韩峪川隧道毕业设计总说明书 - 图文

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目 录

第一章 任务书及开题报告 3

1.1任务书 3 1.2开题报告 7 第二章 方案比选说明 ................................................... 10 2.1概述 ........................................................... 10 2.2方案比选 ........................................................ 10 第三章 设计总说明 .................................................... 12 3.1隧道设计概况 .................................................... 12 3.2技术标准 ........................................................ 12 3.3隧道建设地区工程水文地质 ........................................ 12 3.4横断面设计 ...................................................... 14 3.5隧道衬砌结构设计 ................................................ 15 3.6防排水设计 ...................................................... 17 3.7通风设计 ........................................................ 17 3.8照明设计 ........................................................ 18 3.9洞门设计 ........................................................ 18 3.10施工方案 ....................................................... 19 3.11监控量测 ....................................................... 20 3.12环境保护 ....................................................... 24 第四章 二次衬砌内力计算 .............................................. 25 4.1基本资料 ........................................ 错误！未定义书签。 4.2荷载确定 ........................................ 错误！未定义书签。 4.3衬砌几何要素 .................................... 错误！未定义书签。 4.4计算位移 ........................................ 错误！未定义书签。 4.5解力法方程 ...................................... 错误！未定义书签。 4.6计算主动荷载和被动荷载（?h＝1）分别产生的衬砌内力 错误！未定义书签。 4.7最大抗力值的求解 ................................ 错误！未定义书签。

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4.8计算衬砌总内力 .................................. 错误！未定义书签。 4.9衬砌截面强度检算 ................................ 错误！未定义书签。 4.10内力图 ......................................... 错误！未定义书签。 第五章 隧道通风计算 .................................................. 43 5.1试确定该隧道需风量： ............................ 错误！未定义书签。 5.2通风设计计算 .................................... 错误！未定义书签。 第六章 隧道照明计算 .................................................. 51 6.1基本资料 ........................................................ 51 6.2入口段计算 ...................................................... 51 6.3过渡段计算 ...................................................... 52 6.4基本段计算 ...................................................... 53 6.5出口段计算 ...................................................... 53 6.6结论 53 6.7调光 53 第七章 施工组织设计 ................................................... 55 7.1概述 ............................................................ 55 7.2施工方法及工艺 .................................................. 55 第八章 总结 .......................................................... 67 致 谢 ................................................................ 68 参考文献 .............................................................. 70 外文及翻译 71

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第二章 方案比选说明

2.1概述

2.1.1决定线路方向的主要因素：

1.沿线地形的选择：公路总是要修建在平原、丘陵、山区的路面上，总要有不同程度的顺应地面地形。

2.大型结构物位置的选定：长大复杂的桥址、隧址常常作为线路控制点，线路方向一般要服从这些控制工程的要求。

3.通过重要城镇的选定：线路方向的选定，不仅是公路自身的问题，同时也是地区国民经济发展的组成部分。因此，要尽可能的通过较大城镇。

4.通过工矿点的选定：如何合理的连接各个工矿据点使其与线路走向结合起来，也是线路方向的重要因素之一。

5.运输性质与运量的影响：运输性质是指直达运输、地方运输和客货运量比重等。 6.地质条件的影响：要避免会危害线路的严重不良地质地段。

7.主要技术标准与施工条件的影响：采用主要的技术标准，常常会影响线路方向。

1.1.2韩峪川地形地貌介绍：

设计内容为从西南面的东吴到东北面的屋脊场修一条高速公路。这两地方被两个山谷分开，地势比较平缓，附近有大量的村庄，从而使得选线方面会有至少3个隧道的情况，但是由于是被两个山谷隔开，所以隧道长度基本都属于长隧道，可以把线路分为3部分。

2.2方案比选:

方案一：

第一部分起始东吴修一条隧道到里程村，隧道约长为1300m，中间山谷地带架桥修路；第二部分从里程村修条隧道到梨树坪，隧道长约2800m，同样中间山谷段架桥；第三部分从梨树坪修隧道到屋脊场，隧道长约1200m。线路总长约6700m。

方案二：

第一部分起始于东吴修条隧道到窑上院，隧道长约1200m，山谷地段架桥修路；第二部分从窑上院修隧道到喻家院，长约2600m；第三部从喻家院修隧道到屋脊场，长约1200m。线路总长约5500m。

方案三：

第一部分起始于东吴修隧道到董家院，长约1400m，山谷地段架桥修路；第二部分从董家院修隧道到董家院东边山谷，长约950m，山谷地段架桥；第三部分从董家

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院东面修隧道到西河，长约1100m，再从西河沿着当地的路面直接到屋脊场。线路总长8800m。

方案综合比选：

1.线路长度：方案二最优，方案三最差。 2.隧道长度：方案三最优，方案一最差。 3.线性走向：方案二最优，方案三最差。 4.经过城镇：方案三最优，方案一最差。 5.经济造价：方案二最优，方案三最差。 6.技术难度：方案三最优，方案一最差。 7.运输性质：方案一最优，方案一最差。 8.沿线地形：方案一二最优，方案三最差。

综合以上比较，可以看出最优最多的是方案二，其次是方案三，但是由于修建的是高速公路，方案三线路过于太长，而且主要依靠的是桥路，经过太多村庄不太好。所以方案二是最优，其次是方案一，最后是方案三。

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第三章 设计总说明

3.1隧道设计概况

韩峪川公路隧道起点桩号为K0+000，终点桩号为 K2+600,总长约为2.6公里。隧道为为上、下行分离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度80Km/h考虑；隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌、高压钠灯光电照明、机械通风；隧道洞门型式主要采用、销竹式洞门和端墙式洞门。隧道围岩岩性以糜棱岩、角砾岩、闪长岩为主，围岩级别以Ⅲ 、Ⅳ、Ⅴ级为主。该隧道对克服地形障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，提高行车的舒适性，减少对植被的破坏以及保护生态环境起到了重要作用。

3.2技术标准

公路等级： 高速公路 设计行车速度： 80km/h。

隧道净宽： 10.50m ( 3.75×2+0.50+1.00+0.75+0.75) 隧道净高： 5.0m

交通量： 近期（2022年）20000辆/日，远期（2032年）30000辆/日，

上、下行交通量不均衡系数1.1，四车道双向行驶。

隧道内卫生标准：

CO设计浓度上行线300ppm,下行线300ppm；

VI设计浓度为0.0065m?1，隧道内纵向风速小于等于10m/s。

3.3隧道建设地区工程水文地质

3.3.1区域地形、地貌

本项目位于陕西省商洛市，总体地势特征为东高西低，地形陡峭，相对高差在550m左右。蓝田县地貌地形复杂，南部为秦岭山地，中西部川、塬相间，北部是横岭。海拔1000-1550米。

铁炉子隧道横穿南秦岭山脉，地形崎岖，地势险要，山高沟深，植被茂密。区内海拔一般在1070～1480之间。隧道入口高程为1075m，向东至海拔约为1108m，隧道洞身中部通过的最高高程为1460m，在出口地势相对较低。项目所在地围岩等级主要

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是Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。 3.3.2水文与气象

受地势影响，南秦岭属海拔1000m左右的中高山区，为温带半湿润——湿润季风气候，由于受山地垂向变化的影响，气候差异也较大，区内气候一月份平均气温0.6?C，7月份平均气温24?C，年平均气温13?C极端最低气温-12.3℃，早霜期始于10月下旬，晚霜期终于3月下旬，无霜期225天，年降水量800～1000mm，而雨季一般集中在7月至9月，具有春寒、伏旱、夏洪、秋涝的特点。降雪期为11月至翌年2月，积雪厚度一般为2～4cm，最大18cm，高山气候阴湿，中低山区雨量充沛。

不良地质现象有雨季时洪水暴涨，常携带泥土、碎石，在沟口形成洪积扇区，不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。 3.3.3地质条件 1、地层、岩性

隧道穿越的山岭位于向斜的南翼，地层总体上向北倾斜。区域内主要的构造线以西北——东南向延伸，与路线走向大角度交叉。隧道轴线横穿的主要断裂是将军岔断裂。地层主要是古生界泥盆系中统铁炉子沟组（D2d），岩性相对比较复杂，硬质岩有片麻岩。隧道地表层覆盖以第四系残破积层为主，为灰色、灰褐色亚粘土夹碎石土、老黄土、新黄土、亚粘土。主要岩土类特征如下： （1）糜棱化闪长岩

褐黄色、灰色、灰白色，中细粒糜棱结构，条纹条带状、流层状、块状构造，受动力作用强烈，岩石具有明显糜棱化，矿物成分主要为长石、石英、角闪石及云母，岩质坚硬，节理裂隙发育，风化强烈，表层可用镐锹挖掘。 （2）含碎石、角砾粘质砂土

褐红色，湿，结构疏松。碎石、角砾含量20-25%，粘粉粒含量20-25%，砂粒含量50-60%，碎石角砾成分主要为白云岩，局部为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩等，多为棱角状，分布较均匀，土体较均匀。 （3）糜棱岩

灰绿色，原岩为凝灰岩，糜棱结构，条纹条带状构造，糜棱面极发育，具片状假象，矿物成分主要为石英、长石、绿泥石、绿帘石等，浅部节理裂隙发育，岩体破碎，深部岩体完整。 （4）变灰岩夹硅质岩

灰色、青灰色，细晶结构，薄片及薄层状构造，局部为受动力作用而强烈变形，褶皱发育，矿物成分为石英、方解石、燧石，局部可见大量方解石，石英脉体。 （5）含砾微晶灰岩

灰-浅灰色，岩石中的砾石为沉积时的混入物，其粒径2-15cm，为次园-棱角状，

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分布不均，含量5-20%，成分为泥晶白云岩。微晶灰岩呈微晶结构，生物碎屑结构，块状构造。主要矿物为方解石，含量不小于95%，少量有机质（2%）及生物碎屑（3%）。方解石粒径一般0.01-0.001mm，少部分未结晶灰质粒径0.001mm。岩石较坚硬，整体完整性较差，抗分化能力较强。 （6）细粒长石石英砂岩

灰白色、细粒砂状结构，块状结构。碎屑成分主要为石英，含量大于75%，次为长石10-15%，硅质岩屑小于1%，粒径一般0.1-0.25mm，少数0.25-0.4mm。填隙物成分主要为硅质（5-8%）及少量粘土质。岩石为颗粒支撑接触式胶结。岩石坚硬，整体完整性较好，抗风化能力较强。 （7）泥岩

黄色，泥质结构，块状构造。主要成份为粘土矿物，含少量粉砂粒。岩石软弱，整体完整性差。物理力学性质差，接近于半成岩的粘性土。

综上所述，此地区岩土工程地质性质普遍较差。白云岩虽较坚硬，但受构造运动影响，较破碎，分化较严重，整体完整性较差。砂岩虽坚硬，抗风化能力较强，力学性质较高，整体完整性较好，但其出露宽度窄，泥岩受构造变形大，岩石软弱不完整，抗风化能力弱，其工程地质条件差。 2、构造特征

隧道区断层较发育，以北东向断层为主，次为近东西向，亦见南北向断层。断层性质以压扭性、压性、扭性为主，个别为张性、张扭性，断层多期活动的特点，早期以压性、压扭性、扭性为主，且规模较大，晚期以张性为主，规模小。 3、水文地质条件

勘测区地下水的补给主要来自大气降水。区内降水量较充沛，植被不甚发育，山高坡较陡，沟谷深切，地表径流畅通，降水量又相对集中，多以大雨和暴雨形式降落等，大部分以地表径流汇于沟谷中，不利于降水的下渗。故地下水补给作用较弱，区内地下水仍较贫乏。 4、不良地质现象

隧道路线走廊为长江水系，雨季时洪水暴涨，常携带泥土、碎石，在沟口形成洪积扇区，不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。

3.4横断面设计

3.4.1建筑限界

根据《公路隧道设计规范》，隧道高度5米，行车道宽度3.75米，双车道布置，净宽10.50米，其中左侧向宽度为0.5m，右侧向宽度为1.00m，左侧检修道宽度为

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0.75m，右侧检修道宽度为0.75m，路面坡度采用2%；车行横通道高5.0m，路面宽度为4m，不设侧向余宽，左右侧检修道宽度均为0.25m；人行横通道高2.5m，路面宽2m，不设侧向余宽和检修道；并且同时考虑了下列因素：

（1）检修人员步行时的安全；

（2）紧急情况下，驾乘人员拿取消防设备方便； （3）满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。 3.4.2隧道内轮廓

隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定以外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、运营管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。本隧道采用《公路隧道设计规范》附录B提供的v=80km/h情况下的标准断面，断面为单心圆，r1=5.65m，r2=9.5m，断面周长为31.93m，面积为66.65m2。

3.5隧道衬砌结构设计

3.5.1围岩分级

隧道围岩级别划分主要依据岩体弹性波速度、岩样饱和极限抗压强度、岩石质量指标，并结合围岩分化程度、完整性、坚硬程度、节理发育程度、断层及地下水影响程度等进行综合分类。

依据实际资料在确定隧道围岩级别时，制定以下原则：

（1）以交通部行业标准《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）提供数据为围岩级别划分标准。

（2）遇断层破碎带，围岩级别较同类岩石降低1-2等级，影响带推至洞底以上40-80米与断层交界处。

（3）为便于隧道施工，按隧道开挖过程中可能遇到的地层和构造情况分段划分评价。

（4）未有钻孔控制段，参照勘测区同类岩石已有资料进行类比分级。 根据上述围岩级别划分原则，将隧道围岩级别划分汇入下表：

隧道围岩级别划分表

里程桩号 岩土名称 长度 围岩级别 占总长比例（%）

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K0+000-K0+200 老黄土，片麻岩 200 Ⅴ 7.7 K0+200-K0+560 老黄土、片麻岩 亚粘土、风化片麻岩 老黄土、风化片麻岩 350 Ⅲ 13 K0+560-K0+930 370 Ⅳ 14 K0+930-K2+610 1687 Ⅴ 65.3 3.5.2衬砌设计

隧道断面设计除符合建筑限界要求外，考虑到洞内排水、通风、照明、消防、监控等运营附属设施所需空间，并考虑到围岩收敛变形及施工等必要的预留量，内轮廓采用单心圆。隧道衬砌结构型式均采用“新奥法”复合式衬砌，衬砌设计参数以工程类比法并结合计算分析确定，断面型式采用等截面单圆心，对于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用带仰拱衬砌。

Ⅲ级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢筋网喷射混凝土支护体系。系统锚杆采用砂浆锚杆，直径为22mm，长度为2.5m，环向间距为1.2m；Ⅲ级围岩喷射混凝土厚度为12cm，预留变形量为5cm。

Ⅳ级围岩初期支护采用径向系统锚杆、超前锚杆，钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。

Ⅳ级围岩段：系统锚杆采用注浆锚杆，直径为25mm，长度为3.0m，环向间距为1.0m；超前锚杆直径为25mm，长度为4.5m，外插角为15°，环向间距为40cm。Ⅳ级围岩喷射混凝土厚度为22cm，预留变形量为10cm，采用II-13×15格栅钢架，纵向间距100cm。

Ⅴ级围岩分为Ⅴ级围岩浅埋段和Ⅴ级围岩深埋段，初期支护采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆，钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。

Ⅴ级围岩浅埋段：系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为25mm，长度为4.0m，环向间距为1.0m；超前小导管采用直径为50mm的无缝钢管，长度为4.5m，外插角为15°，环向间距为40cm。Ⅴ级围岩喷射混凝土厚度为26cm，预留变形量为15cm，浅埋段采用钢拱架型号为I20，间距为75cm。

Ⅴ级围岩深埋段：系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为25mm，长度为3.5m，环向间距为1.0m；超前小导管采用直径为50mm的无缝钢管，长度为4.5m，外插角为15°，环向间距为40cm。Ⅴ级围岩喷射混凝土厚度为24cm，预留变形量为12cm，深埋段采用钢拱架型号为I18，间距80cm。

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通过围岩监控量测，最终在初期支护相对稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。衬砌采用曲边墙拱形断面，明洞二次衬砌厚度为60cm，Ⅲ级围岩二次衬砌厚度为35cm，Ⅳ级围岩段的二次衬砌厚度为40cm，Ⅴ级围岩浅埋段和Ⅴ级深埋段的二次衬砌厚度为45cm。

3.6防排水设计

（1）隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。设计中采用的措施要求达到：排水通畅、防水可靠、施工方便，是隧道洞内基本干燥，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全，形成完整的防排水体系。

（2）洞内复合式衬砌采用1.5mm厚改性ECB/LDPE防水板防水，450g/m2土工布，土工布与防水板间的连接采用双缝焊机的焊接技术，接缝处留10cm长搭接长度，以备质量检查。铺设时采用无钉热合铺设法。隧道二次衬砌满足抗渗S6要求。

（3）隧道内设置纵向排水管、环向排水管、横向排水管、环向盲管等形成岩体－环向排水管－纵向排水管－横向盲管－中央排水管－洞外一个完整的闭合回路，使岩体内的渗水可以畅通的排出，另外对于集中出水点，可预埋半管。对于路面排水，设置开口式边沟，为防止预制块接缝间漏水，在接缝间设置防水板。

（4）隧道内所有施工缝和沉降缝均设置中埋式排水橡胶止水带。

（5）对于出水量较大的地段，采用超前注浆堵水，浆液采用水泥和水玻璃混合浆液，以加快其凝固速度。

（6）由于隧道所在区域冬季较为寒冷，故采取中心排水管深埋的措施。

3.7通风设计

隧道分为上下行线单向行驶的分离式隧道，上行线和下行线长度均为2607m，上行线纵坡+1.3%，下行线纵坡-1.3%，设计行车速度为100km/h，设计交通量：9500辆标准车/日（双向），高峰小时交通量按日交通量的12%计算；汽油车：小型客车15%，小型货车18%，中型货车24%；柴油车：中型货车24%，大型客车13%，大型货车6%；隧道断面积：Ar?66.65m2；隧道当量直径Dr?8.35m，CO设计浓度为300PPm，烟尘允许浓度为0.0065m-1。在综合考虑隧道所处的自然条件、交通量、隧道内行驶的

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7.混凝土应力量测

混凝土应力量测包括喷射混凝土和二次衬砌模筑混凝土应力量测。其目的是了解混凝土层的变形特性以及混凝土的应力状态；掌握喷层所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳定状况；判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度；检验二次衬砌设计的合理性，积累资料。 3.11.3量测数据处理及应用 1.量测数据处理的目的

由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测试错误。不经过整理和数学处理的量测数据一时难以直接利用。数学处理的目的是：

①将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确认量测结果的可靠性；

②探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判定围岩和支护系统稳定状态。 2.量测数据处理的内容

①a.绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线－时态曲线； b.绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线； c.绘制位移、应力、应变随开挖面推进变化的曲线－空间曲线； d.绘制位移、应力、应变随围岩深度变化的曲线； e.绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上分布图。 ②根据位移速率进行施工管理

a.当位移速率大于1mm/d时，表明围岩处于急剧变形阶段，应密切关注围岩动态。 b.当位移速率在1～0.2mm/d之间时，表明围岩处于缓慢变形阶段。

c.当位移速率小于0.2mm/d时，表明围岩已达到基本稳定，可以进行二次衬砌作业。 ③根据位移时态曲线进行施工管理

每次量测后应及时整理数据，绘制时态曲线。

a.当位移速率很快变小，时态曲线很快平缓，表明围岩稳定性好，可适当减弱支护。 b.当位移速率逐渐变小，即d2u/dt2＜0，时态曲线趋于平缓，表明围岩变形趋于稳定，可正常施工。

c.当位移速率不变，即d2u/dt2=0，时态曲线直线上升，表明围岩变形急剧增长，无稳定趋势，应及时加强支护，必要时暂停掘进。

d.当位移速率逐步增大，即d2u/dt2＞0，时态曲线出现反弯点，表明围岩已处于不稳定状态，应停止掘进，及时采取加固措施。 2.11.4施工中注意事项

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隧道开工前对洞门位置，明洞长度根据地形条件进一步核查，必要时现场研究确定。洞门及明洞施工必须在雨季到来之前完成。

隧道进出口埋藏浅，覆盖层薄，地质条件差，明洞长度可视实际边仰坡特定情况酌情调整。

新奥法设计施工是一体，施工图应视为预设计，施工过程中根据地质变化及监控量测情况进行信息反馈设计。

施工中时刻注意，要求严格执行围岩的监控量测程序（起内容包括地质监控、安全检查监控和量测监控），若围岩级别划分与地质不符合以及量测收敛值超过规定等情况，应及时与设计单位联系，搞好信息反馈设计，特别是雨季和大雨过后要加强监控量测。

初期支护钢拱架要尽可能与喷射混凝土密贴，每榀钢拱架拱腰、拱脚必须与墙脚锚杆焊成一体，超挖时必须用喷射混凝土充实密填。

初期支护完成后，在其表面沿隧道纵向3米（渗漏段）至5米（无渗漏段），在拱腰墙顶及墙下打34个泄水孔，孔深50cm,然后沿周边设?160排水半管贴壁排水，并在半管外及时用砂浆封闭，使其与衬砌墙脚纵向排水管连通，要求初期支护表面用砂浆填平后，才能进行防水层的施做。

施工全过程中，拱脚、边墙及墙脚不得排水和积水，围岩为土质或遇水易软化的软岩时，洞内施工排水不得采用自流排水，应设积水坑，用泵抽排水。

隧道运营期间的监控、照明、通风等设施，在施工中必须做好预埋件的埋设工作。 3.12环境保护

隧道设计时考虑了环境保护因素，尽可能避免因人为因素而导致新的山体病害的产生，减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和环境的不良影响。为此，在环保设计中主要考虑以下几个方面：

（1）采用早进晚出的原则，减少深挖路段，保护自然坡体和植被。

（2）开挖出的石渣，尽可能纵向调配，作为路基填料；对于可用于做石料的石渣应集中堆放，经加工后用于砌体工程；对于废弃的石渣，应根据各工点的实际情况，集中堆弃。弃渣场地做好护坡挡墙防护，并做好排水设施，以防止洪水期冲走弃渣形成人为的泥石流。有条件时，在弃渣顶覆盖土层复垦还田，种树造林。 （3）施工期的污水应集中排放，并应经过沉淀、过滤。

（4）洞口边仰坡开挖应以光面爆破为主，辅以人工开挖，严禁爆破。 （5）做好施工场地竣工后的清理、绿化及复垦还田工作。

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第四章 二次衬砌内力计算

4.1基本资料

韩峪川高速公路隧道，结构断面如图1所示。围岩类别为V类，容重?=18kN/m，

3

围岩的弹性抗力系数K?0.15?106kN/m3，衬砌材料为C25混凝土，弹性模量Eh=2.95×107kpa,容重?h=23kN/m3。

图1.衬砌结构断面图

4.2荷载确定

4.2.1.根据式（1-21），围岩竖向均布压力: q=0.45×2s-1?? 式中：s——围岩类别，此处s=5； ?——围岩容重，此处?=18kN/m3;

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?——跨度影响系数，??1?i(lm?5)，毛洞跨度lm?12.17?2?0.06?12.29m，其中0.06m为一侧平均超挖量，lm?5~15m时，i?0.1，此处

??1?0.1?(12.29?5)?1.729。

所以，有：

q=0.45×24×18×1.729=224.078kPa 此处超挖回填层重忽略不计。 围岩水平分布压力：

e=0.25q=0.25×224.078=56.020kPa

4.3衬砌几何要素

4.3.1衬砌几何尺寸

内轮廓线半径r1=5.65m，r2=9.50m；

内径r1、r2所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角?1?90?,?2?108.073?； 拱顶截面厚度d0?0.45m; 墙底截面厚度dn?0.45m.。

此处墙底截面为自内轮廓半径r2的圆心向内轮廓墙底做连线并延长至与外轮廓相交，其交点到内轮廓墙底间的连线。 外轮廓线半径：

R1=r1+d0=6.10m R2=r2+d0=9.95m 拱轴线半径：

r'1?r1?0.5d0?5.875m r'2?r2?0.5d0?9.725m 拱轴线各段圆弧中心角：

?1?90?,?2?28.073? 1.半拱轴线长度S及分段轴长?S 分段轴线长度：

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90?S1??r1???3.14?5.875?9.2238m?? 180180?128.073?S2??r2???3.14?9.725?4.7625m? 180180??2半拱轴线长度为：S?S1?S2?9.2238?4.7625?13.9863m 将半拱轴线等分为8段，每段轴长为：

S ?S??1.7482m

8

4.3.2各分块接缝（截面）中心几何要素 （1）与竖直轴夹角?i

? ?1?14.8306 ? ?2?29.1125

? ?3?43.8715

?4?58.3244?

? ?5?72.4578 ? ?6?87.9085 ? ?7?102.5344 ? ?8?118.0730

另一方面，?8??1??2?90??28.073??118.073? 角度闭合差??0。

（注：因墙底面水平，计算衬砌内力时用?8?90?） （2）接缝中心点坐标计算

x1?1.5362m y1?0.2011m x2?2.9758m y2?0.7758m

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式中：X2p?481.6094,X2??2.2461

以上解得的X1,X2值应代入原方程，校核计算是否正确，此处从略。

4.6计算主动荷载和被动荷载（?h?1）分别产生的衬砌内力

计算公式为：

0Mp?X1p?yX2p?MpNp?X2pcos??N0p

0M??X1??yX2??M?N??X2?cos??N?0

计算过程列入表9，10。

主、被动荷载作用下衬砌弯矩计算表 表9 截面 0Mp X1p 1789.599 1789.599 X2p?y 0 96.852 373.633 787.480 1351.203 2009.660 2732.844 3479.387 4197.419 ?M? p0 M?X1? (?h) -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 -4.6103 X2??y (?h) 0 0.4517 1.7425 3.6726 6.3017 9.3725 12.7453 16.2269 19.5757 ?M?? (?h) -4.6103 -4.1586 -2.8678 -0.9377 1.4264 3.0112 2.7180 0.5086 -2.2556 (?h) 0 -274.310 1789.599 1612.140 1128.321 453.159 -205.353 -652.087 -746.206 0 0 0 0 -0.265 -1.751 -5.417 0 1 2 3 4 5 6 7 8 -1034.910 1789.599 -2123.919 1789.599 -3346.155 1789.599 -4451.345 1789.599 -5268.649 1789.599 -5679.641 1789.599 -5630.510 1789.599 -410.655 -11.108 356.507 -17.221 主、被动荷载作用下衬砌轴力计算表 表10 截面 0Np X2p?cos? 481.609 465.572 420.782 347.192 252.893 145.157 17.579 -104.509 ?N? p0 N?X2??cos? ?N?? (?h) 2.2461 2.1713 1.9624 1.6192 1.1489 0.6625 0.4237 0.5604 (?h) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 82.160 303.759 623.963 966.368 1260.094 1461.249 1574.257 481.609 547.732 724.541 971.155 1219.261 1405.251 1478.828 1469.748 0 0 0 0 -0.0305 -0.0145 0.3417 1.0478 (?h) 2.2461 2.1713 1.9624 1.6192 1.1794 0.6770 0.0820 -0.4874

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8 1683.749 -226.645 1457.104 2.0688 -1.0570 1.0118 4.7最大抗力值的求解

首先求出最大抗力方向内的位移。

考虑到接缝5的径向位移与水平方向有一定得偏离，因此修正后有：

?hp??5p

Mp?S??I?y5?yi?sin?5Eh?S?IEhM?

?h???5???y5?yi?sin?5计算过程列入表11，位移值为：

最大抗力值修正计算表 表11 M?M?(y5?yi) MpM积分系数 IIp(y5?yi) 截面 (y5?yi) 1/3 II(?)(?)h h 0 1 2 3 4 5 235473.500 212123.717 148463.312 59626.201 -27020.140 -85800.881 -606.618 -547.185 -377.339 -123.382 187.679 396.214 4.173 3.972 3.397 2.538 1.367 0.000 982630.916 842534.192 504359.564 151325.336 -36947.340 0.000 2443902.668 -2531.419 -2173.366 -1281.896 -313.131 256.632 0.000 -6043.179 1 4 2 4 2 4 ? ?hp?246437.769?10?6

?h???400.239?10?6 最大抗力值为： ?h??hp1??h?K?605.639

4.8计算衬砌总内力

按下式计算衬砌总内力：

计算过程列入表12。

M?Mp??hM?N?Np??hN?

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截面 Mp 1789.599 M? -2792.177 -2518.616 -1736.837 ?M? -1002.579 -906.476 -608.516 -114.750 658.505 1171.629 899.903 -102.597 Np 481.609 547.732 724.541 971.155 1219.261 1405.251 1478.828 1469.748 1457.104 N? 1360.326 1315.027 1188.517 980.659 695.807 401.213 256.617 339.382 612.758 ?N? 1841.935 1862.759 1913.058 1951.814 1915.069 1806.464 1735.445 1809.130 2069.862 e MI MyI积分 系数 1/3 1 0 -0.544 -131918.274 -119273.121 -80067.840 -15098.645 86645.403 154161.744 118408.226 -13499.651 -132841.635 -133483.794 0 -23985.825 -62116.630 -24687.795 243092.342 643286.126 671895.636 -97528.227 -1157767.985 -192187.643 1 1612.140 -0.487 4 2 1128.321 -0.318 2 3 453.159 -567.909 -0.059 4 4 -205.353 863.858 0.344 2 5 -652.087 1823.716 0.649 4 6 -746.206 1646.109 0.519 2 7 -410.655 308.058 -0.057 4 8 376.507 -366.104 10.596 0.0049 1 ? 计算精度的校核为以下内容。 根据拱顶切开点的相对转角和相对水平位移应为零的条件来检查： 式中：

?SM???8975.245?10?6 EhI?SM?I??a?0 Eh ?a?M8?a?8975.129?10?6 闭合差： ??8975.245?8975.129?100%?0.13%

8975.245

?SMy?f?a?0 ?EhI

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式中：

?SMy???78218.401?10?6 EhI f?a?fM8?a?78218.249?10?6 闭合差： ??78218.401?78218.249?100%?0.02%

78218.401

4.9衬砌截面强度检算

检算几个控制截面： 4.9.1拱顶（截面0）

e=-0.544<0.45d=0.2025m（可） 又有： e=-0.544<0.2d=0.09m e0.544??1.21，可得： ?d0.45e??1?1.5?1?1.81?2.81

d?Rbdk?a?6.8?2.4（可）

N式中：Ra--混凝土极端限抗压强度，取1.4?104KPa。 4.9.2.截面7

e=-0.057m<0.2d=0.09m

?Rbdk?a?9.4?2.4（可）

N4.9.3墙底（截面8）偏心检查 e=0.0049<0.25d=0.1164m

其他各截面偏心距均小于0.45d。

4.10内力图

将内力计算结果按比例绘制成弯矩图M与轴力图N，如图4所示。

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图4 衬砌结构内力图

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第五章 隧道通风计算

5.1隧道需风量计算

5.1.1隧道通风基本参数：

道路等级：高速公路，分离式双向四车道； 计算行车速度：vt?80km/h； 空气密度：??1.20kg/m3；

隧道坡度及隧道长度：i?1.3% L?2607m 隧道断面积：

Ar?66.67m

隧道当量直径：

Dr?8.35m

设计交通量：

近期（2022年）：20000辆/天 远期（2032年）：30000辆/天

上下行比例为1：1，高峰小时系数为0.12 交通组成：

汽油车：小型客车15%，小型货车18%，中型货车24% 柴油车：中型货车24%，大型客车13%，大型货车6% 隧道内平均气温：tm?20?C。

5.1.2确定CO排放量

（1）取CO基准排放量为（每年按1.5%递减）：1995年为 qCO?0.01m3/辆?km 近期（2022年）：qCO?0.0066m3/辆?km 远期（2032年）：qCO?0.0057m3/辆?km （2）考虑CO的车况系数为：fa?1.0。

（3）依据规范，分别考虑工况车速80km/h,60 km/h,40 km/h,20 km/h,10 km/h（阻滞）。

不同工况下的速度修正系数fiv和车密度修正系数fd如表1所示。 （4）考虑CO的海拔高度修正系数：

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平均海拔高度：H=（1075.330+1108.840）/2=1092.085，fh1?1.3845

不同工况车速fiv、fd值 表1

工况车速（km/h） fiv i?1.3% fd 80 1.0 0.75 60 1.0 1 40 1.0 1.5 20 0.8 3 10 0.8 6 （5）考虑CO的海拔高度修正系数： 平均海拔高度：H=（1075.330+1108.840）/2=1092.085，fh?1.3845 （6）考虑CO的车型系数如表2

CO的车型系数fm 表2

车 型 各种柴 油车 小客车 1.0 1.0 汽油车 旅行车、轻型货车 2.5 中型 货车 5.0 大型货车拖挂车 7.0 fm

（7）交通量分解

2022年：单洞高峰小时交通量为20000×12%×0.5=1200辆/h 汽油车：小型客车180，小型货车216，中型货车288 柴油车：中型货车288，大型客车156，大型货车72。 2032年：单洞高峰小时交通量为30000×12%×0.5=1800辆/h 汽油车：小型客车270，小型货车324，中型货车432 柴油车：中型货车432，大型客车234，大型货车108。

（8）计算各工况下全隧道CO排放量：

vt?80km/h时，

1?0.0066?1.0?0.75?2607?1.3845?1.0?63.6?10?(288?156?72)?1.0?180?1.0?216?2.5?288?5.0] QCO近??1.328?10?2m3/s1?0.0057?1.0?0.75?2607?1.3845?1.0?3.6?106?(432?234?108)?1.0?270?1.0?324?2.5?432?5.0] QCO远??1.720?10?2m3/s

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同样可以计算其他各工况下CO排放量如表3所示：

各工况车速下CO排放量（单位10-2m3/s） 表3 工况车速（km/h） 近期CO排放量 远期CO排放量 80 1.328 1.720 60 1.771 2.293 40 2.656 3.441 20 4.250 5.505 10 8.500 11.011 注：交通阻滞时按最长1000m计算，两段分别计算后取较大值。 （9）最大CO排放量：由上述计算可以看出，在工况车速为10km/h时，CO排放量最大，为：

QCO近?8.500?10?2m3/s QCO远?11.011?10?2m3/s

5.1.3稀释CO的需风量

（1）根据规范，取CO设计浓度为：??330ppm。

（2）隧址设计温度tm?20?C，换算为绝对温度T=273+20=293K。 （3）隧址大气压无实测值，按下试计算： P?P0?e?ghRT

式中：Po——标准大气压，101325Pa； g——重力加速度，9.81m/s2；

h——隧址平均海拔高度：隧道平均海拔高度1092.085m； R——空气气体常数，287J/kg·K。

计算可得：

P=89204.5Pa

（4）稀释CO的需风量为： Qrep(CO)近8.500?10?2101325293????106?345.408m3/s

30089204.527311.011?10?2101325293????106?447.446m3/s

30089204.5273 Qrep(CO)远5.1.4烟雾排放量

（1）取烟雾基准排放量（按每年1.5%递减）1995年为： qVI?2.5m3/辆?km

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qVI近?1.66m3/辆?km qVI远?1.43m3/辆?km （2）考虑烟雾的车况系数：fa?1.0。

（3）依据规范，分别考虑工况车80km/h,60km/h,40km/h,20km/h, 10km/h (阻滞)； 不同工况下的速度修正系数fiv(VI)、车密度修正系数fd如表4所示

不同工况车速fiv(VI)、fd值 表4

工况车速（km/h） fiv(VI) i?1.3% fd 80 2.6 0.75 60 1.45 1 40 1.1 1.5 20 0.72 3 10 0.75 6 （4）柴油车交通量（计算过程同CO）如下： 2022年：

柴油车：中型货车288，大型客车156，大型货车72。 2032年：

柴油车：中型货车432，大型客车234，大型货车108。 （5）考虑烟雾的海拔高度修正系数： 平均海拔高度：H=1092.085，fh(VI)?1.3276 （6）考虑烟雾的车型系数如表5所示。

考虑烟雾的车型系数fm(VI) 表5

柴油车 轻型货车 0.4 中型货车 1.0 重型货车、大型客车、托挂车 1.5 集装箱车 3-4 （7）计算各工况下全隧道烟雾排放量： 当vt?80km/h时，得：

1?1.66?1.0?0.75?2607?1.3276?2.6??288?1.0?(156?72)?1.5]?1.961m2/s63.6?101QCO远??1.43?1.0?0.75?2607?1.3276?2.6??432?1.0?(234?108)?1.5]?2.533m2/s63.6?10同样可以计算其他各工况车速下烟雾排放量如表6所示。 QCO近?

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各工况车速下烟雾排放量（单位10-2m3/s） 表6 工况车速（km/h） 近期CO排放量 远期CO排放量 80 1.961 2.533 60 1.458 1.884 40 1.659 2.143 20 2.172 2.806 10 3.525 3.845 注：交通阻滞时按最长1000m计算，两段分别计算后取较大值。 （8）最大烟雾排放量。由上述计算可以看出，工况车速10km/h时，烟雾排放量最大，为：

QVI近?4.525m3/s QVI远?5.845m3/s 5.1.5稀释烟雾的需风量

（1）根据规范，取烟雾设计浓度为K?0.0065m?1，则烟雾稀释系数C?0.0065。 （2）稀释烟雾的需风量为：

3.525?542.31m3/s

0.00653.845?591.54m3/s Qreq(VI)近?0.00655.1.6稀释空气内异味的需风量

Qreq(VI)近?取每小时换气次数为5次，则有：

A?L66.65?2607?48.27m3/s Qreq（异）?r?n?t36005.1.7考虑火宅时排烟的需风量

取火宅排烟风速为Vr?3m/s，则需风量为： Qreq(火)?Ar?Vr?66.65?3?199.95m3/s 5.1.8结论

综合以上计算可知，本隧道需风量由稀释烟雾的需风量决定，为

3.525?542.31m3/s Qreq(VI)近?0.00653.845?591.54m3/s Qreq(VI)近?0.0065

5.2单向交通隧道射流风机纵向通风计算

5.2.1计算条件

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隧道长度：

Lr?2607m

隧道断面积：

Ar?66.67m

断面当量直径：

Dr?8.35m

设计交通量：

N近?1200辆/h

N远?1800辆/h

大车混入率： r1?19%

计算行车速度： vt?10km/h?2.78m/s; 需风量： Qreq近?542.31m3/s Qreq远?591.54m3/s 隧道设计风速： vr近?Qreq近Ar?4.18m/s,

Qreq远Ar vr远?隧址空气密度： ??1.20kg/m3; 5.2.2隧道内所需升压力

隧道内所需的升压力由以下三项决定：

?5.77m/s,

（1）空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出入口损失为：

?Pr近?(1??e??r?Lr?10001.22)??vr近?(1?0.6?0.025?）??4.182?48.16PaDr28.352 Lr?10001.22)??vr远?(1?0.6?0.025?）??5.772?91.77PaDr28.352

?Pr远?(1??e??r?（2）隧道两洞口等效压差。

由于无实测资料，引起隧道自然风流的两洞口等效压差取

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?Pn近??Pn远?10Pa （3）交通风产生的风压为： ?Pt?Am???n?(vt?vr)2 Ar2汽车等效阻抗面积：Am?(1?0.19)?2.13?0.5?0.19?5.37?1.0?1.88m2

1200?2607?312.82辆

3600?2.7781800?2607?469.22辆 n近?3600?2.7781.881.2??312.85?(2.778?4.18)2?10.41Pa 则： ?Pt近?66.6521.881.2??469.22?(2.778?5.77)2?71.09Pa ?Pt远?66.652 根据上述计算，采用可逆射流风机，可充分利用交通风产生的风压，两洞口存在的

隧道内车辆数：n近?等效压差由于较不稳定，应作为阻力计算，因此隧道内所需要的升压力为： ?P近?Pr近?Pn近?Pt近?48.16?10?10.41?47.75Pa ?P远?Pr远?Pn远?Pt远?91.77?10?71.09?30.68Pa 5.2.3隧道所需1120型射流风机所需台数 1120型射流风机每台的升压力为?Pj。 Aj?0.92m2；??AjAr?0.98?0.015；vj?30m/s 66.67

?近?vr近4.18v5.77??0.139?远?r远??0.192vj30vj30；

?Pj远?1.2?302?0.015?（1?0.192）?13.090Pa ?Pj近?1.2?302?0.015?（1?0.139）?13.948Pa 故： i近??P近98.19??3.65台?4台 ?Pj13.090?P远30.68??2.20台?3台 ?Pj远13.948 i远?

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由上述计算可以看出，近期需要4台，若按2台每组布置，可布置2组；远期需要3台，若按2台每组布置，可布置2组。由于远期和近期布置一样，可按远期布置，具 有一定的安全储备。

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第六章 隧道照明计算 6.1基本资料

隧道设计车速80km/h，双车道单向交通，水泥混泥土路面，纵坡1.3%,设计交通

量近期1200辆/h，远期1800辆/h，隧道内路面宽度W=9m，灯具安置高度5m，双侧对称布置。

6.2入口段计算。

6.2.1入口段亮度计算公式为 Lth?k?L20(S)

近期：Lth?k?L20(S)?4000?0.034?136cd/m2 远期：Lth?k?L20(S)?4000?0.039?156cd/m2

此处洞外亮度L20(S)取4000（南洞口），k为入口段亮度折减系数，近期取0.034，远期取0.039

6.2.2入口段平均照度：

近期 Eav?Lth?12?136?12?1632Lx（水泥混凝土路面换算系数取12） 远期 Eav?Lth?12?156?12?1872Lx 6.2.3入口段长度计算公式为 Dth?1.154Ds?查表得，Ds?98，h=5.5m，则 Dth?1.154?98?5.5?1.5?90.41m

tan10?h?1.5 tan10?6.2.4路面平均照度公式为

????M?NEav? W?S取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??45000，则入口段布灯间距为： (400W高压钠灯）近期 S?????M?NW?Eav?0.45?45000?0.7?2?1.93m 取1.9m

9?1632

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远期 S?????M?NW?Eav?0.45?45000?0.7?2?1.68m 取1.5m

9?18726.3过渡段计算。

6.3.1各过渡段的亮度和长度 （1）过渡段1的亮度和长度：

近期Lth1?0.3Lth?0.3?136?40.8cd/m2

远期Lth1?0.3Lth?0.3?156?46.8cd/m2 长度Dth1?72m （2）过渡段2的亮度和长度： 近期Lth2?0.1Lth?0.1?136?13.6cd/m2

远期Lth2?0.1Lth?0.1?156?15.6cd/m2 长度Dth2?89m （3）过渡段3的亮度和长度：

近期Lth3?0.035Lth?0.035?136?4.76cd/m2

远期Lth3?0.035Lth?0.035?156?5.46cd/m2 长度Dth3?133m 6.32各过渡段平均照度计算 （1）过渡段1

近期Eav1?12?40.8?489.6Lx 远期Eav1?12?46.8?561.6Lx （2）过渡段2

近期Eav2?12?13.6?163.2Lx 远期Eav2?12?15.6?187.2Lx （3）过渡段3

近期Eav3?12?4.76?57.12Lx 远期Eav3?12?5.46?65.52Lx 6.33各过渡段的布灯间距 （1）过渡段1

取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??28000 (250W高压钠灯）0.45?28000?0.7?20.45?28000?0.7?2?4.0m；远期S1??3.5m

9?489.69?561.6（2）过渡段2

近期S1?取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??16000 (160W高压钠灯）近期S2?0.45?16000?0.7?20.45?16000?0.7?2?6.9m；远期S2??6.0m

9?163.29?187.2

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（3）过渡段3

取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??9000 (100W高压钠灯）近期S3?0.45?9000?0.7?20.45?9000?0.7?2?11.0m；远期S3??9.6m

9?57.129?65.526.4基本段计算

基本段亮度 近期Lin?3.6cd/m2 Eav?3.6?12?43.2Lx

远期Lin?3.6cd/m2 Eav?3.6?12?43.2Lx

取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??6600，则基本段布置灯间距为： (70W高压钠灯）0.45?6600?0.7?2?10.7m （取10m）

9?43.20.45?6600?0.7?2?10.7m （取10m） 远期：S?9?43.2近期：S?6.5出口段计算

出口段亮度一般取基本照明亮度的5倍，即 近期：Eav?5?3.6?12?216Lx 远期：Eav?5?3.6?12?216Lx 出口段灯间距为：

取??0.45,W?9m,M?0.7,N?2,??16000 (150W高压钠灯）0.45?16000?0.7?2?5.18m （取5m）

9?2160.45?16000?0.7?2?5.18m （取5m） 远期：S?9?216 近期：S?6.6结论

根据上述计算可得：全部按照远期布置

入口段布置400W高压钠灯，间距1.5m；过渡段1布置250W高压钠灯，间距3.5m；过渡段2布置160W高压钠灯，间距6m；过渡段3布置100W高压钠灯，间距9m；基本段布置70W高压钠灯，间距10m；出口段布置150W高压钠灯，间距5m。

6.7调光

当洞外亮度和交通量发生变化时，入口段、过渡段、出口段照明亮度应根据洞外亮度和交通量变化分级调整。

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白天调光

分级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 晴天 云天 阴天 傍晚 亮度 调光 开所有灯 开一半的灯 开1/4的灯 开一半的灯 L20(S) 0.5L20(S) 0.25L20(S) 0.5L20(S)

分级 Ⅰ Ⅱ 交通量较大 交通量较小

亮度 与Lin相等 20.5Lin但不小于1cd/m 夜间调光

调光 开所有基本照明灯 开一半的基本照明灯

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第七章 施工组织设计

7.1概述

7.1.1工程内容

本标段所包含的铁炉子隧道设计为分两座分离式隧道：上行线全长1293.8米，下行线全长1293.8米，是所在高速公路工程施工中的控制性工程。 7.1.2施工安排

（1）隧道采用新奥法、机械化快速掘进施的施工方案，两头掘进开挖。Ⅴ级围岩地段采用环形开挖预留核心土法施工；Ⅳ级采用正台阶法施工。

（2）出渣运输采用无轨运输方式，先运至路基需填筑处，再将多余碴弃至洞外指定的弃碴场内，并按设计及地方环保部门要求做好挡护工程。

（3）为保证工程质量，喷射混泥土采用湿喷技术，采用整体式液压钢模衬砌台车全断面衬砌，仰拱先行，及时闭合断面，增强衬砌结构的承载能力。

（4)在进洞前，先施工管棚及护拱，在∮50管棚、超前小导管及护拱的保护下进行开挖。 7.1.3施工顺序

施工队伍进场后，马上进行设计图纸与实际情况的核对工作，并组织修筑施工便道，平整场地，修建临时生产、生活房屋及施工需要的临时设施，安装调试施工机械设备，组织材料进场，进行职工开工前技术岗位培训，为进洞作好准备。

进洞前作好洞顶天沟（截水沟），开辟施工场地，为正洞施工排水、出碴、通风提供条件。施工顺序安排：先开挖明洞及洞门土方，进行喷锚支护，然后开始暗洞开挖，施作二衬前浇注完明洞混凝土，接着进行二衬施工，最后施作洞门。正洞施工按照先主洞后横洞的顺序进行，避免施工干扰。施工中水沟、电缆沟紧跟衬砌，最后统一铺筑混泥土路面。

7.2施工方法及工艺

根据韩峪川隧道左、右线围岩情况，综合考虑隧道施工的技术难度，保证满足工期要求的前提下，Ⅴ、Ⅳ级围岩采用正台阶法施工。 7.2.1工程特点及主要技术措施 （1)工程特点

韩峪川隧道具有以下主要特点：

①开挖断面大。两隧道单向行驶均为2车道，Ⅴ级围岩最大开挖宽度12.80m，最大开挖高度10.12m，开挖断面106.3m2。

②埋深浅。隧道进、出口埋深浅，隧道上、下行进、出口均有明洞。

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③地质条件差。隧道穿越岩层为泥岩夹页岩，薄层构造，层理发育，易风化成碎片状。 ④地下水发育。地下水由大气降水补给，由于岩体破碎，地表水易于渗入，形成地下水。地下水使泥岩软化，使其强度大大降低。 ⑤洞口标高较高，进洞条件困难。 （2)主要技术措施

①由于地质条件差，隧道开挖采用线形微震爆破新技术和光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，并及时做好初期支护，必要时提前施作二次衬砌，以确保施工安全和工程质量。

②对于易出现塌方的Ⅳ、Ⅴ级围岩，采用超前小导管等预支护措施，确保安全通过。开挖采用短进尺、弱爆破，洞口段尽量采用机械开挖，以最大限度减少对围岩的扰动。 ③开挖方法，Ⅳ级围岩采用超短台阶法；Ⅴ级围岩采用拱部留核心土环形开挖法，上、下台阶同时钻孔同时爆破，以减少爆破次数和对围岩的扰动。Ⅲ级围岩采用全断面法，以便使用大型机械。

④二次衬砌两隧道均采用衬砌台车，先墙后拱施工，以保证衬砌的整体性和防渗性。 ⑤根据“新奥法”施工原理和要求，及时开展施工量测，做好信息反馈，以指导安全施工。

⑥加强排水措施，及时排除地下水，防止浸泡围岩。 7.2.2进洞施工方法

在按设计放线后，采用挖掘机为主开挖洞口土石方。

本隧道进出口端左、右线均为Ⅴ级围岩，洞口围岩稳定性差。为确保安全进洞，在左、右线进出口端进洞前，按设计要求施工φ89管棚、施作护拱，在管棚、护拱的掩护下进行洞口段开挖施工。 7.2.3明洞施工

隧道各口均有明洞，施工采用大开挖，开挖主要采用机械，局部坚硬岩石用控制爆破炸除。开挖前做好地表排水系统，开挖从上向下进行，随开挖随防护，防止滑塌。待暗洞掘进一定长度，不影响明洞混泥土衬砌安全时，进行先墙后拱全断面模注钢筋混泥土并及时做好防水层和回填，以确保安全，其工艺流程如下：

测量划线 →

开挖 →

边仰坡防护 →

台车就位 →

绑扎钢筋 →

灌注混泥土 →

做防水层 →

回填 明洞施工工艺流程图

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（1）洞口Ⅴ级围岩开挖

洞口为Ⅴ级围岩浅埋段采用超短台阶法开挖，下台阶滞后上台阶3-5m，上台阶的碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶，然后装运出碴。

由于洞口围岩风化破碎，为了防止洞口坍塌和能顺利进洞，采用∮50小导管注浆进行超前支护围岩，开挖后及时做初期支护，并用工字钢架加强初期支护。开挖进尺控制一次立一榀工字钢拱架，以保证施工安全。为保证洞口稳定，在明洞衬砌外施作2m套拱,支挡仰坡,防止坍塌。

洞口开挖主要用机械进行，若有坚硬岩石时则采用控制爆破炸除，以降低震动减少对围岩的扰动。并且控制每次开挖进尺0.8m，即一榀工字钢拱架间距，以便及时架立钢拱架支护围岩，确保安全。

洞口开挖工艺流程如下图。

补施打测量划线 → 施做套拱 → 小导管并注浆 → 开挖 → 装碴运输 初喷→ 混泥土 打锚→ 杆挂网 → 喷混架钢拱架 → 泥土至设计厚度 → 下一循环

若使用爆破开挖时,其作业循环时间见表5-4。

作业循环时间 表5-4

打小项目 测量导管钻孔 装药通风清除补喷初喷混泥土 装碴运输 打锚杆挂网 立钢支撑 混泥土至设计厚度 合计 划线 并注浆 爆破 除尘 危石 时间

1.0 3.5 2.0 1.0 0.5 0.5 1.0 3.5 2.0 1.5 3.0 19.5 57

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7368.html