开挖时会遇到隐伏性岩溶、溶洞。
施工中必须重视超前探测，及时采用相应处治措施。
对于岩溶水量较小，与外界无水力联系的溶洞，可用排水管将水导入中心水沟。
如果岩溶水量较大，无法一时排干，且与外界有水力联系时，尽量不要破坏现有的溶洞水平衡。
根据溶洞出现的位置、大小、形态、充填状况等不同，采用不同的结构形式进行处治，注意在衬砌背后设有充足的疏排措施。
（2）出口下穿省道段
隧道出口段下穿即有省道，该段埋深为12～14m。
设计采用加强衬砌方案，施工时应做好施工组织，避免载重车在拱顶频繁通过；
采用合理的施工方案，降低爆破施工对围岩的扰动；
加强对地表、围岩、初期支护状态的施工监测，根据地层情况对拱顶围岩进行加固，开挖后尽快完成拱顶施作，与拱墙及早形成封闭式承载体系，及早施作给段二次衬砌后再进行后续施工，避免因施工工艺不当导致地面下沉、开裂和二次产生纵、斜向裂缝及拱脚错位。
3.3.3隧道防排水设计
（1）洞身防排水设计原则
隧道防排水设计以“防、排、堵、截相结合”的原则，达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的；
在保证隧道放排水效果的前提下，加强防水、堵水措施，尽量减小隧址区地下水的流失、避免对水文地质环境造成重大影响。
（2）洞身排水措施
1）在初期支护中根据地下水量大小按规定间距设置环向排水管将水引入衬砌两侧墙脚设置的纵向排水花管中，设计是按每10m一道，施工中可根据裂隙水发育情况调整间距；
2）隧道两侧边墙初期支护底部设置φ110HDPE双壁打孔波纹管作为纵向排水管以引排衬砌后地下水；
3）隧道路面左右两侧设置排水沟，作为隧道的纵向排水沟排出路面；
路面下设置中心排水沟排出地下水；
4）隧道纵向根据开挖后地下水情况设置φ110HDPE横向引水管将墙背纵向排水管中的水引排至隧道中心水沟，横向引水管设置间距数量按10m一道计算。
5）纵向排水花管、中心排水沟及路面两侧边沟间隔适当距离设置检查井，方便维修及利用高压水冲洗疏通。
（3）洞身防水措施
1）隧道拱部及边墙满铺1.2mm厚EVA防水卷材+350/m2无纺布组成复合防水层；
明洞及洞门段采用350g/m2无纺布+1.2mm厚EVA防水卷材+350/m2无纺布复合防水层。
2）二次衬砌采用抗渗混凝土浇筑，保证二次衬砌抗渗等级不低于S8.
3）隧道施工缝采用带注浆管的膨胀止水条、沉降缝采用橡胶止水带。
在衬砌结构变化处设沉降缝。
（4）洞口排水设计
为防止过多的地表水汇集至洞门顶部，在洞口边仰坡坡顶外5m设置洞外截水沟，将其以外的水流截排至天然水沟或路面边沟；
进洞方向为降坡的隧道洞口，在洞口路基段水沟底设置1.0％反坡，以防止洞外路基段汇水流入隧道。
3.4隧道开挖方案的分析及优化选择
3.4.1常用的隧道开挖方法[3],[4]
隧道开挖方法主要是根据隧道的地质条件决定的，同时也必须考虑机械设备情况、材料情况、技术水平、隧道长度、断面积大小、工期要求及经济效益等因素；
在做法上要加强管理，能做到均衡生产，符合快速、优质、安全、节约的原则。
隧道工程不同于其他工程的显著特点之一，就是在有限空间，必须使有效设备和人员，协调而高效的发挥作用，才能在单位时间取得良好的效果，它涉及的因素很多，如施工机具及其配套综合能力、机具设备是否与所采用的施工方案相适应、施工方案是否与所处地质环境和支护手段协调、领先工序与后续工序的配合、组织指挥和管理水平，这些都是影响施工进度各项指标完成的因素。
现列出几种常用的隧道开挖方法，以进行优化比选。
（1）台阶法
台阶法是指在不同的时间，把隧道断面分成两部分进行开挖。
如图3-2所示。
图3-2台阶法开挖顺序
1．上半部开挖2.下半部中央开挖3.边墙开挖
这一施工法分为正、反台阶两种方法施工。
根据台阶长度的不同可以划分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种，应根据要求选用合理的开挖方法。
台阶法使用与浅埋或特浅埋隧道、大跨度隧道、围岩软弱、岩石破碎、构造复杂及围岩自稳能力差的隧道等。
（2）分步开挖留核心土法
这种方法将断面分成环形拱部、上部核心土和下部台阶三个部分，施工顺序如图3-3所示。
该方法主要适用于土质围岩及软弱围岩，主要优点：
由于上部留有核心土支挡着开挖面，
图3-3分部开挖预留核心土法
1.上弧形导坑开挖2.中部核心土开挖3.下部开挖
而且能迅速及时地施作拱部初期支护，所以开挖工作面稳定性较好，核心土和下部开挖都是在拱部初期支护下进行的，施工安全行好
（3）中墙隔法（CD法）
该方法施工顺序如图3-4所示。
图3-4CD法开挖顺序图
1.先行导坑上部开挖2.先行导坑中部开挖3.先行导坑下部开挖
4.后行导坑上部开挖5.后行导坑中部开挖6.后行导坑下部开挖
对于隧道，可以先开通侧壁导坑开挖后行导坑上、中、下三部分，隔各台阶间的距离可根据围岩情况采用短台阶法或超短台阶法。
当围岩级别较好时，每侧导坑均可只设上、下台阶。
此法适用于断面跨度大、地表沉陷难以控制的软弱松散围岩中的浅埋隧道。
（4）双侧壁导坑法（眼镜法）
该方法施工顺序如图3-5所示。
图3-5双侧壁导坑法开挖顺序
1.左导坑上部开挖2.左导坑下部开挖
升级会员 