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[热门文章] 隧道工程设计

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13717811933 发表于 2019-10-24 08:18:33 | 只看该作者 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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XX高速XX隧道设计

                               
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总体工程简介
XX至XXXX高速公路为~条四车道高速公路,全长31.525公里。XX高速公路是完善XX省“大”字形公路主骨架,使XX省高等级公路与骨架规划的骨架主干线相连形成交通网的主干道。本路北接去XX的207国道,西经规划的XX市环城高速公路,接即将建成的XX~XX高速公路;东南至省界,延伸后与XX省XX—XX(XX)高速公路相衔接。本项目的建设是敞开XX省南大门,形成XX东南出口的主要通道。对提高汽车运输效率,改善XX东南的投资环境,发展外向型经济具有重要作用。
隧道概况
经实地勘测,XX隧道起讫桩号:LK12+580~LK13+680,右线RK12+575~RK13+680隧道工程地质条件主要通过地质调绘、挖深、震探、钻探等手段完成。其成果见附图。
XX隧道左线长1100m,右线长1105m,进口位于寺北庄村南500m处,出口位于石涧沟。隧道断面为单心圆。除明洞为整体式衬砌外,洞身采用复合式衬砌。洞内Ⅱ、Ⅲ类围岩段采用橡胶防水板加土布全断面防水,且其后设软式透水管排水。Ⅳ、Ⅴ类围岩原则上不设防水板,根据实际情况,有水地段予以加铺。洞口设高压钠灯照明,全射流纵向式通风。
XX隧址区位于山岭区,地形起伏变化教大,地面标高在650.00~1016.00m之间,隧道最大埋深达330m。沟谷发育,纵横交错,多呈“V”型谷的过渡类型。
横断面设计

                               
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横断面式的选择

                               
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单心圆拱
这种型式的优点是在围岩压力作用下,结构受力条件较好,而且对于施工方便,做成施工摸板都较方便,其缺点就是在拱部车辆限界以外开挖面积较大。
单心圆拱内轮廓尺寸的计算
如下图所示,梯形ABCD是隧道拱部的建筑限界衬砌内轮廓线应是此梯形的外接圆,即拱部圆弧须通过A、B、C、D四点,而此时断面最经济。


                               
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坦顶三心圆拱
当围岩稳定,层状岩层较厚,节理不发育,垂直荷载也较小,且拱部没有通风照明设施时,采用坦顶三心圆拱形式比较经济,开挖量较小且能接近隧道的车辆限界。
根据坦顶三心圆拱的特点,设计上多先将拱顶两侧小拱半径及圆心角固定为特定值,然后利用拱部中间段的调整拱轴线来棉组限界的要求,经过计算与分析,认为 =60°比较适当,这样拱部约有2/3的拱轴线可以通过,调整变化部分仅有1/3。
坦顶三心圆内轮廓尺寸的计算
如下图,三心圆拱内轮廓线应经过隧道限界上的A、B两点,而曲率变化点C应在BC弧内。


                               
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尖顶三心圆拱
根据道路隧道车辆限界的特点,在没有通风、照明设施时,此种型式拱部开挖面积较大,不够经济,且施工复杂。将拱内轮廓线与建筑限界上A、B两点相接,并B点定为曲率变化点,两侧小圆拱半径的圆心为隧道中线与起拱线交点,如下图所示:


                               
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横洞设计

                               
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车行横洞设计
车行横洞主要用于一条隧道产生了交通阻塞,则该隧道的车辆可通过车行横洞进入另一隧道行驶,起疏散交通之用,属应急设施,故可以设计成单车道,由于宽度不大,其围岩受力情况变化不大,根据经验采用直墙单心圆拱型式,其横断面尺寸如下图所示:


                               
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人行横洞设计
人行横洞主要是为了方便两单行隧道行人而设置,由于隧道位于高速公路,故行人不会很多,只需两个人行横洞即可满足要求。
根据经验,其横断面采用单心圆拱型式,其横断面尺寸如下图所示:


                               
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明洞横断面图
喷锚衬砌设计
深埋Ⅱ类围岩衬砌设计
隧道开挖厚,首先喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,根据实际地质情况,采用22砂浆锚杆L=300cm,纵、环向间距80cm,加钢垫板20×20×1m为加强支护采用8钢筋网20×20cm布置。由于隧道处于深埋状态,围岩压力较大,极易发生围岩松动和掉落现象,需架设4×25格棚拱架,间距80cm,然后喷射25﹟混凝土厚25cm进行第一次支护,安设放水设备后,进行第二次支护,即模筑25﹟混凝土厚40cm的永久支护。

                               
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Ⅱ类围岩衬砌横断面图
Ⅲ类围岩衬砌设计
隧道开挖后,首先喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,根据实际地质情况,采用22砂浆锚杆L=300cm与L=250cm间隔布置,其中纵向间距拱部100cm,墙部120cm,为防止松动围岩掉落,采用8的钢筋网,并用间隔1m的钢拱架支撑拱部,喷射16cm厚25﹟的混凝土进行第一次支护,安设防、透水设备,经检验变形稳定后,模筑35cm25﹟混凝土进行第二次支护。

                               
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Ⅲ类围岩衬砌


                               
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Ⅲ类围岩衬砌横断面图
Ⅳ类围岩衬砌设计
Ⅳ类围岩属于较稳定围岩,两曲墙可不设锚杆,为防止其垂直地压作用于拱部,使拱部产生过大的变形,其拱部须设锚杆,关于锚杆的长度与间距的计算,根据实际地质情况,在拱部打入22的砂浆锚杆,长度在200cm与250cm之间,拱部间距150×150cm,喷射25﹟混凝土12cm进行第一次支护,待围岩变形稳定后,模筑25﹟防水混凝土35cm进行第二次永久支护。

                               
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Ⅳ类围岩衬砌横断面图
Ⅴ类围岩衬砌设计
隧道开挖后,首先喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,根据实际地质情况,在拱部打入22的砂浆锚杆,长度L为200cm间距采用150×150cm布置喷射25﹟混凝土5cm进行第一次支护,待围岩变形稳定后,安设防、透水设备,并模筑25﹟混凝土30cm进行第二次永久支护。

                               
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Ⅴ类围岩衬砌设计图


                               
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Ⅴ类围岩衬砌横断面图
Ⅵ类围岩衬砌设计
紧急停车带较行车带宽,围岩压力变大,需加强支护条件,以防止强大的松散土压对隧道产生破坏,隧道开挖后,随即喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,采用22砂浆锚杆,长度250cm,拱部间距120×120cm布置,然后安设8的钢筋网25×25cm,喷射25﹟水泥混凝土15cm进行第一次支护,待围岩变形稳定后,安设防、透水设备,模筑35cm厚的25﹟放水混凝土作为永久支护。

                               
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Ⅵ类围岩衬砌设计图
Ⅴ类围岩紧急停车带衬砌设计
隧道开挖后,马上喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,根据实际地质情况,在拱部打入22长度为200cm的砂浆锚杆,拱部间距150×150cm,然后喷射20﹟厚10cm水泥混凝土进行第一次支护,待围岩变形稳定后,安设防水设备,最后模筑25﹟厚30cm的混凝土作为隧道的永久支护。

                               
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车行横洞Ⅳ类围岩衬砌设计
由于车行横洞较窄,故所受水平围岩压力较小,关键是受到垂直围岩压力,横洞开挖后,迅速喷射水泥砂浆进行临时支护,关于锚杆长度与间距的计算,在拱部打入22长度为200cm的砂浆锚杆,拱部间距150×150cm,并设置8的钢筋网,拱部尺寸为20×20cm,喷射25﹟混凝土8cm厚第一次支护完毕,待围岩变形稳定后,安设防、透水设备,模筑25﹟混凝土30cm厚进行第二次永久支护。
人行横洞围岩衬砌设计
由于人行横洞宽度只有2cm,故所受围岩压力较小,开挖后,喷射水泥砂浆进行临时支护,根据经验,其衬砌设计可不设锚杆,直接喷射25﹟厚5cm水泥混凝土进行第一次支护,安设防、透水设备,模筑25﹟水泥混凝土厚25cm进行永久支护。

                               
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洞门设计
为了保护岩(土)体的稳定和使车辆不受崩塌,落石等威胁,确保行车安全,需修筑洞门,并对仰坡进行适宜的护坡,本隧道洞门的型式均设计成普通端墙式。
洞门的位置与隧道轴线正交,为防止仰坡岩层有剥落的可能,坡角至洞门墙背的水平距离设计成1.5m,衬砌拱顶至水沟底的高度不小于2.0m,洞门墙顶应高出仰坡坡角不小于0.5m,洞门墙的基底废渣需清除干净,基础必须置于稳固的地基上,以防止滑动与不均匀下沉。
根据要求,墙高大于6m时,墙厚0.6m,洞门端墙正面采用1:0.5的仰坡,墙背坡与正面一致,洞门端墙两侧与路堑边坡相接处应嵌入岩层,洞门顶排水,顺应地形,采用两边排水较简便,洞门附近应设检查梯,并于洞门正面书写隧道名称—XX隧道。
洞门具体尺寸详见图纸。

                               
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平面图

                               
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立面图

                               
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侧面图
隧道防、排水设计
在道路隧道中,防、排水是保持道路正常运营极为重要的因素之一,隧道漏水会损坏顶棚、内装、通风、照明、安全以及其它各种附属设施,使之发霉、变质、失效、锈蚀,路面积水将改变路面的反光条件引起眩光使车辆打滑,影响正常行驶。
根据经验,在新奥法施工中,采用复合式衬砌结构时,在喷混凝土衬砌表面上,用新型材料PE230S塑料排水板作为防水层,再灌注整体式防水混凝土衬砌作为支撑衬套,并据相应的围岩类型,采用不同的防水设施。
本隧道的排水是利用排水沟,泄水管,中心排水沟将水排出洞外,在主洞采用路侧排水沟,只是由于主洞水流较多,设在路侧,防止水流对路基或路面产生影响,降低路面的承载力,且易于维修与疏通,,在车行横洞,易用泄水管将两侧的水并入中心排水沟,通过中心排水沟再并入主洞的路侧排水沟,只是由于车行横洞水流不多,且车行横洞行车量不大,排水沟设置在中间,又远离车道中心,这样排水沟就不易损坏,人行横洞其排水量更小,主要是采用透水管将隧道防水层截下来的水流导入主洞的排水沟,其路面下不设排水沟,所有的排水沟与排水管都采用暗沟与暗管的形式布置。


                               
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隧道通风设计
隧道通风的目的,就是利用新鲜空气来稀释隧道里汽车排出的废气,降低对人体的有害物质—一氧化碳的浓度,使它低于危害人体健康的容许浓度,并能保持车辆安全行驶所需要的可见度。
路面结构

                               
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仰拱段路面结构

                               
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不设仰拱段路面结构

                               
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车行横洞路面结构

                               
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人行横洞路面结构
via筑龙论坛
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