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隧道工程课程设计隧道工程课程设计是土木工程专业中一门重要的实践性教学环节，旨在培养学生对隧道工程设计、施工及运营管理的综合能力。本课程设计以实际工程项目为背景，结合理论知识与工程实践，使学生深入了解隧道工程的设计原则、方法和关键技术。
在课程设计中，学生需要掌握隧道选址、地质勘察、结构设计、施工工艺以及安全监测等方面的知识。主要内容包括：分析隧道所处的地质条件，选择合理的隧道断面形式和衬砌结构；进行隧道力学计算，确定支护参数；了解隧道施工方法（如新奥法、矿山法、盾构法等）及其适用范围；并结合环境保护要求，评估隧道建设对周边环境的影响。
通过本次课程设计，学生能够将《隧道工程》《岩体力学》《结构设计原理》等相关课程的知识融会贯通，提高解决复杂工程问题的能力。同时，课程设计还注重培养学生的团队协作精神、创新意识和工程伦理观念，为将来从事隧道及相关领域的设计、施工和科研工作奠定坚实基础。
因围岩条件较好，选隧道断面形式为直墙式。
本高速公路位于四川山区，取设计时速为100km/h，则建筑限界高度H＝10.5m。且当V＝100km/h时贵州赤水市官渡镇官渡大道易园1、2号楼工程施工组织设计，检修道J的宽度不宜小于1.00m，取，检修道高度h＝0.5m。设检修道时，不设余宽，即：C=0。取行车道宽度W=3.75m×2＝7.5m，侧向宽度为：，建筑限界顶角宽度为：，隧道纵坡不应小于0.3％，不应大于3％，本处取2.258％。具体建筑限界见图一所示。
图一 公路隧道建筑限界（单位：cm）
图二 人行横通道的断面建筑限界（单位：mm）
故：隧道限界净宽为：10.5m；
其中：行车道宽度：W=3.75m×2＝7.5m；
内轮廓形式：单心圆R=5.55m；
向外取衬砌厚度0.4m，则：隧道开挖宽度；隧道开挖高度：；
取两分离式洞口之间左右间距为40m；该段隧道的埋深H＝67.087m。
洞口的开挖方式见施工组织设计。
S——围岩的级别，取S=2；
γ——围岩容重，取γ=19.2 KN/m3；
（式中0.4为折减系数）
此处超挖回填层重忽略不计。
1.初期支护锚、喷、网同洞口工程
拱墙衬砌：25号混凝土
仰拱衬砌：25号混凝土
仰拱填充：15号片石混凝土
钢 筋：Ⅰ、Ⅱ级钢筋
五、隧道主体结构设计与施工
结合隧道进出口地形、地貌、工程地质何水文条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工营运条件，并考虑到施工开挖仰坡的稳定性，本着“早进玩出”、“少开挖”的原则，确定洞口位置、洞门型式的选择力求结构简单，并与洞口地形、地貌协调一致。隧道进出口洞门均采用端墙式洞门，并进行了必要的装饰，洞口地段边、仰坡根据实际情况采取一定的加固防护措施，暗洞进出洞口仰坡面采用锚喷混凝土临时防护措施，确保进洞安全。
洞门边仰坡开挖自上而下逐段进行，边开挖边进行网、锚、喷临时支护。
出口（重庆端）危岩采用清除处理，危岩处理须在进洞前完成，确保施工安全。
根据太平隧道洞口段的地质情况，洞口采用加强衬砌，喷、锚、网和工字钢架作为施工临时支护，Ⅱ类围岩施工铺助措施为超前小导管预支护，Ⅲ类围岩施工铺助措施为超前锚杆，以确保洞口段稳固安全。
隧道进出口均存在不同程度的偏压影响，设计采用偏压衬砌，为钢筋混凝土。
洞口加强段长度在施工时可根据开挖揭露的地质情况，予以适当调整。洞口段二次衬砌拱墙及仰拱模筑混凝土紧跟开挖进行
按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，初期支护以喷、锚、网为主，二次衬砌为模筑混凝土。支护参救根据结构分析与工程类比相结合确定，Ⅲ类衬砌为设仰拱，同时Ⅲ类衬砌向Ⅳ类围岩地段延伸10米，以保证结构和施工方法过渡安全。
六、隧道辅助设施的设计与施工
根据太平隧道的水文地质特征，确定隧道防排水的原则为：以排为主，防排结合，地下水与路面清洗水分开排放，洁污分流更环保。
为了截排地表水，使洞口工程不被坡面水冲蚀，并保证洞口路段良好的营运条件，在洞口仰坡及边坡以外5m的适当位置设置洞外截水沟；在洞门墙背后设置排水沟，东洞口（长沙端）路基排水纵坡与路线纵坡一致，西洞口（重庆端）路基排水应保证不小于0.2%的向外排水坡度，防止洞外雨水进入隧道。洞口范围雨水经截、排水沟汇入路基涵洞或自然沟渠中。
隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设1.2mm厚EVA防水卷材，在卷材与喷射混凝土间铺设一层300g/m2的无纺布作为缓冲层，二次衬砌施工缝设带注浆管的遇水膨胀止水条，沉降缝设E型止水带。
隧道衬砌排水：（1）在衬砌两边墙墙脚外侧纵向设置φ116/100HDPE双壁打孔波纹管（纵向盲沟）；（2）衬砌背后环向设置3φ50单壁打孔波纹管（环向盲沟）；（3）在纵向盲沟与洞内纵向排水沟之间设置DN50横向硬塑管；（4）洞内清洗水通过纵向路缘边沟排出洞外；（5）在两侧电缆沟底设置路缘φ50竖向排水沟通过三通与横向DN50排水管连接，以排除电缆沟内积水。
纵向盲沟全隧贯通；环向盲沟在有集中水流处设置，并下伸至边墙脚与纵向盲沟相连，衬砌背后地下水从环向盲沟、无纺布汇集至纵向盲沟后，通过横向排水管将地下水引入两侧纵向排水沟，排出洞外。
由于本隧道岩层富水性较差，预测涌水量仅2223m3/d，较小，经计算，纵向排水沟的过水能力为161541 m3/d，完全满足最大涌水量的要求，故本隧道不设置中心排水管。
2.紧急停车带与横洞设计
全隧共设置紧急停车带3处，车行横通道3处，人行横通道4处，紧急停车带与车行横洞对应设置，紧急停车带长40m，在行车道右侧加宽3.0m，两端头设5m长过渡带，紧急停车带与横洞交叉口设15m长加强段，为钢筋混凝土二次衬砌。
车行横洞轴线与隧道轴线成60交角，两端与隧道行车道路面衔接，中间设置一道封闭门。人行横洞轴线与隧道轴线垂直，两端与隧道检修道衔接，并设置封闭门。
为了便于行人因需要徒步穿过以及洞内设施的维修养护，隧道内设置检修道，为防止汽车冲上人行道，并避免隧道维修养护人员在其上行走不至于因其与路面高差过大而产生不安全感，以及考虑到洞内发生事故时便与人员疏散，同时结合缆线槽设置的要求，设计检修道高度为28cm，宽度为100cm。
现场监控量测是新奥法复合式衬砌设计、施工的核心技术之一。通过施工现场监测可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保障施工安全，为评价和修改初期支护参数，力学分析及二次衬砌施作时间提供信息。
根据本次项目中隧道具体条件，建议施工中进行以下量测项目：
a、围岩初始应力场测试
在隧道开挖过程中选择有代表性的地段采用钻孔应力解除法进行地应力测试，分析对支护衬砌结构的影响，以修改预设计和指导施工。
通过洞内收敛量测来监控洞室稳定情况和评价隧道变形特征。该项目为主要量测项目，包括净空收敛量测、拱顶下沉量测、围岩内部位移量测。
采用应力、应变盒、测力计等监测钢拱架、格栅支撑、锚杆和衬砌受力变形情况，进而检验和评价支护效果。
d、围岩稳定性和支护效果分析
通过对量测数据的整理和回归分析，找出其内在的规律，对围岩稳定性和支护效果进行评价，然后采用位移反分析法，反求围岩初始应力场合围岩综合物理力学参数，与实测结果进行对比、验证。
为有效解决隧道进出口的“黑洞”“白框”效应，使行车更加安全、舒适，根据《公路隧道设计规范》对于长度大于100米的隧道应该设置照明系统。隧道照明应该综合考虑环境条件、交通状况、土建结构设计、供电条件、建设及营运费用等。本隧道照明系统包括入口段照明、过渡段照明、中间段照明、接近段减光设施、应急照明、洞外引导照明等六个部分。
7.预埋件与预埋洞室设计
预埋件包括通风、照明、消防及供配电工程所需预埋件，但不包括隧道交通工程预埋件（业主另行单独委托设计），必须在二次衬砌施工时安装预埋，预埋件位置原则上要求准确，在施工中根据实际情况可适当移动位置。埋设预埋管时，先在管内穿φ5mm镀锌铁丝。
为方便洞外车辆换向行驶，在出口端（重庆端）洞口40m以外设置洞外交叉渡线。进口段受青冈咀大桥桥位的限制，无法设置洞外交叉渡线，采用中央分隔带开口代替。
9.临时工程与洞渣处理
施工临时用房及材料堆放、加工场地可于洞外路基范围和附近缓坡地带布置，但不得妨碍洞口及截、排水等构造物的设置，施工用电应与隧道营运用电统一考虑，施工用水采用太平水库水。
进口（长沙端）位于南彭至石岗公路旁，无需便道，出口（重庆端）需结合路基施工修筑1Km施工便道。
隧道弃渣尽量利用作为路基填方，余者可设置挡土墙堆置于隧道进出口沟谷中，并做好防护排水设施，详见弃渣场设计图。
10.监控系统及防灾系统
太平公路隧道属长隧道，在重点保证运营安全的前提下，本着“实用、可靠、经济”的原则，考虑设置监控系统及防灾系统。该公路隧道按其长度和交通状况，交通工程等级为A级。设置八个监控系统及防灾系统：
（1）交通监视和控制系统；
（6）报警、消防系统；
（7）供电系统；
（8）中央控制系统。
系统由中控室的交通监控计算机、闭路电视系统、可变情报板、可变限速标志、视频车辆检测器、入口信号灯及车道表示器等组成。
闭路电视系统：洞内摄像机间距160m，洞口各设一台，以及与其相关的显示及传输、控制系统。视频车辆检测器摄像头与CCTV系统合用。
筏板基础混凝土施工技术交底交通信号灯或车道表示器：洞内250m,洞口各一道。
可变情报板：洞内3000m，洞口各一道。
可变限速标志：洞内1000m，洞口各一道。
洞口各设一道超高监测系统。
有线广播系统：间距160m，设于前进方向左侧。
无线通信：由四信道基站、光中继器、天线、光传输设备等组成。
针对隧道的交通量、交通特征、自然地理条件、工程条件、经济和技术条件山东某远程教育卫星避雷系统工程施工方案，综合比选后采用射流风机纵向式通风。通风设计按单洞双向行车考虑。