某隧道工程的隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13450某隧道工程的隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計案例 1305161.1圍巖分級 1197441.2本隧道襯砌設(shè)計 3斷面形狀、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、施工條件等因素應(yīng)在設(shè)計隧道襯砌時充分的綜合考慮，隧道圍巖的自承能力應(yīng)當(dāng)被充分地加以利用。襯砌自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)滿足施工和運營時的要求，從而使隧道可以穩(wěn)定、長期、安全的使用下去。。1.1圍巖分級根據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，并依據(jù)相關(guān)實測資料，綜合評判隧道洞身圍巖時，應(yīng)使用以下兩步進(jìn)行分級：對隧道圍巖初步分級時，要依據(jù)定性特征中的兩個基本因素巖石的堅硬程度和巖體完整程度，以及巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行定量分級。把基本質(zhì)量分級作為隧道圍巖的分級基礎(chǔ)，同時考慮修正因素對分級的影響，去修正基本質(zhì)量指標(biāo)值，然后得到基本質(zhì)量指標(biāo)修正值，最后綜合評判詳細(xì)分級。分級原則：（1）以交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》（JTG3370.1-2018）提供的數(shù)據(jù)作為圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn)。（2）如果圍巖遇到斷層破碎帶，在與同類圍巖相比較時，圍巖級別要降低1-2個級別，影響帶推至洞底以上40-80米與斷層交界處。（3）在隧道開挖施工的整個過程中，要分段劃分和評價可能遇到的構(gòu)造和地層狀況，以便于隧道的施工開挖。（4）在未經(jīng)過鉆孔控制的地段，要參照已有的勘查區(qū)巖體資料進(jìn)行類比分析。根據(jù)以上圍巖劃分原則，對本隧道圍巖劃分如下：魁星樓隧道圍巖級別劃分表表1.1里程樁號巖土名稱長度圍巖級別占總長比例（%）K0+825—K0+973強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖148Ⅴ11.4K0+973—K1+106微風(fēng)化泥巖133Ⅳ10.2K1+106—K1+488弱風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖382Ⅴ29.4K1+488—K2+024微風(fēng)化泥巖536Ⅲ41.2K2+024—K2+125強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖101Ⅴ7.8白家塬隧道圍巖級別劃分表表1.2里程樁號巖土名稱長度圍巖級別占總長比例（%）K3+220—K3+623強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖403Ⅴ13.7K3+623—K4+354微風(fēng)化泥巖731Ⅳ25.3K4+354—K5+085弱風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖731Ⅴ25.3K5+085—K5+931微風(fēng)化泥巖846Ⅲ29.0K5+931—K6+125強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖194Ⅴ6.7安家塬隧道圍巖級別劃分表表1.3里程樁號巖土名稱長度圍巖級別占總長比例（%）K3+385—K3+563強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖178Ⅴ7.8K3+563—K3+758微風(fēng)化泥巖195Ⅳ21.0K3+758—K3+854弱風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖96Ⅴ47.5K3+854—K4+265微風(fēng)化泥巖411Ⅲ17.5K4+265—K5+005強(qiáng)、弱風(fēng)化頁巖、泥巖、砂巖750Ⅴ6.21.2本隧道襯砌設(shè)計在設(shè)計隧道斷面的過程中，除了要符合隧道工程設(shè)計規(guī)范中有關(guān)規(guī)定的建筑限界要求外，還必須綜合考慮洞內(nèi)通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、排水等運營附屬設(shè)施所需要的隧道空間，同時需要預(yù)留隧道施工及圍巖收斂變形等必要的預(yù)留量，因此設(shè)計的隧道內(nèi)輪廓采用三心圓，各項數(shù)據(jù)如前所述。在該高速公路隧道的襯砌結(jié)構(gòu)形式的選擇方面，襯砌結(jié)構(gòu)全部采用“新奧法”為基礎(chǔ)的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，在襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的確定上，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范中的對設(shè)計時速為120km/h的高速公路隧道圍巖襯砌的相關(guān)規(guī)定，再通過工程類比法對比相似的隧道設(shè)計實例，最后結(jié)合分析計算確定襯砌參數(shù)，采用等截面三圓心來作為該隧道的襯砌斷面形式，使用不帶仰拱的襯砌形式來作為Ⅲ級圍巖的襯砌結(jié)構(gòu)，而使用帶仰拱的襯砌形式來作為Ⅳ、Ⅴ級圍巖的襯砌結(jié)構(gòu)。Ⅲ級圍巖段：采用徑向系統(tǒng)錨桿來作為初期支護(hù)形式。系統(tǒng)錨桿采用水泥砂漿錨桿，長度設(shè)置為2.5m，直徑為25mm，水泥砂漿錨桿的縱向間距設(shè)置為1.2m，而環(huán)向間距設(shè)置為1.0m；噴射混凝土的等級選擇C20型號的混凝土，噴射混凝土的厚度選擇10cm，初期支護(hù)與二次襯砌之間的預(yù)留變形量設(shè)置為5cm；鋼筋網(wǎng)直徑為8mm，間距設(shè)置為25×25mm，并按矩形布置；通過對隧道圍巖的監(jiān)控和量測，在確定初期支護(hù)保持相對穩(wěn)定的情況下，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，采用C30型號的混凝土，全斷面上澆筑二次襯砌混凝土。隧道Ⅲ級圍巖襯砌斷面形式使用曲邊墻拱形斷面的形式，并把圍巖二次襯砌的厚度設(shè)置為35cm。Ⅳ級圍巖段：該圍巖段采用徑向系統(tǒng)錨桿來作為初期支護(hù)形式,并在必要的情況下同時采用超前小導(dǎo)管向隧道壁預(yù)注漿，按照隧道襯砌初期支護(hù)的斷面形式設(shè)置一定強(qiáng)度的鋼拱架加強(qiáng)支撐，再配合鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土后形成一個穩(wěn)定的整體。初期支護(hù)使用的系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，錨桿長度設(shè)置為3m，直徑取25mm，縱向間距設(shè)置為1.2m，而環(huán)向間距設(shè)置為0.8m；設(shè)置超前小導(dǎo)管時，無縫鋼管的直徑取為42mm，小導(dǎo)管長度設(shè)置為3.5m，，環(huán)向間距設(shè)置為40cm，外插角設(shè)置為10°，小導(dǎo)管的水平搭接長度大于或等于1.0m。對于Ⅳ級圍巖，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，初期支護(hù)的噴射混凝土等級取C20，C20混凝土的噴射厚度設(shè)置為22cm，預(yù)留變形量設(shè)置為5cm，施工時還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。初支架設(shè)的鋼拱架的型號選擇I16，沿隧道縱向間距設(shè)置為100cm。鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)直徑選擇8mm，間距為25×25mm，并按矩形方式布置鋼筋網(wǎng);通過對隧道圍巖的監(jiān)控和量測。在確定初期支護(hù)保持相對穩(wěn)定的情況下，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，采用C30型號的混凝土，全斷面上澆筑二次襯砌混凝土。隧道Ⅳ級圍巖襯砌斷面形式使用曲邊墻拱形斷面的形式，并把圍巖二次襯砌的厚度設(shè)置為40cm。Ⅴ級圍巖深埋段：該圍巖段采用徑向系統(tǒng)錨桿來作為初期支護(hù)形式,并同時采用超前小導(dǎo)管向隧道壁預(yù)注漿，按照隧道襯砌初期支護(hù)的斷面形式設(shè)置一定強(qiáng)度的鋼拱架加強(qiáng)支撐，再配合鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土后形成一個穩(wěn)定的整體。初期支護(hù)使用的系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，錨桿長度設(shè)置為3.5m，直徑取25mm，縱向間距設(shè)置為1.0m，而環(huán)向間距設(shè)置為0.6m；設(shè)置超前小導(dǎo)管時，無縫鋼管的直徑取為42mm，小導(dǎo)管長度設(shè)置為4.0m，環(huán)向間距設(shè)置為40cm，外插角設(shè)置為10°，小導(dǎo)管的水平搭接長度大于或等于1.0m。對于Ⅳ級圍巖，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，初期支護(hù)的噴射混凝土等級取C20，C20混凝土的噴射厚度設(shè)置為25cm，預(yù)留變形量設(shè)置為10cm，施工時還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。初支架設(shè)的鋼拱架的型號選擇I16，沿隧道縱向間距設(shè)置為75cm。鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)直徑選擇8mm，間距為25×25mm，并按矩形方式布置鋼筋網(wǎng);通過對隧道圍巖的監(jiān)控和量測。在確定初期支護(hù)保持相對穩(wěn)定的情況下，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，采用C30型號的混凝土，全斷面上澆筑二次襯砌混凝土。隧道Ⅴ級圍巖深埋段襯砌斷面形式使用曲邊墻拱形斷面的形式，并把圍巖二次襯砌的厚度設(shè)置為45cm。Ⅴ級圍巖淺埋段：該圍巖段采用徑向系統(tǒng)錨桿來作為初期支護(hù)形式,并同時采用超前小導(dǎo)管向隧道壁預(yù)注漿，按照隧道襯砌初期支護(hù)的斷面形式設(shè)置一定強(qiáng)度的鋼拱架加強(qiáng)支撐，再配合鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土后形成一個穩(wěn)定的整體。初期支護(hù)使用的系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，錨桿長度設(shè)置為4.0m，直徑取25mm，縱向間距設(shè)置為1.0m，而環(huán)向間距設(shè)置為0.6m；設(shè)置超前小導(dǎo)管時，無縫鋼管的直徑取為42mm，小導(dǎo)管長度設(shè)置為4.5m，環(huán)向間距設(shè)置為40cm，外插角設(shè)置為10°，小導(dǎo)管的水平搭接長度大于或等于1.0m。對于Ⅳ級圍巖，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，初期支護(hù)的噴射混凝土等級取C20，C20混凝土的噴射厚度設(shè)置為25cm，預(yù)留變形量設(shè)置為10cm，施工時還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。初支架設(shè)的鋼拱架的型號選擇I16，沿隧道縱向間距設(shè)置為75cm。鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)直徑選擇8mm，間距為25×25mm，并按矩形方式布置鋼筋網(wǎng);通過對隧道圍巖的監(jiān)控和量測。在確定初期支護(hù)保持相對穩(wěn)定的情況下，依據(jù)隧道工程設(shè)計規(guī)范，采用C30型號的混凝土，全斷面上澆筑二次襯砌混凝土。隧道Ⅴ級圍巖淺埋段襯砌斷面形式使用曲邊墻拱形斷面的形式，并把圍巖二次襯砌的厚度設(shè)置為45cm。通過對隧道圍巖的監(jiān)控和量測。在確定初期支護(hù)保