隧道课程设计Word格式.doc
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一、设计资料
1.工程概况
某隧道进出口附近有国道附近,交通条件便利,洞轴线走向方位角约165°
。
隧道总体走向呈南北向曲线展布。
采用分离式隧道,其中:
左线起讫桩号为ZK39+321~ZK39+568,长247米,左线起讫桩号为YK39+313~YK39+515,长202米。
采用灯光照明,自然通风,属短隧道。
2.工程地质条件
(1)地形地貌
隧道整体属于中低山地貌区、斜坡、冲沟地形,隧道轴线地面标高792~875m之间,相对高差约83m,隧道洞室最大埋深70m。
隧道进、出口处总体为斜(陡)坡地形,进口处自然坡度角为35~45°
,出口处自然坡度角约为45~50°
,局部略陡。
进口处为斜坡地形,出露基岩为强~中风化流纹斑岩,植被发育,主要为杂草及小灌木丛为主,进口下方为修建国道的弃方。
出口处基岩裸露,为强~中风化流纹斑岩,植被发育,多为小灌木丛。
出口处为国道。
(2)地质构造
隧址区未发现对隧道方案有明显影响的褶皱和断裂发育。
浅部岩石风化裂隙发育,岩石性较差,深部节理裂隙较发育。
节理裂隙降低了隧道围岩的稳定性。
(3)地层岩性
据工程地质调绘及钻孔显示,隧道围岩主要为中元古界熊耳群马家河组(Pt2m)和许山组(Pt2x)的流纹斑岩组成,地层岩性特征如下:
流纹斑岩:
灰绿、紫红色,斑状结构,呈强~微风化状,岩体极破碎~破碎,根据地质调查显示,隧道区岩层受构造影响,小的次级断层及褶皱、节理裂隙发育,是较硬岩,分布于整个隧道区。
(4)岩石强度
隧址山体岩层属于较硬岩石工程地质岩组,中风化流纹斑岩饱和单轴抗压强度Rc=57MPa,属于较硬岩。
(5)岩体的完整性
隧址地层年代为中元古界老地层,主要为硬质岩,岩体坚硬性脆,经历长期的构造运动和风化剥蚀作用后,岩体裂隙很发育~较发育,裂隙面大多倾角较大,贯穿性较好,多成张开、微张状。
愈接近地表,风化裂隙和构造裂隙愈发育,无充填或少量粘土或碎石充填,掩饰的完整性厚道破坏。
山体内岩体的结构为层状、块状结构。
根据洞口节理裂隙统计,岩体完整性系数Kv=0.13~0.30,为破碎岩体。
(6)隧道围岩级别划分
1)进、出口稳定性评价
进、出口段围岩风华裂隙发育,岩体破碎,完整性差,围岩分级为V级。
成洞条件较差,围岩易坍塌,处理不当可能出现坍塌及冒顶。
2)隧道洞身
根据隧道围岩分级标注,综合钻探资料集地调成果。
隧道围岩课划为IV、V两级,详细如下:
ZK39+321~ZK39+390围岩为中风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体极破碎,碎石状结构,工程地质性质及围岩自稳能力差,围岩易坍塌,未见地下水,雨季有渗水漏水现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4259m/s,围岩基本质量指标BQ值为230,,,围岩级别为V级。
ZK39+390~ZK39+500围岩为中~微风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体破碎,裂隙块状结构,围岩稳定性一般,无支护时,侧壁和拱顶部易产生小坍塌,未见地下水,雨季有滴水渗漏现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4488m/s,围岩基本质量指标BQ值为321,,,围岩级别为IV级。
ZK39+500~ZK39+568围岩为中风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体极破碎,碎石状结构,工程地质性质及围岩自稳能力差,围岩易坍塌,未见地下水,雨季有渗水漏水现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4234m/s,围岩基本质量指标BQ值为224,,,围岩级别为V级。
YK39+313~YK39+363围岩为中风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体极破碎,碎石状结构,工程地质性质及围岩自稳能力差,围岩易坍塌,未见地下水,雨季有渗水漏水现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4254m/s,围岩基本质量指标BQ值为227,,,围岩级别为V级。
YK39+363~YK39+448围岩为中~微风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体破碎,裂隙块状结构,围岩稳定性一般,无支护时,侧壁和拱顶部易产生小坍塌,未见地下水,雨季有滴水渗漏现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4306m/s,围岩基本质量指标BQ值为316,,,围岩级别为IV级。
YK39+448~YK39+515围岩为中风化流纹斑岩,属较硬岩,节理裂隙发育,岩体极破碎,碎石状结构,工程地质性质及围岩自稳能力差,围岩易坍塌,未见地下水,雨季有渗水漏水现象,应加强支护。
弹性波纵波速度4306m/s,围岩基本质量指标BQ值为222,,,围岩级别为V级。
3.气象及水文地质条件
(1)气象
隧址进口端所在县位于暖温带半干旱大陆性季风气候区,四季分明,降水量、蒸发量、气温等气象要素年内、年际变化明。
据灵宝市气象站1956-2000年气象资料:
多年平均气温13.6℃,元月最冷,平均气温-1.0℃;
七月最热,平均气温26.1℃。
历年最高气温42.7℃,最低气温-16.2℃。
无霜期年平均215天,最短无霜期199天。
隧址出口端所在县跨亚热带、暖温带两个气候带,均具有大陆性季风气候的共同特点,季节性变化明显,温度低,日照时数少,无霜期短,气候因素垂直变化大,年平均日照时数2118.0小时,平均日照率为47.7%.年平均气温12.6℃,元月最冷,平均气温-1.5℃;
七月最热,平均气温25.6℃,极端最高为42.1℃。
卢氏盆地无霜期平均为184天,年平均降水量为90~99气象部门提供的(十年)资料为630mm。
(2)地表水
隧道进、出口位于分水岭的下方,四周山体汇水区域较大,仅沿斜披在大气降雨时有一定的地表面流。
隧道进出口位于山体斜坡位置,应注意暴雨期间地表面流对洞口的冲刷破坏作用,宜采用截流、疏排措施。
(3)地下水
在隧道设计标高范围内基岩裂隙水总体不甚发育,暂时性地表水体大部分顺冲沟或斜坡坡面向外排泄,地下水不甚发育。
4.抗震设计参数及地震效应
根据国家地震局2001年8月1日颁布实施的《中国地震参数区划分》(GB18306-2001)、《建筑抗争设计规范》(GB50011-2001)等资料,设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第二组,设计特征周期为0.25s,相当于地震基本烈度7度。
按照《公路隧道设计规范》(JTJ004-89)并结合区域构造较差的特点,高速公路隧道应提高1度设防。
5.区域稳定性评价
隧址区属构造剥蚀中低山地貌单元,无区域性深大断裂通过,近代无强震记录,属相对稳定地块。
下伏基岩属较硬岩类,稳定性一般,适宜拟建隧道的建设。
6.不良地质现象
地质调会资料显示,隧道进出口地形较陡,岩体较破碎,在隧道施工时可能产生浅层的岩石崩塌,需采取相应的支护措施。
7.设计标准
设计等级:
高速公路分离式单向双车道隧道
地震设防烈度:
7级
设计速度:
100km/h
设计荷载:
公路Ⅰ级
8.计算断面资料
桩号:
YK39+500
地面高程:
823.44m
设计高程:
799.472m
围岩类别:
Ⅲ级,Ⅳ级
隧道埋深:
20-100米
9.设计计算内容
(1)确定隧道断面布置图(曲墙式);
(2)围岩压力计算(曲墙式);
(3)隧道支护设计图;
(4)隧道衬砌设计图;
(5)隧道施工方案比选(施工方法的横断面分块图和纵断面的工序展开图);
(6)选定施工方案的监控量测方案布置图。
10.提交的资料
(1)确定隧道断面布置图、隧道支护设计图、隧道衬砌设计图、施工方法的横断面分块图和纵断面的工序展开图、选定施工方案的监控量测方案布置图;
(2)隧道围岩压力计算书、施工方案比选说明、监控量测方案说明。
11.设计依据
本设计严格按照交通部颁布的行业规范、规程及《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)。
《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);
《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004);
《公路隧道通风照明技术规范》(JTJF60-2009);
《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD70-2002);
《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006);
《公路工程抗震设计规范》(JTJ2004-2008);
《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008);
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
《公路建设项目环境影响评价规范》(JTGB03-2006);
《公路环境保护设计规范》(JTJ/006-98);
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006);
《隧道工程》王毅才主编人民交通出版社;
《地下结构静力计算》天津大学建筑工程系地下建筑工程教研室编中国建筑工业出版社。
二、隧道断面设计
1.隧道位置及洞口位置
由于没有实际的地形图和地质资料图,故将隧道位置和进出口位置的地质资料罗列如下:
某隧道进出口附近有国道,交通条件便利;
隧道进、出口处总体为斜坡地形,进口处自然坡度角为35~45°
,局部略陡;
进口处为斜坡地形,出露基岩为强~中风化流纹斑岩,植被发育,主要为杂草及小灌木丛为主,进口下方为修建国道的弃方;
出口处基岩裸露,为强~中风化流纹斑岩,植被发育,多为小灌木丛,出口处为国道;
进、出口段围岩风华裂隙发育,岩体破碎,完整性差,围岩分级为V级。
2.隧道平面设计
公路隧道设计规范规定,应根据地质、地形、路线的走向、通风等因素确定隧道的平、曲线线形。
当为曲线时,不易采用设超高的平曲线,并不应采用设加宽的平曲线。
隧道进出口附近有国道附近,交通条件便利,洞轴线走向方位角约165°
其中:
左线起讫桩号为ZK39+321~ZK39+568,长247米,右线起讫桩号为YK39+313~YK39+515,长202米。
公路隧道设计规范规定,高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。
分离式独立双洞的最小净距,按对双洞结构彼此不产生有害影响的原则,结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定,一般情况可按表1取值。
表1分离式独立双洞间最小净距
围岩类别
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
最小净距
1.0B
1.5B
2.0B
2.5B
3.5B
4.0B
注:
B为隧道开挖断面宽度
本隧道为设计等级为高速公路分离式单向双车道隧道,满足规范要求。
围岩等级为Ⅴ级,故最小净距为3.5B。
3.隧道纵断面设计
公路隧道设计规范规定,隧道内纵面线形应考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求,隧道纵坡不应小于0.3%,一般不大于3%;
受地形等条件限制时,高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大,但不宜大于4%;
隧道内的纵坡形式,一般宜采用单向坡;
地下水发育的长隧道、特长隧道可采用人字坡。
本隧道左
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