隧道洞門設計HENsystemofficeroom[HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688]和隧道端洞門設計，技術標準及執行規范技術標準設訃行車速度：40km/h隧道主洞建筑限界凈寬：++2X++二隧道建筑限界凈高：路基寬：遵循規范《公路工程技術標準》JTGB01-2003《公路隧道設計規范》JTGD70-2004《公路隧道通風照明設計規范》《公路工程抗震設計規范》JTJ004-89《錨桿噴射混凝土支護技術規范》GB50086-2001《地下［程防水技術規范》GB50108-2001二、工程概況根據隧道需風量分析確定，本隧道采用自然通風。隧道內的供電照明負荷和應急照明按一級負荷考慮。1、地形、地貌隧道區地貌屬于丘陵低山地貌。隧道地處山體的左側山坡地段，地形起伏較大，山高坡陡，山體走向近S?（向，隧道走向與其基本平行。在隧道的進出口地段發育路線走向呈小角度相交的小沖溝，呈“U字型溝谷。隧道軸線通過路段地面標高222?310m,相對高差約88m,隧道頂板上覆圍巖最大卑度約。地形坡度25?55°左右。山坡植被稀少，主要為灌木叢，坡面多出露基巖。隧道通城端洞口段地處沖溝附近的G106底下，地形較平緩，覆蓋層較卑，洞口軸線與地形等高線呈小角度相交。黃泥界端洞口段地處S\向沖溝內的G106底下，地形較緩，基巖裸露，洞口軸線與地形等高線呈小角度相交。圉巖分級根據野外地質調查結合巖塊室內巖石試驗成果可知，該隧道片巖和花崗巖均為強風化，飽和抗壓極限強度Rb小于30Mpa,為軟質巖，巖石抗風化能力弱。根據計算結果，強風化片巖和花崗巖圍巖分級均為V級。水文地質根據調查，隧道區的山體上未發現地表水體，亦未發現地下水出露點。根據鉆孔內抽水試驗可知：其地下水量〈d,但雨季受降雨影響，地表水將沿陡裂隙下滲，富集在F斷層內，嚴重影響洞室的穩定，施工時應特別注意。根據《公路工程地質勘察規范》(JTJ064-98)附錄D,隧道區地下水及地表水對混凝土結構均無腐蝕性。詳細分析結果見］程地質報告。三、洞門設計步驟《公路隧道設計規范》關于洞口的一般規定：1、 洞口位置應根據地形、地質條件，同時結合環境保護、洞外有關工程及施工條件、營運要求，通過經濟、技術比較確定。2、 隧道應遵循“早進洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡及仰坡的穩定。3、 洞口邊坡、仰坡頂面及其周圍，應根據情況設置排水溝及截水溝，并和路基排水系統綜合考慮布置。4、 洞門設訃應與自然環境相協調。1確定洞門位置洞口位置的確定應符合下列要求：1、洞口的邊坡及仰坡必須保證穩定。2、 洞口位置應設于山坡穩定、地質條件較好處。3、 位于懸崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；應避免在不穩定的懸崖陡壁下進洞。4、 跨溝或沿溝進洞時，應考慮水文情況，結合防排水工程，充分比選后確定。5、 漫坡地段的洞口位置，應結合洞外路塹地質、棄渣、排水及施工等因素綜合分析確定。6、 洞口設計應考慮與附近的地面建筑及地下埋設物的相互影響，必要時采取防范措施。7、 洞門宜與隧道軸線正交；地質條件較好；做好防護；設置明洞洞口地質條件根據野外地質調查結合巖塊室內巖石試驗成果可知，該隧道片巖和花崗巖均為強風化，飽和抗壓極限強度Rb小于30Mpa,為軟質巖，巖石抗風化能力弱。洞身發育F次生小斷層，受其影響巖石中節理裂隙發育，巖石特別破碎，圍巖受地質構造影響程度較重?嚴重。隧道地段節理裂隙較發育，2組節理裂隙平面上呈棱行，較規則，與區域地質構造方向一致，多數間距1?2m,多為微張?張開型，無充填，巖體被切割呈塊狀、片狀。隧道凈空與限界的基本概念隧道凈空：隧道襯砌內輪廓線所包圍的空間，根據“隧道建筑限界”確定的。隧道建筑限界：為了保證隧道內各種交通的正常運行與安全，而規定在一定寬度和高度范圍內不得有任何障礙物的空間范圍。圖公路隧道建筑限界（單位：cm）H-建筑限界高度；行車道寬度；Ll-左側向寬度；Lr-右側向寬度；C-余寬;J-檢修道寬度；R-人行道寬度；h-檢修道或人行道的高度；壓-建筑限界左頂角寬度，ElLl；E廠建筑限界右頂角寬度，當LWlm時，EfLr,當LAlm時,Er二lm建筑限界高度，高速公路、一級公路、二級公路取；三、四級公路取。當設置檢修道或人行道時，不設余寬；當不設置檢修道或人行道時，應設不小于25cm的余寬。檢修道和人行道的設訃高速公路和一級公路隧道內應設置檢修道。其它等級公路隧道，應根據隧道所在地區的行人密度、隧道長度、交通量及交通安全等因素確定人行道的設置。檢修道或人行道宜雙側設置;檢修道或人行道的寬度按表規定選取；檢修道或人行道的高度可按20-80cm取值，并綜合考慮以下因素：1、 檢修人員步行時的安全；2、 緊急情況時，駕乘人員拿取消防設備方便；3、 滿足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求。表公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（m）公路等級設計速度（km/h）道度W)車寬——側向寬度余寬C人行檢修道J隧道建筑凈寬左側右側Ls左側右側設檢修道設人行道不設人行道、檢修道高速公路一級公路120X211100X2180X260X2［二級公80X211160X2110路二級40X29）公路30X220X27注：①三車道隧道除增加車道數外，其它寬度同表；增加車道的寬度不得小于。②連拱隧道的左側可不設檢修道或人行道，但應設50cm（120km/h與100km/h時）或25cm（80km/h與60km./h時）的余寬。③設計速度120km/h時，兩側檢修道寬度均不宜小于；設計速度1OOkm/h時，右側檢修道寬度不宜小于。隧道路面橫坡，當隧道為單向交通時，應取單面坡：當隧道為雙向交通時，可取雙面坡。坡度應根據隧道長度，平、縱線形等因素綜合分析確定，采用％。當路面采用單面坡時，建筑限界底邊線與路面重合；當采用雙面坡時，建筑限界底邊線應水平置于路面最高處。隧道內輪廓設訃除應符合隧道建筑限界的規定外，還應滿足洞內路面、排水設施、裝飾的需要，并為通風、照明、消防、監控、營運管理等設施提供安裝空間，同時考慮圍巖變形、施工方法影響的預留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全、經濟、合理的原則。隧道內路側邊溝應結合檢修道、側向寬度、余寬等布置，其寬度應小于側向寬度，并布置于車道兩側。確定洞門類型洞門是用以保護洞口、排放流水并加以建筑裝飾的支擋結構物。它聯系襯砌和路塹，是整個隧道結構的主要組成部分，也是隧道進出口的標志。對于鐵路隧道，隧道的場地就是其進出口洞門墻外表面與線路內軌頂面標高線交點之間的距離。此外，洞門是隧道的咽喉，也是隧道的外露部分，在保證安全的同時，還應根據實際情況，選擇適合的洞門形式，并應適當進行洞門美化和環境美化。？洞門的作用有以下兒方面：？一、 減小洞口土石方開挖量二、 穩定邊仰坡？三、 引離地面流水？裝飾洞口？根據洞口地形、地質及襯砌類型等不同的情況和要求，洞門結構主要有以下兩大類型：？一、 隧道門-隧道門指修建在不設明洞的隧道洞口的支擋結構物，包括環框時洞門、短墻式洞門、翼墻式洞門、柱式洞門、臺階式洞門、斜洞門和耳墻式洞門等。？二、 明洞門-明洞門主要配合明洞結構類型設訃，明洞有拱形明洞和棚洞之分，相應明洞門也分拱形明洞門和棚式明洞門兩大類。棚式明洞門并不單獨設置，通常在棚洞洞口端橫向頂梁上加設端墻，以攔截落石，避免其墜入線路影響行車安全。洞門形式的選擇按分類，姜源嶺隧道K33+975按分類，姜源嶺隧道K33+975洞門按受力結構設訃。洞門形式結合實際地形、地質情況選定。根據洞門所處地段的地形地貌及工程地質條件，遵從“早進洞，晚出洞”的設計原則，并考慮洞門的實用、經濟、美觀等因素，因此本隧道洞口采用端墻式洞門，洞門簡圖見圖。端墻式洞門側面洞門構造要求按《公路隧道設計規范》（JTG-2004），洞門構造要求為：1、 洞門仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于，洞門墻頂高出仰坡腳不小于。2、 洞門墻應根據實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按訃算或結合其他工程類比確定。3、 洞門墻基礎必須置于穩固地基上，應視地基及地形條件，埋置足夠深度，保證洞門的穩定。基底埋入土質地基的深度不小于，嵌入巖石地基的深度不小于；基底標高應在最大凍結線以下不小于。基底埋置深度應大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。2.洞門結構設計計算、計算假設及相關規定洞門的端墻和翼墻均可視為墻背承受土壓力的擋土墻結構，根據擋土墻理論設計。本端墻式洞門按訃算擋土墻的方法分別核算各不同墻高截面的穩定性和強度，以此決定端墻的厚度和尺寸。為簡化洞門墻的計算方法和便于施工，只檢算端墻最大受力部位的穩定性和強度，據此確定整個端墻的厚度和尺寸，這樣雖增加了一些坊工量，但從施工觀點看.卻是合理的。由于洞門端墻緊靠襯砌，乂嵌入邊坡內，故其受力條件較擋土墻為好。此有利因素可作為安全儲備.在計算中是不予考慮的。洞門翼墻與端墻一樣，也可采用分條方法取條帶計算。山于翼墻與端墻是整體作用的；故在訃算端墻時，應考慮翼墻對端墻的支撐作用。訃算時先檢算翼墻本身的穩定性和強度，然后再檢算端墻最大受力部位的強度及其與翼墻一起的滑動穩定。在計算翼墻時，翼墻與端墻連結面的抗剪作用是不考慮的。按擋土墻結構訃算洞門墻時，設計是按極限狀態驗算其強度，并驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩定性。驗算時依據下表的規定，并應符合《公路路基設汁規范》、《公路磚石及混凝土橋涵設訃規范》、《公路橋涵地基與基礎設訃規范》的有關規定。洞門驗算表如表所示：表洞門墻的主要檢算規定表墻身截面荷載效應值SdW結構抗力效應值Rd（按極限狀態計算）墻身截面荷載效應值SdW結構抗力效應值Rd（按極限狀態計算）墻身截面偏心距eW倍截面厚度滑動穩定安全系數反基底應力oW地基容許承載傾覆穩定安全系數Ko基底偏心距e巖石地基WH/5?B/4；土質地基WB/6（B為墻底厚度）洞門設計計算參數數按現場試驗資料采用。缺乏的試驗資料，參照表選用。計算參數如下：計算參數如下：？（1） 邊、仰坡坡度1:1;（2） 仰坡坡腳￡二°,tan￡=2,a二6°；(3)地層容重Y=20kN/m3;地層計算摩擦角4>=700；?基底摩擦系數；？基底控制應力［〔］二建筑材料的容重和容許應力墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強度等級為MulOO,水泥砂漿的強度等級為M10。?容許壓應力［Ca］=，重度yt=22KN/?m3o洞門各部尺寸的擬定根據《公路隧道設計規范》(JTJ026-90)，結合洞門所處地段的工程地質條件，擬定洞門翼墻的高度：H二12m：其中基底埋入地基的深度為1,0m，洞門翼墻與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度，洞門翼墻與仰坡間的的水溝深度為，洞門墻頂高出仰坡坡腳，洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為，墻厚，設計仰坡為1:1最危險滑裂面與垂直面之間的夾角：_tan2(p+tanatans-&+tan'?)(tan0-tan￡)(tan(p+tuna)(l-tanatan￡)tanw(l+tan2(p)一tan(p(\一tanatan￡)()式中y 圍巖計算摩擦角；￡——洞門后仰坡坡腳；洞門墻面傾角將數值代入式(4-1)可得:故：3二；根據《公路隧道設計規范》(JTG—2004),土壓力為；TOC\o"1-5"\h\zE冷加［才+幾⑺一胡舛 ().(tan6?-tancr)(l一tanatan￡) (、A= ()tan(6W+0)(1-tancotan￡)"'=】—0慕。式中：E——土壓力(KN);Y---地層重度(KN/n?)X 側壓力系數；3——墻背土體破裂角；b 洞門墻計算條帶寬度(rn),取b二；§ 土壓力計算模式不確定系數，可取§二。把數據分別代入式(4-2). (4-3). (4-4)，得：由三角關系可得：ho-洞門土壓力E：E=iA［/72+/u(//-//())］人 ()式中：5 墻背摩擦角 6=30°抗傾覆驗算訃算圖示如圖所示，擋土墻在荷載作用下應繞0點產生傾覆時應滿足下式:

^—>1.6以。式中：Ko----傾覆穩定系數，k)>1.6；()工全部垂直力對墻趾0點的穩定力矩;()工全部水平力對墻趾0點的穩定力矩;山圖可知:墻身重量G：*12*22*11二396KN莊對墻趾的力臂：Zx二耳對墻趾的力臂:G對墻趾的力臂:代入上式得：故抗傾覆穩定性滿足要求抗滑動驗算對于水平基底，按如下公式驗算滑動穩定性:kc>1-3 ()式中：K. 滑動穩定系數為N——作用于基底上的垂直力之和；工E——墻后主動土壓力之和，取工E二E；F——基底摩擦系數，取f二由圖得：K_(G+EJxO.4_(818.125+37.8)x0.4 4〉° ~EX 35.67 '故抗滑穩定性滿足要求基底合力偏心矩驗算，合力偏心矩為設作用于基底的合力法向分力為工2，其對墻趾的力臂為乙、，合力偏心矩為e,則:合力在中心線的右側。計算結果滿足要求片宸=380.267人V?基底控制應力二，計算結果滿足要求墻身截面偏心矩及強度驗算1、墻身截面偏心矩ee=—V0.3B ()N式中：M 計算截面以上各力對截面形心力矩的代數之后；N 作用于截面以上垂直力之后。將數據代入墻身偏心矩E的公式，可得：說明洞門的尺寸合理。詳圖見設訃圖紙。四、 隧道襯砌方案的擬定？參考《公路隧道設計規范》，本設計為雙車道40km/h限速的三級公路，采用整體式襯砌。？最終確定內、外輪廓線以及襯砌的尺寸見附圖1-2?深埋隧道外層初期支護，根據《規范》規定及實際情況，采用一般簡易的C20噴射混凝土，且厚度為lOcmo?防水板:采用塑料及無紡布，且無紡布密度為300g/nf2,防水板應采用滿鋪的滿鋪的EVA板防水層，厚度為2mm,搭接長度為200mm°?襯砌：根據《公路隧道設訃規范》，采用