隧道设计参考（隧道设计知识干货整理）

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我国是一个发展中国家，举国正在进行大规模的基础建设活动，尤其是西部大开进行得如火如荼，西部正是我国高原多山地带。由于隧道在缩短线路长度、穿越不良地质地段、提高道路的可靠性和安全性及在运营阶段比路堑因滑坡、落石等病害维修费用少等方面的优点及国防意义上的隐蔽性，因此在未来的几十年内中国必将设计及修建大量的铁路、公路隧道。

这类隧道主要工程特征是：

• 限界标准高，断面较大，通常为双洞结构，故对结构的各种使用功能要求均较高；
• 洞内附属设施标准和要求，如照明、通风、消防与交通监控等设施，要远远高于铁路隧道 。

隧道支护结构的类型：

• 整体式混凝土支护（模注混凝土支护）
• 锚杆支护
• 喷射混凝土支护
• 复合式支护结构

复合式衬砌是与喷锚支护和新奥法施工结合起来进行的。具体做法是先在洞壁表面上喷射一层混凝土（5~20cm厚），有时也同时施加锚杆，凝固以后形成一个薄层的柔性支护结构，允许它有限度地产生变形，把围岩因开挖坑道而引起的形变能量尽量吸收，并把洞壁的位移逐渐地稳定下来，使外衬与围岩共同组成的初步支护体系处于平衡状态，

在施工的同时，及时地量测支护变形的信息，把这些信息反馈到施工和结构的设计中去，据以确定内衬的最佳施作时间和适宜厚度，在外衬变形基本稳定以后，再施作内衬。

复合式衬砌既能调动围岩的自承能力，又可以充分发挥结构的承载能力。

围岩与支护结构平衡状态

2

常吉路隧道设置一览表

01

技术标准

隧道净宽: 0.75 0.25 0.5 2×3.75 0.5 0.25=9.75m

净 高: 5.0m

设计行车速度：80km/h

CO允许浓度: 正常运行 200ppm

发生事故时（15min）250ppm

02

设计规范

《公路隧道设计规范》JTJ026-90

《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999

《公路工程技术标准》JTJ001-97

《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001

《地下工程防水技术规范》GB50108-2001 。

隧道净空断面图

03

隧道洞门设计

常吉路隧道以“早进洞、晚出洞”为原则，洞门型式结合实际地形、地质情况选定。

结构形式有端墙式洞门和削竹式洞门。

端墙式洞门墙顶依山势设计成流线型，端墙正面镶深色花岗岩，拱圈及帽石正面贴瓷砖进行饰面美化。边仰坡及明洞顶采用植草绿化。

为了施工时顺利进洞，避免大开挖，控制边仰坡高度，在洞门的成洞面均设置了锚喷防护。成洞面仰坡开挖，在施工过程中注意从上到下，边开挖边防护，严禁放大炮。

端墙式洞门墙（流线型）

成洞面加固设计示意图

04

隧道结构设计

隧道结构设计以新奥法原理为指导，除明洞外，各类衬砌均采用复合式衬砌。Ⅱ、Ⅲ类围岩初期支护和二次衬砌共同承载，按承载结构设计。Ⅳ类围岩由初期支护受力，二次衬砌按构造要求设计，作为安全储备。隧道以中空锚杆（砂浆锚杆）、喷射砼作为初期支护，以钢筋砼（Ⅱ类围岩）、素砼（Ⅲ、Ⅳ类围岩）作为二次衬砌，初期支护与二次衬砌间设置复合防水层。

复合衬砌支护设计参数表（连拱隧道）

Ⅱ类围岩复合衬砌构造图

Ⅲ类围岩复合衬砌构造图（连拱隧道）

明洞设计荷载只考虑回填土荷载及结构自重荷载，顶部回填土不容许超过设计回填厚度，以保证结构工作条件与设计吻合。

隧道内路面为水泥混凝土路面，从人行道起两侧边墙4.0m高范围内铺设瓷砖，其余部分皆涂防火涂料。

隧道超挖要求控制在设计回填量以内，Ⅱ、Ⅲ类围岩超挖采用C20喷射砼回填，Ⅳ类围岩超挖采用模筑砼回填。

05

辅助施工设计

1洞口长管棚

设置在较差的Ⅱ类围岩浅埋地段或偏压地段，采用外径为108mm、壁厚6mm热轧无缝钢管制作，长度30~40m，由基本段为3m、6m的两种无缝钢管采用丝扣连接而成，连接点要求错开。环向间距50cm，注浆采用水泥-水玻璃浆液；定位和导向采用C25号钢筋混凝土套拱，套拱要求在明洞外轮廓线以外施作。要求在长管棚施工完成后，在其保护下再进洞。

2超前注浆小导管

设置在Ⅱ类围岩和Ⅲ类围岩浅埋地段，采用外径为42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管制作钢花管注浆加固，小导管环向间距30cm注浆采用水泥-水玻璃浆液；要求注浆完成后将小导管尾部焊接在钢拱架上。

3 超前锚杆

设置在Ⅲ类围岩一般地段，用于加固拱部软弱围岩；锚杆采用Φ22砂浆锚杆，锚杆环向间距50cm；要求锚杆保持不小于1.0m的搭接长度，尾部焊接在系统锚杆的尾部。

超前注浆小导管示意图

超前锚杆示意图

06

防排水设计

区域围岩地下水以裂隙水为主，隧道防排水设计采取防、排、堵相结合的综合治理原则，即在暗洞段复合衬砌间设防水层，在墙脚上设有泄水孔，将滞留在喷层与防水层之间的裂隙水引入隧道洞内纵向排水沟，泄水孔间隔5m。隧道拱部及边墙二次衬砌采用S8防水混凝土作为第二道防水措施，使隧道达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。

地表水采用截水天沟，洞门顶部排水沟，在边墙背后设渗水盲沟，使洞内外形成一个完整畅通的排水系统。

防水层采用1.2mm厚PVC防水卷材 无纺布复合防水层；防水剂采用WG-HEA型防水剂，掺量为水泥用量的8%；施工缝采用ＢＷⅡ缓膨型橡胶止水条，沉降缝采用中埋式橡胶止水带。施工缝和沉降缝处同时设背贴式止水带作为分区域注浆的分隔带。

复合防水板施工应采用无钉工艺施工。

07

隧道的附属工程及预埋件设计

隧道内路面采用为水泥混凝土路面，厚27cm，其下设置15cmC15混凝土整平层。车行横洞采用20cm厚水泥砼路面。

隧道内两侧边墙从人行道起4m高范围内铺设瓷砖，其余部分采用12mmS330防火涂料喷涂。

隧道按250m设置人行横洞、750m设车行横洞，（基本每250m有1个横通道）做为巡查、维修、救援通道。

根据隧道长度、纵坡及交通量等，隧道采用自然通风和纵向射流风机通风两种形式，射流风机采用SDS112T-4P-30型射流风机，分近、远期实施。

隧道内全部采用灯光照明。

隧道洞内于道路前进方向右侧，每隔50m左右设一消火栓室，每隔250m左右设一消防设备洞室，前进方向左侧每隔50m左右设置检修动力插座。隧道照明电缆普里卡金属套管在二衬施工时需对应预埋，隧道的照明和消防设计具体见隧道设备标。隧道监控系统设计及交通工程见相关设计图册，隧道施工时必须对照设计图做好有关部件的预埋工作。

08

连拱隧道施工步骤

1——开挖中导洞

2——中导洞初期支护

3——中隔墙施工、回填右侧夯填土及回填砼

4——开挖左洞侧导坑

5——左洞侧导坑初期支护

6——开挖左洞上台阶

7——施作左洞上部初期支护

8——开挖左洞下台阶

9——施作左洞防水层、二次衬砌及仰拱

10——开挖右洞侧导坑

11——施作右洞侧导坑初期支护

13——施作右洞上部初期支护

14——开挖右洞下台阶

15——施作右洞防水层、二次衬砌及仰拱

Ⅱ类围岩开挖施工顺序图

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