隧道设计方案

㈠ 隧道工程方案设计和初步设计的区别

1.隧道设计根据路线的设计和要求，可分为一阶段测设、两阶段测设和三版阶段测设。
权1）一阶段测设：适用于技术简单、方案明确的小型公路工程。即根据批准的设计任务书，进行一次详细定测，编制施工图设计和工程预算。
2）两阶段测设：为公路测设的主要程序即通常一般公路所采用的测设程序。其步骤为：先进行初测、编制初步设计和工程概算；经上级批准初步设计后，再进行定测、编制施工图和工程预算。也可直接进行定测、编制初步设计；然后根据批准的初步设计，通过补充测量编制施工图。
3）三阶段测设：对于技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时应采用三阶段设计。即分初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。技术设计阶段主要是对重大、复杂的技术问题，落实技术方案，计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算。其深度和要求介于初步设计和施工图设计之间。

㈡ 隧道工程设计位置选择原则是什么

隧道工程设计位置选择原则：
1 隧道位置应选择在稳定的地层中，尽量避免穿越工程内地质和水文地质极为复杂容以及严重不良地质地段；当必须通过时，应有切实可靠的工程措施 。
2 穿越分水岭的长、特长隧道，应在较大面积地质测绘和综合地质勘探的基础上确定路线走向和平面位置。对可能穿越的垭口，应拟定不同的越岭高程及其相应的展线方案，结合路线线形及施工、营运条件等因素，进行全面技术经济比较后确定。
3 路线沿河傍山地段，当以隧道通过时，其位置宜向山侧内移，避免隧道一侧洞壁过薄、河流冲刷和不良地质对隧道稳定的不利影响。应对长隧道方案与短隧道群或桥隧群方案进行技术经济比较。
4 隧道洞口不宜设在滑坡、崩坍、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质及排水困难的沟谷低洼处或不稳定的悬崖陡壁下。应遵循“早进晚出”的原则，合理选定洞口位置，避免在洞口形成高边坡和高仰坡。
5 濒临水库地区的隧道，其洞口路肩设计高程应高出水库计算洪水位（含浪高和壅水高）不小于0.5m，同时应注意由于库水长期浸泡造成库壁坍塌对隧道稳定的不利影响，并采取相应的工程措施。

㈢ 云台山隧道的设计方案

云台山Ⅰ线隧道施工采用进、出口加平行导洞和中部斜井加平行导洞的方案。平导设计断面为10.5 m2，斜井位于隧道中部，距进口3 668 m，井身长448 m，17°倾角，与正洞正交，断面22.5 m2。Ⅰ线隧道施工开挖方法主要是全断面、台阶法两种，根据地质情况交替变换。开挖工具除出口工区配有一台进口H169二臂台车外，其余均为手持风钻。一般地段采用非电系统爆破，煤层段采用电雷管系统爆破。初期支护为喷锚结构，洞口和软岩地段按设计加钢筋网和钢格栅支撑，使用潮喷机。装碴用L120型立爪，进、出口工区运碴用8～12 t电瓶车牵引8～14 m3梭式矿车；斜井工区使用8 t电瓶车牵引6 m3矿车，至井底车场再用提升机将6 m3矿车拉至地面倒运。进出口衬砌作业使用洞口自动计量混凝土拌合站，熟料入5 m3混凝土轨行式运输车，由12 t电瓶车牵引至混凝土泵，再注入钢模板衬砌台车。斜井段设133 m深竖井垂直投料系统，井口搅料，垂直输送到井底隧道内。
云台山Ⅱ线隧道是将Ⅰ线平行导洞扩大为单线隧道断面，开挖方法主要是全断面和微台阶，开挖手段均采用自行研制的“多功能台架”，装碴、运输和混凝土衬砌作业与Ⅰ线时大致相同。由于Ⅱ线隧道施工没有了平行导洞的便利条件，隧道的仰拱、铺底作业与频繁的轨道运输之间便产生了互相干扰的问题。该工程处又研制出一套过轨铺底作业新工艺，并采用了浮放道岔技术，成功地克服了施工干扰难题，大幅度地提高了工效。

㈣ 个人见解怎样解决区间隧道设计问题

地铁区间隧道目前主要的设计方案有暗挖马蹄形断面隧道、圆形盾构断面隧道、明挖矩形断面隧道。每种型式各有优缺点,在设计中需根据不同的地质条件、线路埋深和周边环境加以选择。

1、设计结构型式的选择

1.1
明挖矩形结构经过多年的发展,明挖法施工工艺成熟,方法简单、可靠,施工风险小,容易控制;工程进度快,根据需要可以分段同时作业;浅埋时造价及运营费用低;对地质条件要求不高;防水处理容易。但施工对城市地面交通和居民的正常生活也有一定影响,在施工期间对周边环境有一定的破坏;在明挖影响范围的地下管线需拆迁;需较大的施工场地。对于跨度大、埋深浅、地质条件差且地面环境允许,有施工场地的区间段,应优先考虑使用,以减少施工的风险和减少工程造价。

1.2 矿山法马蹄形结构

1.2.1
矿山法优缺点分析地铁区间隧道采用矿山法施工,是为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的施工方法,也称浅埋暗挖法。在我国地铁区间隧道建设中已广泛采用。它是采用信息化设计和施工,可以根据施工监测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,具有适应城市地下工程周围环境复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等特点。矿山法施工除在施工竖井或洞口位置需占有一定的施工场地外,对地面交通、管线等干扰较少,对周边环境影响较小;废弃土石方量少;对不同的地质情况及周边环境采用不同的工程措施及施工方法,针对性强;对软硬不均地层,可以采用不同的开挖方式进行处理,处理方便容易。矿山法也有自身的弱点:在施工中容易引起地下水流失,从而引起地面沉降或隆起,在重要管线和房屋周边需采取切实可行的保护措施;在施工中处理不当,容易引起地面坍塌,从而造成对周边环境的影响和引发事故。在施工过程中需严格按施工工艺和要求进行施工,并加强施工中的监控量测工作。跨度大时,需分多步进行开挖施工,工序之间干扰大,施工组织麻烦,施工中存在一定的风险。在设计及施工过程中,需要充分论证和考虑隧道周边的环境和工程及水文地质条件,采用合理的工程措施和施工工艺之后,以上弱点才可以弱化并避免的。因此采用矿山法设计和施工时,必须从隧道施工方法、施工程序、辅助工法的采用等方面进行认真研究。

1.2.2
计算简图采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法。选取地质条件最差、最不利典型横断面进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。计算简图和计算结果见图1~图3。

1.3 盾构法圆形结构

1.3.1
盾构法优缺点盾构法施工不仅施工进度快,而且无噪音,无振动,对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响较少。由于管片采用高精度预制构件,机械化拼装,因而质量易于控制。地铁工程建设经验表明,由于采用高精度管片及复合防水封垫,单层钢筋混凝土管片组成的隧道衬砌可取得良好的防水效果,不需要修筑内衬结构。盾构技术的发展,尤其是泥水式、复合式土压平衡式盾构的开发,使之在含水砂层以及砂质黏性土层等地层中进行开挖成为可能,所以当工程地质和水文地质条件以及周围环境情况等难以用矿山法和明挖法施工时,盾构法是较好的选择。而且采用盾构法施工下穿房屋筏板基础时,能较有效控制地面沉降,减少对房屋的破坏。因此,地铁区间隧道采用盾构技术已成为发展的必然趋势。采用盾构法较矿山法施工有施工风险相对较小、对环境的影响较小、工程较省等优点。盾构法施工也有一定的弱点。盾构机在匀质地层中施工是顺利的,但是地层软硬不均,尤其是在软

地层中夹有坚硬的岩层、岩体、球状风化体、桩基托换后的旧桩时,给盾构机的掘进带来较大的困难,造成盾构机偏转、刀具甚至刀盘严重磨耗,不仅影响掘进速度,甚至造成施工停顿的情况发生。特别是孤立体,由于其分布的随机性,且大多数体积相对较小,在事前的地质钻探过程中难以精确地全部勘察清楚。因此,在盾构施工过程中,往往在较松软的介质,如残积的砂质粘土中,会突然碰到小体积的非常坚硬的球状体,其单轴抗压强度达100MPa以上,不仅极易损坏盾构机,且会造成隧道管片破损,隧道中心线偏移等许多难以预料的问题。