摘 要

随着科技的发展、社会的不断进步，高速公路的重要性越来越显著，而作为公路的一部分——隧道，对于施工和设计的要求也越来越高。

公路隧道的发展有利于国土资源的充分开发利用，是路线上非常有价值的一种构造形式。然而隧道开挖后，为了有效地约束和控制围岩的变形，加强围岩的稳定性，保证施工安全，以及为了确保运营过程中的稳定、耐久、减小通风阻力和整体美观，均需要施做必要的衬砌结构。因此，围岩压力和支护荷载的大小和衬砌形式的选择是隧道衬砌结构设计的关键问题。

本设计的题目是“高速公路隧道衬砌结构设计”。公路等级为高速公路，设计时速为 60km/h，隧道全长1432m,按单向三车道设计。本设计以深圳市过境高速公路连接线工程东部通道为依托工程，通过原始资料数据，对该隧道不同围岩段的衬砌结构进行初步设计，得到相应的设计参数，再利用荷载——结构法计算围岩压力，对衬砌结构进行优化计算与调整，对所得计算结果进行分析得出相应的合理解释，得出明确的结论。本次毕业设计主要结合设计理论和工程计算，基本完成了“深圳市过境高速公路北线隧道”的衬砌结构设计。

关键词：隧道限界；隧道内轮廓；二次衬砌；围岩压力

Design of lining structure of highway tunnel

Abstract

With the development of science and technology and the continuous improvement of society, the importance of expressway is becoming more and more significant.As part of the highway,——the tunnel is increasingly demanding for construction and design.The development of highway tunnel is beneficial to the full exploitation and utilization of land resources, which is a very valuable construction form on the route.However,after the excavation of tunnel, in order to effectively restrain and control the deformation of surrounding rock, strengthen the stability of surrounding rock, to ensure the safety of construction, and in order to ensure the stability in the process of operation, durable, reducing ventilation resistance and the overall aesthetics, all need to do the necessary lining structure.Therefore, the surrounding rock pressure and the selection of supporting load and lining form are the key problems in the design of tunnel lining structure.

he title of this design is "highway tunnel lining structure design". Highway grade is highway,The design speed is 60km/h, and the total length of the tunnel is 1432m,it is In a one-way three-lane design.This design in ShenZhen city transit highway connecting east channel based on engineering, through the original data, the tunnel lining structure of the surrounding rock in different period of preliminary design, design parameters can be calculated, using load method to calculate pressure of surrounding rock, structure, optimize the lining structure calculation and adjustment, the analysis of the calculation results of the reasonable explanation, clear conclusions.This graduation design mainly combines the design theory and engineering calculation, and basically completed the lining structure design of "the northern route tunnel of ShenZhen transit expressway".

Key words:building line,Tunnel outline,secondary lining,pressure from surrounding rock

目录

第一章：前言 1

1.1引言 1

1.1.1选题背景 1

1.1.2研究意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1隧道设计基本认识 2

1.2.2围岩压力研究现状 3

1.2.3三车道隧道研究现状 7

1.2.4支护结构设计 7

1.2.5隧道支护结构作用机理 11

1.3本文的主要研究内容及技术路线 14

第二章 工程概况 15

2.1隧道概况 15

2.2地形地貌 16

2.3地层岩性 16

第三章 隧道暗洞初期支护设计 18

3.1隧道横断面设计 18

3.2围岩压力计算 19

3.2.1断面参数确定 19

3.2.2计算垂直均布压力 21

3.2.3浅埋和深埋隧道的分界： 22

3.2.4深埋隧道围岩压力计算 23

3.3Ⅲ级围岩段喷锚支护设计 24

3.3.1设计参数的确定 24

3.3.2计算 24

3.3.3锚杆的设计与计算 26

3.3.4构造要求 28

第四章 隧道暗洞二次衬砌设计 31

4.1Ⅲ级围岩二次衬砌结构计算 31

4.1.1基本资料 31

4.1.2荷载确定 31

4.1.3衬砌几何要素 31

4.1.4计算位移 35

4.1.5解力法方程 45

4.1.6计算主动荷载和被动荷载（）产生的衬砌内 46

4.1.7最大抗力值的求解 48

4.1.8计算衬砌总力 49

4.1.9内力图 50

4.2隧道洞身二次衬砌配筋计算 51

4.2.1衬砌内力计算结果分析 51

4.2.2配筋计算理论分析 51

4.2.3Ⅲ级围岩配筋计算 57

第五章 施工组织设计 58

5.1工程概况 58

5.1.1编制依据 59

5.1.2编制原则 59

5.1.3工程地质条件 60

5.2施工准备 61

5.2.1现场布置 61

5.2.2弃渣场地及卸渣道路布置 61

5.2.3 生产房屋和生产设施布置 61

5.2.4人员及机械配备 61

5.2.5施工技术准备 63

5.2.6施工现场准备 63

5.3施工方案 63

5.3.1进洞方案 63

5.3.2 开挖方案 64

5.3.3运输出碴方案 64

5.3.4衬砌方案 64

5.3.5防排水方案 64

5.3.6通风方案 65

5.3.7隧道弃利用和弃置方案 65

5.4施工进度计划 65

5.4.1施工进度安排 65

5.4.2隧道施工进度指标 65

5.4.3开挖及支护循环时间计算 66

5.4.4衬砌施工循环时间计算 67

5.4.5工期计算 68

5.4.6工期保证体系 68

5.4.7制度保证实施 68

5.4.8施工设施、资金保障措施 69

5.4.9施工计划保证措施 69

5.4.10技术保证措施 69

5.4.11工期保证技术措施 70

5.5隧道装饰工程 72

5.5.1装饰工程主要工程量 72

5.5.2主要检查验收标准 73

5.5.3主要工程施工方案 73

5.5.4主要施工方法 74

5.5.5安装自检 76

5.5.6瓷砖安装 76

5.5.7涂层（漆） 77

5.5.8工程质量保障措施 78

5.5.9工期保障措施 78

5.5.10安全保障措施 78

5.6机电工程 79

5.6.1工艺设计 79

5.6.2隧道控制室 81

5.6.3隧道消防 81

5.7隧道施工事故应急预案 82

5.7.1应急预案的准备 82

5.7.2应急预案的实施 83

5.7.3防护及记录工作 85

结论 87

致谢 88

参考文献： 89

第一章：前言

1.1引言

1.1.1选题背景

我国是一个多山的国度，75%左右的领土是山地或重丘。公路建设中，以往穿过山区的做法是盘山绕行或切坡深挖。据统计资料显示，汽车翻越山岭时的平均车速不足30km，低于经济时速的一半，但汽车的机械损伤和轮胎磨损却非常严重，低等级道路的燃油消耗高于高等级公路20%-50%；而且劈山筑路会造成许多高坡，在南部降水区，它严重破坏自然景观，造成山体滑坡和水土流失。因此，为了缩短里程，杜绝道路病害保护自然环境，在公路建设中必须重视隧道方案，并努力提高公路隧道工程科技水平。

此外，我国江河湖海地区较广泛，沿海公路通道规划经常遇到桥梁方案与隧道方案比选的问题，内河的横跨通道也同样遇到这些问题。过去，跨江(海)通道一般只考虑桥梁方案，这在解决南北交通方面发挥了重要作用，但同时对航道造成不利影响。相比之下，水下隧道具有不影响航运，不受自然环境影响，能全天候通行，对生态环境干扰影响小，一洞多用等优点，其优势受到广泛重视。