隧道工程课程的设计.doc

西安工业大学建筑工程学院 课程设计 课程名称 隧道工程 姓 名 郭晓明 班 级 08土木 学 号 日 期 12.04.08 1.引言 随着近几年我国交通基础设施的大力发展，公路隧道数量越来越多。根据有关统计，截止2002年底，已建隧道1972座，总长835千米，其中特长隧道21座，总长76千米；现在每年新增隧道约100千米。公里隧道通风设计对公路隧道的影响很大，甚至是决定着公路隧道方案成功与否的关键。伴随着公路隧道的建设，我国的公路隧道通风技术也取得了长足的进展，但目前在设计中还存在一些问题值得探讨和研究。 2.公路隧道通风控制状态应与隧道内行车状态相匹配 目前在公路隧道通风设计中，设计人员经常将车速为10千米每小时以下的情况定为阻滞工况，其污染物稀释标准按照阻塞工况计算；车速为20千米每小时及以上为正常工况，其污染物稀释标准按照正常工况进行计算。依据《公路隧道通风与照明设计规范》规定，交通阻滞为隧道内各车道均以怠速行驶，平均车速为10千米每小时。由于按照《规范》中有关的隧道阻滞工况规定，阻滞段的计算长度不宜大于1千米，因此在长大隧道通风计算中通常以20千米每小时的行车工况控制隧道通风量。笔者认为，这种不分隧道性质、不分隧道服务水平的通风计算方法值商榷。 3．技术标准 四车道高速公路，设计行车速度80?km/h，主洞长18?020?m，双洞总长36?040?m，其长度居公路行业世界第二，在高速公路隧道中长度居世界首位，双洞单向行车的建设规模为世界第一。本项目采用三竖井纵向分段式通风方案，竖井工程为其通风方案土建工程的控制性工程。 4.1位置确定 考虑本隧道竖井功能为运营通风竖井，因此井位的选取中主要考虑通风区段的划分、通风阻力、机房的设置条件、工程地质条件、水文地质条件、地形条件等因素。通风区段的划分主要根据通风计算，使不同通风区段内满足各种工况下的通风要求；通风阻力的分析应以不同井位的通风计算结果为依据，以风机功率与土建费用对比求算最佳结合点，确定合适位置；机房的设置主要考虑地上或地下风机房方案，从而寻求合适的竖井位置；工程及水文地质条件影响，主要考虑竖井应选择在地质条件较好，含水量较小的岩层中；地形条件主要考虑影响竖井的深度，地表水的影响、建井场地、施工便道等因素。 总之，竖井位置的选取涉及到运营、土建、维护等费用是一个复杂的综合问题，需全盘考虑、权衡利弊，方能取得满意的结果。 4.2形式的确定 本隧道竖井应具有送、排风的功能，因此可供选择的竖井形式有单竖井两分隔和两座独立竖井2种方案。在方案选定时，国内尚无竖井分隔技术的设计及施工的成功案例。因此，大直径两分隔竖井技术具有设计及施工难度大等问题。竖井形式确定中主要影响因素为：环境影响、井位条件、施工工期、施工干扰、运营费用、土建费用等。经综合考虑，本隧道选取单竖井两分隔的竖井方案。 4.3直径的确定 竖井直径的确定过程为：结合本工程的交通量、交通组成、路线纵坡、自然条件等因素确定需风量，根据需风量、地质条件、施工条件等因素确定经济风速，依据需风量及经济风速确定竖井设计内净空尺寸。 4.4三竖井通风方案 经反复计算、论证，本隧道最终确定的方案为：3座通风竖井分别将东、西线两隧道合分成4个通风段，最长段为4?949?m，最短段为3?782?m(以送排风道口中心里程分段)，每个通风竖井兼顾东、西线4个通风区段的送、排风。竖井内的控制风速为18?m/s，据此确定竖井直径。确定3个竖井分别为：?1号竖井内直径Φ1=10.80?m,井深（不包括风塔）h1=190.033?m；2号竖井内直径Φ2=11.20?m,井深（不包括风塔）h2=661.087?m；3号竖井内直径Φ3=11.50?m,井深（不包括风塔）h3=392.772?m。1号竖井位于西线右侧131?m处；2号竖井位于东线右侧383?m处；3号竖井位于西线右侧135?m处。其中，1、3号竖井井位均避开了自然保护区，环境保护要求为二级，2号竖井井位所处地带处在秦岭山区牛脊梁国家自然环境保护区内，为一类环境保护。 5竖井设计简况 5.1地质概况 竖井井位所处地区均属湿润寒冷山地气候，雨量充沛。地下水均为基岩裂隙水，节理裂隙贫水段，地下水类型为HCO3-Ca型，无侵蚀性。 1号竖井位于秦岭北坡石砭峪沟中游沟的左侧约40?m处，地面高程1?126?m。出露的地层上部31?m为第四系全新统崩积块石土，块石岩性为混合片麻岩，属Ⅱ类围岩；下部为混合片麻岩，夹少量片麻岩残留体，岩体受构造影响较重，岩体较破碎，以块状镶嵌结构为主，属Ⅳ类围岩，σ0?=1?000～1?200?kPa。 2号竖井位于秦岭北坡水洞子沟中上游，