隧道设计计算书.docx

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隧道设计计算书

贵开高速都溪隧道右线施工图设计

摘要：

贵阳至开阳都溪隧道是一座上下行分离的双向四车道长隧道，全线位于贵阳市白云区都拉营镇都溪村境内，本隧道是贵阳至开阳的重要交通路线。

严格按照现行公路隧道设计规范和设计任务书的要求，本设计只进行贵阳至开阳都溪隧道右线的施工图设计，公路设计等级为高速公路，设计时速为80km/h,隧道全长1215m。

衬砌结构计算方面，洞身段主要采用复合式衬砌，初次支护采用弹塑性理论（地层结构法），考虑地层与围岩之间的相互作用，进行锚喷支护的设计与计算；二次衬砌运用有限元软件进行结构内力分析并根据分析结果进行配筋和验算。

洞门设计方面，充分考虑洞口位置的地形、地质情况，贵阳端采用端墙式洞门，开阳端采用翼墙式洞门。

隧道通风采用射流式纵向通风；照明采用钠光灯照明。

排水方面，遵照“截、堵、排”相结合的设计原则处理地下水的问题。

施工方面，采用新奥地利隧道施工法，从两端洞门同时进行开挖,根据不同围岩级别分段施工，主要采用全断面法，单向侧壁导坑开挖法和台阶法，以及光面爆破，并进行合理的施工组织设计。

关键词：

隧道；复合式衬砌；洞门；新奥地利隧道施工法

Theconstructiondrawingdesignoftherightlineinguikaihighwayduxitunnel

Abstract:

TheDuxitunnelfromGuiyangtoKaiyangisanascending-descendingseparationbidirectionalfourvehicletrafficlanespriesttunnel,whichlocatesatDuxivillageDulayintownintheGuiyangBaiyunDistrict,thistunnelisimportanttransportationroutefromGuiyangtoKaiyang.Accordingtotherequestofpresenthighwaytunneldesignstandardandthedesignprojectdescription',thisdesignonlycarriesontunnelrightlineconstructiondrawingdesignfromGuiyangtoKaiyang,whosehighwaydesignrankisthehighway,thedesignspeedis80km/h,andthetunnelspan1215m.Inthetermofliningworkstructurecomputation,theholefiguremainlyusescompositelining,theprimarysupportsandprotectionsusetheelasto-plasticitytheory（stratalconfigurationlaw）,considethenteractionbetweenstratumandcountryrock,andadoptthedesignandcayulationofshotcrete-anchoragesupport;SecondaryliningcarriesonthestructureendogenicforceanalysisusingthefiniteelementsoftwareandcarrIesonthereinforcingbarsandthecheckingcalculationbasedontheanalysisresults.Inthetunnelportaldesignaspect,havingfullyconsideredtheterrainoftunnelopenning,thegeologicalsituation,theendofGuiyangsectiontunnelusestheendwalltypeportal,theKaiyang’sendusesthewingwalltypeportal.Thetunnelventilationuseslongitudinalventilationofthejetflowtype;Theilluminationusesthesodiumlampillumination.Inthedrainingwateraspect,thedesigndealswiththequestionoftheundergroundwaterfollowingtheprincipleofthetruncation,stopsup,theplatoon.Intheconstructionaspect,thedesignusesNATMtunneltechnology,excavatesfromthebothsidesofportal.carriesonpartitionconstructionbasiedonthedifferentadjacentformationrank,theconstructionfunctionmainlyadoptstheexcavationmethodofunidirectionalsidewallguidinghole,benchingtunnellingmethod,aswellasperimeterblasting,andcarriesonthereasonableconstructionorganizationplan.

keyword：

tunnel；compositelining；tunnelportal；NATM

第一章绪论

1.1隧道简介

1.1.1隧道及其分类

隧道通常指作用地下通道的工程建筑物。

一般可分为两大类：

一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道，埋深较浅的隧道，一般采用明挖法施工，埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。

隧道按其所处的位置不同可分为山岭隧道、水下隧道（河底和海底）以及城市隧道等。

隧道按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼镜形（孪生形）等。

隧道按其用途可分为交通隧道（包括公路隧道、铁路隧道、城市地铁、人行隧道等）和运输隧道（包括输水隧道、输气隧道、输液隧道等）。

公路隧道按其长度的不同又分为四类,见表1-1所示：

表1.1公路隧道分类

隧道分类

特长隧道

长隧道

中隧道

短隧道

隧道长度（m）

L>3000

3000≥L>1000

1000≥L>500

L≤500

隧道长度，是指进出口洞门端墙之间的水平距离，即两端端墙面与路面的交线同路线中线交点间的距离，并以此作为计量支付的依据。

尽管隧道有各种用途、不同长度及横断面形状，但其构造组成大体相同，均由主体建筑物和附属建筑物两大部分组成。

1.1.2隧道的作用及其优点

隧道在山岭地区可用做克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。

在城市可减少用地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通，保护环境，提高社会综合效益。

在江河、海峡、港湾地区，可不影响水路通航。

修建隧道既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节约运费，又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受气候影响。

1.1.3隧道工程及其发展

隧道工程从原始的洞室开挖（明挖法，盖挖法），经历了钻爆开挖，发展到现在的盾构法，沉管法，顶管法和沉箱法。

计算理论也经历也一发展阶段，依次经历了刚性理论，弹性理论，弹塑性理论，连续介质理论和数值分析和反馈理论。

隧道施工的应用范围也不断地扩大，由岩质隧道扩展到现在的土质隧道和水工隧道，由铁路隧道扩展到公路隧道，地铁隧道，水工隧道，地下管线隧道，观光隧道，相应的施工方法也由单一的木支撑开始，经历了钢支撑，发展到现在的柔性支付（复合式支护）。

对于开挖的隧道柔性支护应用越来频繁，设计理论由荷载结构法发展到现在的地层结构法。

荷载结构法计算比较简单，但没有考虑围岩和结构之间的相互作用，与工程实际相比误差较大。

目前，地层结构法还处于发展阶段，国内外诸多学者提出许多计算模型，例如，同济大学孙军院士提出隧道网络神经分析法，侯学渊教授提出的同济大学模型，PECK.R.B教授提出PECK公式等，对地层结构法的发展和完善起着极大的推动作用。

随着隧道向软土等复杂地质条件下的应用，盾构技术也越来越受到重视，作为一种非开挖技术，盾构法能够有效地控制地面沉降，提高施工效率等，盾构机机型也不断增加，主要有泥土静压平衡盾构，泥水静压平衡盾构，网格挤压盾构，网格水力机械出土盾构等，能够适应不同的地质情况，大大地扩展了施工范围。

随着计算理论的发展，数值分析的应用，施工监测和信息反馈不断发展，施工经验的积累，隧道工程技术不断也不断地向前迈进

1.1.4新奥法施工

新奥法是本世纪四十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。

这种方法把坑道的衬砌支护与围岩看作是互相作用的一个整体，既发挥围岩的自承能力，又使支护起到加固围岩的作用。

在确保坑道稳定的基础上，使设计更加合理、经济。

目前这种方法还处于经验设计阶段，需在实施过程中根据现场测量数据加以修正。

新奥法与传统的矿山法相比，更能结合实际地质条件。

随着理论上的日益完善，将会在地下工程中得到更加广泛的应用。

1.2目的和意义

1.2.1立题的目的:

毕业设计是对大学四年学习知识的检验和考察，通过这次毕业设计使学生对本专业的知识有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的学习工作中能灵活的运用所学专业的知识。

1.2.2立题的意义：

本项设计是贵阳至开阳高速公路都溪隧道右线施工图设计，公路等级高，技术标准高，将其作为毕业设计课题，是把所学的基础理论、专业知识、基本技能综合运用于实际工程设计中的一次完美组合，本项毕业设计有针对性地在隧道选线、隧道衬切、支护设计、隧道洞门设计、隧道防排水设计、隧道通风照明设计、隧道爆破设计、隧道施工组织设计等方面进行了深入研究，通过比较的研究方法，能够使我掌握各分项设计中的重难点，掌握计算的方法及计算要点，满足我以后工作和继续深造的需要。

第二章设计要求

2.1技术要求

2.1.1主要的技术标准

1、隧道设计按实际交通量设计

2、设计速度与净空

（1）设计速度

隧道几何线形，断面净空按80km/h设计。

隧道照明设计速度按80km/h设计。

隧道通风设计速度按80km/h设计。

（2）隧道净空：

根据《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）确定

a、建筑限界基本宽度：

行车道宽度：

W—2×3.75m

侧向宽度：

L左—0.50m

L右—0.75m

检修道宽度：

J—0.75m

总基本宽度为：

10.25m

b、隧道建筑限界净高：

5.0m（检修道净高2.5m）。

c、洞内紧急停车带

宽3.5m，长30m，过渡段2×5m，净高5m。

3、洞内环境控制标准

（1）隧道内一氧化碳CO允许浓度：

a、隧道内工作人员休息室和控制人员长期停留的工作间为24ppm。

b、正常营运时为1