公路隧道毕业设计.doc
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公路隧道毕业设计.doc
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本科学生毕业设计
XX山公路隧道设计
系部名称:
专业班级:
学生姓名:
指导教师:
职称:
二○一○年六月
TheGraduationDesignforBachelor'sDegree
DesignoftheXXXXX
HighwayTunnel
Candidate:
Specialty:
Class:
Supervisor:
本科生毕业设计
摘要
本设计为XX山公路隧道设计。
XX山隧道地处XX市境内,为直线型分离式单向行驶二车道长隧道(上、下行分离)。
上下行隧道桩号K10+214.5~K11+214.7(其中明洞86.2m,暗洞914m)全长为1000.2m;隧道最大埋深63.76m,所处围岩等级为Ⅳ、Ⅲ级;隧道纵坡采用单坡坡,坡度为0.91%;该隧道衬砌采用复合式衬砌,断面形式为曲墙拱形断面;洞门为削竹式洞门;明洞与暗洞衬砌形式相同,明洞采用明挖法施工,暗洞采用新奥法施工;隧道的通风和照明设计内容按照行车速度100km/h设计。
本次设计的主要内容包括:
隧道选址、隧道平纵横设计、洞门与明洞设计、衬砌与支护设计、施工方案设计、防排水设计、通风照明设计等。
经验算,该隧道设计合理,方案可行,满足XX公路的服务水平。
关键词:
隧道;衬砌;明洞;洞门;新奥法
ABSTRACT
ThedesignfortheXXXHillHighwayTunnelDesign.ItislocatedXXXX.ItscentralstationnumberisK10+214.5~K11+214.7(whichhiddenhole86.2m,hiddenhole914m)length1000.2m;Maximumdepthofthetunnelis63.76mwheresurroundingrockgradeforⅤ,Ⅳ,Ⅲlevel;Tunnellongitudinalslopewithsingleslope,whichslopewas0.91%;Thetunnelliningwithcompositelining,cross-sectionsongformofarchedwallsections;Portalfortheshadingstyleshed;Opencuttunnelliningandthedarkformsofthesamehole,Myeongdongopen-cutmethodused,theuseofthedarkholeNATMconstruction;tunnelventilationlightingdesignandcontentinaccordancewiththeroadspeed100km/hdesign.
Themainelementsofdesigninclude:
thetunnellocation,verticalandhorizontaltunnelleveldesign,portaldesignandOpencuttunneldesign,liningandsupportthedesign,constructiondesign,drainagedesign,lightingdesign,ventilationdesign,andsoon.
Operatorexperience,thetunneldesignisreasonable,feasible,anditmeetstheXXXXHighwayservicelevels.
Keyword:
Tunnel;lining;Opencuttunnel;Portal;NewAustrianTunnelingMethod
II
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1选题的背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3设计依据 2
1.3.1设计标准 2
1.3.2技术标准 2
1.3.3建筑材料 2
1.4拟解决的主要问题 3
第2章XX山公路隧道总体设计 4
2.1XX山公路隧道工程地质资料 4
2.1.1地形地貌 4
2.1.2区域稳定性 4
2.1.3地层岩性 4
2.1.4地质构造 4
2.1.5水文地质 4
2.2围岩等级的确定 5
2.3XX山隧道选址 5
2.3.1隧道选址原则 5
2.3.2XX山隧道选址 6
2.4隧道洞口选择及线型设计 6
2.4.1洞口选择和线型设计的原则 6
2.4.2洞口位置的选择 6
2.5隧道纵断面设计 7
2.6隧道横断面设计 7
2.6.1建筑限界 7
2.6.2内轮廓设计 8
2.6.3紧急停车带 10
2.6.4横向通道 11
2.7本章小结 12
第3章洞门设计 13
3.1洞口段地质评价 13
3.2洞门设计 13
3.2.1洞门类型选择 13
3.2.2洞门设计 14
3.2.3洞门建筑材料 14
3.3本章小结 14
第4章明洞设计 15
4.1概述 15
4.2明洞长度确定 15
4.3衬砌结构计算 15
4.3.1明洞的基本参数 15
4.3.2围岩压力计算 15
4.3.3衬砌几何要素 17
4.3.4计算位移 18
4.3.5解力法方程 26
4.3.6计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 27
4.3.7计算最大抗力值 28
4.3.8计算衬砌总内力 29
4.3.9内力图 29
4.4衬砌验算 30
4.5本章小结 34
第5章衬砌设计 35
5.1概述 35
5.2衬砌结构计算(深埋) 36
5.2.1围岩压力计算 37
5.2.2衬砌几何要素 37
5.2.3计算位移 38
5.2.4解力法方程 47
5.2.5计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 48
5.2.6计算最大抗力值 48
5.2.7计算衬砌总内力 49
5.2.8内力图 50
5.3断面衬砌验算(深埋) 51
5.4衬砌结构计算(浅埋) 54
5.4.1围岩压力计算 54
5.4.2衬砌几何要素 55
5.4.3计算位移 56
5.4.4解力法方程 65
5.4.5计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 66
5.4.6计算最大抗力值 66
5.4.7计算衬砌总内力 67
5.4.8内力图 68
5.5断面衬砌验算(浅埋) 69
5.6本章小结 72
第6章通风照明设计 73
6.1通风设计 73
6.1.1隧道内污染的形成 73
6.1.2改善隧道内污染的途径 73
6.1.3隧道通风设计要考虑的主要问题 73
6.1.4通风方式的确定 74
6.2照明设计 74
6.2.1洞外接近段照明 74
6.2.2洞内照明 75
6.2.3照明计算 76
6.2.4应急照明 79
6.3本章小结 80
第7章隧道防排水设计 81
7.1防水设计 81
7.1.1防排水标准 81
7.1.2防水措施 81
7.1.3复合式衬砌防水系统 81
7.1.4二次衬砌防水系统 81
7.2隧道洞内排水 82
7.2.1围岩疏导排水 82
7.2.2路侧边沟排水 82
7.2.3路面结构底部排水 83
7.3洞口与明洞防排水 84
7.3.1洞口防排水 84
7.3.2明洞防排水 84
7.4本章小结 84
第8章施工工艺 86
8.1施工方法 86
8.1.1初期支护设计与施工 86
8.1.2二次衬砌设计与施工 86
8.1.3隧道防水设计与施工 87
8.2辅助施工 87
8.3施工基本要点 87
8.4施工注意事项 88
8.5本章小结 88
结论 89
参考文献 90
致谢 92
第1章绪论
1.1选题的背景及意义
XX——XX公路地处长白山区,森林、矿产、土特产资源丰富。
地上的700多平方公里茂密的森林和肥沃的草原,900余种经济植物和数十种珍贵野生动物.XX风光如画,绚丽多姿,是北疆生态旅游名胜地人参、貂皮、鹿茸被誉为东北三宝。
盛产苹果梨、人参、鹿茸、烟叶及各种山野菜。
地下还有储量大、品种多、质地好的煤炭、石油、天然气、大理石、麦饭石、硅灰石等多种矿产为了使得本地木材和木产品向外运输更方便,同时为了满足该旅游地区及其周边旅游事业的发展,经过交通调查和当地有关部门的论证,需修一条XX公路,该公路需要跨越XX山,拟建一条隧道,减少形成,提高经济效益。
本次毕业设计确定的选题是XX山公路隧道设计,为分离式双向四车道,采用复合式衬砌。
隧道预计全长1000.2m,它的建成将翻XX山的道路缩短约3.5km,行程时间减少1.5小时。
本选题结合生产实际,与土木工程专业培养目标相符合。
能使我把所学过的有关隧道课程的基本理论和专业知识综合应用于实际隧道工程设计中,熟练掌握隧道平纵横设计、洞门计算与设计、衬砌结构计算与设计、施工方案设计、排水防水和通风照明设计,熟练绘制和阅读隧道施工图,掌握隧道设计和施工的方法;通过该隧道毕业设计,综合的培养了我应用各种手段查询资料、获取信息的基本能力和计算机应用能力,以及提高独立思考问题、分析问题和解决问题的能力,使我具有独立解决一条隧道的设计和施工的能力,提高外文翻译能力。
1.2国内外研究现状
二十多年来,中国公路建设蓬勃发展。
截至2007年底,我国公路及隧道建设规模:
公路总里程为358.37万公里,同比增长3.67%;等级公路总里程为253.54万公里,同比增长11.06%;高速公路总里程为5.39万公里,同比增长18.06%;隧道有4673座,总里程为2555.5公里,同比增长38.75%,由此可见隧道的同比增长大于公路的同比增长,表明公路逐渐向大山延伸,环保观念正深入人心,用地将更加节约。
秦岭终南山隧道是我国修建的世界建设规模最大的高速公路隧道(长2×18.02km)于2007年1月试通车,采取竖井送排式纵向通风方式,设置三座换风竖井及地下机房,竖井直径为11.5m,井深661m。
厦门翔安隧道是我国第一座钻爆法开挖的六车道海底公路隧道,工程中遇到大量软弱地层和风化槽(囊),采取了超前预注浆加固、CRD、双侧壁导坑等多种工法,隧道长5960m。
为通风与防灾,采取竖井送排式纵向通风方式,在浅海区域设置二座换风竖井。
厦门万石山地下立交隧道是目前我国第一座大型暗挖地下互通式立交,既有平面分岔结构,又有上下交叉结构。
上海崇明长江隧道为上海长江隧桥工程,全长25.5km,是六车道高速公路,采用“南隧北桥”方案,是世界上最大的隧桥结合工程之一,南侧长
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