貴州六盤高速公路吳家寨隧道左線六盤端初步設計摘要隨著科技的發展、社會的不斷進步，高速公路的重要性越來越顯著，而作為公路的一部分——隧道，對于施工和設計的要求也越來越高。本設計課題為高速公路隧道，重點研究新奧法施工。貴州六盤高速公路吳家寨隧道為分離式單向行駛兩車道隧道，左線全長298m，圍巖的基本情況為：Ⅱ級圍巖長155m；Ⅲ級圍巖長90m；Ⅳ級圍巖長53m。隧道洞門設計成翼墻式洞門；隧道采用新奧法施工，隧道襯砌采用復合式襯砌；隧道開挖Ⅱ、Ⅲ級圍巖使用全斷面開挖法，Ⅳ級圍巖使用臺階分部開挖法，采用鉆爆法開挖；隧道的輔助施工方法有超前小導管注漿和超前錨桿；隧道通風方式為自然通風。隧道經過多次計算和驗算后，洞門、襯砌、照明和通風合格，可以正常施工。關鍵詞：隧道；新奧法；圍巖；復合式襯砌目錄HYPERLINK\l"_Toc232571633"第1章設計原始資料1HYPERLINK\l"_Toc232571634"1.1采用的技術標準及設計標準規范1HYPERLINK\l"_Toc232571635"1.1.1主要技術標準1HYPERLINK\l"_Toc232571636"1.1.2主要設計標準規范1HYPERLINK\l"_Toc232571637"1.2工程概況1HYPERLINK\l"_Toc232571638"1.3工程地質概況1HYPERLINK\l"_Toc232571639"第2章總體設計3HYPERLINK\l"_Toc232571640"2.1選址的考慮3HYPERLINK\l"_Toc232571641"2.2洞口選擇及線形考慮3HYPERLINK\l"_Toc232571642"2.3縱斷面設計4HYPERLINK\l"_Toc232571643"2.4橫斷面設計4HYPERLINK\l"_Toc232571644"建筑限界4HYPERLINK\l"_Toc232571645"2.4.2緊急停車帶及橫向通道5HYPERLINK\l"_Toc232571647"2.4.3內輪廓設計5HYPERLINK\l"_Toc232571649"第3章洞門設計及強度與穩定性驗算6HYPERLINK\l"_Toc232571650"3.1洞口段地質評價6HYPERLINK\l"_Toc232571651"3.1.1六盤水端6HYPERLINK\l"_Toc232571652"3.1.2盤縣端6HYPERLINK\l"_Toc232571653"3.2洞門設計6HYPERLINK\l"_Toc232571654"3.2.1洞門類型選擇6HYPERLINK\l"_Toc232571655"3.2.2洞門設計6HYPERLINK\l"_Toc232571656"第4章襯砌設計10HYPERLINK\l"_Toc232571657"4.1初期支護10HYPERLINK\l"_Toc232571658"4.2二次襯砌11HYPERLINK\l"_Toc232571659"4.3圍巖壓力的計算13HYPERLINK\l"_Toc232571660"斷面參數確定13HYPERLINK\l"_Toc232571661"計算垂直均布壓力：13HYPERLINK\l"_Toc232571662"4.3.2淺埋和深埋隧道的分界：15HYPERLINK\l"_Toc232571663"圍巖壓力計算16HYPERLINK\l"_Toc232571664"第5章防排水設計20HYPERLINK\l"_Toc232571665"5.1防排水要求20HYPERLINK\l"_Toc232571666"5.2防排水的原則20HYPERLINK\l"_Toc232571667"5.3本隧道的防排水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571668"5.3.1防水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571669"5.3.2排水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571670"5.3.3襯砌的排水措施：22HYPERLINK\l"_Toc232571671"5.3.4洞口排水設計：23HYPERLINK\l"_Toc232571672"第6章通風照明設計24HYPERLINK\l"_Toc232571673"6.1通風24HYPERLINK\l"_Toc232571674"通風計的標準：24HYPERLINK\l"_Toc232571675"6.1.2需風量計算：25HYPERLINK\l"_Toc232571681"6.1.3確定通風方式；28HYPERLINK\l"_Toc232571682"6.2照明設計29HYPERLINK\l"_Toc232571683"照明設計的選擇和布置29HYPERLINK\l"_Toc232571684"照明計算30HYPERLINK\l"_Toc232571685"照明設計：33HYPERLINK\l"_Toc232571686"第7章隧道路面設計37HYPERLINK\l"_Toc232571687"第8章施工設計39HYPERLINK\l"_Toc232571688"8.1施工準備39HYPERLINK\l"_Toc232571689"8.2輔助施工方法39HYPERLINK\l"_Toc232571692"8.2.1超前錨桿40HYPERLINK\l"_Toc232571713"8.2.2超前小導管注漿40HYPERLINK\l"_Toc232571716"8.3施工設計42HYPERLINK\l"_Toc232571717"8.3.1總體方案和部署42HYPERLINK\l"_Toc232571718"8.3.2洞口施工42HYPERLINK\l"_Toc232571719"8.3.3隧道內施工43HYPERLINK\l"_Toc232571722"8.4現場監控量測54HYPERLINK\l"_Toc232571723"施工的監控量測54HYPERLINK\l"_Toc232571724"監控量測的任務54HYPERLINK\l"_Toc232571725"監控量測的內容和方法54HYPERLINK\l"_Toc232571726"營運階段的監控量測56HYPERLINK\l"_Toc232571727"參考文獻57HYPERLINK\l"_Toc232571728"致謝58HYPERLINK\l"_Toc232571729"附錄A：襯砌結構驗算電算結果59第1章設計原始資料1.1采用的技術標準及設計標準規范主要技術標準（1）隧道按規定的遠期的交通量設計，采用分離式單向行駛兩車道隧道（上、下行分離）。（2）隧道設計車速，隧道幾何線形與凈空按100km/h設計，隧道照明設計速度按照100km/h設計。主要設計標準規范（1）《公路隧道設計規范》 JTJ026-90；（2）《公路隧道通風照明設計規范》JTJ026.1-1999；（3）《公路工程技術標準》JTJ001-97；（4）《公路工程抗震設計規范》JTJ004-89；（5）《錨桿噴射混凝土支護技術規范》GB50086-2001；（6）《地下工程防水技術規范》GB50108-2001；（7）隧道圍巖級別按《公路隧道設計規范》JTJ026-90。1.2工程概況吳家寨隧道為分離式短隧道，隧道軸線走向234°，左線隧道進口樁號為K26+260，出口樁號為K26+558，隧道底高程為1190.9～1184.5m，隧道寬10.75m，高5.0m，全長298m；右線隧道進口樁號為YK26+292，出口樁號為YK26+558，隧道底高程為1189.3～1183.4m，隧道寬10.75m，高5.0m，全長266m。隧道最大埋深位于K26+460，最大埋深71.1m，隧道縱坡整體為一單坡，縱坡坡度為-1.80%。1.3工程地質概況該隧道洞口六盤水端隧道圍巖級別為Ⅳ級，巖性為強風化下帶～弱風化玄武巖為主，巖石柱狀節理很發育，巖質較硬，完整性差。盤縣端隧道圍巖級別為Ⅳ級巖性為強風化下帶～弱風化玄武巖為主，巖石柱狀節理很發育，巖質較硬，完整性差。隧道K26+295～K26+349段圍巖級別為Ⅲ級，巖性為弱風化玄武巖，屬硬質巖，巖石柱狀節理較發育，裂隙塊狀結構～鑲嵌碎裂結構，節理裂隙面結合一般，巖質硬～堅硬，較完整。K26+504～K26+540段圍巖級別為Ⅲ級，巖性為弱風化玄武巖，屬硬質巖，巖石柱狀節理較發育，裂隙塊狀結構～鑲嵌碎裂結構，節理裂隙面結合一般，巖質硬～堅硬，較完整。K26+349～K26+504段圍巖級別為Ⅱ級，巖性為弱風化、微風化玄武巖，屬硬質巖，巖石柱狀節理不發育，塊狀整體結構巖體，較完整。表1-1各類圍巖主要物理力學指標表圍巖級別力學指標ⅣⅢⅡ備注密度ρ(×1033kg/m3)2.50～2.602.60～2.802.70～2.90彈性抗力系數K((MPa/mm)00彈性模量(靜態))E(Gpa)8.0~10.0015.0~20..025.0~30..0泊松比μ0.25~0.2200.20~0.1150.16~0.112計算內摩擦角φ((°)50~5455~6060~65容許承載力σ。((kPa)1500～200002600～300003000～35000飽和抗壓強度Rbb(Mpa)12.0~20..035.0~60..050.0~80..0摩擦系數f(圬圬工與圍巖)Ⅱ、Ⅲ級圍巖為表面不光光滑時詳細地質情況參見隧道縱斷面設計圖。第2章總體設計2.1選址的考慮隧道總體設計應遵循以下原則：（1）在地形、地貌、地質、氣象、社會人文和環境等調查基礎上，綜合必選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。地質條件很差時，特長隧道的位置應控制路線走向，以避開不良地質地段；長隧道位置亦應盡可能避開不良地質地段，并與路線走向綜合考慮；中、短隧道可服從路線走向。（2）根據公路等級和設計速度確定車道數和建筑界限。在滿足隧道功能和結構受力良好的前提下，確定經濟合理的斷面內輪廓。隧道內外、縱線形應協調，以滿足行車的安全、舒適要求。（3）根據隧道長度、交通量及其構成、交通方向及環保要求等，選擇合理的通風方式，確定通風、照明、交通監控等機電設施的設置規模。必要時特長隧道應做防災專項設計。（4）應結合公路等級、隧道長度、施工方法、工期和運營要求，對隧道內外防排水系統、消防給水系統、輔助通道、棄渣處理、管理設施、交通工程設施、環境保護等做綜合考慮。（5）當隧道與相鄰建筑物互有影響是，應在設計與施工中采取必要的措施。吳家寨隧道位置選擇包括洞身位置和洞口位置的選擇兩項，主要以地形、地質為主等進行綜合考慮，宜首先排除顯著不良地質地段，按地形條件擬定隧道及接線方案，在進行深入的地址調查，綜合各方面因素，選定隧道位置。2.2洞口選擇及線形考慮（1）隧道洞口位置應根據地形、工程地質及水文地質情況，著重考慮隧道仰坡、邊坡的穩定，保證施工及運營的安全，并結合洞口有關工程及施工條件，綜合研究比選確定。一般情況隧道宜早進洞、晚出洞。（2）洞口端巖層為二疊系峨眉山玄武巖組（P2β）地層，巖性為強風化下帶～弱風化玄武巖為主，巖石柱狀節理很發育，充填鐵錳質、泥質，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，碎裂狀或裂隙塊狀結構，巖質較硬，完整性差，未見斷層等構造發育，但洞口附近主要為強風化玄武巖下帶，巖石柱狀節理裂隙發育，對進口段邊坡穩定性有一定影響，應進行防護。（3）隧道洞口及洞身基本在基巖中通過，對地面影響甚微，即使在埋深小的地段，只要及時支護，也不會產生地面塌陷等地質災害。洞身圍巖主要為弱～微風化巖層，為弱透水層，且隧道地處孤山，無地表水體，隧道開挖及運營過程中不會產生疏干地表水等危害。因此，吳家寨隧道根據上述分析，并結合地質圖，本隧道洞口及洞身基本在基巖中通過，隧道圍巖較好，隧道選線條件較寬松。隧道左線六盤水端洞口設置在K26+260，盤縣端洞口設置在K26+558；右線六盤水端洞口設置在YK26+292，盤縣端洞口設置在YK26+558。隧道為小曲率隧道，詳細情況參見吳家寨隧道（地質）平面圖。2.3縱斷面設計本隧道的基本坡道形式設為單坡。坡道形式的選擇依據和縱坡坡度的主要控制因素為通風問題和對汽車行駛的利害。隧道的縱坡以不防礙排水的緩坡為宜，坡度過大，對汽車行駛、隧道施工和養護管理都不利。單向通行的隧道設計成單坡對通風是非常有利的，因汽車都是單坡行駛，發動機產生的有害氣體少，對通風也很有利。因此，吳家寨隧道縱坡整體設計為單坡，縱坡坡度為-1.80%。2.4橫斷面設計2.4.1建筑限界吳家寨隧道的建筑限界按100km/h時速設計，建筑限界取值如下：建筑限界橫斷面寬度如下表：表2-1建筑限界設置（單位：m）設計速度（km//h）車道寬度W側向寬度檢修道J頂角寬度左側右側左側右側左側右側1002x3.750.501.000.750.750.500.50圖2-1隧道建筑界限（單位：cm）2.4.2緊急停車帶及橫向通道鑒于本隧道屬于短隧道，所以本隧道不設置緊急停車帶和橫向通道。內輪廓設計根據建筑限界，利用三心圓法，得出隧道斷面內輪廓圖如下：圖2-2隧道內輪廓線（單位：cm）第3章洞門設計及強度與穩定性驗算3.1洞口段地質評價六盤水端根據隧道地質縱斷面圖，隧道六盤水端洞口位于斜坡上，洞口附近隧道軸線與地形線呈47°度角相交，斜坡自然坡度約42°，洞口端巖層為二疊系峨眉山玄武巖組（P2β）地層，巖性為強風化下帶～弱風化玄武巖為主，巖石柱狀節理很發育，充填鐵錳質、泥質，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，碎裂狀或裂隙塊狀結構，巖質較硬，完整性差，未見斷層等構造發育，但洞口附近主要為強風化玄武巖下帶，巖石柱狀節理裂隙發育。盤縣端隧道盤縣端洞口位于陡坡上，洞口附近隧道軸線與地形線基本正交，山坡自然坡度約72°。盤縣端洞口巖層為二疊系峨眉山玄武巖組（P2β）地層，巖性為強風化下帶～弱風化玄武巖為主，巖石柱狀節理很發育，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，碎裂狀結構或裂隙塊狀結構，未見斷層等構造發育，但洞口附近主要為強風化玄武巖下帶，巖石柱狀節理裂隙發育，對進口段邊坡穩定性有一定影響。3.2洞門設計洞門類型選擇本隧道六盤水端和盤縣端洞口圍巖基本相同，為Ⅳ級圍巖，地質狀況一般，擬采用翼墻式洞門。洞門設計（1）參數設定翼墻式洞門的正墻斜度取1：0.1，仰坡坡率取1：0.75，設端墻厚度為B=2.4m設基礎埋深為1m，襯砌拱頂外緣至洞門頂部的距離取為3m,設墻高H=13m。（2）各項物理指標f=0.5水泥砂漿砌片石（3）土壓力計算最危險破裂面與垂直面夾角(3-1)==0.421.9°土壓力系數按下式計算：(3-2)==0.08土壓力按下式計算：E=（3-3）=墻體自重按下式計算：G=（3-4）=（4）穩穩定性及強度度驗算①抗傾覆穩定的驗算算根據公式（3-55）（3-6）（3-7）又==162.224KN/mm=16.224KKN/m分別代入公公式（3-66）、（3-7）得滿足抗傾覆要求。②滑動穩定性驗算（3-8）代代入公式（33-8）得③墻身截面偏心驗算算（3-9）=代入（3-9）得得偏心距：﹤0.3B=0.772④合力的偏心距的驗驗算：﹤滿足基底合合力的偏心距距。⑤墻身截面強度驗算算應力計算：（3-10）又代入(3-10)得得到＜＜滿足墻身截面強度度的要求。由以上驗算，確定定出主墻墻厚厚為2.4m。第4章襯砌設計吳家寨隧道支護結結構采復合式式襯砌，分初初期支護和二二次支護，初初期支護采用用噴錨支護，二二次襯砌采用用現澆模筑混混凝土。根據吳家寨隧道地地質縱斷面圖圖可以得到隧隧道圍巖分布布情況見下表：表4-1圍巖分布布情況標段每段圍巖長度(單單位：m)圍巖級別K26+260~~K26+229535ⅣK26+295~~K26+334954ⅢK26+349~~K26+5504155ⅡK26+504~~K26+554036ⅢK26+540~~K26+555818Ⅳ4.1初期支護護初期支護采用噴錨錨支護，由噴噴射混凝土、錨錨桿、鋼筋網網和鋼架等支支護形式組合合使用，根據據不同圍巖級級別區別組合合。錨桿支護護采用全長粘粘結錨桿。由由工程類比法法，結合《公公路隧道設計計規范》，初初期支護噴射射混凝土材料料采用C200級混凝土，支支護參數取值值如下表：表4-2初期支護參數表圍巖級別噴射砼厚度(cmm)錨桿(m)鋼筋網鋼拱架拱墻仰拱位置長度間距桿體材料Ⅱ8-局部2.0-20MnSi鋼筋筋--Ⅲ12-拱、墻2.51.020MnSi鋼筋筋拱、墻@25x25-Ⅳ15-拱墻3.01.220MnSi鋼筋筋拱、墻(雙層)@25x25-其他參數、錨桿布布置見襯砌斷斷面圖。4.2二次襯砌砌二次襯砌采用現澆澆模筑混凝土土，利用荷載載結構法進行行襯砌內力計計算和驗算。二次襯砌厚度設置如下表：表4-3二次襯砌砌支護參數單位：cm圍巖級別拱、墻混凝土厚度度仰拱混凝土厚度Ⅱ30_Ⅲ35_Ⅳ3535圖4-1Ⅳ級圍巖巖襯砌圖(單位：cm)圖4-2Ⅲ級圍巖巖襯砌圖（單位：cm）圖4-3Ⅱ級圍圍巖襯砌圖（單位：cm）4.3圍巖壓力力的計算斷面參數確定隧道高度h=內輪輪廓線高度+襯砌厚度+預留變形量量隧道跨度b=內輪輪廓線寬度+襯砌厚度+預留變形量量表4-4預留變形形量單位：mm圍巖級別兩車道隧道Ⅱ-Ⅲ20~50Ⅳ50~80注：圍巖破碎時取大大值；圍巖完完整時取小值值。所以：預留變形量量Ⅱ級圍巖為0；Ⅲ級圍巖為0..004m；；Ⅳ圍巖為0.0005m得出：Ⅱ級圍巖Ⅲ級圍巖Ⅳ級圍巖計算垂直均布壓力力：垂直均布壓力計算算式：（4-1）而（44-2）將（4-2）代入（4-1）得式中：為圍巖重度度，此處：Ⅱ級圍巖；Ⅲ級圍巖；Ⅳ級圍巖。為每增加1m時圍巖巖壓力的增減減率，以=5m的圍巖垂垂直均布壓力力為準，當﹤5m時時，取=0..2，當﹥5m時，取=0..1。為隧道開挖高度，Ⅱ級圍巖；Ⅲ級圍巖；Ⅳ級圍巖。為圍巖類別，Ⅱ級級圍巖；Ⅲ級圍巖；Ⅳ級圍巖。（1）Ⅱ級圍巖段圍巖均布布壓力計算開挖寬度度開挖高度圍巖容重重﹥5m，取=0.11又經計算=37.575（2）Ⅲ級圍巖段圍巖均布布壓力計算已知：開挖寬度開挖高度圍巖容重﹥5m，取=0.11高寬比﹤1..7經計算：=72.3777（3）Ⅳ級圍巖段圍巖均布布壓力計算已已知開挖寬度開挖高度圍巖容重﹥5m，取=0.11高寬比﹤1.7經計算=131.0766淺埋和深埋隧道的的分界：（1）淺埋和深埋隧道的的分界，按荷載等效效高度值，并并結合地質條條件、施工方方法等因素綜綜合判定。荷荷載等效高度度值的計算公公式如下：（4-3）式中：—淺埋隧道道分界深度（）—荷載等效高度（），，q為由式（4-3）算出的深埋埋隧道垂直均均布壓力（）；；為圍巖的重重度（）。在礦山法施工條件件下，Ⅳ—Ⅵ級圍巖取；Ⅰ—Ⅲ級圍巖取。因此，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級圍巖的等等效荷載高度度值分別為Ⅱ級圍巖Ⅲ級圍巖Ⅳ級圍巖故，淺埋隧道分界界深度Ⅱ級圍巖Ⅲ級圍巖Ⅳ級圍巖（2）淺埋段的確定六盤水端：坡度大大約為42°左右，縱斷斷面坡度1..80%，設進口段段xm處埋深為，根據幾何關系：：所以有12.9775m的淺埋段。盤縣端：坡度大約約為72°左右，縱斷斷面坡度-11.80%，設出口段段xm處埋深為，根根據幾何關系系：則盤縣端有3.8895m的淺埋段。圍巖壓力計算.1深埋隧道圍圍巖壓力計算算由式（4-1），坍坍落拱高度，由由式（4-2），垂直直壓力，水平平均布壓力根根據圍巖計算算如下表：表4-5水平均布壓力計算算表圍巖級別ⅡⅢⅣ水平均布壓力e0注：均小于1.77。4.3.3.2淺埋埋隧道圍巖壓壓力計算（1）埋深小于或等于等等效荷載高度度的隧道垂直壓力：（4-4）H—隧道埋深側向壓力：（4-5）—隧道高度，—圍巖巖計算摩擦角角。（2）埋深大于等效荷載載高度時的圍圍巖壓力計算算垂直力：（4-6）——隧道寬度水平側壓力：水平側壓力視為均均布壓力時按按下式計算：：（4-7）（4-8）—隧道底部至地面的的高度側壓力系數計算：：（4-9）（4-10）各級圍巖的值見下下表：表4-6各級圍巖的值圍巖級別Ⅰ、Ⅱ、ⅢⅣⅤ0.90.80.6利用上述公式，計計算各級圍巖巖壓力如下：：Ⅱ級圍巖：該圍巖處于于深埋段故Ⅲ級圍巖：該圍巖處于于深埋段故Ⅳ級圍巖：深埋段：淺埋段：①時②時第5章防排水設計水對隧道的危害是是多方面的，漏漏水的長期作作用可能造成成隧道的侵蝕蝕破壞，危害害隧道的結構構耐久性；寒寒冷地區，尤尤其是嚴寒地地區，隧道襯襯砌滲水反復復的凍融循環環在襯砌的內內部造成襯砌砌混凝土凍脹脹開裂破壞；；隧道漏水還還將使隧道拱拱部和側墻產產生冰凌侵入入凈空；隧道道滴水將使路路面結冰，降降低輪胎與路路面的附著力力，惡化隧道道的營運條件件，危及行車車安全；隧道道滲漏水還將將極大地降低低隧道內各種種設施的使用用功能和壽命命。因此，隧隧道的防排水水環節至關重重要，不容忽忽視。5.1防排水要求求一般規定：拱部、邊墻、路面面、設備箱洞洞不滲水；有凍害地段的隧道道襯砌背后不不積水，排水水溝不凍結；；車行橫通道、人行行橫通道等服服務通道拱部部不滴水，邊邊墻不淌水。當隧道內滲水引起起地表水減少少，影響居民民生產、生活活用水時，應應對圍巖采取取堵水措施，減減少地下水的的滲漏，同時時應注意保護護自然環境。高速公路隧道的防防水要求，隧隧道采用復合合式襯砌時，在在初期支護與與二次襯砌之之間應設置防防水板及無紡紡布。要求：：①無紡不密度度不小于3000g/m2；②防水板應采采用易于焊接接的防水卷材材，厚度不小小于1.0mmm，接縫搭搭接長度不小小于100mmm。二次襯襯砌應滿足抗抗滲要求。排水要求，隧道洞洞內宜按地下下水和運營清清洗污水、消消防污水分離離排放的原則則設置縱向排排水系統，應應能保證排水水暢通，避免免洞內積水。5.2防排水的原原則隧道防排水應根據據“防、排、截截、堵結合，綜綜合治理”的原則，采采取切實可靠靠的設計、施施工措施，達達到防水可靠靠、排水暢通通、經濟合理理的目的。隧道防排水水工作，應結結合水文地質質條件、施工工技術水平、材材料來源和成成本等，因地地制宜，選擇擇適宜的方法法，以滿足保保證使用期內內結構和設備備的“正常使用和和行車安全”的目的。5.3本隧道的防防排水措施該隧道的襯砌設計計采用的復合合式襯砌，根根據全面的考考慮對防水設設計采用在初初期支護與二二次襯砌之間間設置防水板板及無紡布。防水措施本設計采取的措施施：①無紡布密度度為300g/m2；②防水板采用用易于焊接的的防水卷材，厚厚度為1.0mm，接縫搭搭接長度為1150mm。排水措施（1）洞內排水:在路面兩側設縱向向排水溝，引引排運營清洗洗水，消防水水和其他水。隧道縱向排水坡與與隧道縱坡一一致。在路側邊溝設置開開口式明溝。在檢修道設置1..5%的橫坡。圖5-1開口式明明溝（2）路面底部排水：在路面結構下設縱縱向中心水溝溝，集中引排排地下水。在隧道底設置直徑徑為100mm，橫向向坡度為2%%，縱向間距距為40m的橫向導水水管。用來連連接中心水溝溝和襯砌墻被被排水盲管。見下圖，中心水溝溝示意圖。圖5-2中心水溝溝圖圖5-2中心水溝溝縱向間距例例襯砌的排水措施：：①在襯砌的兩側邊墻墻背后的底部部設置沿隧道道的縱向排水水盲管（溝），其其孔徑為1000mm。②沿襯砌背后環向設設置導水盲管管，其縱向間間距為20mm，環向盲管、豎豎向盲管的直直徑為50mmm。③環向盲管、豎向盲盲管與邊墻底底部的縱向排排水盲管（溝溝）連通；縱縱向排水盲管管應與橫向導導水管連通，以以形成完整的的縱橫向排水水系統。環向向盲管、豎向向盲管、縱向向盲管應用無無紡布包裹。圖5-3隧道主要要防排水措施施洞口排水設計：在洞口仰坡外緣55m以外，設設置天溝，并并加以鋪砌。對對洞頂地表的的陷穴、深坑坑加以回填，對對裂縫進行堵堵塞。為防止止洞外水流入入隧道，在地地表水上游設設反向排水邊邊溝或采取截截流措施，地地下水上游設設泄水洞，洞洞外井點降水水。圖5-4排水溝（左左）、截水溝溝（右）形式式（單位：cmm）通風照明設計6.1通風一般的公路隧道只只有進出口與與大氣相通，隧隧道內污染物物不能很快的的擴散出去，空空氣中污染物物的含量會逐逐漸累積。這些污染物物含量比較小小的時候，通通常影響不大大。但是，如如果含量超過過一定程度就就會造成很大大的危害。比比如：當CO等含量增加加到一定程度度時，會對人人體產生不同同程度的中毒毒癥狀，甚至至危害生命；；另外，空氣氣中的煙霧和和粉塵如果濃濃度達到一定定程度，會使使能見度下降降，嚴重時會會妨礙正常行行車，對民眾眾造成傷害。因因此，隧道通通風主要是對對CO（一氧化碳碳）、煙霧（或或粉塵）和異味味等進行稀釋釋。通風計的標準：(1)CO 設計含量表6-1全橫向、半半橫向通風時時，CO設計含量（體體積分數）（單單位：）隧道長度/m≤1000≥3000/10-6250200（2）煙霧的設計含量表6-2煙霧設計計含量K計算行車速度/((km/h))100806040K/m-10.00650.00700.00750.0090（3）異味稀釋及其他他要求隧道內不間斷換氣氣頻率不宜低低于每小時5次。采用縱縱向通風的隧隧道，隧道內內還清風速不不應低于2..5m/s。通風設計時還必須須考慮火災對對策，長度大大于15000m且交通量量較大的隧道道應考慮排煙煙措施。火災災時的排煙風風速可按2~3m/s取值。選用用的風機，在在環境溫度為為250℃情況下其可可靠運轉時間間不低于60min。需風量計算：吳家寨隧道通風設設計基本參數數：道路等級：高速公公路，分離式式單向兩車道（計算算單洞）行車速速度：1000km/h空氣密度：ρ=11.2隧道起止樁號、長長度、縱坡和和設計標高：：左洞樁號：K266+260～～K26+5558,全長長298m；縱縱坡：為-1.8%，設計標高：進洞口口PH=11990.9m，出洞口PH==1184..5m設計交通量：25500輛/h交通組成：汽油車車：小型客車車15%，小型貨車車18%，中型貨車車24%柴油車：中型貨車車24%，大型客車車13%，大型貨車車6%；隧道內平均氣溫：：（1）CO排放量①取CO基準排放量為：②考慮CO的車況系數為：ffa=1.0③依據規范，分別考考慮工況車速速100kmm/h，80km//h，60km//h，40km//h，20km//h，10km//h（阻滯），不不同工況下的的速度修正系系數fiv和車密度修正正系數fd如表7-1所示：表6-3不同工況況下的速度修修正系數和車車密度修正系系數取值工況車速（km//h)10080604020101.41.21.01.01.00.80.60.7511.536④考慮CO的海拔高度修正系系數：平均海拔高度：⑤考慮CO的車型系數如表：：表6-4考慮COO的車型系數數表車型各種柴油車汽油車小客車旅行車、輕型貨車車中型貨車大型貨車112.557⑥交通量分解：汽油車：小型客車車375，小型型貨車4500，中型貨車車600柴油車：中型客車車600，大型客車車325，大型型貨車1500⑦計算各工況下全隧隧道CO排放量：（6-1）當時=0.03440其他各種工況車速速下CO的排放量用用同樣的方法法計算，得出出計算結果如如表6-5：表6-5各工況車車速下CO的排放量工況車速（km//h）1008060402010CO量（）0.06920.06480.08240.12360.20970.1138⑧最大CO排放量：由上述計計算可以看出出，在工況車車速為20kkm/h時，CO排放量最最大，為：QQco=。（2）稀釋CO的需風風量①根據技術要求，CCO設計濃度度為：正常行行駛，發生事故時時（15min）②隧址設計溫度tmm=20℃,換算成為絕絕對溫度T==273+220=2993。③隧址大氣壓無實測測值，按下式式計算：（6-2）④稀釋CO的需風量：（6-3）（3）煙霧排放量（66-4）①取煙霧基準排放量量為：②考慮煙霧的車況系系數為：fa=1..0③依據規范，分別考考慮工況車速速100kmm/h，80km//h，60km//h，40km//h，20km//h，10km//h（阻滯），不不同工況下的的速度修正系系數fiv和車密度修正正系數fd如表所示：：表6-6不同工況下下的速度修正正系數和車密密度修正系數數取值工況車速（km//h)10080604020102.62.62.21.450.850.850.60.7511.536④柴油車交通量如下下：柴油車：中型客車車360，大型客車車195，大型型貨車90⑤考慮煙霧的海拔高高度修正系數數：平均海拔高度：⑥考慮煙霧的車型系系數如表：表6-7考慮煙霧霧的車型系數數表柴油車輕型貨車中型貨車重型貨車、大型貨貨車、拖掛車車集裝箱車0.41.01.53~4⑦計算各工況下全隧隧道煙霧排放放量：計算結果遠遠小于于在工況車速速為20kmm/h時的煙霧排放量量。算出各工況車速下下的煙霧排放放量如下表：：表6-8各工況車車速下的煙霧霧排放量工況車速（km//h）1008060402010煙霧量（）3.2343.02643.855.7757.79565.6832⑧最大煙霧排放量：：由上述計算算可知，在工工況車速為220km/hh時，煙霧排排放量最大，為為：。確定通風方式；根據《公路隧道通通風照明設計計規范》（JJTJ02261-19999）規定定宜設置機械械通風的條件件為單向交通隧道（6-5）式中L———隧道長度度（m）N——設計交通流量量（輛/h）本設計按25000輛/h進行設計計故本隧道采用自然然通風6.2照明設計公路隧道的照明，是是為了把必要要的視覺信息息傳遞給司機機，防止因視視覺信息不足足而出現交通通事故，提高高駕駛的安全全性和舒適感感。隧道照明明與道路照明明的顯著不同同時白天也需需要照明，而而且白天照明明問題比夜間間更復雜。從從理論上講隧隧道照明與道道路照明一樣樣，也需要考考慮路面也具具有一定的亮亮度水平，同同時還進一步步考慮設計速速度，交通量量，線性等影影響因素。并并從駕駛上的的安全性和舒舒適性等方面面綜合確定照照明水平，特特別是在隧道道入口及其相相應區段需要要考慮人的視視覺適應過程程。汽車司機在白天從從明亮的環境境接近、進入入和通過隧道道過程中，將將產生種種視視覺問題：（1）進入隧道道前的視覺問問題（白天）。白白天進入照明明不充分的隧隧道，會造成成黑洞及黑框框的現象；（2）進入隧道立即出出現視覺問題題（白天）。視覺的滯后現象，這是因為急劇的亮度變化導致人的視覺不能迅速的適應而造成的；（3）隧道內部的視覺覺問題（白天天、黑夜）。由由于煙霧等造造成隧道內部部能見度不夠夠；（4）隧道出口口處的視覺問問題，這也是是隧道光線急急劇變化產生生的影響，白白天產生炫光光效應，晚上上看到的就是是黑洞。解決決上述視覺問問題的方法是是設置合理的的燈光照明，以以利于行車安安全。規范規規定：長度大大于100mm的隧道應設設置照明。照明設計的選擇和和布置(1)光源的選擇選擇效率高，迷霧霧性能較好的的光源；配光光特性符合照照明目的；光光源使用壽命命不小于100000h；；具有公路隧隧道防眩裝置置。(2)照明工具的選選擇與布置隧道的照明燈具的的主要作用是是控制配光及及保護光源。所所以防護等級級不低于IPP65；性狀狀和尺寸小而而堅固；燈具具結構便于更更換燈泡和附附件；燈具零零部件應具有有良好的防腐腐性能，必要要時要施以表表面處理。燈燈具符合設置置該照明器場場所的幾何條條件，燈具配配件安裝，維維修方便，并并能調整安裝裝角度；對隧隧道墻面的配配光及煙塵的的污染應充分分注意；燈具具不得侵入隧隧道的建筑限限界；在滿足足照明質量，環環境條件及防防觸電保護的的要求下，盡盡量選用光輸輸出比高，利利用系數高，壽壽命長，光通通衰減少的照照明器。(3)燈具的布置方方式本設計采用雙排對對稱布置，布布置方式與下圖C一致。圖6-1燈具的的布置照明計算（1）入口段照明入口段照明長度計計算可按下式式計算（6-6）式中—入口段照明明長度（m）—照明停車視距（mm），取1688mh—洞孔內凈空空高度（m），本設計計為8.988m通過計算得：表6-9洞外亮度度（cd/m2）天空面積百分比洞口朝向或洞外環環境10035%~50%南洞口4500北洞口600025%南洞口4500北洞口550010%暗環境3500亮環境45000%暗環境2500亮環境4000注：①天空面積百分比指指20°視場中天空空面積百分比比；②南洞口指北行車輛輛駛入的洞口口，北洞口指指南行車輛駛駛入的洞口；；③東洞口與西洞口取取用南洞口與與北洞口之中中間值；④暗環境指洞外景物物（包括洞門門建筑）反射射率低的環境境；亮環境指指洞外景物（包包括洞門建筑筑）反射率高高的環境。(1)入口段亮度：：（6-7）式中：—入口段亮亮度（）—入口段亮度折減系系數，取；—洞外亮度（），本本隧道設計為為4500cd/m22。故有：入口段照明明由基本照明明和加強照明明兩部分組成成，基本照明明燈具選用功功率為1500W的夜燈（兼兼緊急照明，UPS供電），燈具交錯排列布置，間距為12m。加強照明由功率為400W的加強燈組成，間距為1m，入口段燈具從洞口以內10m處開始布置。（2）過渡段照明在隧道照明中，介介于入口段與與中間段之間間的照明區段段稱為過渡段段。其任務是是解決從入口口段高亮度到到中間段低亮亮度的劇烈變變化給司機造造成的不適應應現象，使之之能有充分的的適應時間。過過渡段由過渡1段、過渡2段，過渡3段三個照明段段組成。該設設計的隧道為為短隧道故各各段照明要求求和設計如下下：過度段長度（3）過度段亮度表6-11過渡段段亮度計算關關系表照明段亮度①過度段的亮度為：：早：中：晚：基本照明選用功率率為150WW的夜燈（兼兼緊急照明，UPS供電），燈具對稱排列布置，加強照明由250W功率的加強燈間距2m交錯排列布置。②過渡段亮度計算：：早：中：晚：③過渡段亮度計算早：中：晚：基本照明選用功率率為150WW的夜燈（兼兼緊急照明，UPS供電），燈具對稱排列布置，加強照明由250W功率的加強燈間距10m交錯排列布置。（4）出口段本隧道為單向交通通隧道，設置置出口段照明明，出口段長長度取60mm，亮度設計計為，基本照照明選用功率率為150WW的夜燈（兼兼緊急照明，UPS供電），燈具對稱排列布置，加強照明為功率為400W的加強燈，設置數量與基本照明燈相同。（5）中間段該隧道為短隧道中中間段為0mm，故不考慮慮（6）洞外引道照明該隧道行車速度按按照100kkm/h計算算，根據下表表取值：表6-12洞外外引道布燈長長度與路面亮亮度計算行車速度（kkm/h）路面亮度（cd//m2）長度（m）1002.0180801.0130600.595400.560隧道洞外引道布燈燈長度與路面面亮度按規范范取值如下：：長度取180m，路路面亮度取。因因此光源考慮慮采用1500W低壓鈉燈燈，燈具間距距為8m。照明設計：路面平均水平照度度計算公式：：（6-8）.1路面亮度計算算：根據《公路隧道通通風照明設計計規范》可知知，對于水泥泥砼路面，平平均亮度和平平均照度之間間的關系可按按下式計算：：（6-9）本設計取換算系數數為10則：基本照明的水平照照度QUOTEQUOTEEMBEDEquation.3=路面的亮度.2入口段照明計計算本段照明有基本照照明和加強照照明組成，加加強段照明計計算參數見下下列：光源：高壓鈉燈路面類型水泥砼路面面功率400W路面寬度W=10.775m燈具TG87燈具具安裝方式交錯排列布布置燈具利用系數=0.4燈具間距S=1m燈具光通量=400000lm燈具養護系系數M=00.7燈具布置系數為對稱布置置N=2用上述方法可計算算加強照明對對路面平均水水平照度為：：=路面亮度為：基本照明亮度與加加強照明亮度度的疊加值為為：=208.37+66.511==214.888cd/mm2＞202.55cd/mm2滿足要求.3過渡段照明計計算：（1）段照明計算：與入口段照明計算算方法相同，基基本照明段與與中間段相同同，加強段照照明計算資料料見下列：光源：高壓鈉燈路面類型水泥砼路面面功率250W路面寬度W=10.775m燈具TG87燈具具安裝方式對稱排列布置置燈具利用系數=0.4燈具間距S=2.0m燈具光通量=250000lm燈具養護系系數M=00.7燈具布置系數為對稱布置置N=2加強照明對路面平平均水平照度度為：=路面亮度為：基本照明亮度與加加強照明亮度度的疊加值為為：滿足要求（2）段照明計算：與入口段照明計算算方法相同，基基本照明段與與中間段相同同，加強段照照明計算資料見下列：光源：高壓鈉燈路面類型水泥砼路面面功率250W路面寬度W=10.775m燈具TG87燈具具安裝方式對稱排列布置置燈具利用系數=0.4燈具間距S=2.0m燈具光通量=250000lm燈具養護系系數M=00.7燈具布置系數為對稱布置置N=2加強照明對路面平平均水平照度度為：路面亮度為：基本照明亮度與加加強照明亮度度的疊加值為為：=13.0233+6.5111=19..534cdd/m2>17.5cdd/m2滿足要求(33)段照明計計算根據經驗，結合前前面兩個過度度段的計算結結果，可知本本段照明的設設置滿足要求求。6.2.3.4出出口段照明計計算：與入入口段照明計計算方法相同同，基本照明明段與中間段段相同，加強強段照明計算算資料下列：：光源：高壓鈉燈路面類型水泥砼路面面功率400W路面寬度W=10.775m燈具TG87燈具具安裝方式對稱排排列布置燈具利用系數=0.4燈具間距S=4.0m燈具光通量=250000lm燈具養護系系數M=00.7燈具布置系數為對稱布置置N=2加強照明對路面平平均水平照度度為：=路面亮度為：基本照明亮度與加加強照明亮度度的疊加值為為：=52.093+66.511==58.6004cd/mm222.5ccd/m2滿足要求。第7章隧道路面設計計隧道內的路基路面面是承受車輛輛長期行使的的基本載體，因因此設計時路路面應穩定、密密實、均質，為為路面結構提提供均勻的支支承。隧道路路面應具有足足夠強度、平平整、耐久、抗抗滑和耐磨等等性能。各級公路隧道都可可以采用水泥泥混凝土路面面。有條件時時，可以采用用瀝青混合料料上面層與水水泥混凝土下下面層組成的的復合式路面面。不設仰拱拱的隧道路面面結構宜設整整平層、基層層和面層；設設仰拱的隧道道路面可只社社基層和面層層。各級水泥混凝土路路面結構可靠靠度設計標準準、材料性能能和結構參數數及變異水平平、設計方法法、標準軸載載、材料組成成和性質參數數均應符合先先行《公路水水泥混凝土路路面設計規范范》（JTGDD40）的有關規規定。基石路基的整平層層混凝土的彎彎拉強度值應應與基層相同同，厚度為115cm。基基層宜采用素素混凝土，適適宜的厚度范范圍為15cm，其抗壓壓強度不能低于C20或彎拉強度度不能低于1.8MPPa。當其彎拉強度度值超過1.8MPPa時，應設置置與混凝土面面層相對應的的橫向縮逢；；一次攤鋪寬寬度大于7..5m時，應應設縱向縮逢逢。本隧道采用的是水水泥混凝土路路面。水泥混混凝土路面設設計方案，應應根據公路的的使用任務、性性質和要求，結結合當地的氣氣候、水文、土土質、材料、施施工技術、實實踐經驗以及及環保要求等等，通過技術術經濟分析確確定。水泥混混凝土路面混混凝土路面的的結構應按規規定的安全等等級和目標可可靠度，承受受預期的荷載載作用，并同同所處的自然然環境相適應應，滿足預定定的使用性能能要求。表7-1各級公公路水泥混凝凝土路面面層層的表面構造造深度要求公路等級高速公路、一級公公路二、三、四級公路路，汽車橫向向通道構造深度（mm）0.8~1.20.6~1.0注：采用復合式路路面時，作為為下面層的水水泥混凝土，其其表面構造除除外。路面路基施工：洞洞內15cmm穩定基層澆澆筑前應先清清除有仰拱地地段仰拱面上上的雜物及積積水，無仰拱拱地段的基底底必須碾壓密密實后，方能能澆筑混凝土土，基層澆筑筑時要控制好好標高及排水水橫坡。隧道道路面為鋼性性路面，面層層為C35水泥砼砼，厚度為225cm，墊層為15cm厚C20素混凝土。布置圖如下下：a）b）a—不設仰拱的情況b—設仰拱的情情況圖7-1水泥混凝凝土路面結構構第8章施工設計8.1施工準備備吳家寨隧道進洞口口地勢較高，不不利于布置施施工場地，職職工住處、配配電房、壓風風機房、混凝凝土攪拌站、鋼鋼筋車間等生生產房屋隧道道布設不方便便。因此，作作業隊進駐施施工場地后，必必須做好現場場調查，將其其建在距離施施工洞口不遠遠的地方，且且選址時注意意方便運輸，以以及環境保護護。此外，作業隊進駐駐施工場地后后，還要做好好以下施工前前準備工作：：（1）隧道施工用電由附附近鄉鎮高壓壓電引接，接接線長約3..5km，在在隧道出口安安裝一臺3115KVA變變壓器，另外外配備一臺1120KW發發電機以作備備用。（2）施工用水：根據現現場條件，吳吳家寨隧道出口附近沒有可供供水源的天然然河流，水源源缺乏，必須從遠處引水，并在施工現現場設兩個蓄水池。（3）施工用風：在隧道道出口設供風風站一處，內內設電動空壓壓機1臺。（4）三管兩線布置：綜綜合施工現場場實際情況，將將高壓風管、高高壓水管、通通風管布置在在洞口右側，動動力線和照明明線布置在左左側。照明線線面成洞地段段采用2200V，掌子面面附近采用336V安全電電壓。（5）砼工廠：在隧道進進口設2臺JS5000強制式拌合合機，混凝土土由混凝土輸輸送泵輸送。（6）必須做好臨時交通通便道，便于于同外界交通通，以及各種種材料的運輸輸。8.2輔助施工工方法隧道施工過程中，可可能會遇到開開挖工作面不不能自穩，或或地表沉陷過過大等情況，為為了確保隧道道工程順利進進行和施工安安全，必須采采取一定的工工程措施對地地層進行預支支護或預加固固，稱之為輔輔助施工措施施。預支護措措施有預留核核心土、噴射射混凝土封閉閉開挖面、超超前錨桿、管管棚及臨時仰仰拱封底。預預加固措施有有預注漿加固固地層和地表表噴錨加固等等。而兼有預預支護和預加加固雙重作用用的有超前小小導管注漿等等。輔助措施的選用，應應視圍巖條件件、涌水狀況況、施工方法法、環境要求求等因素綜合合而定，可以以單獨使用一一種措施，也也可以幾種聯聯合使用。一一般在設計階階段應對輔助助施工措施有有初步考慮，并并在設計圖中中表示出來。在在施工階段往往往還要根據據開挖的具體體情況予以修修改，或是加加強，或是減減弱甚至取消消。超前錨桿在隧道開挖之前，在在開挖面的拱拱部一定范圍圍內，沿隧道道斷面的周邊邊，向地層內內打入一排縱縱向錨桿（或小鋼管），通過錨桿桿對圍巖的加加固作用，形形成超前于工工作面的圍巖巖加固棚，在在此棚的保護護下進行開挖挖。開挖一個個進尺后，再再打入一排縱縱向錨桿，再再掘進，如此此往復推進，如如下圖所示。圖8-1超前錨桿桿布置圖（單位：cm）超前錨桿主要適用于于土砂質地層層、膨脹性地地層、裂隙發發育的巖體以以及斷層破碎碎帶等，其設設計參數見下下表：表8-1超前錨桿、超超前小鋼管設設計參數圍巖級別錨桿直徑/mm小鋼管直徑/mmm錨桿、小鋼管長度度/mm環向間距/mm外插角錨桿小鋼管Ⅳ18~22323~540~605°~10°5°~10°本設計的超前錨桿桿的基本設置置為：錨桿直直徑取Φ22，長4m，間距取400mm，外插插角取12°°。超前小導管注漿超前小導管注漿也也是一種廣泛泛使用的輔助助施工措施，他他往往與鋼拱拱架一起設置置。設置方式式見下圖。圖8-2超超前小導管設設置方式（單位：cm）圖8-3超前小導導管鋼管構造造圖（單位：cm）小導管注漿屬于滲滲入性注漿，雖雖然鋼筋本身身的支護能力力不如管棚，但但其注漿加固固地層的效果果要比管棚好好。超前小導導管注漿支護護剛度和預支支護效果均大大于超前錨桿桿。在開挖掘掘進之前，先先用噴射混凝凝土將開挖面面和5m范圍內的的隧道圍巖壁壁面封閉，然然后沿拱部周周邊一定范圍圍打入小導管管，導管的外外插角設置為為12°，小導管插插入鉆孔之后后外露長度為為20cm，以以便連接注漿漿管。兩組小小導管的前后后縱向搭接長長度為1m。小導管管采用40mmm的無縫鋼鋼管，管壁鉆鉆有梅花形布布置的注漿孔孔，其孔徑為為6mm，間距距為40mmm。注漿以后應進行效效果檢查，可可以用地質鉆鉆取注漿后的的巖芯檢查，也也可以用聲波波探測儀測量量巖體聲波速速度，判斷注注漿效果。檢檢查結果如為為達到要求應應進行補孔注注漿，如已達達到設計要求求，可進行開開挖。8.3施工設計8.3.1總體體方案和部署署（1）吳家寨隧道隧道整整體高寬比都都小于1.77，可以采用光面面爆破開挖，但應控制好爆破破用藥量，減減少對圍巖的的擾動，保證證開挖輪廓圓圓順，減少超超挖，不允許許欠挖。（2）初次支護緊跟開挖挖面，爆破以以后立即對圍圍巖進行初噴噴、打設錨桿桿、掛鋼筋網網、初噴厚度度不小于4mmm，噴射砼砼分1~3次復噴噴達到設計要要求，并覆蓋蓋鋼筋網和錨錨桿露頭。中中空錨桿施工工采用專門設設備和專用工工藝。要求注注漿飽滿。（3）鋼筋網必須單根現現場綁扎，并并隨巖面起伏伏，貼巖面。（4）初期支護達到設計計要求后的地地段距開挖面面的距離不得得大于10mm。（5）二次襯砌砼澆筑采采用機械泵送送，一次成型型。（6）加強施工監控量測測工作，及時時掌握圍巖襯襯砌的應力、應應變狀態。量量測信息應及及時反饋，施施工、監理、設設計隨時掌握握圍巖和結構構的工作狀態態，以便及時時調整設計參參數，制定合合理的施工措措施和支護手手段，節約工工程費用，保保證施工安全全。8.3.2洞口施施工吳家寨隧道隧道洞洞口及洞身基基本在基巖中中通過，洞口口圍巖為Ⅳ級圍巖，施施工開挖對地地面影響甚微微，即使在埋埋深小的地段段，只要及時時支護，也不不會產生地面面塌陷等地質質災害。洞身身圍巖主要為為弱～微風化化巖層，為弱弱透水層，且且隧道地處孤孤山，無地表表水體，隧道道開挖及運營營過程中不會會產生疏干地地表水等危害害。總的來說，隧道建建設對地質環環境影響輕微微。但隧道區區地質環境脆脆弱，在設計計和施工時，應應給予高度重重視，特別是是對環境影響響大的棄渣的的處治，設計計時不應將棄棄渣置于斜坡坡地段或沖溝溝、村莊附近近。隧道開挖挖應采取超前前支護，開挖挖后及時進行行支護。在進進行洞口施工工時，必須堅堅決執行晚出出洞的原則，避避免大挖大刷刷，做好洞口口防排水工作作，保護植被被，盡量使洞洞口簡潔、美美觀、自然，與與環境協調。本隧道洞口施工必必須做好以下下事項：（1）在場地清理時，先先清理洞口上上方及側面有有可能滑塌的的表土、樹木木、山坡危石石等，平整洞洞頂地表，施施做好洞口邊邊、仰坡坡頂頂處的天溝，防防止雨水流入入施工場地。（2）按洞門設計上的邊邊、仰坡坡率率放線，人工工自上而下逐逐段開挖邊、仰仰坡，打錨桿桿、噴射C220級混凝土土、掛鋼筋網網維持邊坡穩穩定，同時做做好邊坡防護護工程。（3）洞門拱墻應與洞內內相鄰的拱墻墻襯砌同時施施工連成整體體，確保拱墻墻連接良好。洞洞門墻端的砌砌筑與回填必必須兩側同時時進行，防止止對襯砌產生生偏壓。（4）鑒于上述隧道進出出口段的工程程地質條件，進進出洞口過渡渡地段圍巖易易產生掉塊、崩崩塌，可采用用超前多層錨錨桿支護或管管棚支護，局局部節理裂隙隙相對發育地地段應采取超超前小導管注注漿，以固定定洞壁和洞頂頂易松動的圍圍巖。此外，隧隧道進出口洞洞口段開挖時時，爆破震動動過大易使圍圍巖產生坍塌塌，同時，圍圍巖暴露時間間長時，可能能會出現局部部坍塌。施工工時應注意用用小爆破開挖挖，并及時做做好襯砌。8.3.3隧道道內施工吳家寨隧道采用新新奧法施工，新新奧法的基本本概念是以控控制爆破(光面爆破、預預裂爆破等)為開挖方法法；以噴錨作作為主要支護護手段，通過過監測控制圍圍巖變形，動動態修正設計計參數和變動動施工方法的的隧道施工理理念，其核心心內容是充分分發揮圍巖的的自承能力。8.3.3.1開挖方式吳家寨隧道圍巖級級別分別為ⅡⅡ級、Ⅲ級、Ⅳ級，有深埋段段和淺埋段，因因此根據《公公路隧道施工工技術規范》，類類比其他工程程，本隧道各各級圍巖所采采用的開挖方方式如下。(1)Ⅱ、Ⅲ級圍巖：Ⅱ、Ⅲ級級圍巖地質條條件較好，圍圍巖基本穩定定，故采用全全斷面法開挖挖。其優點是是有較大的作作業空間，有有利于采用大大型配套機械械化作業，提提高施工速度度，且工序少少，干擾少，便便于施工組織織與管理，采采用深孔爆破破時，可加快快掘進速度，且且爆破對圍巖巖的震動次數數較少，有利利于圍巖的穩穩定。其缺點點是由于開挖挖面較大，圍圍巖相對穩定定性降低，且且每循環工作作量相對較大大，要求施工工單位有較強強的開挖、出出渣與運輸及及支護能力，采采用深孔爆破破時，產生的的爆破震動較較大，對鉆爆爆設計和控制制爆破作業要要求較高。全斷面法施工工序序如下：①用鉆孔臺車車鉆眼，然后后裝藥、連接接導火線；②退出鉆孔臺臺車，引爆炸炸藥，開挖出出整個隧道斷斷面；③排除危石；④噴射拱圈混混凝土，必要要時安設拱部部錨桿；⑤用裝渣機將將石渣裝入運運輸車輛，運運出洞外；⑥噴射邊墻混混凝土，必要要時安設邊墻墻錨桿；⑦根據需要可可噴第二層混混凝土和隧道道底部混凝土土；⑧開始下一輪輪循環，施作作二次模注混混凝土襯砌。開挖和支護順序見下圖：圖8-4全斷面施工工方法圖全斷面開挖法的注注意事項：加強對開挖面前方方的工程地質質和水文地質質的調查。對對不良地質情情況，要及時時預測、預報報和分析研究究，隨時準備備好應急措施施，以確保施施工安全和工工程進度。各工序機械設備要要配套。如鉆鉆孔、裝渣、運運輸、支護、襯襯砌等主要機機械和相應的的輔助機具，在在尺寸、性能能和生產能力力上要相互配配合，工作方方面要環環緊緊扣，不致彼彼此受牽制而而影響掘進，以以充分發揮機機械設備的使使用效率和工工序之間的協協調作用。加強各種輔助施工工方法的設計計和施工檢查查。尤其是軟軟弱破碎圍巖巖，應對支護護后圍巖的動動態量測與監監控，輔助作作業的管理要要求保持技術術上的良好狀狀態。重視和加強對施工工操作人員的的技術培訓，使使其能熟練掌掌握各種機械械和推廣新技技術，不斷提提高功效，改改進施工管理理，加快施工工速度。在選擇支護類型時時，應優先考考慮錨桿和噴噴射混凝土、掛掛網、拱架等等支護形式。（2）Ⅳ級圍巖：鑒于Ⅳ級級圍巖穩定性性不如Ⅱ、Ⅲ級圍巖，故故采用臺階分分部開挖法。臺階分部開挖法又又稱環形開挖挖留核心土法法，適用于一一般土質或易易坍塌的軟弱弱圍巖地段。上部留核心土可以支擋開挖工作面，增強開挖工作面的穩定，核心土及下部開挖在拱部初期支護下進行，施工安全性較好。一般環形開挖進尺為0.5~1.0m，不宜過長，上下臺階可用單臂掘進機開挖，開挖和支護順序見下圖：圖8-5臺階分部開挖挖法其優點是上下臺階階干擾小，施施工速度可加加快。其缺點點有開挖中圍圍巖要經受多多次擾動，而而且斷面分塊塊多，支護結結構形成全斷斷面封閉的時時間長，將可可能使圍巖變變形增大，需需要結合輔助助施工措施對對開挖工作面面及前方巖體體進行預支護護或預加固。8.3.3.2掘掘進方法吳家寨隧道為山嶺嶺隧道，考慮慮到經濟及施施工進度，主主要采用鉆爆爆法掘進，淺淺埋段和進洞洞開挖在必要要時采用人工工掘進。鉆爆爆法開挖掘進進時采用光面面爆破法。爆爆破作業時，先先根據爆破設設計中的參數數進行爆破，在在爆破作業中不斷積累經驗驗并修正設計計爆破參數，以以達到最佳爆爆破效果。爆破設計（1）鉆爆參數的確定本隧道光面爆破掘掘進采用如下下表的參數：：表8-1爆破參數數表圍巖級別炮眼直徑（mm）炮眼深度（m）裝藥不偶合系數DD周邊眼間距E（ccm）周邊眼最小抵抗線線V（cm）相對距離E/V周邊眼裝藥集中度度q（kg/m）Ⅱ453.01.464800.80.35Ⅲ422.51.564800.80.35Ⅳ381.21.756700.80.25（2）爆破器材的選用光面爆破的器材主主要有：炸藥藥、非電塑料料導爆系統、毫毫秒雷管和導導爆管等。本隧道光面爆破的的周邊眼對所所其使用的炸藥的的要求有：炸炸藥要選擇低低爆速、低密密度、低猛度度、高爆力、小小直徑、傳播播性能良好的的炸藥。光面爆破的周邊使使用的雷管選選用的要求有有：選擇分段段多，起爆同同時性好的毫毫秒雷管。根根據上述要求求選用的器材材如下：2號巖石炸藥藥，藥卷直徑徑分別為288mm、22mm、20mm，炸藥爆速為為2100mm/s；在掏槽眼采采用毫秒雷管管，其余炮眼眼采用間隔為為100~2200ms的的等差雷管，其其振動速度為為毫秒雷管采采用振速的660%，并利用雷雷管自身的誤誤差進行降振振。導爆管：：采用普通、抗抗水的導爆管管。（3）起爆順序：光面爆爆破分區起爆爆順序是：掏掏槽眼—輔助眼—周邊眼—底板眼。（4）炮眼設計①炮眼數目—炮眼數量，不包括括未裝藥的空空眼數—單位炸藥消耗量，一一般取—開挖面面積—裝藥系數，即裝藥藥長度與炮眼眼全長的比值值—每米藥卷的炸藥質質量，表8-2炮眼數數量參考值巖石級別開挖面積/m24~67~910~1213~1540~43軟石（Ⅳ~Ⅴ）10~1315~1617~1920~24—次堅石（Ⅲ~Ⅳ）11~1616~2018~2523~30—堅石（Ⅱ~Ⅲ）12~1817~2421~3027~3575~90炮眼布置圖見圖88-6.1—掏槽眼2—周周邊眼3—輔助眼4—底板眼圖8.6炮眼布置置圖注：本炮眼布置圖圖適合全斷面面開挖法施工工，如Ⅱ、Ⅲ級圍巖②掏槽眼：采用雙臨空平行直直眼掏槽，中中空眼鉆孔由由小鉆頭改為為大鉆頭將鉆鉆孔擴大，掏掏槽眼布置在在開挖中心線線左側1.00m，高度為為1.2m的位位置。掏槽眼眼深度比其他他炮眼深0..2m。③周邊眼間距E根據上表取取用，周邊眼眼至內圈眼距距離為0.66m，采用不偶合合和間隔裝藥藥結構，不偶偶合系數見上上表。周邊眼設計計位置考慮00.04的外外插斜率。④底板眼：底板眼間間距0.6mm。⑤其它炮眼：采用橫橫向間距0..8m，豎向向間距1m。（5）鉆孔鉆孔采用風動鑿巖巖機進行鉆孔孔作業。鉆孔孔作業方法步步驟:①鉆孔前，鉆工要熟熟悉炮眼布置置圖，嚴格按按照鉆爆設計計實施。②定人、定位、對周周邊眼、掏槽槽眼由經驗豐豐富的司鉆工工司鉆。③嚴格控制炮眼間距距，誤差不得得大于6cmm，方向相互互平行，嚴禁禁相互交錯，炮炮眼利用率達達90%以上，軟軟巖開挖輪廓廓要圓順、符符合隧道設計計輪廓線尺寸寸的要求。④嚴格控制周邊眼鉆鉆孔外插角度度，相鄰兩茬茬炮之間錯臺臺不大于100cm。8.3.3.3出渣與運輸輸施工單位的出渣運運輸作業應符符合下列要求求：（1）裝渣設備能在隧道道開挖斷面內內發揮高效率率，其裝渣能能力應與每次次開挖土石方方量及運輸車車輛的容量相相適應。（2）機械裝渣作業應嚴嚴格按操作規規程進行，不不得損壞已有有的支護及臨臨時設備。在在臺階或棚架架上向下扒渣渣時，應保證證渣堆穩定，防防止滑坍傷人人。（3）卸渣作業應根據棄棄渣場地形條條件、棄渣利利用情況、車車輛類型，妥妥善布置卸渣渣線，卸渣應應在布置的卸卸渣線上依次次進行。（4）卸渣場地應修筑永永久排水設施施和其他防護護工程，確保保地表徑流不不致沖蝕棄渣渣堆。（5）因隧道長度較長，開開挖中應采用用有軌運輸，減減少機械的煙煙霧排放量。8.3.3.4初期支護施施工初期支護主要作業業為打錨桿、掛掛鋼筋網和噴噴射混凝土。施施工順序大致致為：先噴射射5cm混凝土—鉆孔安設錨錨桿—掛鋼筋網—噴射剩余厚厚度混凝土。（1）錨桿施工要點：①檢查錨桿材料、類類型、規格、質質量以及性能能是否與設計計相符；按設設計要求截取取砂漿錨桿桿桿體，并整直直、除銹和除除油。②鉆孔前必須根據設設計要求定出出孔位，作出出標記，孔位位允許偏差為為mm，孔深允允許偏差為mmm，孔徑大于桿桿體直徑155mm。③鉆孔要求圓且直，鉆鉆孔方向盡量量與巖層主要要結構面垂直直。④砂漿配合比為：，砂砂的最大粒徑徑為3mm。砂漿漿必須拌和均均勻，一次拌拌和的砂漿必必須在初凝前前用完。⑤灌漿作業中，注漿漿管應插至距距孔底為5ccm左右，隨隨水泥砂漿的的注入緩慢勻勻速拔出，隨隨即迅速將桿桿體插入，錨錨桿桿體插入入孔內的長度度不得短于設設計長度的995%。如孔口無無砂漿流出，應應將桿體拔出出重新注漿。如如有特殊原因因注漿中途暫暫停超過300min時，必必須用水潤滑滑灌漿罐及其其管路，保證證灌漿罐通暢暢。⑥在局部有水地段，如如遇孔內流水水，可在附近近另行鉆孔安安設錨桿。（2）噴射混凝土采用濕濕噴法，水平平輸送距離限限制為40mm，避免設備備管路因距離離太長塞堵。其其施工要點如如下：①選用普通硅酸鹽水水泥，細度模模數大于2..5的硬質潔潔凈砂或粗砂砂，粒徑5~~12mm連續續級配碎（卵卵）石，化驗驗合格的拌和和用水。噴射射混凝土配合合比：灰骨比：1：4，骨料含砂率率：50%，水灰比：0..4。②噴射混凝土嚴格按按照設計配合合比拌合和及及攪拌的均勻勻性每班檢查查不少于兩次次。③噴射混凝土前,認認真檢查隧道道斷面尺寸,對欠挖部分分及所有開裂裂、破碎、崩崩解的破損巖巖石進行清理理和處理，清清除浮石和墻墻角虛渣。④噴射混凝土分段、分分塊、先墻后后拱、自下而而上的順序進進行；噴射作作業時，噴嘴嘴做反復緩慢慢的螺旋運動動，螺旋直徑徑約20~30mm，以保證混混凝土噴射密密實。同時掌掌握風壓、水水壓及噴射距距離，減少混混凝土的回彈彈量。⑤隧道噴射混凝土厚厚度﹥5cm時，分分兩層作業。第第二次噴射混混凝土如在第第一層混凝土土終凝1小時后進行行，需沖洗第第一層混凝土土面。兩次噴噴射注意找平平巖面，以便便于鋪設防水水層。⑥噴射混凝土終凝22小時后，進進行噴水養護護，養護時間間不少于144天，噴射混凝凝土后開挖時時，下次爆破破距噴射混凝凝土完成時間間的間隔，不不得小