2009级隧道工程课程设计1-1

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2.1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。2.2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。2.3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。2.4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。第6页共6页 2.5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。2.6隧道围岩级别划分2.6.1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。2.6.2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。第6页共6页 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3.1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。3.2地表水第6页共6页 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。3.3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：ZK39+440地面高程：870.76m设计高程：796.876m第6页共6页 围岩类别（参照洞身围岩分级）复合式衬砌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)；第6页共6页 《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。第6页共6页