特殊地质隧道.docx

1、特殊地质隧道石家庄铁道大学四方学院毕业设计公路分离式盘田隧道大庆端设计与施工Separate Plate Field Tunnel Design and Construction of DAQing Tunnel 2015 届 土木工程 系专 业 隧道工程 学 号 20115366 学生姓名 杨利海 指导教师 王道远 完成日期 2015 年 6 月 1日毕业设计成绩单学生姓名杨利海 学号20115366 班级方1101-12 专业土木工程 毕业论文题目公路分离式盘田隧道大庆端设计与施工 指导教师姓名王道远 指导教师职称讲师 评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：主任签章：年

2、 月 日毕业设计任务书题目公路分离式盘田隧道大庆端设计与施工学生姓名杨利海学号20115366 班级方1101-12专业土木工程承担指导任务单位四方学院导师姓名王道远 导师职称讲师 一、设计内容对盘田隧道大庆端进行设计，内容主要有：1.设计依据及原则：包括设计应遵循的主要规范规程及主要原则。2.工程概况：包括本工程的设计范围、工程地质、水文地质概述；地面环境等。3.隧道结构选型及构造要求：包括结构选型、衬砌的构造要求、支护和衬砌设计参数的确定。4.隧道衬砌结构设计计算：计算模型的建立、衬砌结构参数的选取、地层参数的选取。5.施工方法设计：包括主要施工方法确定、主要施工工艺方法、施工组织、指导性

3、施工进度、施工监控量测等。应附图：地质纵剖面图，隧道内轮廓设计图、隧道建筑限界内轮廓图、衬砌结构横剖面图、防水结构图，监控量测测点布置图。6.外文翻译，隧道及地下工程方向设计施工相关文献翻译。二、基本要求1.通过文献、资料阅读，掌握隧道结构设计方法；2.熟悉衬砌结构设计计算方法。3.掌握隧道施工方法及施工组织设计。三、主要技术指标详见工程地质勘测报告。四、应收集的资料及参考文献1.公路隧道设计规范（JTG D70-2004）S.2.公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）S.3.混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）S.4. 廖朝华 郭小红主编. 公路隧道设计手册M. 北京：人民交

4、通出版社，2012.5. 杨林德主编. 公路施工手册：隧道M. 北京：人民交通出版社，2003.五、进度计划 第12周 熟悉资料，查阅文献，外文翻译，开题报告； 第3周 隧道施工方法；第45周 隧道衬砌结构设计验算； 第69周 施工方法设计及防水设计；第1011周 文整，修改格式；第12周 答辩。教研室主任签字时间 年 月 日毕业设计开题报告题目公路分离式盘田隧道大庆端设计与施工学生姓名杨利海学号20115266班级方1101-12专业土木工程一、研究背景在我国山地 丘陵和高原很多，其面积约占国土总面积的69%。由于交通的滞后发展，而严重的影响了经济的发展。过去在山区或半山区修筑的公路，由于公

5、路建设资金严重短缺，多以盘山公路为主。这种公路不仅等级低，绕行里程长，占用耕地多，而且能耗多，安全隐患多，生态环境破坏大等。因而造成巨大的经济损失和人员大量伤亡。随着经济的发展，21世纪是隧道和地下工程大力发展的阶段，隧道发展是解决地面交通紧张，土地资源保护的有利措施，从而满足交通，保护环境，使城市成为人与自然和谐相处的生活区域。隧道的开发和利用可以大大缩短行车路程，提高行车效率。同时，隧道的建设环境也是多方面的，在山岭地带，可以克服高程障碍、缩短行程、节约燃料、节省时间、改变道路线性、使行车更加舒适、减少植被破坏、保护生态环境；还可以克服塌方、雪崩泥石流等地质灾害对行车造成的影响。隧道的建设

6、过程也同样不受地面环境的影响，而且适合各种地形，所以公路隧道的发展前景是相当广阔的。二、国内外研究现状1 近代隧道兴起于运河时代，从十七世纪起，欧洲陆续修建了许多运河隧道。其中法国Languedoc运河隧道，建于1666-1681年，长157m，它可能是最早用火药开凿的公路隧道。隧道施工与地面建筑物施工不同，其空间有限，工作面狭小 光线暗 劳动条件差，给施工增加了难度。隧道工程的施工条件是极其恶劣的，体力劳动强度和施工难度都相当大，为了减轻劳动强度，人们曾经做过不懈努力。古代一直使用“火焚法”和铁锤钢钎等原始工具进行开挖，直到上个世纪才开始采用钻爆作业，至今大约有一百年的历史。在此期间发明了凿

7、岩机，经过将近一个世纪的努力，发展成为今天的高效率大型多头摇臂钻机，工人们已经从繁重的体力劳动中解放出来了，和钻爆法完全不同的还有两种机械开挖法。一种是用于软土底层的盾构机，发明于1818年，经过一个半世纪的不断改进，已经从手工开挖式盾构发展到机械化乃至全机械化盾构，能广泛用于各种复杂的软土地层的掘进。另一种是用于中等坚硬岩石地层的岩石隧道掘进机。2 近十年来，我国已修建了不少长隧道 特长隧道以及隧道群，隧道占公路里程比重也不断增大。同时隧道建设技术不断提高和成熟。据统计公路隧道1790 总长超过1千公里。尤其是在2007年一月20日，由我国自行设计 自行施工 自行运营的秦岭终南山隧道通车，1

8、8.02公秦岭终南山隧道不仅长度一举超过了日本的关越隧道，相比单洞双向行驶的莱尔多隧道，它更是世界上第一个采用双洞单向行驶的特长隧道，全长36.04公里，建设规模居世界第一。但是目前我国隧道的建设还有许多应该解决的问题，如地下空间的开发与利用还属粗放型；总体装配水平低，配套设备的国产能力低，施工效率低，环境差；施工超前地质预报水平低，不良地质条件的综合技术水平不高等不利因素。3总体上说来，我国公路隧道建设技术还适应不了我国隧道的发展要求，与国外先进水平相比，还存在很大差距。三、所要进行的主要工作和所采用的方法、手段。1.收集与本工程有关的规范资料2.收集工程地质 水文地质 气象资料3.绘制工程

9、地质纵断面图，确定埋深4.确定隧道的几何形状和尺寸5.隧道衬砌和洞门形式设计6.隧道衬砌结构设计分析与及计算7.确定施工方法四、预期达到的效果。1.复习所学的本专业知识，并扩大自己的专业知识面。2.通过综合运用所学的专业知识，理论联系实际，解决毕业设计中的有关的各项工程问题，培养学生独立思考 独立工作的能力。3.提高学生的设计 计算 绘图和编写说明书等基本技能和熟练程度。4.熟悉并能运用现行的铁路工程设计规范，掌握阅读参考书籍与收集 整理设计资料的方法。五、进度计划 第12周 熟悉资料，查阅文献，外文翻译，开题报告； 第3周 隧道施工方法；第45周 隧道衬砌结构设计验算； 第69周 施工方法设

10、计及防水设计；第1011周 文整，修改格式；第12周 答辩。指导教师签字 时 间 年 月 日目录第1章绪论 11.1引言 11.2国内外研究现状 11.3分离式隧道施工方法 21.3.1双侧壁导坑法 21.3.2浅埋暗挖法 31.3.3(交叉中隔壁法）CRD法 31.4分离式隧道的施工问题 31.4.1施工工序 31.4.2支护强度 31.4.3围岩稳定和动态施工控制 41.5本隧道设计的研究内容 4第2章工程概况 62.1工程简介 62.2区域地质概况 6第3章公路分离式盘田隧道结构计算 83.1工程概况和工况选择 83.2FLAC3D基本原理介绍 83.3计算模型和计算参数 93.4隧道模

11、拟结果和分析 10第4章公路分离式盘田隧道施工方案 144.1总体施工方案 144.1.1明洞施工 154.1.2洞身施工 164.1.3隧道施工注意事项 184.2公路分离式盘田隧道爆破设计 184.2.1爆破参数选择 194.2.2周边眼的控制爆破 214.2.3光面爆破的特点 234.2.4爆破设计 254.2.5爆破施工管理 27第5章公路分离式隧道施工工艺 295.1超前支护施工 295.1.1长管棚 295.1.2超前注浆小导管 315.2初期支护施工 325.2.1锚杆 335.2.2钢筋网安装 345.2.3钢拱架安装 345.2.4喷射混凝土 365.2.5防水层铺设 375

12、.3二次衬砌施工 375.3.1二次衬砌混凝土 385.3.2模板台车 395.3.3防水混凝土灌注 395.4防排水施工 405.4.1洞外防排水 405.4.2明洞防排水 415.4.3洞身防排水 41第6章隧道施工现场监控量测 446.1现场监控量测的目的 446.2监控量测项目 446.2.1量测工具及量测要求 446.2.2初期支护监控量测 456.3监控量测的组织管理 45第7章结论 46参考文献 47致谢 48附录 49附录A英文 49附录B中文 56附录 BB.1 盘田隧道大庆端监控量测设计图（图号：01）B.2 盘田隧道大庆端防排水设计图（图号：02）B.3 盘田隧道大庆端级

13、围岩衬砌断面及配筋图（图号：03）B.4 盘田隧道大庆端级围岩衬砌断面及配筋图（图号：04）B.5 盘田隧道大庆端级围岩衬砌断面及配筋图（图号：05）B.6 盘田隧道大庆端内轮廓和建筑限界图（图号：06）B.7 盘田隧道洞身纵断面图（图号：07）B.8 盘田隧道地质平面图（图号：08）摘要本隧道的设计内容是公路分离式盘田隧道大庆端设计与施工。该隧道起终点的桩号是K262+003K262+263。全长共260m,其中K262+003K262+030和K262+220K262+263为级围岩，共50m，K262+030K262+080和K262+185K262+220为级围岩，共85m，K262+

14、080K262+185为级围岩，共105m，该隧道处于构造剥蚀丘陵地区，地面标高281365m之间，丘坡植被发育，隧道进出口地形均较平缓，植被发育，隧址位于盘田村。地质构造整体上比较简单，节理裂隙发育，未见大的断层通过。地下水主要为基岩裂隙水，本区水文地质条件简单，仅会出现滴水与渗水现象。该隧道根据各种地质参数和工程实际要求，从而确定了该隧道的施工方法均为台阶法和台阶法中的爆破设计、超前支护、初期支护、二次衬砌、防排水施工、隧道的现场监控量测等。并通过FLAC3D来构造计算模型和计算参数，从而出计算隧道各个方向的位移量、最大和最小应力值和支护结构沿各个方向的位移量。通过这个毕业设计设计使我对台

15、阶法施工有了非常详细的了解，同时加深了我对各种隧道施工方法的了解，使我更加的巩固了所学的知识，并且有助于我将来的实际工作。关键字： 分离式施工方法FLAC3D软件Abstract The design of this tunnel is the design and construction of the DA Qing side of the tunnel of the highway. The pile number of the tunnel is K262 +003 K262+ 263. A total length of 260m, which k262 +003 k262+ 030

16、 and k262 +220 k262+ 263 for the V grade rock and co 50m, k262+ 030 k262+ 080 and k262 +185 k262 +220 for IV rock, a total of 85m.k262 +080 k262 +185 for class II surrounding rock, 105m and the tunnel in the tectonic erosion in hilly areas, between the ground elevation 281 365m, hill slope vegetatio

17、n development and tunnel import and export terrain are relatively flat, vegetation development and tunnel site located in Pan Tian Cun. The geological structure is relatively simple, the development of joints and fractures, and there is no large fault through. Groundwater is mainly bedrock fissure w

18、ater, the hydro geological conditions of this area are simple, and there is only drip and seepage.The tunnel according to various geological parameters and engineering practical requirements, so as to determine the construction methods of the tunnel are bench method and the step method in the blasti

19、ng design, advance branch support, initial support, secondary lining, waterproof and drainage construction, tunnel field monitoring measurement etc. The calculation model and parameters are calculated by FLAC3D, so that the displacement quantity, the maximum and the minimum stress value and the disp

20、lacement of the supporting structure along every direction are calculated. Through the graduation design makes me very detailed understanding of step construction, also deepened my understanding of tunnel construction method, make me more consolidate the learned knowledge, and help my actual work in the future.Key word: SeparateConstruction technologyFLAC3D software