软岩隧道设计与施工文档格式.docx

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指导教师姓名

指导教师职称

副教授

成绩:

院长(主任)签字:

年 月 日

毕业设计任务书

题 目 软岩隧道设计与施工

学生姓名 学号 班级 专业 土木工程

导师

承担指导任务单位 土木工程学院

姓名

两水隧道斜井工区两水隧道斜井工区

导师

职称

教研室主任签字 时 间 年 月 日

毕业设计开题报告

学生姓名 学号 班级 专业一、研究背景

两水隧道位于甘肃省武都区白龙江左岸中山区,地形较为陡峻,相对高差400m,隧道最大埋深346m。

隧址区总体上山势陡峻,地面起伏较大,基岩裸露,降水量较小,地下水补给来源不足。

根据地质调查,隧址内围岩级别主要为Ⅴ级围岩,洞内灰岩有轻微溶蚀裂缝及少量的溶蚀坑洞,属轻微溶蚀区,该隧道灰岩主要以夹层存在于千枚岩中,岩溶对隧道工程有一定影响。

隧址处位于武都山字型构造体系前弧,受多期次构造的复合,揉皱及构造节理发育,其展布与区域构造线基本一致,以近东西和北西西向为主。

隧道范围内未见区域性大断裂通过,但岩体受构造运动的影响,揉皱、褶皱发育,软弱岩体被切割成块状、碎块状,岩体破碎,完整性差。

本设计所选区段为两水隧道斜井工区,隧道洞身里程DK358+894~DK360+231,总长为1337m,工程难点是控制隧道的大变形,同时保证工期。

二、国内外研究现状

1、软弱围岩对隧道失稳的影响:

(1)岩体力学性质的影响:

软岩的力学特性如各向异性、塑性、扩容性、膨胀性、流变性等,都对围岩的稳定有重要影响;

(2)岩体结构及裂隙分布的影响在地质构造运动中形成的结构面,一般情况下,其强度远低于母岩;

(3)软岩隧道的失稳,是隧道开挖引起的应力重分布超出围岩强度或造成围岩过分变形而造成的;

(4)地下水的影响。

2、软岩隧道失稳破坏特征:

(1)变形破坏方式多;

(2)变形量大;

(3)变形速度高;

(4)持续时间长;

(5)围岩破坏范围大;

(6)各位置破坏不一;

(7)来压快;

3、软弱围岩隧道设计理论:

(1)隧道是由围岩和多种支护结构两部分组成的,即:

隧道

=围岩+支护,围岩与支护共同承担山体的压力;

(2)隧道承受的压力具有不确定性;

(3)

支护体系是控制围岩变形的关键;

4、软岩隧道支护方法现状及其支护作用机理:

(1)改善围岩自身受力条件;

(2)直接对围岩提供支护力;

三、主要研究内容

本毕业设计主要有两个方面,一是软岩隧道的结构设计,包括二次衬砌尺寸及材料拟定、荷载计算、内力分析、二次衬砌配筋设计;

二是施工组织设计,包括:

开挖施工方法、爆破设计、出碴及运输方式、初期支护、二次衬砌、防水层、排水系统、施工通风,隧道施工用高压风高压水及电路设计、施工监控量测设计、施工组织管理、主要分项的施工工艺,软岩隧道所采取的特殊施工控制措施等内容。

四、主要研究方法

对于隧道结构设计,首先利用设计软件进行建立计算模型,即使用阶段结构安全性检算采用“荷载—结构”模式,二衬结构采用弹性平面梁单元模拟,弹性抗力以及隧底地基均采用弹簧单元模拟,组合荷载根据不同作用方向分别转换成等效节点力施加在相应的单元结点上。

荷载计算主要包括松动压力的计算,即采用单线隧道按破坏阶段设计时垂直压力公式计算。

算出荷载以后,要进行配筋,即根据计算出来的内力值进行配筋,根据容许应力法进行配筋设计最后进行强度检算和抗裂检算。

对于隧道施工组织设计,本隧道使用分部台阶法进行开挖,在施工之前要进行超前地质预报,探测地层岩性、软弱层及断层构造位置等。

弄清地质情况以后进行开挖。

利用钻爆法进行开挖,然后进行超前支护与初支护,超前支护使用超前小导管注浆加固地层,初期支护包括锚喷支护,架设钢拱架,钢筋网。

然后根据设计参数进行二次衬砌,不间断进行施工监测。

五、预期结果

本隧道的二衬厚度为60cm,经过计算简算,最终得出的配筋结果为采用5Φ22,配筋面积为1900mm2,在初期支护,采用6m的砂浆锚杆,间距为1.0m×

0.8m布置。

采用工字型钢I20b,每榀间距为0.5m,预留变形量为35cm。

隧道爆破采用钻爆法施工。

分四个断面分别进行光面爆破,一共布置170个炮眼。

炮眼深度掏槽眼为1.2m,周边眼和辅助眼为1.0m,炮孔直径为42mm。

周边眼间距为500mm,辅助眼间距为700mm,掏槽眼间距为500mm。

隧道采用三台阶开挖,先开挖上部台阶,上部开挖完成后施作上部洞身结构的初期支护。

上台阶施工至3~5m后,开挖中部台阶,接长钢架,施作洞身结构的初期支护及封底,工序与上台阶相同。

中台阶开挖10~20m后,开挖下部台阶,及时封闭初期支护。

出渣方式采用无轨运输,装渣设备采用德国产ITC312H4挖装机1台,装渣时间3-4min/

车。

施工监测项目包括洞内围岩及支护状态观察,洞内周边位移观测,拱顶下沉量测,支护、衬砌内应力,锚杆内力,围岩内部位移。

为了保证供电正常,满足施工需要,配置了3路供电线路,主供电线路为35kV的线路,供电能力为2050kVA,潜在供电能力3950kVA。

设置多个泵站,采用两级排水.最大排水能力为7000m3/d,采用150D30×

8多级抽水机,每个泵站安装3台,其中备用1台,单台扬程230m,流量150m3。

指导教师签字 时 间 年 月 日

摘要

软岩对隧道施工过程中隧道的稳定性有很大的影响,因此隧道施工过程中的开挖和支护方法很重要,本设计针对软岩和两水隧道本身的特点,采用钻爆法施工,三台阶法开挖断面,从开挖到支护完成的整个过程,充分体现“新奥法”的精髓,以保证隧道本身的稳定性。

根据“新奥法”施工的要求,文中进行了以下设计,主要内容包括:

隧道衬砌结构设计、隧道二次衬砌的结构计算以及施工组织设计,施工组织过程中又针对开挖和支护方法进行了详细的说明,对施工过程中遇到的不良地质地段,提出了相应措施,同时对隧道的施工辅助作业进行了简要设计。

两水隧道的衬砌结构采用复合式衬砌,断面形式为曲墙拱形断面,预留变形量为35cm,初期支护采用锚、喷、网联合支护结构,二次衬砌厚度为60cm,主筋采用5Φ22,纵向连接筋采用Φ14,箍筋采用Φ8。

关键词:

软岩隧道 结构设计 施工组织设计

Abstract

Softrocktunnelstabilityofthetunnelconstructionprocesshasagreatinfluence,sothetunnelduringtheconstructionmethodsofexcavationandsupportisveryimportantforthedesignoftwowatertunnelsinsoftrockanditscharacteristics,theconstructionof

drillingandblastingmethodthreestepmethodexcavationsection,fromexcavationtosupporttheentireprocesstocomplete,fullyembodythe"

NewAustrianMethod"

theessencetoensurethestabilityofthetunnelitself.

Accordingtothe"

constructionrequirements,thepaperdesignforthefollowingmaincontentsinclude:

structuraldesignoftunnellining,tunnellining structure of the second calculation and construction design,constructionorganizationfortheprocessandmethodsofexcavationandsupportadetaileddescriptionoftheconstructionprocessencounteredadversegeologicallocation,thecorrespondingmeasures,whilesupportingtheconstructionofthetunneldesignworkbriefly.

Twowatertunnelliningstructureusingcompositelining,curvedwallsectionintheformofarchedcrosssection,reservedfordeformationof35cm,initialsupportofbolt ,spray,meshandsupportingstructure,secondaryliningthickness60cm,withreinforcement5Φ22,longitudinalconnectingbarsusingΦ14,hoopwithΦ8.

Keywords:

Softrocktunnelconstructiondesignconstructionorganization

目 录

第1章 绪论 1

1.1选题意义 1

1.2国内外现状 1

1.2.1软弱围岩对隧道失稳的影响 1

1.2.2软岩隧道失稳破坏特征 2

1.2.3软弱围岩隧道设计理论 3

1.2.4软岩隧道支护方法现状及其支护作用机理 3

1.3主要研究内容及研究方法 4

1.3.1主要研究内容 4

1.3.2主要研究方法 4

第2章 工程概况及工区划分 6

2.1工程概况 6

2.1.1隧道概况 6

2.1.2工程地质和水文地质特征 6

2.2工区划分及设计区段选定 8

2.3主要工程特点、难点 9

2.3.1工程特点 9

2.3.2工程难点及采取的对策与措施 9

第3章 结构设计 10

3.1主要设计依据及技术标准 10

3.1.1设计依据 10

3.1.2设计标准 10

3.2结构计算原理 10

3.3计算模型 11

3.3.1计算工况 11

3.3.2计算荷载 11

3.3.3计算参数 11

3.3.4计算模型 11

3.4内力计算 12

3.5结构检算 14

第4章 施工组织设计 18

4.1施工总体部署 18

4.1.1施工准备 18

4.1.2施工组织机构、施工队伍安排及劳动力配备 18

4.1.3临时工程规划及施工

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