隧道课 程 设 计 说 明 书

课程设计说明书

课程名称____隧道工程_________

学生姓名____严若明 _________

指导教师____傅鹤林 _________

学院____土木工程学院_____

专业班级____土木0902班______

2012年9月

一、原始资料

（1）设计标准：高速公路分离式隧道，双向四车道，设计时速100km/h。

（2）地形条件：区域海拔高度50~160米，具体见地形图

（3）地质条件：隧址区主要分布页岩、大理岩、闪长岩及第四系地层，地下水发育水平一般，地质条件较为复杂，具体见地质纵断面图。

（4）线形条件：本线路受工程总体控制，路线平、纵线形已经确定，具体见地质平面图和纵断面图。

二、设计任务及要求

（1）参考《公路隧道设计规范》，根据任务书给定的技术标准，确定隧道建筑限界，设计隧道内轮廓线。

（2）确定隧道四个洞口的位置，绘制在隧道地质平面图上，并进行其中一个隧道洞门的结构设计。

（3）确定隧道内各级支护衬砌结构类型和长度，并填入隧道纵断面图中，绘制隧道Ⅴ级或Ⅳ级围岩复合式衬砌横断面设计图。

（4）*采用ANSYS软件及给定命令流，计算衬砌结构内力，验算衬砌结构的安全系数。（选作）

（5）根据需要在平面图中布设人行或车行横洞。

三、提交的成果

（1）设计说明书1份；

（2）隧道地质平面图1张（修改完善）；

（3）隧道纵断面图1张（修改完善）；

（4）隧道建筑限界和内轮廓线设计图1张；

（5）隧道复合式衬砌设计图1张。

（6）隧道衬砌结构计算书1套。

四、隧道洞门设计

(一)隧道建筑限界

隧道建筑限界采用《JTG B01-2003. 公路工程技术标准[S]》、《JTG D70-2004.公路隧道设计规范[S]》及《JTG-T D71-2004. 公路隧道交通工程设计规范[S].》推荐的方法，采用高速公路分离式隧道，双向四车道，设计时速100km/h一级公

路的标准确定，宽度0.75(J)+0.50(L L )+2×3.75(W)+1.00(L R )+0.75(J)（单位：m ），建筑限界高度H=5.00m ，具体见图1。根据隧规表4.4.1条设计速度100km/h 时，右侧检修道宽度不宜小于1.0m 。故隧道左右两侧检修道宽度分别采用0.75m 、1.00m 宽，当设置检修道或人行道时不舍余宽，隧道步道高度根据隧规4.4.2条条文说明中的建议值并考虑到检修方便等因素，统一设置为40cm 高。根据隧规4.4.1条条文说明，由于隧道为单向交通，隧道路面横坡设计为单向坡，坡度取1.5%。

R

L

图1 公路隧道建筑限界图（单位取：cm ）

H ：建筑限界高度；W ：行车道宽度；L L ：左侧向宽度；R L ：右侧向宽度；J ：检修道宽度；h ：检修道宽度；L E ：建筑限界左顶角宽度；R E ：建筑限界右顶角宽度；

(二)隧道内轮廓确定

隧道净空断面的确定不仅要满足隧道建筑限界的要求，还要考虑隧道通风、照明、运营管理设施所占的空间及施工误差。同时还应对衬砌结构的受力特征、地震影响、工程造价等因素进行比较，既要满足功能要求，又要受力均匀、经济合理。经过分析计算比较，隧道采用《公路隧道设计规范》推荐的单心圆形式：

按《公路隧道设计规范》附录B所示的隧道内轮廓统一标准，即拱部为单心圆，侧墙为大半径圆弧，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。本设计设计了一个带仰拱隧道标准断面，内轮廓净空面积82.68m2，周长33.21m，如图所示：

图2隧道内轮廓断面图（单位：cm）

图2 带仰拱衬砌内轮廓断面图（单位：cm）

(三)隧道进出口位置确定

查《公路隧道设计规范》得表7.2.1 洞口边、坡控制高度表

左线东村端进洞口属于Ⅴ级围岩开挖，设计高程57.11m，根据隧道衬砌断面设计得知，隧道开挖高度为9.99m，路面标高至拱顶衬砌外轮廓高度7.96m，洞口设计埋深为5m，所以控制等高线高程为h=57.11+7.96+5=70.07m，取70m。所以洞口位置设置在等高线为70m与隧道线路中线相交之处，根据地形平面图测定洞门里程为K0+976，洞口里程为K0+987，选定边、仰坡坡率为1:1.25，洞

口切坡之后，根据地形条件，洞口宽度设计为15m，边坡开挖长度设计为L=（7.96+5）×1.25=16.2m，围岩级别为Ⅴ级围岩，洞门结构形式采用翼墙式。

左线竹园端出洞口属于Ⅴ级围岩开挖，设计高程39.03m，根据隧道衬砌断面设计得知，隧道开挖高度为9.99m，路面标高至拱顶衬砌外轮廓高度7.96m，洞口设计埋深为5m，所以控制等高线高程为h=39.03+7.96+5=51.99m，取52m。所以洞口位置设置在等高线为52m与隧道线路中线相交之处，根据地形平面图测定洞门里程为K1+787，洞口里程为K1+777，选定边、仰坡坡率为1:1.25，洞口切坡之后，根据地形条件，洞口宽度设计为15m，边坡开挖长度设计为L=（7.96+5）×1.25=16.2m，围岩级别为Ⅴ级围岩，洞门结构形式采用翼墙式。

右线竹园端进洞口属于Ⅳ级围岩开挖，设计高程39.12m，根据隧道衬砌断面设计得知，隧道开挖高度为9.99m，路面标高至拱顶衬砌外轮廓高度7.96m，洞口设计埋深为5m，所以控制等高线高程为h=39.12+7.96+5=52.08m，取52m。所以洞口位置设置在等高线为52m与隧道线路中线相交之处，根据地形平面图测定洞门里程为K1+770，洞口里程为K1+750，选定边、仰坡坡率为1:0.75，洞口切坡之后，根据地形条件，洞口宽度设计为15m，边坡开挖长度设计为L=（7.96+5）×0.75=9.72m，围岩级别为Ⅳ级围岩，洞门结构形式采用翼墙式。

右线东村端出洞口属于Ⅴ级围岩开挖，设计高程39.12m，根据隧道衬砌断面设计得知，隧道开挖高度为9.99m，路面标高至拱顶衬砌外轮廓高度7.96m，洞口设计埋深为5m，所以控制等高线高程为h=39.12+7.96+5=52.08m，取52m。所以洞口位置设置在等高线为52m与隧道线路中线相交之处，根据地形平面图测定洞门里程为K0+976，洞口里程为K0+995.4，选定边、仰坡坡率为1:1.25，洞口切坡之后，根据地形条件，洞口宽度设计为15m，边坡开挖长度设计为L=（7.96+5）×1.25=16.2m，围岩级别为Ⅴ级围岩，洞门结构形式采用翼墙式。（四）隧道洞门设计

左线东村端进洞口洞门见设计图。

(五)隧道支护结构设计：

1、设计隧道采取复合式衬砌，根据《公路隧道设计规范》，初期支护采用锚喷支护，由喷射混凝土、锚杆、钢筋网组合使用，锚杆采用全长粘结锚杆。

2、二次衬砌采用模筑钢筋混凝土结构，混凝土强度等级选用C30，受力钢筋