公路隧道毕业设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

榆树坪隧道综合设计

(长安大学公路学院西安710064 )

摘要：

本设计按照“新奥法”施工的要求，对某山岭二级公路上的榆树坪隧道进行了综合设计。主要内容包括：路线方案的拟定比选、隧道横纵断面设计、隧道衬砌结构设计、路基路面防排水及管线沟槽设计以及施工组织设计，并进行了隧道二次衬砌的结构计算，IV级围岩隧道施工阶段分析，同时还完成了隧道通风、照明的计算及设计。关键词：

隧道新奥法防排水衬砌结构

通风照明监控测量结构计算

第一章隧道设计说明书

一、设计概况

榆树坪隧道位于吴旗县，是连接刘河湾，胜利山，贺石湾，洛源桥，榆树坪地区的山岭二级公路区段上重要的通道，该地区为构造剥蚀侵蚀低山地貌，地质地形复杂，拟建隧道经过区域地表地形整体起伏较大，其中最低标高1252.0m,最高标高1512.0m。该隧道拟设计为单洞双向隧道，该隧道为整体一段，入口桩号K0+015，出口桩号K2+140.87，全长2125.87m，采用双坡，坡度为第一段1.25%，第二段-1.5%。隧道行车道宽度按照设计行车速度60km/m考虑。明洞施工按明挖法施工，暗洞按“新奥法”施工。隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌，并采用高压钠灯光电照明、射流风机机械通风；隧道洞门形式根据地形条件采用入口削竹式，出口端墙式洞门。隧道围岩以较为破碎的白云岩、片麻岩、玄武岩、页岩、变质砂岩为主，围岩级别以Ⅲ，Ⅳ、Ⅴ级为主。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

二、隧道主要技术标准

定的远景交通量设计，采用单洞双向隧道

公路等级：山岭重丘二级公路

设计交通量：262辆/h（近期）,540/h（远期）

隧道设计车速：60km/h

隧道建筑限界

根据《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）规定确定：

行车道： W=2×3.50m

侧向宽度： L

L

=0.50m

余宽： C= 0.25m

人行道宽： R=1.00m

限界净高： 5.00m

隧道净高： 7.09m

检修道高： 0.25m

三、隧道设计标准规范

《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）

《公路隧道施工技术规范》（JTJ042—94）

《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1—1999）

《公路隧道勘测技术规范》（JTJ063－85）

《公路工程技术标准》（JTJ001—97）

四、隧道工程水文、地质

（一）自然地理概况

1.地形地貌

隧道地处北大巴山加里东褶皱带，该褶皱束位于北大巴山加里东褶皱带的北部，山脉大致呈西北——东南走向，该处主峰胜利山海拔1512.0m,山脊呈南北走向，南

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊侧山坡陡峭，坡度一般在40°左右，局部达到55°，北侧山坡平缓，坡度一般在20°左右。地貌上属于有变质岩、沉积岩组成的低山地貌。

2.气象水文

该地区属暖温带半湿润季风气候地带。具有温暖、雨量适中、四季分明、雨热同季。年平均气温13℃，≥0℃积温4826.7℃，持续期长达299天；≥10℃积温4224.6℃，持续期长达204天；≥20℃积温2488.0℃，持续期长达98天，无霜期212天。多年平均降水量为833.3mm ，主要集中在夏秋两季，为537.9mm，占全年降水量的72.6%。年平均风速1.9米/秒，最大风速17米/秒。雨季主要集中在夏季，占全年降水量65%左右。山区地质情况较为复杂，植被丰富，以高大乔木、灌木为主，自然景观优美，野生动植物种类繁多。隧道所处地区属于洛河水系，区内有川道。

（二）地质构造特征

1.地层岩性

1)强风化砂质板岩：灰至灰黑色，变余结构，板状构造，矿物成分以砂质、绢云母

为主，岩石较软手掰不易断，节理裂隙发育，岩芯多呈短柱状至长柱状。

2)玄武岩灰黑至灰色，主要矿物成分为斜长石和辉石呈隐晶质细粒或斑状结构气

孔或杏仁状构造，致密性坚硬、脆性，强度很高。

3)大理岩由灰石岩或白云岩经重结晶变质而成，等力变晶结构，块状构造。主要

矿物成分为方解石，遇稀盐酸强烈起泡，长呈白色，浅红色淡绿色，深灰色。4)白云岩主要矿物为白云石，也有方解石和粘土矿物，结晶结构硬度较高稳定性

较石灰岩好。

5)片麻岩具有典型的片麻状构造变晶或变余结构，一般晶粒粗大，主要矿物为适

应和长石，还有云母，角闪石，辉石等。颜色视深色矿物含量多少而定，其强度较高。

6)页岩由粘土脱水胶结而成，以粘土矿物为主。大部分有明显的薄层理，成叶片

状，易风化，强度低与水作用易于软化而丧失稳定性。

7)砂岩砂质结构由50%以上粒径介于0.05―0.2mm的砂粒胶结而成粘土含量小于

25%，结构疏松强度和稳定性不高。

8)闪长岩灰黑至黑，主要矿物成分为斜长石、辉石和角闪石，呈斑状结构，块状

构造或条带构造，致密性坚硬、脆性，强度很高。

2.构造特征

隧道地处北大巴山加里东褶皱带，该褶皱束位于北大巴山加里东褶皱带的北部。隧址区位于高坪——老县街复向斜，有断层通过，隧道进出口段斜坡岩层产状为18659

∠，隧道出口岩层产状为18054

∠，节理及发育。

3.断层

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

隧道区内断层较发育，已查明断层2条，以北东向断层为主，次为近西向，亦见南北向断层。断层性质以压纽性、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、压纽性、扭性为主，且规模较大，晚期以张性为主，规模小。对隧道有影响的断层没有。

4.地震活动及地壳稳定性概略分析

勘查区位于扬子板块西北缘，根据板块运动的观点，其构造运动微弱，故勘查区在大地构造位置上属稳定地段。

勘查区属华南地震区秦巴地震亚区汉中地震带，虽断裂构造发育但活动性断裂不甚发育，地震活动微弱，属弱地震活动区。该地震带多为3级以下弱震，4级以上地震自公元前1177年至980年间共发生8次，主要分布在汉中市区（3次），新集（1次），略阳（1次）阳县（1次）等处，最大震级为5.5级，发生于1636年，震中位于汉中市区。根据国家地震局资料，勘查区的地震基本烈度为Ⅵ度预测未来最大震级为5级，因此，可以认为勘查区为相对稳定区。

（三）水文地质条件

榆树坪隧道全长2125.87m，最大埋深约为357m，属于深埋长隧道。根据地表调查，隧道区主要接受大气降雨垂直补给，总体水量较丰富。地下水主要接受大气降雨的垂直补给，按照隧道用水分类标准，进出口V级围岩范围内，由于岩体极破碎，雨水会沿裂隙下渗，出现淋雨状，当岩体较完整时，出水状态属于渗滴涌水。

本次涌水量估算方法采取极限状态下(多年日最大降水量)降水入渗法：

2.74

Q a F P

=⨯⨯⨯进行计算。

（四）不良地质现象

据地面调查，隧道区无崩塌、滑坡、泥石流、危岩等不良地质现象，场地天然稳定性良好。

（五）隧道围岩类别

1.隧道围岩级别划分依据和原则

隧道围岩类别主要依据岩石弹性波速度，岩石饱和极限抗压强度、岩石质量指标，并结合岩石风化程度、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。

依据上述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》（JTJ026-90）提供数据为围岩级别划分

标准。

2)遇断层破碎带，围堰类别较同类岩石降低1--2级，影响带推至洞底以上40—80m

与断层交界处。