目 录
第一章 绪论 .................................................................................. 1 1.1国内发展现状 ............................................................................ 1
1.2 隧道的工程概况 ............................................................. 1
1.2.1 工程概况 ................................................................ 1 1.2.2 气象特征 ................................................................ 2 1.2.3地层岩性 ................................................................. 2 1.2.4水文地质条件 ......................................................... 2 1.2.6工程地址条件评价 ................................................. 4 1.3 设计原则及有关技术指标 ............................................. 4 1.4设计遵循的规范 ................................................................ 5 第二章 隧道洞口位置及形式选择 .............................................. 6
2.1洞门位置选择： ................................................................ 6
2.1.1.根据地形条件选择洞口位置： ............................. 6 2.1.2.根据地质条件选定洞口位置： ............................. 6 2.2洞门形式的选择： ............................................................ 7 2.3洞门确定： ........................................................................ 7 第三章 隧道洞门设计及强度、稳定性检算 .............................. 9
3.1洞门设计： ........................................................................ 9 3.2洞门稳定性及强度检算： ................................................ 9
3.2.1进出口洞门的检算：进口采用带耳墙式洞门 ..... 9
第四章 隧道洞身设计及配筋 .................................................... 14
4.1 Ⅴ级围岩隧道洞身设计及配筋 ..................................... 14
4.1.1荷载计算 ............................................................... 14 4.1.2内力计算 ............................................................... 15 4.1.3配筋计算及检算 ................................................... 18 4.2 Ⅳ级围岩隧道洞身设计及配筋 ..................................... 24
4.2.1荷载计算 ............................................................... 24 4.2.2内力计算 ............................................................... 25
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4.2.3 配筋计算及检算 .................................................. 26 4.3 Ⅲ级围岩隧道洞身设计及配筋 ..................................... 32
4.3.1荷载计算 ............................................................... 32 4.3.2内力计算 ............................................................... 33 4.3.3配筋计算及检算 ................................................... 34
第五章 隧道施工组织设计 .......................................................... 39
5.1隧道概述： ...................................................................... 39
5.1.1资料依据： ........................................................... 40 5.1.2施工准备工作 ....................................................... 40 5.2施工方法： ...................................................................... 40
5.2.1施工方法选择的原则 ........................................... 40 5.4 弃碴处理 ......................................................................... 42 第六章 隧道工程数量计算 .......................................................... 43
6.1 进口开挖： ..................................................................... 43 6.2 出口挖方 ......................................................................... 44
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第一章 绪论
1.1国内发展现状
实现高速铁路隧道修建技术的创新与突破，是当前中国铁路技术进步的重要课题之一。截至2015年底，我国已成功修建了7500多座、总长超过4300 km的铁路隧道，隧道数量和总长度均居世界前列。“十二五”期间，我国将修建超过3000km的铁路隧道，其中客运专线隧道超过1000km。现阶段正是我国大力修建高速客运专线的时候,在建的有哈大线、京沪线、合武线、石太线、郑西线、武广线等。
我国现阶段对于铁路隧道的研究虽然已经走在了世界的前列，但是要与日本的青函隧道（目前世界最长的铁路隧道，全长53.9km，海底长度23.3km）和英法海底隧道（世界第二长的铁路隧道，长度50.5km，海底长度37.9km）相比我国还有一定的差距。对于隧道的设计与计算理论的发展，其中支护结构体系是隧道设计的最重要的组成部分，多年来，隧道支护体系系统的设计经历了结构从单一到多样，计算从简到繁，从经验设计逐步上升到理论分析等阶段。新奥法（NATM）的出现将喷锚支护的作用提高到一个新的理论高度，并迅速在各项地下工程中广泛采用。我国在20世纪60年代中期开始采用以后，逐渐取代了耗费大量木材的木支撑。我国又在70年代末，开始用格栅或钢拱支撑加喷混凝土以提高支护的强度和刚度。随着不良地层施工技术的发展，小导管注浆等超前预支护和地层加固技术已广泛应用。意大利、日本等国把管棚、旋喷拱、预支护（预切槽）称作先进的预支护技术。管棚在我国已经成功推广，旋喷拱和预切槽正在研究实验阶段。
1.2 隧道的工程概况
1.2.1 工程概况
隧址位于榜山镇林美村与后塘村之间，属低山丘陵地貌，地形起伏较
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大，相对高差达201.1m；自然坡度为10-15度，偶见陡坡，植被发育。 1.2.2 气象特征
测区属亚热带海洋性季风气候，常年气候温和湿润，阳关充足，雨水充沛，年平均气温约21.2℃，年平均降雨量1763.90mm，四至九月暴雨较为集中，为汛期，降雨量占全年的70%-80%，沿线各地每年不同程度地受台风袭击，7-9月台风威胁最大。 1.2.3地层岩性
区内地层由新到老依次出露有：第四系全新统坡残积层（Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花岗闪长岩（γ52（3）），各地层分述如下：
<15-2>粉质黏土（Q4dl+el)：褐黄色、灰黄色，硬塑，成份以黏粉粒为主，含有15%中粗砂，黏性一般。主要分布在隧道区域表层，属Ⅱ级普通土，C组填料。
<17-1>花岗闪长岩W4（γ52（3））：全风化，褐红色、灰黄色，原岩结构已破坏，岩芯呈土柱状，矿物以长石、石英为主、含少量黑云母，除石英矿物外，其他矿物基本分化成黏土状，遇水易软化、崩解，属Ⅲ级硬土，C组填料。
<17-2>花岗闪长岩W3（γ52（3））：强风化，灰黄色、灰褐色，中粒结构，块状构造，主要矿物成分由石英、长石、角闪石及少量黑云母等组成，裂隙很发育，岩芯呈碎块状，锤击易碎，属Ⅳ级软石，A组填料。
<17-3>花岗闪长岩W2（γ52（3））：弱风化，灰白色，中粒结构，块状构造，岩质新鲜，成分以长石、石英、角闪石为主，岩体裂隙较发育，岩芯呈柱状，锤击声较脆，较难碎，岩体完整程度为较破碎，属Ⅴ级次坚石，A组填料。 1.2.4水文地质条件
（1）地表水
测区地表水主要为冲沟水，多为季节性冲沟，主要接受大气降水补给，地表水多沿沟槽排泄，沟槽内地表水流量随季节变化，雨季时较大，可增
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大数倍。
（2）地下水
地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。测区表层第四系覆盖层较薄，以粉质黏土为主，第四系孔隙潜水不发育，并且随季节动态变化大，由地表水补给；地下水主要为基岩裂隙水，赋存于花岗闪长岩的裂隙中，主要接受大气降水及地下水侧向补给，水量变幅较大，由于上覆粉质黏土为较好的隔水层，地形坡度较大，大气降水多沿坡面往下径流，入渗水量较小，基岩裂隙水发育程度受基岩风化程度、裂隙发育程度、裂隙贯通性的影响，全风化岩属弱含水层，富水性差，强风化岩和弱风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制，具各向异性，总体地下水量不大。地下水运动主要受地形、地貌控制。
（3）水化学特征及其侵蚀性
测区段内采取地下水进行水质简分析，水质类型为HCO3-·SO42-·Cl-—Na+·Ca2+型，水质呈弱酸性，根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号），在环境作用类别为氯盐环境和化学环境环境时，地下水对钢筋混凝土具有侵蚀性。
（4）隧道涌水量预测
采用大气降水入渗法预测隧道涌水量。 大气降水入渗法：Q=2.74 FaW 式中：
W—隧址区多年平均降水量（mm），本地区为1763.9mm。 F—隧道通过各含水岩体地段的渗入补给面积（km2）, 本隧道集水面积为1.108×3 km2。
a—入渗系数（根据含水岩组岩性、入渗能力取地区经验值，凝灰熔岩类取0.15。
Q—涌水量（m3/d） 隧道正常涌水量为：
Q=2.74 FaW=2.74×1.108×3×0.15×1763.9=2409.78（m3/d）
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1.2.6工程地址条件评价
隧道洞身主要穿越燕山早期侵入花岗闪长岩，总体上岩体节理、裂隙一般发育，侧壁基本稳定。局部地段岩体较碎，裂隙发育，可能发生掉块，岩崩等病害，裂隙发育段有利于地下水的聚居，隧道施工中可能出现涌水，其中DK9+310～DK9+420为小凹槽，为雨水重要汇集排泄区域，凹槽最低埋深约22.3m，地面横坡约23%。地表植被较发育岩层，岩土层强度较低，遇水可能发生软化，崩解，工程地质条件一般。
1.3 设计原则及有关技术指标
(1)主要构件的使用年限为100年。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，采取有效措施，保证结构刚度、强度，满足结构耐久性要求
(2)根据工程地质和水文地质条件，结合周围地面建筑物，地下构筑物状况，通过对技术、经济、环保及使用功能的综合比较，合理选择结构形式。
(3)结构设计应满足施工、运营、环境保护、防灾等要求。
(4)结构的净空尺寸除应满足建筑限界要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形和沉陷等因素。
(5)断面形状和衬砌形式应根据工程地质及水文地质、埋深、施工方法等条件，从地层稳定、结构受力合理和环境保护等方面综合确定。
(6)隧道结构按结构“破损阶段”法，以材料的极限强度进行设计。 (7)施工引起的地层沉降应控制在环境条件允许的范围内。
(8)隧道建设应尽量考虑减少施工中和建成后对环境造成的不利影响。
(9)设计中除参照毕业设计指导书外，尚应符合《铁路隧道设计规范》或《地铁设计规范》等相关国家现行的有关强制性标准的规定。
(10)隧道主体工程等级为一级、防水等级为二级，耐火等级为一级。 (11)隧道结构的抗震等级按二级考虑，按抗震烈度8度设防。 (12)结构设计在满足强度、刚度和稳定性的基础上，应根据地下水位
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1.2.6工程地址条件评价
隧道洞身主要穿越燕山早期侵入花岗闪长岩，总体上岩体节理、裂隙一般发育，侧壁基本稳定。局部地段岩体较碎，裂隙发育，可能发生掉块，岩崩等病害，裂隙发育段有利于地下水的聚居，隧道施工中可能出现涌水，其中DK9+310～DK9+420为小凹槽，为雨水重要汇集排泄区域，凹槽最低埋深约22.3m，地面横坡约23%。地表植被较发育岩层，岩土层强度较低，遇水可能发生软化，崩解，工程地质条件一般。
1.3 设计原则及有关技术指标
(1)主要构件的使用年限为100年。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，采取有效措施，保证结构刚度、强度，满足结构耐久性要求
(2)根据工程地质和水文地质条件，结合周围地面建筑物，地下构筑物状况，通过对技术、经济、环保及使用功能的综合比较，合理选择结构形式。
(3)结构设计应满足施工、运营、环境保护、防灾等要求。
(4)结构的净空尺寸除应满足建筑限界要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形和沉陷等因素。
(5)断面形状和衬砌形式应根据工程地质及水文地质、埋深、施工方法等条件，从地层稳定、结构受力合理和环境保护等方面综合确定。
(6)隧道结构按结构“破损阶段”法，以材料的极限强度进行设计。 (7)施工引起的地层沉降应控制在环境条件允许的范围内。
(8)隧道建设应尽量考虑减少施工中和建成后对环境造成的不利影响。
(9)设计中除参照毕业设计指导书外，尚应符合《铁路隧道设计规范》或《地铁设计规范》等相关国家现行的有关强制性标准的规定。
(10)隧道主体工程等级为一级、防水等级为二级，耐火等级为一级。 (11)隧道结构的抗震等级按二级考虑，按抗震烈度8度设防。 (12)结构设计在满足强度、刚度和稳定性的基础上，应根据地下水位
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