畢業設計 福建省高速公路隧道工程設計 含計算書

2023-02-07 04:45:05 字數 4403 閱讀 6893

該隧道位於福建省某市某鎮某山,進口縱坡1%,出口縱坡為-0.5%,進口高程9.44m,出口高程6.62m,進出口樁號分別為k2+884、k3+883,長999m,屬於中隧道。

根據某市某縣至某縣公路初步設計審查意見及業主的批覆意見,某山隧道採用初步設計優化方案,隧道設計要求為任務書規定的隧道,其建築限界及通風照明設計與設計車速一致。本設計要求在隧道內壁不用瓷磚的範圍噴刷防火塗料,其耐火要求不小於4小時,並對隧道進行內裝飾設計。

本隧道所處的某山最高海拔224.4m,屬沿海低丘地貌(山嶺重丘區),山頂較渾圓。隧道軸線穿越地帶最高為194m,坡度15~20°,進口處坡度約為15~20°,相對較平緩。

第四系覆土較薄,植被較發育。

本區第四系覆土不發育,多呈零星分布,厚度小,主要地層為下白堊統石帽山群上、下段,岩性主要為安山岩、玻屑凝灰岩、凝灰岩等。除弱風化岩石及沉凝灰岩屬軟質岩外,其他微風化岩石主要屬硬質巖,基岩垂直風化帶發育,全風化層較薄,強風化和弱風化層相對較厚,岩石較破碎。受地域地質構造影響,本地質構造主要表現為節理裂隙密集帶,主要分布5條,對隧道有影響的主要有2條(l1和l5)。

圍岩級別以ⅱ~ⅳ級為主。

隧道附近無大地表水,零星分布季節性水溝,流量小,地下水主要受大氣降水補給,徑流區短,部分以泉水形式排洩於水溝,部分徑流排洩***,泉流量小,為0.01~0.21 l/s,地下水主要為風化裂隙水和基岩裂隙水,補給源有限,岩石含水性富水性較弱,水量貧乏。

根據國家**烈度區劃圖(1990)福建省區劃一覽表,並對隧道工程場地**基本烈度複核,本隧道場址區基本烈度為ⅵ度。

⑴ 建築材料:

水泥:保證**;

砂石:保證**;

鋼材:保證**;

木材:可適當**,數量有限。

⑵ 工程用水:

工地附近有水源,能保證施工需要,水質對混凝土無侵蝕性。

⑶ 動力條件:可滿足施工要求

⑷ 施工機具條件:中、小型施工機具。

⑸ 施工技術力量及勞動力條件:可保證。

⑹ 施工期限:(另定)。

⑴ 隧道地區地形平面圖2張 (1:2000);

⑵ 隧道地區地質縱斷面圖2張 (1:2000);

道結構總體布置繪製在隧道縱斷面總布置圖中,其主要內容有:

隧道名稱、全長,隧道中各有關結構(避車洞、下錨段等)中心里程,縱斷面變坡點標高(公路隧道標路面中線高程);

隧道進、出口里程和標高;

襯砌型別及相應標準圖圖號(如另行設計的,則註明自己設計的有關圖號,如公路隧道);曲線加寬值及隧道中線偏移值;不同襯砌分界點里程及各段襯砌的長度等。同時要注意將地質條件較差地段的襯砌向較好地段延長3~5m,如ⅳ級圍岩地段的襯砌向與其相接的ⅲ級圍岩地段延長3∽5m。

各不同圍岩地段的施工方法

有關標註注意事項:

里程一欄應標註有工程意義的里程,除上述有關里程外,還有:避車洞中心里程、地質分界處里程、通風機中心里程及百公尺標等;

地面標高一欄,應標註沿線路中心的山體地表面的地形變化點高程.以便對隧道總體埋深有乙個量化的概念;

布置避車洞室時(參閱「隧規」),如洞口接橋或路塹,當橋無避車臺,路塹兩側溝外無平台時,應與隧道一起考慮布置大避車洞。為此應根據「線規」確定洞口路塹是否設定側溝平台,進行綜合考慮。

避車洞應盡量避免設定在襯砌變換點、地層變換點等處。

在布置小避車洞時,如隧道長度不是避車洞間距的倍數,則可將位於兩端或一端洞口的避車洞至洞口的距離予以調整,一般可小於(而不宜大於)30m。其餘避車洞,原則上應按規定間距布置。

隧道內縱斷面線形應考慮行車安全性、營運通風規模、施工作業效率和排水要求。本隧道縱破形式採用人字坡,坡度分別為1%和-0.5%,縱坡變更的凸型豎曲線的半徑和長度分別為10000m和85m。

本隧道長約1000m,根據規範《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),設緊急停車帶。限界尺寸如下表。

表2.1 公路隧道建築限界橫斷面組成寬度(單位:m)

本隧道在行車方向右側設定緊急停車帶。緊急停車帶的寬度,包含右側向寬度取3.5m,長度取40m,其中有效長度不得小於30m。標準斷面和緊急停車帶的建築限界的構成如下圖所示。

圖2.1 隧道建築限界(單位:cm)

圖2.1 標準斷面建築限界(單位:cm)

圖2.2 緊急停車帶寬度構成及建築限界(單位:cm)

圖2.3 緊急停車帶長度(單位:cm)

公路隧道橫斷面設計,除滿足隧道建築限界的要求外,還應考慮洞內路面、排水、檢修、通風、照明、消防、內裝、監控等設施所需的空間,還要考慮仰拱曲率的影響,並根據施工方法確定出安全、經濟、合理的斷面形式和尺寸。

本隧道洞門段圍岩級別為ⅴ級,洞身段為ⅱ到ⅳ級。根據《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),除ⅱ級圍岩不設仰拱外,其餘段均設仰拱。各段圍岩內輪廓線如下圖所示。

a)b)

圖2.4 標準斷面(單位:cm)

a)無仰拱; b)有仰拱

圖2.5 緊急停車帶斷面

隧道是乙個隱蔽性極強的工程,洞口是其唯一外露的部分。而洞門是洞口工程中的重要組成部分,也是標誌隧道的建築物,與隧道規模、使用特性以及周圍建築物、地形條件等要協調。

洞門的形式有很多。目前,我國公路隧道的洞門形式有:端牆式、翼牆式、台階式、柱式、削竹式、喇叭口式等。

近些年社會對土木工程的景觀要求越來越高,從而使景觀設計成為結構設計的重要內容之一。在設計觀念上,常常以路塹方式設定洞門和開挖洞口,因而,在隧道洞口設計上,大量採用端牆式或翼牆式洞門結構。這種洞門的修建改變了周邊的自然環境,破壞了既有的坡體自然平衡狀態,也對洞口景觀產生極大影響。

在工程實踐中,人們逐漸認識到這種觀念的侷限性和不合理性,逐漸形成了「無洞門」的洞口概念。即不開挖既有山體邊坡和周邊植被,直接進洞,,必要時,將洞口結構適當向洞外延長。這種洞口的承載功能被削弱了,更強調的是其防護、安全和景觀的功能,這也是洞口設計思想上的重大轉變。

削竹式洞門很好的符合了這種設計思想。

在本隧道洞口段,進口和出口段坡度約為15-20°,較平緩。滿足削竹式洞門設計條件,經比較後,決定進出口洞門結構均採用削竹式洞門。洞門結構見圖3.

1.邊仰坡採用三維網植草護坡,坡率均採用1:1.

25.明洞與洞內襯砌預留伸縮縫。

依據《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),本隧道明洞襯砌採用拱形明洞,按整體式襯砌設計。明洞段圍岩級別為ⅴ級,設仰拱。基礎底標高不宜高於隧道側溝溝底標高。

為了不使落石直接作用在拱圈上,填土的厚度不宜小於1.5m,坡度一般為1:1.

5-1:5。

襯砌結構採用等截面,仰拱厚度與側牆厚度一致,襯砌採用鋼筋混凝土結構。

根據《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),本隧道採用複合式襯砌,襯砌斷面採用曲邊牆拱形斷面。在ⅲ、ⅳ、ⅴ級圍岩段設仰拱,仰拱厚度與邊牆厚度一致。隧道洞口段設15m加強段;ⅳ、ⅴ級圍岩段襯砌向較好地段延伸5∽10m。

各類襯砌設計引數如下表

表4.1 複合式襯砌的設計引數

(1) 塌落拱高度

我國現行隧道設計規範用數理統計的方法給出計算各級圍岩塌落拱高度的經驗公式

式中 s——圍岩級別;

b——隧道寬度(m);

i——b每增加1m時圍岩壓力的增減率,以b=5m的圍岩垂直均布壓力為準,當b<5m時,取i=0.2,當b>0.5m時,取i=0.1。

(2)ⅳ級圍岩壓力確定

塌落拱高度

隧道深淺埋計算

淺埋和深埋隧道的分界,按荷載等效高度值,並結合地質條件、施工方法等因素綜合判定。荷載等效高度值的計算公式如下

式中 ——淺埋隧道分界深度(m)

——荷載等效高度(m), ,q為深埋隧道垂直均布壓力(kn/m2); 為圍岩重度(kn/m3)。

在礦山法施工的條件下,ⅳ∽ⅵ級圍岩取hp=2.5hq。

式中 q——垂直均布壓力(kn/m2);

圍岩重度(kn/m3);

h——塌落拱高度(m)。

由地質資料圖可以判定此圍岩段屬於深埋隧道。

圍岩壓力計算

隧道開挖寬度b=12.4m,隧道開挖高度h=10.2m,h/b<1.7,圍岩重度γ=21(kn/m3)所以垂直均布壓力

由規範查得水平均布壓力e=(0.15∽0.3)q,這裡取0.2q,即

e=0.2×131.46=26.3(kn/m2)

(3) ⅴ級圍岩壓力的確定

塌落拱高度

隧道深淺埋計算

由規範查得圍岩重度γ=18(kn/m3),所以

荷載等效高度

淺埋隧道分界深度

從地質資料圖上可知,ⅴ級圍岩段為淺埋隧道段,取圍岩段的最高埋深計算,為23.5m,大於荷載等效高度hq。

圍岩壓力計算

依據《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),此處淺埋段圍岩壓力由下式計算

式中 γ——圍岩重度(kn/m3);

h——隧道埋深,指坑頂至地面的距離(m);

bt——坑道寬度(m);

側壓力係數;

q淺——垂直壓力總值。

換算為作用在支護結構上的均布荷載,即

其中式中 ——圍岩計算摩擦角(°);

θ值取0.6;

福建省高速公路隧道安全管理與文明施工標準化指南

11.2.2監理人應按規定認真審查承包人的質量安全保證體系,審查隧道施工組織設計中安全技術措施或者專項施工方案是否符合工程建設強制性標準並監督檢查實施情況 對危險性較大分部分項工程,還應當審查承包人是否單獨編制安全專項施工方案,並按規定組織專家進行論證 審查。11.2.3各專案業主在編制工程概 預 ...

福建省財政廳關於高速公路清障收費

福建省物價局福建省財政廳關於高速公路清障收費及有關問題的覆函 省交通運輸廳 你廳 關於請正式核定我省高速公路清障收費標準的函 閩交財函 2011 53號 收悉。鑑於我省高速公路清障收費標準試行期限已到期,根據試行期內高速公路清障收費標準執 況和社會各方面反映情況,現就我省高速公路清障收費及有關問題通...

福建省莆永高速公路某合同段投標施組

施工組織設計 1 總體施工組織布置及規劃 1.1 工程概括 莆永高速公路莆田境內段a3合同段起於莆田市城廂區華亭鎮埔柳村 起點樁號為k47 720 終於莆田市仙遊縣榜頭鎮象塘村 終點樁號為k63 380 路線全長約15.618km。本合同段設2處互通式立體交叉,即榜頭 仙遊東互通式立體交叉 4處主線...