目录第一章方案比选说明 (3)1.1概述： (3)1.2方案比选 (4)第二章设计总说明 (5)2.1隧道设计概况 (5)2.2技术标准 (6)2.3隧道建设地区工程水文地质 (6)2.4横断面设计 (8)2.5隧道衬砌结构设计 (9)2.6防排水设计 (11)2.7通风设计 (11)2.8照明设计 (12)2.9洞门设计 (12)2.10施工方案 (12)1.11监控量测 (14)2.12环境保护 (18)第三章二次衬砌内力计算 (18)3.1基本资料 (18)3.2荷载确定 (19)3.3衬砌几何要素 (19)3.4计算位移 (21)3.5解力法方程 (28)3.6计算主动荷载和被动荷载（1hσ=）分别产生的衬砌内力 (28)3.7最大抗力值的求解 (29)3.8计算衬砌总内力 (29)3.9衬砌截面强度检算 (30)3.10内力图 (31)第四章隧道通风计算 (32)4.1隧道需风量计算 (32)4.2单向交通隧道射流风机纵向通风计算 (37)第五章照明计算 (39)5.1基本资料 (39)5.2接近段 (39)5.3基本照明计算 (39)5.4加强照明计算 (40)5.5结论 (42)5.6调光 (43)第六章施工组织设计 (44)6.1概述 (44)6.2施工方法及工艺 (44)6.3环境保护 (56)第七章总结 (57)7.1设计总结 (57)7.2致谢 (58)参考文献 (59)第一章方案比选说明1.1概述：拟建的高速公路位于陕西省西安市蓝田县，是连接磨沟和湾沟的重要交通道路，该公路能有效解决当地交通问题，加强地区间交流，降低运输成本，节省运输时间，促进经济发展。

通过勘察设计已确定出两种方案。

如下：方案一：隧道群结合桥梁方案，根据地形特征和地质情况，修建6座短隧道，最长隧道长1293.8米，修建4座桥梁和一座涵洞，设置5处圆曲线，曲率半径较大。

方案二：绕线结合桥隧方案，修建4座隧道，最长隧道长约为1500米，修建桥梁5座，涵洞3座，填挖方工程量较大。

现在从线性指标、工程数量、施工难度、隧道功能、营运及养护费用、环境保护、旧路利用等方面比较，确定推荐方案。

1.2方案比选1．方案1航空距离短，但隧道较多，但长度较短，工程地质条件较差，施工难度较高，工程量较少，工期较短；2．方案2航空距离较长，隧道工程量较少但桥涵和路堤、路堑工程量较高，地质情况较差，施工复杂，由于工作面较多，施工速度较快。

3．方案2在公路建设中的开挖量比方案1大，但营运及养护费用比方案1稍少。

4．环境保护方面来看，方案1较环保。

5. 工程造价方面来看，方案1隧道工程量较大，但总工程量较少，综合对比，方案1工程造价较低。

通过以上比较，我们可以看出方案1更为合理，综合考虑，本项目的推荐方案为方案1。

方案1的平曲线与竖曲线要素：表1.1表1.2第二章设计总说明2.1隧道设计概况西峡岭公路隧道是成西（成都——西安）高速公路修建中的控制性工程，起点桩号为K2+165，终点桩号为 K3+460,总长约为1.3公里。

隧道为为上、下行分离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度100Km/h考虑；隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌、高压钠灯光电照明、机械通风；隧道洞门型式主要采用、销竹式洞门和端墙式洞门。

隧道围岩岩性以糜棱岩、角砾岩、闪长岩为主，围岩级别以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为主。

该隧道对克服地形障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，提高行车的舒适性，减少对植被的破坏以及保护生态环境起到了重要作用。

2.2技术标准公路等级：高速公路设计行车速度： 100km/h。

隧道净宽： 10.50m ( 3.75×2+0.50+1.00+0.75+0.75)隧道净高： 5.0m交通量：近期(2022年)20000辆/日，远期（2032年）32000辆/日，汽柴比为0.57：0.43，上、下行交通量不均衡系数1.1，双车道单向行驶。

隧道内卫生标准：CO设计浓度上行线300ppm,下行线300ppm；VI设计浓度为0.00651m ，隧道内纵向风速小于等于10m/s。

2.3隧道建设地区工程水文地质（一）、区域地形、地貌本项目位于陕西省西安市蓝田县，总体地势特征为东高西低，地形陡峭，相对高差在400m左右。

蓝田县地貌地形复杂，南部为秦岭山地，中西部川、塬相间，北部是横岭。

海拔418—2449米。

西峡岭隧道横穿南秦岭山脉，地形崎岖，地势险要，山高沟深，植被茂密。

区内海拔一般在1200～1700之间。

隧道南口刘家沟一带最低高程为1260m，向北至海拔约为1270m的西峡，隧道洞身中部通过的最高高程为1286m，在出口地势相对较低。

河谷呈“人”字形，坡体陡峭，项目所在地围岩等级主要是Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。

（二）、水文与气象受地势影响，南秦岭属海拔1000m左右的中高山区，为温带半湿润——湿润季风气候，由于受山地垂向变化的影响，气候差异也较大，区内气候一月份平均气温0.6C︒，年平均气温13C︒极端最低气温-12.3℃，早霜期始︒，7月份平均气温24C于10月下旬，晚霜期终于3月下旬，无霜期225天，年降水量800～1000mm，而雨季一般集中在7月至9月，具有春寒、伏旱、夏洪、秋涝的特点。

降雪期为11月至翌年2月，积雪厚度一般为2～4cm，最大18cm，高山气候阴湿，中低山区雨量充沛。

不良地质现象有雨季时洪水暴涨，常携带泥土、碎石，在沟口形成洪积扇区，不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。

（三）、地质条件1、地层、岩性隧道穿越的山岭位于向斜的南翼，地层总体上向北倾斜。

区域内主要的构造线以西北——东南向延伸，与路线走向大角度交叉。

隧道轴线横穿的主要断裂是将军岔断裂。

地层主要是古生界泥盆系中统西峡岭沟组（D2d），岩性相对比较复杂，硬质岩有糜棱岩；软质岩有砂岩、泥岩。

隧道地表层覆盖以第四系残破积层为主，为灰色、灰褐色亚粘土夹碎石土。

主要岩土类特征如下：（1）糜棱化闪长岩褐黄色、灰色、灰白色，中细粒糜棱结构，条纹条带状、流层状、块状构造，受动力作用强烈，岩石具有明显糜棱化，矿物成分主要为长石、石英、角闪石及云母，岩质坚硬，节理裂隙发育，风化强烈，表层可用镐锹挖掘。

（2）含碎石、角砾粘质砂土褐红色，湿，结构疏松。

碎石、角砾含量20-25%，粘粉粒含量20-25%，砂粒含量50-60%，碎石角砾成分主要为白云岩，局部为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩等，多为棱角状，分布较均匀，土体较均匀。

（3）糜棱岩灰绿色，原岩为凝灰岩，糜棱结构，条纹条带状构造，糜棱面极发育，具片状假象，矿物成分主要为石英、长石、绿泥石、绿帘石等，浅部节理裂隙发育，岩体破碎，深部岩体完整。

（4）变灰岩夹硅质岩灰色、青灰色，细晶结构，薄片及薄层状构造，局部为受动力作用而强烈变形，褶皱发育，矿物成分为石英、方解石、燧石，局部可见大量方解石，石英脉体。

（5）含砾微晶灰岩灰-浅灰色，岩石中的砾石为沉积时的混入物，其粒径2-15cm，为次园-棱角状，分布不均，含量5-20%，成分为泥晶白云岩。

微晶灰岩呈微晶结构，生物碎屑结构，块状构造。

主要矿物为方解石，含量不小于95%，少量有机质（2%）及生物碎屑（3%）。

方解石粒径一般0.01-0.001mm，少部分未结晶灰质粒径0.001mm。

岩石较坚硬，整体完整性较差，抗分化能力较强。

（6）细粒长石石英砂岩灰白色、细粒砂状结构，块状结构。

碎屑成分主要为石英，含量大于75%，次为长石10-15%，硅质岩屑小于1%，粒径一般0.1-0.25mm，少数0.25-0.4mm。

填隙物成分主要为硅质（5-8%）及少量粘土质。

岩石为颗粒支撑接触式胶结。

岩石坚硬，整体完整性较好，抗风化能力较强。

（7）泥岩黄色，泥质结构，块状构造。

主要成份为粘土矿物，含少量粉砂粒。

岩石软弱，整体完整性差。

物理力学性质差，接近于半成岩的粘性土。

综上所述，此地区岩土工程地质性质普遍较差。

白云岩虽较坚硬，但受构造运动影响，较破碎，分化较严重，整体完整性较差。

砂岩虽坚硬，抗风化能力较强，力学性质较高，整体完整性较好，但其出露宽度窄，泥岩受构造变形大，岩石软弱不完整，抗风化能力弱，其工程地质条件差。

2、构造特征隧道区断层较发育，以北东向断层为主，次为近东西向，亦见南北向断层。

断层性质以压扭性、压性、扭性为主，个别为张性、张扭性，断层多期活动的特点，早期以压性、压扭性、扭性为主，且规模较大，晚期以张性为主，规模小。

3、水文地质条件勘测区地下水的补给主要来自大气降水。

区内降水量较充沛，植被不甚发育，山高坡较陡，沟谷深切，地表径流畅通，降水量又相对集中，多以大雨和暴雨形式降落等，大部分以地表径流汇于沟谷中，不利于降水的下渗。

故地下水补给作用较弱，区内地下水仍较贫乏。

4、不良地质现象隧道路线走廊为长江水系，雨季时洪水暴涨，常携带泥土、碎石，在沟口形成洪积扇区，不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。

2.4横断面设计（一）、建筑限界根据《公路隧道设计规范》，隧道高度5米，行车道宽度3.75米，双车道布置，净宽10.50米，其中左侧向宽度为0.5m，右侧向宽度为1.00m，左侧检修道宽度为0.75m，右侧检修道宽度为0.75m，路面坡度采用2%；车行横通道高5.0m，路面宽度为4m，不设侧向余宽，左右侧检修道宽度均为0.25m；人行横通道高2.5m，路面宽2m，不设侧向余宽和检修道；并且同时考虑了下列因素：（1）检修人员步行时的安全；（2）紧急情况下，驾乘人员拿取消防设备方便；（3）满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。

2.4.2隧道内轮廓隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定以外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、运营管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。

本隧道采用《公路隧道设计规范》附录B提供的v=100km/h情况下的标准断面，断面为单心圆，r1=5.65m，r2=9.5m，r3=1m，r4=15m，断面周长为31.93m，面积为66.65m2。

2.5隧道衬砌结构设计（一）、围岩分级隧道围岩级别划分主要依据岩体弹性波速度、岩样饱和极限抗压强度、岩石质量指标，并结合围岩分化程度、完整性、坚硬程度、节理发育程度、断层及地下水影响程度等进行综合分类。

依据实际资料在确定隧道围岩级别时，制定以下原则：（1）以交通部行业标准《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）提供数据为围岩级别划分标准。

（2）遇断层破碎带，围岩级别较同类岩石降低1-2等级，影响带推至洞底以上40-80米与断层交界处。

（3）为便于隧道施工，按隧道开挖过程中可能遇到的地层和构造情况分段划分评价。