摘 要

本设计名称为“廖家冲公路隧道工程设计”，根据指导老师的要求，参考了隧道拟建区的水文地质等资料，设计了隧道横截面净空界限图、隧道纵断面图、隧道断面掘进开挖得方法、隧道各级围岩衬砌结构及洞门等内容。

结合两端洞口处地形、地势和地质情况，并考虑到与洞口的地形、地貌协调一致，进出口洞门分别采用削竹式洞门。隧道结构设计使用新奥法，各类衬砌采用复合式衬砌。由锚杆、喷射混凝土、钢筋网和钢拱架支撑组成初期支护体系，模筑混凝土作为二次衬砌，共同组成永久性承载结构。支护形式通过理论分析计算（荷载—结构法）进行校核。经检验计算，所有设计参数符合国家《公路隧道设计规范》里的要求，说明本设计是安全合理的。

关键词：公路隧道；新奥法；初期支护；二次衬砌；荷载—结构法

Abstract

This design name as "Engineering Design of Liao-jia-chong Highway Tunnel ". According to the requirements of guide teacher and given the planned area of geology, hydrology, meteorology, transportation information for the tunnel,design the tunnel plan, the tunnel longitudinal profile, structural approach limit of tunnel, tunnel lining structure and tunnel portal, open cut tunnel structure.etc.

Combined with the openings of two ends topography, terrain and geological conditions, and taking into account the harmonisation of topography, geomorphology and the portal part of the tunnel, the import and export portal were used to cut bamboo portal.Structure design of tunnel with the The New Austrian Tunneling Method as a guide, in addition to the outside, all kinds of lining with composite lining.By bolt, spray concrete, steel bar and steel arch support system of preliminary support, modulus of concrete to build the as secondary lining, composed of permanent load bearing structure.The corresponding supporting form is checked by the necessary theoretical analysis and calculation (load - structure method). All the design parameters are in line with the requirements of the design code for highway tunnel, and the design is safe and reasonable.

Key Words：Road Tunnel；The New Austrian Tunneling Method；primary support；secondary lining；load structure method

目录

第1章 廖家冲公路隧道概况 1

1.1工程概况 1

1.1.1廖家冲公路隧道工程概况 1

1.1.2廖家冲公路隧道建设规模 1

1.2自然地理概况 1

1.2.1地形及地貌特征 1

1.2.2区域气候特征 1

1.3隧道围岩分级 2

第2章 廖家冲公路隧道设计要求 4

2.1设计依据及范围 4

2.1.1设计依据 4

2.1.2设计采用的标准、规范及规程 4

2.1.3隧道长度及坡度 4

2.2技术标准 4

2.2.1主要技术标准 4

2.2.2隧道建筑限界及衬砌内轮廓 5

第3章 主体地建工程设计 6

3.1 洞门施工建设 6

3.2隧道不同围岩段开挖方法 6

3.2.1隧道Ⅴ级围岩段开挖方法 6

3.2.2隧道Ⅳ级围岩段开挖方法 6

3.2.3Ⅲ级围岩段开挖方法 7

3.3Ⅳ级围岩段爆破设计（专题） 7

3.3.1爆破设计计算方法 7

3.3.1爆破设计计算结果 9

3.4洞身施工 10

3.5明洞施工方法 11

第4章 支护设计 12

4.2 超前支护 12

4.2.1超前注浆小导管 12

4.3初期支护 12

4.4隧道二次衬砌 12

4.5隧道断面及复合式衬砌形式 13

4.6隧道支护参数 13

第5章 支护设计结构验算（专题） 15

5.1隧道衬砌结构验算基本原理 15

5.2隧道二次衬砌结构验算 15

5.2.1检算说明 15

5.2.2计算方案 15

5.2.3衬砌安全系数规范规定 16

5.2.4围岩松动压力确定 17

5.5荷载-结构法原理与模型 19

5.6 荷载-结构法计算结果分析 19

第6章 结论与展望 23

6.1结论 23

6.2展望 23

致谢 24

参考文献 25

附录B 有关图纸 26

第1章 廖家冲公路隧道概况

1.1工程概况

1.1.1廖家冲公路隧道工程概况

廖家冲隧道位置处于湖南省吉首市境内,隧道起讫桩号为K0 630～K1 580，隧道总长度为950m，起点端洞口底部设计高程为221.763m，地面高程226.350m，终点端洞口底部设计高程为257.2m，地面高程264.44m，隧道中线最大埋深126.2m。隧道平面进口段位于：直线线上，出口段位于：R=1200圆曲线上，隧道（进口至出口方向）纵断面均为3.73％上坡。

1.1.2廖家冲公路隧道建设规模

表1.1 隧道建筑界限规模

1.2自然地理概况

1.2.1地形及地貌特征

隧道主建区属于中低山地貌，山坡植被茂盛，山体形态发育不规则，地形有强烈切割，有较大的起伏变化，地面高程范围在216.19～426.43m之间，最大高差210.24m。

隧道进口端位于山坡的坡脚处，洞轴线与等高线交角大约为35°，山坡自然坡度范围在45°～50°，地面高程范围在216.19～232.54m；出口端也处于山坡的坡脚处，洞轴线与等高线基本正交，山坡自然坡度范围25～30°，地面高程变化范围在263.14～269.05m。

1.2.2区域气候特征

总体上湘西自治州所辖区域属亚热带季风温暖潮湿型气候。春季多雨，夏季干热，四季气候分明，降水较为丰沛。湘西自治州气象站1960到2010年的气象资料显示，多年以来平均降雨量为1410.5mm，多年以来平均气温为16.2℃，多年平均相对湿度78%～80%。

1.3隧道围岩分级

根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）规定的围岩分级方法，结合国家标准《工程岩体分级标准（GB/T 50218-2014）》中围岩分级标准。围岩基本质量指标BQ值的确定按照式BQ＝90 3Rc＋250Kv计算得出；围岩基本质量指标修正值［BQ］的确定按照式［BQ］＝BQ－100（K1＋K2＋K3）计算得出；式中的K1、K2、K3分别为地下水、主要软弱结构面、初始应力状态修正系数。沿隧道轴线围岩级别划分见表1.2：