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西山特长隧道设计西山特长隧道设计论文第一章：引言在现代社会中，隧道作为建筑工程的一种重要形式，受到了越来越多的关注。
以中国为例，由于山地多、路面不平坦的特点，中国的隧道建设一直以来都备受重视。
西山特长隧道作为贵州省内历史最悠久、线路最长的隧道项目，因其重要性而备受瞩目。
本论文旨在探讨西山特长隧道的设计方案，分析其优点，提出改进的建议。
第二章：西山特长隧道的设计方案西山特长隧道的设计方案主要分为以下几个方面：1、隧道布置与路线：西山特长隧道总长约为12.9公里，采用的是双线隧道布置，路线设计用地分为左右两侧，穿越了西山的山脉。
2、隧道的截面形状：由于西山特长隧道内部存在着复杂的地质构造，因此隧道的截面形状采用了不对称的非圆形金属隧道壳，以应对隧道内部结构的复杂性。
3、隧道的支护形式：隧道的支护采用的是拱形支撑，可以有效地分散隧道的荷载，保证了隧道的强度与稳定性。
第三章：分析西山特长隧道的优点在实际运行中，西山特长隧道的优点主要体现在以下几个方面：1、隧道的路线设计非常优秀，充分利用了道路两侧的空地，让隧道的布局更加合理，不仅缩短了行车里程，而且解决了当地交通拥挤的问题。
2、西山特长隧道采用的是拱形支撑，能够分散隧道的荷载，保证了隧道的稳定性，是一种非常有效的隧道支护方式。
3、隧道的截面形状不对称，适应了隧道内部存在的复杂地质构造，能够更好地满足隧道的强度要求。
第四章：西山特长隧道的不足之处1、西山特长隧道在设备方面还存在一些问题，例如隧道内部的照明设施和通风设施不够完善，需要进一步改进。
2、由于西山特长隧道所处的地域和环境较为特殊，因此在隧道建设中存在较大的自然灾害风险，需要采取更加合理的措施来减少风险。
3、西山特长隧道的建设还需要更加注重人性化设计，例如增加紧急出口，以及加强隧道内部的安全标示，并让驾驶员更容易找到各种设施。
第五章：对西山特长隧道的建设建议为了进一步提高西山特长隧道的安全性与舒适性，本文从以下几个方面提出了改进建议：1、完善设备：加强隧道内部的照明设施和通风设施，确保隧道内部持续性地提供清洁的空气。
太古高速公路西山隧道控制测量方案摘要：由于隧道施工测量过程中不可避免的误差，在实际隧道开挖贯通面处存在偏差。
隧道贯通面误差主要有三个方面：即沿隧道中线方向的长度偏差为纵向贯通误差；垂直于隧道中线的左右偏差为横向贯通误差；有两进出口端高程控制点分别测得贯通面同一点的高差为高程贯通误差，其中纵向及高程贯通误差对隧道正确贯通影响不大，目前研究隧道贯通误差主要为横向贯通误差。
关键词：隧道；贯通；测量；误差一.测量情况说明中国中铁一局一公司承建的太古高速公路是山西省太原至古交高速公路。
位于山西省中部地区，起点位于东社枢纽，终点为河下村东设主线收费站。
全长为20.557 公里。
出主线收费站后通过3 公里的一级公路连接线与古交市滨河南路相接。
本项目为S3 标段，右线为YK7+550～YK14+800，左线为ZK7+550～ZK14+800，左右线长度均为7.25 公里（单幅），主要工程为西山隧道古交端左线（包括110m路基、2 号斜井）、右线（包括210m 路基、2 号竖井）。
二.平面（横向）测量设计隧道平面控制测量包括洞内和洞外的控制测量。
洞外的控制测量主要采用GPS 平面控制网及二等水准做控制。
洞内的平面控制测量则采用双导线法，主要导线边长为（150—800 米），高程采用与洞外同精度的二等水准控制。
隧道的横向贯通误差是由地面控制测量以及地下导线测量所引起的。
横向贯通的误差是由测角和量边所引起的，导线的测角所引起的横向贯通误差公式为：四.洞内控制测量的实施1 调研与培训为了确保隧道的横向贯通和高程高精度贯通定位准确，测量技术人员需要对仪器的精度和性能熟练的掌握，在进行不同环境中的测量，另外在测量的过程中要及时的对温度和气压的改正进行准确的测量定位，并且要实时的对所测量的点进行检核进行双检，对隧道施测过程中由不明白的问题要及时向领导汇报和同事们虚心请教，以提高测量上的业务水平，要经常看图纸和规范，对施工测量过程一定仔细，坚持测量双检制。
太原至古交段高速公路工程西山特长隧道贯通误差报告分析摘要：隧道贯通后，应及时的进行贯通测量，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。
若贯通误差在允许范围之内，就认为测量工作达到了预期的目的。
存在着贯通误差，他将影响隧道断面扩大及衬砌工作的进行。
因此，我们应该采用适当的方法将贯通误差加以调整，从而获得一个对行车没有不良影响的隧道中线。
关键词：隧道；贯通；误差；调整1、前言由于隧道施工测量过程中不可避免的误差，在实际隧道开挖贯通面处存在偏差。
隧道贯通面误差主要有三个方面：即沿隧道中线方向的长度偏差为纵向贯通误差；垂直于隧道中线的左右偏差为横向贯通误差；由两进出口端高程控制点分别测得贯通面同一点的高差为高程贯通误差，其中纵向及高程贯通误差对隧道正确贯通影响不大，目前研究隧道贯通误差主要为横向贯通误差。
2、编制依据(1)《工程测量规范》（GB50026-2007）(2)《太古高速公路西山特长隧道高精度施工控制网测量控制点成果表》(3)《太古高速公路二号斜井施工控制网测量成果资料》(4)山西省太古高速公路《施工测量及测量监理管理办法（暂行）》3、工程概况山西省太原至古交高速公路西山特长隧道位于太原市西部的吕梁山脉左翼的石千峰山北麓，是目前国内第二大公路隧道，为分离式特长隧道。
左线全长13654米，右线全长13570米。
洞外精测网由设计单位按规范要求布设，洞口设置强制观测墩，平面控制网精度分别为二等GPS网和三等GPS网，高程控制网为二等水准网。
4、贯通误差测量4.1贯通测量实际观测值的确立根据影响隧道贯通测量误差的因素分析，西山特长隧道贯通测量误差预估分别从洞内、外横向、纵向及竖向因素考虑，预估其相应误差值，作为实际贯通误差的参考值。
其中纵向贯通误差主要影响隧道线路坡度，线路坡度i=h/S*1000‰，（h为两点间高差，S为水平距离）对上式进行微分后得：di=dh/S*1000‰-hdS/S2*1000‰，当只考虑纵向贯通误差dS时，假设可以忽略的坡度影响为0.001‰，即100m的水平距离允许的高差为±0.1m，可认为：0.001‰=h*dS/S2*1000‰，dS=S2/1000000h，西山特长隧道单向纵坡为4‰，即h/S=4/1000，代入上式可得：dS=13600/1000000*1000/4=3.400m，表明西山特长隧道允许纵向贯通误差为3.400m。
太原西山特长公路隧道设计简介
姜杰
【期刊名称】《隧道建设》
【年(卷),期】2007(027)004
【摘要】太原西山特长公路隧道位于山西省太原至古交高速公路上,长约
13.68km×2,为我国目前第二长公路隧道.在勘察设计中,充分借鉴了国内外长大隧道的建设经验,并邀请国内众多专家进行咨询论证,对其进行了多次优化.简要介绍太原西山特长隧道的工程概况、工程地质、隧道土建工程设计、附属工程的设计及关键技术的研究等.
【总页数】5页(P33-36,47)
【作者】姜杰
【作者单位】山西省交通规划勘察设计院,太原,030006
【正文语种】中文
【中图分类】U452
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太原西山特长隧道设计方案选择
摘要：本文以太原至古交高速公路西山隧道的设计过程为依据，重点论述了在设计过程中对设计方案的选择。
通过对隧道线形的选择、管养通道方案的选择、隧道衬砌结构方案选择和隧道洞门方案选择，运用“系统最优”与“全寿命成本”的新理念。
从而得到特长隧道设计的合理方案。
关键词：特长隧道设计路线方案选择
1工程概况
太原至古交高速公路西山隧道是山西省高速公路规划网“3纵11横11环”中的第四横太原袁家庄至临县克虎寨项目的组成部分。
该工程目前是我国排名第二的特长公路隧道。
隧道起点位于太原市万柏林区袁家庄，终点位于万柏林区周家山，为太原至古交高速公路项目中的控制性工程。
隧道从太原端（k1+010）以0.4%的纵坡上行，至k11+940设变坡点以0.715%的纵坡下行，于周家山处（k14+580）出洞，最大埋深为450m。
左右洞长度分别为13654m和13570m，为上下行分离的双洞四车道隧道，设计速度为80km/h。
2设计方案选择
2.1 隧道线形选择
太原西山隧道在设计过程中提出了高坡、人字坡、中坡方案，初步推荐采用中坡方案，在经过地质勘察后结合地质条件，将中坡隧道方案标高降低，并以此作为推荐方案。
平面线形选择：初步设计中的比较方案a1线因隧道出口有偏压，且位于两隧道间的周家山大桥桥高约80m，故将此线位北偏280m，增设了一条b线比较线与对应a1线进行比选。
b线较好地利用了地形，前后隧道进出口位置得到改善，解决了偏压问题，也减小了周家山大桥的规模。
但b线与对应段a1线相比，增加两处与引黄管线的交叉，并且是公路隧道上跨引黄隧洞(高差约50米)。
纵面线形选择：在对隧道地质情况做了全面的物探、钻探勘察后，发现a1线隧道围岩地质情况很差，约有3/4段落穿过泥灰岩地层。
泥灰岩遇水膨胀，物理性质极差，大段落隧道通过施工难度太大，经过多方论证，提出了降低隧道高程，进一步寻求良好隧道围岩条件的勘察方案。
对路线纵坡进行了下调，并确定此方案为推荐方案。
降坡前后隧道围岩情况比较见表1和隧道长度对比见表2。
表1 降坡前后隧道围岩情况比较表
名级围岩所占比例(%) 岩质情况
ⅲⅳⅴ
降坡前30.1 47.8 22.1 以角砾状、团块状、蜂窝状泥灰岩、角砾状石灰岩、角砾状白云质泥灰岩为主，少量中～厚层状石灰岩夹薄层状白云质灰岩、团块状泥灰岩。
以极软岩～软质岩为主，部分硬质岩
降坡后82.2 8.3 9.5 以中～厚层状石灰岩为主，夹薄层白云质灰岩，团块状泥灰岩。
以硬质岩为主，少量极软岩～软质岩。
表2 隧道长度对比表
隧道方案累计隧道长度
（左右线合计m）隧道座数长度（m）
左线右线
推荐方案a线29010 2 13680 13580
a1线28664 4 10915 10885
b线28908 4 10915 10890
通过对隧道地质条件及通风系统规模与接线工程的研究，认为推荐的降坡方案是合理、可行的，并且结合工程量、造价、运营费的量化比较，体现“系统最优”与“全寿命成本”的新理念。
并对长直线隧道内安全行车进行评价。
2.2 管养通道方案选择
设计方案初选考虑在太原西山隧道之间设置管养通道，通道长13630m。
因为隧道穿越不良地质条件发育，有采空区、岩溶、涌水、煤层、瓦斯、陷落柱等众多地质问题，认为通过管养通道可以达到地质超前预报的效果。
以有利于布置附属管线，也可用作救援通道。
方案选择：
（1）隧道选址中通过降坡已将这些问题基本避开（iii级围岩已占到82.2%），因此可通过地质超前预报手段来解析隧道掌子面前方围岩条件及不良地质问题。
（2）山岭隧道有别于水下隧道，目前国内采用的钻爆法施工隧道，如陕西秦岭终南山隧道（长18km）、甘肃大坪里隧道（12.2km）、
陕西包家山隧道（11.2km）、四川泥巴山隧道（10km）均未设置。
（3）对附属工程管线一般情况下，隧道电缆槽可满足其安放要求。
（4）对于救援，因是双洞单向行驶，因此可通过另侧隧道进入，不一定设置专用通道。
（5）设置管养通道使工程费用增加较多，且设置在两隧道中间，使结构受力条件变得较为复杂。
综上所述，建议对设置管养通道的必要性作进一步论证，可不设置。
2.3 隧道衬砌结构方案选择
隧道衬砌结构按照新奥法原理设计，各项支护参数和辅助施工措施的设计应结合详勘地质资料进一步优化隧道结构支护参数。
在方案选择中应做到如下几个方面：
（1）通过结构计算，确定明洞拱圈厚度的适宜厚度，该减薄时应减薄。
（2）iv级围岩衬砌宜分为设仰拱与不设仰拱两种类型，超前支护不必全长设置，硬质岩段格栅钢架主钢筋可采用φ22钢筋，深埋段二次衬砌内可不配钢筋。
（3）v级围岩深埋段衬砌钢拱架宜采用i18或格栅钢架，喷混凝土可采用24cm，仰拱下喷混凝土层可不设。
v级围岩浅埋段喷混凝土厚度可采用26cm，位于土质地层时第一循环宜采用长管棚。
（4）紧急停车带iii级围岩衬砌锚杆环、纵间距可增大至120cm，
仰拱可不设，钢拱架间距可采用120cm或局部设置；iv级围岩宜分为硬质岩与软质岩两种类型，有膨胀性泥灰岩或软质岩段超前支护可采用φ42小导管，钢拱架可采用i16或格栅钢架，仰拱下喷混凝土层可不设；v级围岩段喷混凝土厚度宜减薄，钢拱架可采用i20（深埋段）。
（5）车行横洞、管养通道宜增加交叉口段衬砌方案图（不宜均按降低围岩级别考虑），横通道设计中还应考虑防火门的设置与安装问题。
iii级围岩衬砌二次衬砌厚度宜采用30cm，喷混凝土厚度可采用8cm，iv级围岩有膨胀性泥灰岩或软质岩段喷混凝土厚度可采用12cm，v级围岩衬砌一般段喷混凝土厚度可增至15cm，格栅钢架主钢筋可采用φ22，加强段二次衬砌宜采用钢筋混凝土结构。
（6）抗水压衬砌应明确所承受的水压力大小。
（7）结合对隧道岩溶的进一步评价，使岩溶处治方案更具针对性，对于帏幕注浆应根据所承受水压情况合理确定加固圈范围及注浆方案。
（9）斜井断面建议采用曲墙式断面，1号斜井iv级围岩处于软质岩段或膨胀性泥灰岩宜增设格栅钢架，v级围岩钢拱架宜采用
i16，洞口浅埋段钢拱架可采用i18，小导管环向间距可采用35cm；4号斜井iv级围岩边墙部锚杆根数可适当增加，处于软质岩或膨胀性泥灰岩段可考虑增加适量的超前支护与格栅钢架数量，v级围岩洞口浅埋段钢拱架可采用i16。
（10）竖井衬砌锚杆环、纵向间距宜增大，喷混凝土厚度iii
级围岩可减薄至10-12cm，iv级围岩可减薄至16-18cm，宜增加必要的格栅钢架，处于软质岩或膨胀性泥灰岩段可考虑增加适量的超前支护数量， v级围岩一般段喷混凝土、二次衬砌厚度可减薄，钢拱架间距不宜大于1m，宜计入适量的超前支护数量；洞口加强段喷混凝土厚度可采用24cm，钢拱架采用i18，其间距可采用80cm。
2.4隧道洞门方案选择
隧道洞口段设计基本遵循了“早进晚出”、“不破坏就是最大的保护”的原则，采用了削竹式洞门、棚洞式洞门、端墙式洞门，在设计中应注意以下问题：
（1）viii度区端墙式洞门设计宜增加同轻型钢筋混凝土结构的比较。
（2）增加洞口段景观设计的内容，将洞口、明洞回填、坡面绿化、引道及隧道管理站等统筹考虑。
（3）从有利于行车安全考虑，对洞外路基与隧道洞口采用渐变连接方式作必要的比较。
（4）结合地形、地质条件宜增加采用半明半暗进洞方案的比较，当桥隧相接时应将洞门、桥台综合考虑。
3设计体会
1、在特长隧道的设计中，一定要对线路的选择上下功夫，通过对平面线形和纵面线形的对比选择出最合适的线路。
在本文中，初选了高坡、人字坡、中坡方案，推荐采用中坡方案，在经过地质勘察后结合地质条件，将中坡隧道方案标高降低，并以此作为推荐方
案。
2、在特长隧道的施工通道的选择上一定要慎重，本文的管养通道在方案选择上虽然有它一定的优点，但从施工安全、经济方案的比选中又处于劣势，最后也被放弃。
3、隧道衬砌结构按照新奥法原理设计，各项支护参数和辅助施工措施的设计应结合详勘地质资料、数值模拟计算结果来进一步优化隧道结构支护参数。
