公路隧道设计.doc

3.6、 围岩分级 P129~132
5、 建筑材料
5.1.5、 喷锚支护采用的材料除应符合5.5.1~5.5.3 条的有关规定外，尚应符合下列要求：
3、 锚杆的杆体直径宜为20~32mm，杆体材料宜采用HRB335、HRB400钢；垫板材料宜采
用HPB235钢 P138
4、锚杆用的各种水泥砂浆强度不应低于M20 P139
5、 钢筋网材料可采用HPB235 钢，直径宜为6~12mm。P139
5.1.8 初期支护的钢架宜用钢筋或H形、工字形、U 形型钢制成，也可用钢管或钢轨制成。
各种型钢的特性参数见附录C。P139
8、衬砌结构设计
8.1、一般规定
8.1.1、 公路隧道应作衬砌，根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌；三级及三级以下公路隧道，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 级围岩条件下，隧道洞口段应采用复合式衬砌或整体式衬砌，其它段可采用喷锚衬砌。
8.1.3、 衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。在施工阶段，还应根据现场监控量测调整支护参数，必要时可通过试验分析确定。
8.1.4、衬砌设计应符合下列规定：
3、 隧道洞口段应设加强衬砌。加强衬砌段的长度应根据地形、地质和环境条件确定，一
般情况下两车道隧道应不小于10m，三车道隧道应不小于15m。
4、 围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸5~10m。
5、 偏压衬砌段应向一般衬砌段延伸，延伸长度应根据偏压情况确定，一般不小于10m。
6、 净宽大于!#$% 的横通道与主洞的交叉段均应设加强段衬砌，加强段衬砌应向各交叉
洞延伸，主洞延伸长度不小于5m，横通道延伸长度不小于3m。
8.2、喷锚衬砌
8.2.6、 永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应力注浆锚杆。其它类型的锚杆不能作为
永久支护，当需作永久支护时，锚孔内必须注满砂浆或树脂。
8.2.7、 自稳时间短的围岩，宜采用全粘结树脂锚杆或早强水泥砂浆锚杆。
8.2.8、 锚杆露头应设托板，托板长、宽、厚宜不小于150x150x6。
8.2.9、 在Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ级围岩条件下，锚杆应按系统锚杆设计，并符合下列规定：
1、 锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面或岩层层面明显时，锚杆应与岩体主结构
面或岩层层面呈大角度布置。
2、锚杆应按矩形排列或梅花形排列。
3、锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采用长短锚杆交错布置。
4、 两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.0m，三车道隧道系统锚杆长度一般不小于
2.5m。
8.2.10、 局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆，可采用全长粘结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆，锚固端应置于稳定岩体内，锚杆参数应通过计算确定。
8.2.11、 软岩、收敛变形较大的围岩地段，可采用预应力锚杆，预应力锚杆的预加应力应不小于100kPa。预应力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内。
8.2.12、 岩体破碎、成孔困难的围岩，宜采用自进式锚杆。
8.2.13、 在围岩条件较差地段或地面沉降有严格限制时，应在初期支护内增设钢架。常用的钢架有：钢筋格栅钢架、工字形型钢钢架、U形型钢钢架和H 形型钢钢架。钢架支护宜优先选用格栅钢架。格栅钢架主筋宜采用HRB335、HRB400 钢，辅筋宜采用HPB235钢。型钢钢架支护宜采用工字形钢、U形钢和H形钢钢架。
8.2.14、 在设置超前支护的地段，可设置钢架作为超前锚杆、超前小导管、超前大管棚等的尾端支点。
8.2.15、钢架支护的一般规定：
1、钢架支护必须有足够的刚度和强度，能够承受隧道施工期间可能出现的荷载。
2、钢架支护间距宜为0.5~1.5m。
3、采用钢架支护的地段连续使用钢架的数量不少于3 榀；钢架支护榀与榀之间必须用
直径为18~22的钢筋连接，连接筋的间距不大于1m，并在钢架支护内缘、外缘交错布置。
4、 钢架应分节段制作，节段与节段之间通过钢板用螺栓连接或焊接。
5、钢架与围岩之间的混凝土保护层厚度不应小于40mm；临空一侧的混凝土保护层厚度
不应小于20mm。
8.2.17、 喷锚衬砌可采用工程类比法或数值计算，并结合现场监控量测进行设计。
8．3、整体式衬砌
8.3.2、 明洞衬砌与洞内衬砌交界处或不设明洞的洞口段衬砌，在距洞口5~12m的位置应设
沉降缝；在洞内，软硬地层明显分界处宜设沉降缝；在连续Ⅴ、Ⅵ级围岩中每30~80m应设沉降缝一道。
8.3.7、 在有明显偏压的地段，应采用抗偏压衬砌，抗偏压衬砌宜采用钢筋混凝土结构。
8.3.8、隧道横洞与主洞的交叉段衬砌宜采用钢筋混凝土结构。
8.4、复合式衬砌
8.4.1、 重复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式。复合式衬砌设计应符合下列规定：
3、在确定开挖断面时，除应满足隧道净空和结构寸外，还应考虑初期支护并预留适当的
变当的变形量。预留变形量的大小可根据围岩级别、断面大小、埋置深度、施工方法和支护情况等，采用工程类比法预测。当无预测值时可参照表8.4.1 选用，并应根据现场监控量测结果进行调整。
表8.4.1 预留变形量（mm）
围岩级别 两车道隧道 三车道隧道 围岩级别 两车道隧道 三车道隧道
Ⅰ - - Ⅳ 50~80 80~120
Ⅱ - 10~50 Ⅴ 80~120 100~150
Ⅲ 20~50 50~80 Ⅵ 现场量测确定
注：围岩破碎取大值；围岩完整取小值。
8.4.2、复合式衬砌可采用工程类比法进行设计，并通过理论分析进行验算。初期支护及二
次衬砌的支护参数可参照表8.4.2-1 、表8.4.2-2选用，并应根据现场围岩监控量测信息对
设计支护参数进行必要的调整。
9、结构计算
9.1、一般规定
9.1.1、 隧道结构应按破损阶段法验算构件截面的强度。结构抗裂有要求时，对混凝土构件
应进行抗裂验算，对钢筋混凝土构件应验算其裂缝宽度。
9.1.2、 本章适用于静力问题的分析。
9.2、衬砌计算
9.2.1、深埋隧道中的整体式衬砌、浅埋隧道中的整体或复合式衬砌及明洞衬砌等应采用荷
载结构法计算。深埋隧道中复合式衬砌的二次衬砌也可采用荷载结构法计算。荷载结构法
的计算原理可见附录Ⅰ。
9.2.2、采用荷载结构法计算隧道衬砌的内力和变形时，应通过考虑弹性抗力等体现围岩对
衬砌变形的约束作用。弹性抗力的大小及分布，对回填密实的衬砌构件可采用局部变形理
论，按式（9.2.2）计算确定。
σ=k*δ （9.2.2）
式中σ———弹性抗力的强度（MPa）；
k———围岩弹性抗力系数，无实测数据时可按附录A中表A.0.4-1选用；
δ———衬砌朝向围岩的变形值（m），变形朝向洞内时取为零。
9.2.4、按破损阶段验算构件截面的强度时，应根据不同的荷载组合，分别采用不同的安全系数，并应不小于表9.2.4-1和表9.2.4-2所示的数值。验算施工阶段的强度时，安全系数可
采用表9.2.4-1和表9.2.4-2 “永久荷载+基本可变荷载+其它可变荷载”栏内的数值乘以
折减系数0.9。
9.2.5、Ⅰ~Ⅴ"级围岩中，复合式衬砌的初期支护应主要按工程类比法设计。其中Ⅳ、Ⅴ级围岩的支护参数应通过计算确定，计算方法为地层结构法。地层结构法的计算原理可见附录.。9.2.6、 复合式衬砌中的二次衬砌，Ⅰ~Ⅲ级围岩中为安全储备，并按构造要求设计Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构，可采用地层结构法计算内力和变形。
9.2.7、进行衬砌计算时，围岩地层的特性参数值应按地质资料选用，无资料时可按附录A 中
表A.0.4-1 选用。隧道开挖后，应按监控量测结果对其修正。
9.2.8、按承载能力设计时，复合式衬砌初期支护的允许洞周相对收敛值应根据围岩地质条
件分析确定，缺乏资料时可按表9.2.8选用。
9.2.9、衬砌计算时，应使其在变形后仍满足净空要求。
9.2.10、整体式衬砌的混凝土偏心受压构件，其轴向力的偏心距不宜大于截面厚度的0.45
倍；对于半路堑式明洞外墙、棚式明洞边墙和砌体偏心受压构件，则不应大于截面厚度的0.3
倍。基底偏心距应符合表9.4.1的规定。
9.2.11、 混凝土和砌体矩形截面轴心及偏心受压构件的抗压强度应按式（9.2.11）计算。
KN≤φ*α*Ra*b*h （9.2.11）
9.2.12、按抗裂要求，混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度应按式（9.2.12）计算。
9.2.14、 钢筋混凝土受弯和偏心受压构件的截面强度可按附录K 计算。
9.2.15、 钢筋混凝土衬砌结构构件，按荷载基本组合求得的最大裂缝宽度Wmax
不应大于0.2mm。
9.2.16、对于受弯构件，按荷载的基本组合计算的最大挠度值不应大于表9.2.16 规定的允许值。
9.2.17、钢筋混凝土受弯构件在各种荷载组合作用下的变形（挠度和转角），可根据给定的刚度按材料力学的方法计算。
9.5、 构造要求
9.5.1、隧道建筑物各部结构的截面最小厚度应大于表9.5.1的数值。
9.5.3、钢筋混凝土构件中受力钢筋的混凝土保护层最小厚度应符合表9.5.3的规定。
9.5.4、钢筋混筋土结构构件中纵向受力钢筋的截面最小配筋率应符合表9.5.4的规定。
10、 防水与排水
11、 小净距及连拱隧道
12、 辅助通道
13、 辅助工程措施
13.1、 一般规定
13.1.1、当隧道通过浅埋、严重偏压、岩溶流泥地段、砂土层、砂卵（砾）石层、回填土、自稳性差的软弱破碎地层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，应采用辅助工程措施。辅助工程措施有管棚、超前导管、超前钻孔注浆、超前锚杆、地表砂浆锚杆、地表注浆加固、护拱、井点降水、深井排水等。
13.1.2、 隧道设计可根据不同地质条件、环境条件和施工条件采用相应的辅助工程措施。
13.2、地层稳定措施
13.2.1、管棚法设计应遵循下列原则：
13.2.2、超前小导管设计应遵循下列原则：
13.2.3、超前钻孔注浆设计应遵循下列原则：
13.2.4、 超前锚杆设计应遵循下列原则：
13.2.5、地表砂浆锚杆设计应遵循下列原则：
13.2.6、地表注浆加固设计应遵循下列原则：
13.2.7、对于浅埋隧道，且隧道上方两侧（或一侧）地表有建筑物时，可采用墙式遮挡法。
13.3、涌水处理措施
13.3.1、注浆止水设计除应符合13.2.3 条外，还应遵循下列原则：
13.3.2、 超前钻孔排水设计应遵循下列原则：
13.3.3、 超前导洞排水设计应遵循下列原则：
13.3.4、井点降水设计应遵循下列原则：
13.3.5、 深井降水设计应遵循下列原则：
14、特殊地质地段
14.1、 一般规定
14.1.1、当隧道通过膨胀岩层、黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、破碎带、岩爆、流沙以及瓦
斯溢出地层时，应根据具体情况采用相应辅助工程措施。
14.1.2、特殊地质地段的隧道，除采用特殊设计外，还应在施工中加强围岩和地下水位变化
观察、支护和衬砌受力量测，如发现设计与实际情况不符，应及时修正设计。
14.2、膨胀性围岩
14.3、溶洞与采空区
14.4、 流沙
14.5、 瓦斯地层
14.6、黄土
14.7、 岩爆
15、 隧道内路基与路面
16、机电及其它设施
16.1、 通风
16.2、照明
16.3、交通工程
16.4、其它设施