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目录
1. 工程概述 ........................................................................................................................ 3 1.1.工程概况 .................................................................................................................. 3 1.2.工程地质与水文地质 .............................................................................................. 3 1.3.岩石物理力学性质特征 .......................................................................................... 5 1.4.隧道围岩分类 .......................................................................................................... 6 1.5隧道设计标准与依据 ............................................................................................... 8 2.隧道总体设计 .................................................................................................................. 9 2.1.隧道设计的一般规定 .............................................................................................. 9 2.2.隧道线形设计 .......................................................................................................... 9 2.3.隧道横断面设计 ...................................................................................................... 9 3.洞门结构设计 ................................................................................................................ 10 3.1.牛湖山隧道大涌端洞门设计 ................................................................................ 10 3.2.牛湖山隧道小桂端洞门设计 ................................................................................ 16 4.衬砌结构内力计算与结构设计 .................................................................................... 22 4.1.初次衬砌设计 ........................................................................................................ 23 4.2.二次衬砌设计 ........................................................................................................ 32 5. 隧道施工方法与施工组织设计 .................................................................................. 53 5.1.施工原则与施工方案 ............................................................................................ 53 5.2. 隧道施工方案 ...................................................................................................... 53 5.3.施工方法 ................................................................................................................ 54 5.4.施工支护 ................................................................................................................ 58
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5.4.施工机械与人员组织 ............................................................................................ 62 5.5.质量保障体系 ........................................................................................................ 64 5.7. 安全文明施工管理 .............................................................................................. 66 6.隧道附属设施设计 ........................................................................................................ 70 6.3.隧道内其他辅助设施及建筑物 ............................................................................ 74 6.4 电缆槽的设计 ........................................................................................................ 76 7.隧道监控测量设计 ........................................................................................................ 76 7.2.隧道监控测量内容和方法 .................................................................................... 77 [参考文献]： .................................................................................................................... 82 谢辞 .................................................................................................................................... 83
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牛湖山隧道工程(左线)结构与施工组织设计
1. 工程概述
1.1.工程概况
牛湖山隧道位于惠深沿海高速公路，为分离式单向行车双洞隧道。左洞长1241
米, 右洞长1356米,标段分别为（K42+145-K43+386），（K42+109-K43+465），隧道纵坡为人字坡，坡度1.5%，竖曲线半径R=17000m，最大埋深约192米。隧道根据《公路工程技术标准》，进出口部分的交通组织拟采用划线方式组织车流，以保证交通安全。
1.2.工程地质与水文地质
1.2.1地形地貌
牛湖山隧道起于惠州澳头镇大涌，止于小桂村，隧道轴线走向SW200°，隧道
进出口处交通不便，从大涌至小桂陆路仅有翻越牛湖山的山间崎岖小道，现在一般很少有人走，而大多从海上由澳头港乘船绕过小鹰嘴往返两地。
隧道穿越的牛湖山，最大高程212米，最低9米，高差达200余米，为低山重丘区。隧道沿线地表植被十分发育，尤其是进出口近坡脚段，草木繁茂，通视十分因难，主要为杂木、茅草等，山腰至山脊则为人工种植林，主要为松树等。该山为单斜山，自然坡角一般为15°～30°，沿线地貌包括构造侵蚀，沉积和重力等地貌类型，具体分为单斜山、山坡、垭口、剥蚀残丘、冲蚀沟，洪积扇和坍塌堆积等微型地貌单元。
1.2.2地层岩性
据地质调查，钻探和物探等勘察工作成果，隧道沿线在部分地段第四系覆盖层
较薄，尤其沿侵蚀沟基岩露头较多，地层由新到老分述如下：
1.2.2.1第四系全新统（Qh）
种植土：暗褐、黄褐色，松软，勘察区内局部分布，厚度约0.5m。
亚粘土：黄、黄褐色、浅棕红色，可塑~硬塑状态，分布于冲沟处，厚度＜2.00m。 碎石土：浅紫红色，松散~稍密，由砾岩碎块及亚粘土组成，其中砾岩碎块约占60%，少量略具磨圆，亚粘土约占40%。主要分布于山坡及冲沟两侧，厚度约1~2m。
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1.2.2.2.白垩系官草湖组（
Kg）
紫红色砾岩：中厚～厚层状，粒径一般为2～5cm，多为铁质或硅质胶结，中等
磨圆度，强度较大，总厚度较大，呈层状分布，其中常夹有紫红色砂岩、页岩。其产状倾向为北东或北北东，倾角30°左右。
紫红色砂岩：铁质胶结，中、粗砂质结构，中厚层状构造，呈夹层分布于紫红紫红色页岩：厚度较小，铁质胶结，强度低至中等，呈夹层出现，每一夹层厚1.2.2.3.晚侏罗系南山村组（Jn）
沉火山角砾岩：一般为紫红色，角砾状结构，层状构造，硅质胶结，中厚层~色砾岩中，每一夹层厚2～3m，强度中等。其产状与砾岩相同， 度一般≤2m，其产状与砾岩相同。
厚层状。砾石主要成分为石英、岩屑等。岩层倾向以北东、北北东为主，北西次之，倾角30°～78°。
1.2.2.4.晚侏罗系热水洞组（Jr）
霏细岩：青灰色，主要位于隧道小桂端下部，岩性较为坚硬完整，岩芯呈长柱上述地层经风化作用，自地表向下形成不同风化程度的风化岩：
强风化层：浅紫红色，浅灰绿色，节理裂隙极发育，裂隙面呈张开状，浅层填
状，厚度较大。
充泥质、铁质，岩石极破碎，岩性软硬不均，广泛分布，一般厚度＜10m，出口端山坡上厚度较大，钻孔揭露厚度为2.10m。
弱风化层：浅紫红色、灰绿色，出口端节理裂隙较发育，局部石英脉发育，岩质较硬，该层钻孔揭露最大厚度为6.90m；进口端岩质软硬不均，节理很发育，岩石较破碎，岩芯呈短柱状，钻孔揭露厚度为5.00m。
微风化层：浅紫红色、浅灰绿色，岩石坚硬完整，岩芯呈短柱状、长柱状，厚度很大。
1.2.3.地质构造
物探工作资料表明隧道区域存在5条规模较小的含水断层，其中与隧道相交影
响较大的为F2、F3、F4三条断层。F2断层走向EW，倾向NW，与隧道左、右线分别交于K42＋380m和K42＋450m；F3断层走向NW，倾向SW，与隧道左、右线分别交于K42＋648m和K42＋620m；F4断层走向NW，倾向SW，与隧道左、右线分别交于K42＋990m和K42+950m。
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 1.2.4.区域地质及地震 根据1∶5万澳头幅区域地质调查报告和区域地质图分析，该工作区区域主要构造形迹为北东及北西向，其中区域性大断裂北东向的小桂坳断裂在工作区外，只有北西向的海尾断裂穿过隧道工作区，隧道方向与断层走向斜交。据平面工程地质调查及钻孔资料分析，区内无新构造运动形迹。 勘察区段地层为单斜构造，岩层产状为30°~65°∠25°~78°，岩层走向与隧道轴向大角度斜交。根据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的《中国地震动参数区划图》查得：隧道区地震动反应波谱特征周期值为0.4S；地震动峰值加速度为0.1g，参照其附录D，对应地震基本烈度为Ⅶ度区。 1.2.5.水文地质条件 该区水文地质条件较简单，地下水主要为基岩裂隙潜水，有少量第四系孔隙潜基岩裂隙潜水赋存于裂隙和层理中，其补给来源主要为大气降水，虽然地表裂水。 隙发育但深部围岩节理发育中等，且多为半闭合状，透水性较差。其导水构造主要为次级断裂构造和节理的交叉复合部位。 大涌及小桂两端冲沟中均见有较多地下水出露。其中小桂端冲沟中出露的地下水已被作为生活用水，大涌端冲沟中出露的地下水一直用作生产和灌溉用水。由此表明该区域地下水对混凝土无腐蚀性。 1.3.岩石物理力学性质特征 在现场钻探取样的基础上，对不同岩性不同深度的样品进行了相关的物理力学表1-1 岩石物理力学性质试验结果表 力学性质试验项目 吸水率 饱和抗压强度MPa 83.5 弹性模量103MPa 60.3 性质试验，其物理力学指标详见岩石物理力学性质试验结果表。 岩石名称 霏细47 ZK2 26.70 编号 取样位置 取样深物理性质试验项目 干容重 （KN/m3）度（m） 天然容重（KN/m） 326.7 27.2 第5 页 共83 页 铁道工程系