隧道工程课程设计报告书

隧道工程课程设计姓名：张业学号：2013104213班级：20131042班指导老师：刘敬辉日期：2016年7月1号word完美格式设计说明书目录一、原始资料二、设计任务及要求三、设计步骤四、施工方法的选择五、参考文献word完美格式一、原始资料(一) 地质及水文地质条件风门凹隧道穿过山地丘陵，按小净距隧道设置。

隧道区地层岩性主要由第四系坡积亚粘土及老虎坳组砂岩层组成，具体如下：a、覆盖层：主要为坡积亚粘土（ Q d l），为隧道区表土层，黄色，略带红色，稍湿，硬可塑～硬塑，含少量砂砾及碎石，表层含少量植物根系，坡积成因。

层厚不均匀，最薄处为1 . 10 m 见于ZK144号孔，最厚处为4.00m见于ZK143号孔，地层编号为9。

做标贯试验1次，实测24击。

其主要的物理力学指标为：含水率=21.5%，天然密度2.06g/cm3，直剪凝聚力= 2 3 . 7 k P a，内摩擦角=24.7°。

b、基底：按风化层分为全~微风化岩层。

1）、全风化砂岩（ Qe l）：黄色为主，局部夹褐色等杂色，岩芯已风化呈亚粘土状，含少量砂砾，矿物基本已完全风化，难辨原岩结构，稍湿，硬塑～坚硬土状。

主要见于Z K 1 4 3号钻孔一带，层厚为9 . 0 m。

地层编号为1 3 - 1 - 6。

做标贯试验3次：实测击数最大值=46、最小值=39、平均值=42。

直剪凝聚力=30kPa，内摩擦角=31°，压缩模量=1 0MP a，容许承载力［σ0］ = 2 8 0 k P a 。

word完美格式2）、强风化砂岩（ D 2 l）：黄色，褐色，岩芯呈半岩半土状，矿物大部分已风化，略可辨原岩结构，夹少量弱风化碎块，底部分含量变大，岩质软，手捏易散，遇水易软化。

广泛分布，层厚1 0 . 4 ~ 2 6 .0 m。

地层编号为1 5 - 2 - 6 。

3）、弱风化粉砂岩（ D2 l）：灰色、褐色，、岩芯十分破碎，节理裂隙发育，取芯困难，钻进容易。

见于Z K 1 4 4号钻孔，揭示厚度2 3 . 5 m。

地层编号为1 5 - 3 - 4。

岩石完整性系数KV＝ 0.29。

4）、弱风化砂岩（ D2 l）：褐黄色，夹红色，黑色等杂色，岩芯呈碎石、碎块状，裂隙很发育，钻进较慢，岩质较硬，敲击声稍沉，略有回弹，局部岩质坚硬，风化程度低，较新鲜，接近微风化，破碎较上部完整，钻进缓慢，锤击声清脆，震手，有回弹感。

层厚极不均匀，最薄处为3.7 0 m见于ZK 144号孔，最厚处为1 5 . 0 0 m 见于ZK143号孔，平均厚度为9 . 3 5 m。

地层编号为1 5 - 3 - 6 。

5）、微风化泥质粉砂岩（ D2 l）：灰白色，泥质结构，手摸有滑腻感，指甲可刻动，钻进较易，岩石较完整，呈短柱-长柱状，锤击易碎，节理裂隙较发育，呈闭合状。

见于Z K 1 4 4号钻孔一带，厚度为3 . 6 0 m。

地层编号为1 5 - 4 - 4 。

6）、微风化砂岩（ D2 l）：灰白、灰黄色， 30 m以上岩芯十分破碎，岩芯呈碎块状，岩质坚硬，较word完美格式微硅化，采取率低，锤击不易碎， 30 - 41. 4 m岩石坚硬较完整，钻进缓慢，硅化， 4 1 . 4 - 5 5 . 2 m 较破碎，呈碎块状-短柱状，硅化。

见于ZK 1 4 4号钻孔一带，厚度为4 7 . 7 0 m。

地层编号为1 5 - 4 - 6。

岩石完整性系数KV＝ 0.61～ 0.90。

(详细地质资料示于隧道地质纵断面图中)。

(二) 线路条件隧道建设规模按双洞六车道修建，设计行车速度为1 2 0 k m / h 。

，线路坡度及平、纵面见附图，隧道建筑限界高5m，洞内路面宽度1 1 . 2 5 m，两侧设路缘带及检修道。

详见“隧道内轮廓及建筑限界图”。

word完美格式word 完美格式(三) 施工条件具有一般常用的施工机具及设备, 交通方便, 原材料供应正常, 工期不受控制。

附： (1) 1:2000的风门凹地形平面图二张；(2) 隧道地质纵断面图一张。

二、设计任务及要求(一) 确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度(二) 在1:2000的地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线；(三) 确定洞身支护结构类型及相应长度，并绘制Ⅳ类围岩地段复合式衬砌横断面图一张(比例1:100)；(四) 人行横通道布置示意图以及射流风机布置示意图(五) 按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法，并绘制施工方案横断面分块图及纵断面工序展开图(六) 将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏三、设计步骤（一）隧道洞门位置的确定洞门位置的确定与洞门结构形式、边仰坡开挖方式、洞口附近地形、地质及水文地质条件有关。

先在1:200的洞口地形平面图上用作图法初步确定洞门位置, 然后在实地加以核对和修正。

为了保证施工及运营的安全, 《隧规》提出了“在一般情况下，隧道宜早进洞，晚出洞”的原则。

即尽量避免开挖深路堑，以确保洞口边、仰坡稳定。

洞口围岩级别V，边坡仰坡的坡率取1:1.5，控制高度18米。

word完美格式采用作图法确定洞门位置，左线选择翼墙式洞门、右线选择端墙式洞门。

1.左线翼墙式洞门（甲式开挖）甲式开挖后的边、仰坡范围由六个面组成：即一个仰坡面，两个边坡面，两个边仰坡的弧形联接面和一个路基面构成。

在确定洞门位置时，可以近似将洞口路基面视为一个水平基准面。

具体步骤如下：（1）根据选定的洞门结构型式查得洞门墙顶半宽B m=15.45m，翼墙端点至洞门里程的距离C=6m（见图1）word完美格式word 完美格式(2) 计算H 路基＝H 轨顶－Δ=93.292m-0.9m=92.393m注：在标准图中Δ是用h 2表示。

H 控制＝H 路基＋H 设计=92.393m+18m=110.393md ＝H 设计×m=18m ×1.5=27m式中： H路基——路基面设计标高； H轨顶——内轨顶面标高；H设计——最大设计开挖高度； H控制——控制等高线标高;Δ——由轨顶面至路基面的垂直距离； 1：m——边、仰坡坡率；d ——边坡坡脚至等高线上控制点a的水平距离；b ——洞门位置至仰坡坡脚水平距离(可由标准图中查得)；(3) 在1：500地形平面图上找出数值为H控制的等高线；(4) 沿线路中心线两侧作宽度为路堑底宽度之半的两根平行线Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ；(5) 以d为半径，沿Ⅰ－Ⅰ（或Ⅱ－Ⅱ）线移动，找出与控制等高线相切的点a后，在Ⅰ－Ⅰ线（或Ⅱ－Ⅱ线）上标出圆心O点；(6) 从O点向洞内方向移动C的距离得一点P，过P点作线路中心线的垂线PP′，则PP′即为甲式开挖时的洞门位置；(7) 按比例在1：500地形平面图上绘出洞门结构平面示意图。

word完美格式2.右线端墙式洞门（乙式开挖）乙式开挖范围比较复杂，由10个面组成，即一个仰坡面、二个弧形联接面、两个洞门墙顶的边坡面、两个不同路基宽度联接面、二个边坡面和一个路基面，其具体步骤如下：(1)根据选定的洞门结构型式找出洞门墙顶半宽度B m=19.35m，仰坡脚至洞门起点的水平距离b=2.5m 以及仰坡脚至路基面的垂直距离h顶沟=8m（见图2）；word完美格式(2) 计算H路基=H轨顶－Δ=97.399m-0.9m=96.499mH控制＝H路基＋H设计=96.499m+18m=114.499md＝(H设计－h顶沟)×m=(18m-8m) ×1.5=15m式中：d—仰坡脚至控制等高线上的控制点a的水平距离，其他符号意义同上；(3) 在1：500地形平面图上找出数据为H控制的等高线；(4) 沿线路中心线两侧作宽为洞门墙顶宽度之半（即B m)的两根平行线Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ；(5)以d为半径沿Ⅰ—Ⅰ线（或Ⅱ—Ⅱ线），找出与控制等高线相切的点a，并在Ⅰ—Ⅰ（或Ⅱ—Ⅱ）线上标出圆心O点；(6)从O点向路堑方向移动b的距离，得一点P，过P 点作线路中心线的垂线PP′，则PP′即word完美格式为乙式开挖时洞门位置；(7)按比例在1：500地形平面图上绘出洞门结构平面示意图，并标出洞门里程及其轨顶面标高。

当进出口洞门位置确定以后，隧道起、终点里程之差即为隧道长度。

注意隧道起、终点的里程系按隧道洞门墙外表面与线路内轨顶面的交点计算。

(二) 绘制隧道洞口边、仰坡开挖线1．仰坡开挖线（见图3）风门凹左线广州端隧道进口仰坡坡脚标高为106m，仰坡坡率为1：1.5，为了求得仰坡与地表面的交线，先计算仰坡的等高线距仰坡坡脚的水平距离d1、d2、d3……等。

对于108m等高线d1=(108-106)×1.5=2×1.5=3m对于110m等高线d2=(110-106)×m=4×1.5=6mword完美格式word 完美格式 然后在图中按比例作与洞门墙平行且相距为d1的1－1线，交108m 等高线于① 点 ，作 2－2 线 与 洞 门 墙相距为d2交110m 等高线于②点 ， 以此类推 ，用虚线连接a 、① 、②、…… 各 点 即 为 仰 坡 开 挖 线 。

2. 绘制边坡开挖线的方法 (参见图3 )其原理同前，若边坡坡脚标高为92.3m，边坡坡率1：n＝1：1.5，则不同标高位置的边坡顶点至边坡坡脚的水平投影距离为：C 1＝(94－92.3)×n＝2.55mC 2＝(96－92.3)×n＝5.55m3.绘制仰坡与边坡交角处开挖线其原理同前，但是应注意当洞门开挖方法不同时，其刷坡起算点不同，即采用甲式开挖时，起坡点为翼墙端点G，而采用乙式开挖时，起坡点为仰坡坡脚K(参见图4)。

当仰坡坡率与边坡坡率不同时，采用坡率逐渐变化的方法进行过渡。

如若边坡坡率1：n＝1：0.5，仰坡坡率1：m＝1：1，则可以起坡点为圆心，每隔18°作一射线，则放射线的坡率相应为1：0.8，1：0.85，1：0.90，1：0.95，1：1，然后用前述方法作出交角处的开挖线。

(三) 确定洞身衬砌结构类型及长度并绘制1:100的衬砌横断面图1．确定洞身衬砌结构类型及长度隧道通过地段的地质情况常有变化，应按其不同围岩类别选用不同类型的衬砌。

在两类衬砌连接处，word完美格式围岩较差地段的衬砌断面应向围岩较好地段作适当的延伸，一般延伸长度为5～10m。

隧道洞口地段由于覆盖层较薄，地质条件差，衬砌结构设计应慎重从事，通常都予以加强，一般隧道应在洞口位置设置不小于5m长的加强衬砌，衬砌加强地段的衬砌断面视地形地质实际情况，可选用低一级甚至两级围岩类别的衬砌断面。

对于曲线地段的衬砌断面都要加宽。

注意：计算后的数值应取为10的整倍数，以方便现场制模。

各类围岩相应的衬砌断面，可查阅相应的标准图，并将选用的衬砌断面的标准图号、加宽值、长度，分别逐段填入总布置图中，各段长度一般应取米的整数。