高速公路隧道三心圆曲墙式结构毕业论文docWord格式文档下载.docx
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裂隙稍发育，岩质软～硬，岩石完整性较好，层间结合好。
自稳性一般，侧壁稳定性一般，成洞条件较好。
洞身YK69+970～YK70+405段穿过洼地侧下方，洼地垂直发育高度可能已达到洞身地带，洼地周围岩体风化强烈，据钻探揭露，强风化体距洞顶板的中风化层厚度约20m，施工时应加强支护及防排水措施，避免发生坍塌、突水事故;
隧道最大埋深约71m，围岩主要为龙马溪组灰岩、泥岩互层，部分为石牛栏组泥质灰岩，灰岩～细晶结构，薄层～中薄层层状结构。
围岩级别
V
IV
III
备注
重度γ（kN/m3）
17～20
20～23
23～25
弹性抗力系数K（MPa/m）
100～200
200～500
500～1200
弹性模量E（GPa）
1～2
1.3～6
6～20
泊松比μ
0.35～0.45
0.30～0.35
0.25～0.30
内摩擦角φ（°
）
20°
～27°
27°
～39°
39°
～50°
粘聚力C（MPa）
0.05～0.2
0.2～0.7
0.7～1.5
容许承载力（kPa）
400～700
1200～1800
2000～3000
摩擦系数f（圬工与围岩）
0.4
0.45
0.5
（表面不光滑）
表1.1各类围岩物理力学指标
第二章隧道总体设计
2.1一般规定与设计原则
2.1.1一般规定
隧道设计应满足公路交通规划的要求，设计根据现行有关规范，规程和技术标准，借鉴参考相关类似工程，结合本隧道实际情况，其建筑限界、断面净空、隧道主体机构以及营运通风、照明等设施，应按照《公路工程技术标准》（JTGB01）规定的预计交通量设计，当近期交通量不大时，可采取一次设计，分期修建。
2.1.2设计原则
1.在地形、地段、地质、气象、社会人文和环境等问题调查的基础上，综合比选隧道轴线方案的走向、平纵线型。
洞口位置等，提出推荐方案。
2.地质条件很差时，特长隧道的位置应控制线路走向，以避开不良地质地段；
长隧道的位置也应该尽可能的避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；
中、短隧道可服从路线走向。
3.根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑限界。
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轮廓。
4.隧道内外平、纵断面线型应协调，以满足行车的安全，舒适要求。
5.根据隧道长度，交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，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。
必要时特长隧道应作防灾专项设计。
6.应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求，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、环境保护等作综合考虑。
7.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措施。
2.2主要技术标准及执行规范
2.2.1技术标准
1.公路等级：
高速公路
2.设计速度：
80km/h
3.隧道建筑限界：
建筑限界：
0.75+0.5+2×
3.75+0.75+0.75=10.25m
限界净高：
5.0m
4.汽车荷载等级：
公路—Ⅰ级
2.2.2执行规范
1.《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
2.《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）
3.《公路工程地质勘查规范》（JTJ064-98）
4.《公路隧道勘察规程》（JTJ064-98）
5.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
6.《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
7.《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）
2.3设计依据
1.《贵州省赤水至望谟高速公路（怀仁至赤水段）工程可行性研究报告》2009
年5月
2.《关于怀仁至赤水高速公路可行性研究报告的批复》黔发改交通（2009）
293号
3.《贵州省赤水至望谟高速公路（怀仁至赤水段）第二合同段勘查设计合同》
4.《初测外业验收咨询报告》2009年9月20
5.《初测外业验收会议纪要》高路办议[2009]8号
6.《初步设计咨询报告》2009年12月
7.《定测外业验收咨询报告》2010年2月
8.《怀仁高速公路施工图审查会议纪要》（路高办议[2010]13号）2010年8
月25日
9.相关技术标准、规范、规程等
2.4隧道平面及纵断面设计
隧道的平面布置主要服从线路总体走向，在综合考虑地形地貌特征及经济性的前提下，主要考虑隧道进口、出口、隧址区工程地质条件等因素。
隧道纵断面设计综合考虑了隧道长度、通风、照明、主要施工方向、洞口的位置、排水以及隧道进、出口接线等因素，隧道平、纵面详见相应图纸。
各隧道设置及平、纵指标见表2.1
表2.1隧道平纵设置一览表
隧道名称
线位
隧道起讫桩号
隧道长度（m）
纵坡（%）
进口段/出口段
平曲线半径
何家寨隧道
右线
YK69+864～YK70+510
646m
1.3/1.3
缓和曲线/缓和曲线
单坡
2.5隧道横断面设计
2.5.1隧道建筑限界
根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）高速公路隧道建筑限界的规定：
本隧道的设计速度为80km/h，所以：
限界净宽0.75+0.5+3.75×
2+0.75+0.75=10.25m（具体指标见表2.2）
限界净高5m（见图2.1）
人行横道建筑限界：
高250cm宽200cm
表2.2公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度（单位m）
公路
等级
设计速度
/（km/h）
车道宽度
W
横向宽度L
检修道J
建筑限界净宽
左侧
右侧
左侧
80
3.75×
2
0.75
10.25
图2.1公路隧道建筑限界（单位m）
2.5.2隧道衬砌内轮廓线设计
根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）的一般规定：
衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并充分利用围岩的自承能力。
衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界，而且要尽量圆顺。
《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）规定了隧道内轮廓线的统一标准，即侧墙为大半径圆弧，拱部为单心圆拱，仰拱与侧墙之间用小半径的圆弧来连接。
两车道隧道标准内轮廓断面如图2.2所示。
图2.2两车道隧道标准内轮廓断面图（单位：
cm
2.6支护形式的选择
2.6.1洞门衬砌设计
洞口工程设计以“早进洞，晚出洞”为原则，最大限度降低洞口边坡的开挖高度，以保证山体的稳定，减小队洞口自然环境的破坏。
结合本隧道进出口的实际情况，进口均采用翼墙式洞门，采用C25混凝土。
2.6.2洞身衬砌设计
隧道洞身均依照“新奥法”原理采用复合式衬砌，即以锚杆，喷射混凝土或者钢筋网喷混凝土，钢拱架为初期支护，以模筑混凝土为二次衬砌，共同组成永久性承载结构。
在初支和二衬之间铺设1.2mmHDPE单面自粘胶膜防水板为防水层。
衬砌结构支护参数根据围岩级别、工程地质水文地质条件、地形及埋置深度、结构受力特点、并结合工程施工条件、环境条件、通过工程类比法和结构计算综合分析拟定。
第三章洞门设计与计算
3.1洞口地质条件
3.1.1怀仁端洞口
洞口所处地段地貌为斜坡，地形坡度位34°
，表层第四系覆盖层为素填土、碎石土、角砾土，厚度一般为2.0～19.3m。
下伏基岩岩性为龙马溪组灰岩、泥岩互层，强风化层厚度大，岩质软，岩体呈松散～碎裂状结构。
3.1.2赤水段洞口
洞口所处地段微地貌为缓坡，岩性为石牛栏组泥质灰岩，岩质较硬，表层第四系覆盖层为角砾土碎石土、素填土，松散状，其分布不均，厚度约2.0～6.2m。
3.2洞门类型的选择
隧道洞口的位置根据进出口地形地貌以及工程地质条件等因素，结合边坡、仰坡开挖的稳定要求和洞门的排水要求，以“早进洞，晚出洞”的原则决定；
由于本隧道进出口均为Ⅴ级围岩，围岩条件理想，所以进出口均采用翼墙式洞门。
3.3洞门各部的尺寸拟定
根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）规定，结合洞门所在地段的工程地质条件，为了保证洞门的排水要求和稳定性，基础设施及洞门尺寸为：
1.洞门高为12.2m，墙厚，翼墙式洞门正墙墙面坡度取
2.洞口边坡、仰坡坡比采用，处于安全考虑，仰坡坡脚至洞门墙
背的水平距离为，以防仰坡土石掉落到路面上。
3.洞门墙嵌进地基。
4.洞门墙顶高出仰坡脚0.75m，以防水流溢出墙顶，也防止掉落土石弹出。
5.翼墙厚度为，翼墙长度，翼墙坡度为，倾斜。
6.洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底与衬砌拱顶外缘的高度，以免落
石破坏拱圈。
3.1洞门参数确定
仰坡坡率计算摩擦角φ（°
）容重γ（KN/m3）基地摩擦系数f基地控制压力（Mpa）
1:
0.570250.60.80
0.7560240.50.60
150200.40.40～0.35
1.2543～45180.40.30～0.25
1.538～40170.35～0.40.25
3.2洞门墙主要验算规定
墙身截面荷载效应值Sd
≤结构抗力效应值Rd（按极限状态算）
墙身截面偏心距e
≤0.3倍截面厚度
基底应力σ
≤地基容许承载力
基底偏心距e
≤B/6，B—墙底宽度
滑动稳定安全系数Kc
≥1.3
倾覆稳定安全系数K0
≥1.6
3.4计算参数
1.挡土墙的边坡、仰坡坡度
2.地层容重γc=18KN/m3
3.地层计算摩擦角
4.基底摩擦系数f=0.4
5.基底控制压应力[σ]=0.4Mpa
6.仰坡坡脚ε=45°
，tanε=1，α=5.9°
3.5建筑材料的容许应力与容重
翼墙的材料为水泥砂浆片石砌体，水泥砂
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