土木工程专业公路隧道毕业设计标准模板.doc

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黑龙江工程学院本科生毕业设计

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章绪论 1

1.1.选题的目的及意义 1

1.1.1选题的目的 1

1.1.2选题的意义 1

1.2.国内外研究状况 2

1.2.1国内研究现状 2

1.2.2国外研究现状 2

1.3.设计依据 3

1.3.1技术标准 3

1.3.2设计标准 3

1.4.建筑材料选用 3

1.5.拟解决的主要问题 3

第2章大奥山隧道总体设计 4

2.1.大奥山隧道工程概况 4

2.2大奥山隧道水文地质概况 4

2.2.1地形、地貌 4

2.2.2工程地质 4

2.2.3水文地质 5

2.2.4地震烈度等级的确定 5

2.3围岩等级确定 5

2.4大奥山隧道选址 5

2.4.1隧道选址原则 5

2.4.2大奥山隧道选址 6

2.5隧道洞口选择及线型设计 6

2.5.1洞口选择和线型设计的原则 6

2.5.2洞口位置的选择 6

2.6隧道纵断面设计 6

2.7横断面设计 7

2.7.1建筑限界 7

2.7.2紧急停车带 7

2.7.3横向通道 8

2.7.4内轮廓设计 9

2.8本章小结 10

第3章洞口设计 11

3.1.洞口段地质评价 11

3.1.1上行线 11

3.1.2下行线 11

3.2.洞门设计 12

3.2.1洞门类型选择 12

3.2.2洞门设计 12

3.3本章小结 12

第4章明洞设计 13

4.1.明洞长度确定 13

4.2.明洞设置 13

4.2.1明洞基本参数设置及配筋 13

4.3衬砌内力计算 13

4.3.1基本材料 13

4.3.2土压力计算 14

4.3.3内力计算 14

4.4.计算位移 16

4.4.1解力法方程 24

4.4.2计算主动荷载和被动荷载（σh=1）分别产生的衬砌内力 25

4.4.3最大抗力值的求解 25

4.4.4计算衬砌总内力 27

4.4.5衬砌截面强度检算 28

4.4.6明洞衬砌内力图 33

4.5本章小结 33

第5章隧道衬砌设计 34

5.1概述 34

5.2荷载计算 34

5.2.1计算断面的参数选择 34

5.2.2深、浅埋的判别 35

5.2.3围岩压力的确定 35

5.3衬砌内力计算 36

5.3.1计算方法 36

5.3.2计算图示 36

5.3.3衬砌几何要素 37

5.3.4主动荷载作用下的衬砌压力计算 39

5.3.5弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 47

5.3.6最大抗力值的求解 54

5.3.7计算衬砌总内力 55

5.4衬砌截面强度检算 57

5.4.1浅埋截面强度检算 57

5.4.2深埋截面强度检算 62

5.5隧道衬砌内力图 67

5.5.1浅埋截面内力图 67

5.5.2深埋截面内力图 68

5.6本章小结 68

第6章通风照明设计 69

6.1通风设计 69

6.2照明设计 70

6.2.1洞外接近段照明 70

6.2.2洞内照明 71

6.2.3照明计算 72

6.3本章小结 75

第7章隧道防排水设计 76

7.1防水设计 76

7.1.1防排水标准 76

7.1.2防水措施 76

7.1.3复合式衬砌防水系统 76

7.1.4二次衬砌防水系统 76

7.2隧道洞内排水 77

7.2.1围岩疏导排水 77

7.2.2路侧边沟排水 77

7.2.3侧向排水沟 78

7.3洞口与明洞防排水 78

7.3.1洞口防排水 78

7.3.2明洞防排水 79

7.4本章小结 79

第8章隧道施工 80

8.1施工方法 80

8.1.1明挖法 80

8.1.2新奥法 83

8.2辅助施工 84

8.3施工注意事项 84

8.4本章小结 85

结论 86

参考文献 87

致谢 89

摘　　要

本设计为绥翠公路大奥山隧道设计。

该隧道地处绥芬河境内，为分离式单向行驶双车道隧道（上、下行分离）。

上下行隧道桩号K4+600~K6+200（其中明洞60m，暗洞1480m）,全长为1600m。

隧道最大埋深170m，所处围岩等级为Ⅳ、Ⅲ级,隧道纵坡采用双坡，坡度分别为1.5%和-1.4%。

该隧道衬砌采用复合式衬砌，断面形式为曲墙拱形断面,洞门为翼墙式洞门,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，满足绥芬河绥翠公路的服务水平。

关键词：

隧道；衬砌；明洞；洞门；新奥法

ABSTRACT

Thedesignforhighwaytunneldesigningreenav.ThetunnelislocatedinSuifenhe,isaseparationtypeone-wayroaddualcarriagewaytunnel（on,downstreamseparation）.

DownlinktunnelstakeNo.K4+600~K6+200（includingthe60m,darkhole1480m）,is1600m.Thelargesttunnelburieddepthof170m,thesurroundingrockgradeIV,III,tunnellongitudinalslopeusingdualslope,sloperespectively1.5%and-1.4%.Theliningoftunnelwithcompositelining,crosssectionformcurvedwallarchsection,portalfortheendwallsoftheportal,anddarktunnelliningofthesameform,carriedbyopen-cutmethod,darkholeusingthenewAustriantunnelingmethod,tunnelventilationandlightingdesigninaccordancewiththespeedof100km/hdesign.

Themainelementsofdesigninclude:

thetunnellocation,verticalandhorizontaltunnelleveldesign,portaldesignandMyeong-dong,liningandsupportthedesign,constructiondesign,drainagedesign,lightingdesign,suchasventilation.

Operatorexperience,thetunneldesignisreasonable,feasible,tomeettheSuifenheHighwayqiqiharservicelevels.

Keywords：

Tunnel;Lining;Open-cuttunnel;Support;NewAustrianTunnellingMethod

II

第1章绪论

1.1选题的目的及意义

1.1.1选题的目的

根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标及毕业生的主要服务去向为隧道现场施工，通过所做毕业设计，能把在学校四年期间所学的基础理论、专业知识、专业选修课知识、工程绘图内容和基本技能全面应用于实际工程施工中，综合训练应用现行规范、调查研究、方案制定、设计与计算、计算机应用、数据处理、文件撰写、口头表达等方面的能力，提高学生独立思考问题、分析问题和解决一般工程技术问题的能力，是实现土木工程专业培养目标要求的重要阶段，为毕业参加工作奠定良好基础。

1.1.2选题的意义

希望通过本次毕业设计，使自己从中学习更多的知识，能够系统的把大学四年所学的知识点结合起来，学以致用。

能够把大学四年中专业课和基础课的知识点重新温习一遍，查缺补漏，多翻翻书本，更好的培养自己多学习主动思考问题的能力，与同学和老师交流涉猎更多的专业知识，能做到绘制图纸准确认真描述每个点的高程，同时接触到和掌握一些其他的相关专业知识和技能，通过查阅相关地质书籍真正做到与实际相符合的线路选址，与毕业后参加工作隧道施工方面给予知识的补充和支持，充分使理论实际相结合。

通过本次毕业设计，能够使自己更加熟练地掌握等高线绘制地形图怎样快速敏捷画出纵断面图，并通过查阅相关资料找出一级公路的相关各项指标规定并进行及时准确绘制图纸。

本毕业设计选题为大奥山隧道设计。

隧道位于绥芬河至翠兴一级公路段，设计车速为100km/h，所在山体位置是黑龙江省绥芬河市大奥山，隧道穿越山体多为Ⅲ级围岩，隧道洞口为Ⅳ级围岩，工程地质条件良好，岩层为厚层状结构，结构面控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，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以及施工中，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，能综合训练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，使学生具有独立解决隧道的设计和施工的能力。

1.2国内外研究状况

1.2.1国内研究现状

通过查阅有关资料，知道了国内外隧道发展史的简单概况，了解我国国内公路隧道数量情况。

[14]

人类很早以前就知道利用自然洞穴作为住处。

当社会发展到能制造挖掘工具时，就出现了人工挖掘的隧道。

新奥法是20世纪40年代开始发展起来的，它是以喷混凝土和锚杆为主要支护手段的一种方法。

这种方法把坑道的支护和衬砌与围岩看作是相互作用的一个整体，既发挥围岩的自承能力，又使支护起到加固围岩的作用。

新奥法与传统的矿山法相比，更能充分利用地层地质条件。

随着理论上的日臻完善，将会在地下工程中得到更加广泛的应用。

2000年，我国公路隧道已达1684座，里程达到628km。

其中特长隧道为54km/15座、长隧道为207km/135座。

2004年，全国已拥有公路隧道2495座，总长1245571延米。

随着高等级公路的继续发展，还会有更多的公路隧道出现。

对国民经济的发展起到了极大的促进作用，为用户提供了安全、方便、快捷、经济的交通运输条件。

今后随着能源问题的矛盾日益尖锐，隧道会越来越受到用户的欢迎，因此在节能中的作用是特别值得重视的。

隧道在为用户提供了方便的运输条件的同时，也增加了营运成本，为了使用户享有各种便捷舒适的交通环境，往往在设计过程中选择低线位，从而使路线大大减少了爬坡路段的长度，同时也节省了油耗，用户获得了最大限度的受益。

但运营管理部门却不得不付出最高的成本，在交通量尚未达到足够数量之前，往往入不敷出。

由于隧道是现状结构物，从设备的合理设计上考虑，长度大于2—2.5km以上的隧道，无论供电、消防、供