6-公路隧道设计样本Word文档格式.doc
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1．2．7隧道主要工程地质问题评价 5
1．2．8隧道施工对环境的影响 5
1．3设计指导提纲 5
1．3．1注意事项 5
1．3．2主要设计内容及步骤 5
1．3．3设计成果 8
1．3．4设计的几点要求 8
1．3．5设计进度计划大致安排（计12周） 8
第二章隧道平面设计、纵断面设计 10
2．1隧道平面设计 10
2．1．1平面设计的一般要求 10
2．1．2隧道洞口选择 10
2．2隧道纵断面设计 10
2．2．1隧道纵断面设计的一般规定 10
2．2．2XXXX号公路隧道里程桩号高程计算 11
第三章隧道结构横断面 13
3．1隧道断面形状设计时需考虑的因素 13
3．2主要设计步骤 13
3．3隧道建筑限界 13
3．3．1隧道建筑限界的定义 13
3．3．2一般规定 14
3．3．3TJ1号公路隧道的建筑限界 15
3．4公路隧道横断面内轮廓 15
3．4．1公路隧道横断面内轮廓概念 15
3．4．2公路隧道内轮廓的基本形式 16
3．5隧道衬砌结构的一般规定 16
3．6复合式衬砌 17
3．6．1复合式衬砌应符合的规定 17
3．6．2衬砌设计方法 17
3．7XXXX号公路隧道采用的复合式衬砌参数 18
3．7．1Ⅱ级围岩段 18
3．7．2Ⅳ级围岩段 19
3．7．3Ⅴ级围岩段 19
3．8隧道洞身结构内力分析及检算 19
3．8．1荷载的一般规定 19
3．8．2永久荷载 20
3．8．3可变荷载 22
3．8．4偶然荷载 22
3．8．5隧道深浅埋划分的计算 22
3．8．6各类围岩垂直压力及水平压力的计算 23
3．8．7结构内力分析与检算输出结果 26
第四章洞口及洞门设计 43
4．1一般规定 43
4．2隧道洞口两端路线的平纵横技术指标应符合以下规定：
43
4．3洞口工程 43
4．4洞门工程 44
4．4．1一般要求 44
4．4．2洞门实际构思时应考虑的原则 44
4．4．3洞门形式及方案比选 45
4．5洞门构造要求及洞门位置确定 45
4．5．1构造要求 46
4．5．2洞门位置确定 46
4．6洞口与明洞防水与排水 47
4．6．1一般规定 47
4．6．2明洞防排水要求 48
4．6．3XXXX号公路隧道洞口及明洞防排水措施 48
4.7洞门尺寸拟定 48
4．7．1根据《设计规范》构造要求，初步拟定设计参数如下：
48
4．7．2计算要求 49
4．8洞门计算 49
4．8．1计算要求 49
4．8．2洞门厚度设计 50
4．8．3极限状态发计算洞门的承载力 53
第五章施工组织设计 57
5．1概念 57
5．2概述 57
5．3施工方案比选 57
5．3．1施工方案选择所需要考虑的因素 57
5．3．2新奥法施工方法比选 58
5．3．3明洞施工方法比选 59
5．4施工布置 60
5．4．1生产房屋和生产设施的布置 60
5．5总体施工方案 61
5．6辅助施工措施设计 62
5．6．1一般规定 62
5．6．2XXXX号公路隧道采用的辅助施工措施 62
第六章施工监测 64
6．1监测的意义及目的 64
6．1．1意义 64
6．1．2目的 64
6．2监测内容 65
第七章XXXX号公路隧道主要工程量 66
参考文献 70
致谢 71
附录A钢筋直径及重量查询表 72
附录BXXXX号公路隧道结构设计图纸 73
摘要
根据毕业设计任务书给定的资料和要求，对号公路隧道进行设计。
设计的主要内容：
隧道平纵横断面设计，衬砌结构断面设计及衬砌结构配筋，隧道防排水设计，洞门设计，隧道施工组织设计，工程量计算，洞口位置确定和洞门结构设计。
号公路隧道全长为米，围岩类别共类，即。
衬砌结构采用复合式衬砌，洞门型式，设计的施工方法为。
具体设计工作如下：
1．
2.
3.
…
关键词：
双车道；
衬砌；
设计；
施工；
公路隧道
XXXXhighwaytunneldesign
Abstract
贵州大学本科毕业设计第72页
绪论
第一章设计任务及原始资料
1．1设计任务及要求
1．1．1设计任务
根据所给工程原始资料，完成XXXX号公路隧道的平纵黄断面设计，衬砌结构断面设计及衬砌结构配筋，隧道防排水设计，洞门设计，隧道施工组织设计，工程量计算，洞口位置确定和洞门结构设计及监控量测。
1．1．2设计要求
设计给定的时间内完成设计任务的所有内容，并达到以下要求：
毕业设计说明书字数不少于3万字,论文页数要求30页A4以上；
图纸工作量A2图纸不少于2张，A3图纸不少于8张。
1．1．3毕业设计（论文）完成时应提交的文件
1.设计图表：
（1）.工程量清单
（2）.隧道纵断面图、黄断面图、平面图
2.设计说明书
设计原始资料，设计依据，设计思想，方案论证，设计计算方法及过程。
1．2设计原始资料
1．2．1线路条件和技术指标
（1）隧道对应的公路等级为一级。
（2）隧道设计车速80km/h。
（3）平面与纵断面：
见给定图纸。
（4）限制坡度：
3%。
（5）车道为单向双车道。
（6）隧道全长为982米。
1．2．2工程地质和水文地质条件
见给定地质资料。
1．2．3技术经济条件
（1）建筑材料。
水泥和砂石：
保证供应。
钢材：
木材：
（2）工程用水
工地附近有水源，能保证施工需要，水质对混凝土无侵蚀性。
（3）动力条件：
可满足施工要求。
（4）施工机具：
满足要求。
（5）施工技术力量及劳动力条件：
可满足要求。
1．2．4施工方法
本设计采用新奥法施工，即是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩及支护的量测、监控来指导隧道及地下工程设计施工的方法和原则。
1．2．5隧道洞身围岩分级
1．隧道围岩特征
......
2．隧道洞体围岩分段原则
……
3．隧道围岩级别划分依据
①岩石坚硬程度划分
根据隧道岩石力学性质试验资料，按岩石饱和抗压强度划分隧道围岩，花岗岩为较坚硬岩石。
②岩石的完整程度
根据地质概况，隧址区主要处于弱—微风化的花岗岩中，结合程度一般，结构类型为块状或大块状，因此由声波测井成果表明，岩体较完整。
③岩体基本质量指标划分隧道围岩分级
.......
4.围岩分级
1．2．6隧道稳定性分析评析
1．2．7隧道主要工程地质问题评价
1．2．8隧道施工对环境的影响
1．3设计指导提纲
1．3．1注意事项
（1）认真阅读任务书、指导提纲及有关原始资料，明确设计条件和任务及具体要求；
（2）按照任务书所给定的条件，考虑设计中的技术问题并提出相应的技术措施；
（3）公路隧道设计应符合《公路隧道设计规范》（JTJD70-2004）的要求，根据公路等级、车道数目，选定隧道建筑限界，合理确定衬砌内轮廓线。
设计中可参考公路隧道设计标准图。
使用标准图时，应注意阅读图中的“设计说明”，了解其设计原则及意图，以便正确地选用；
（4）设计图绘制应符合工程制图规范，以使毕业设计文件规范化。
图纸应整洁、美观；
（5）说明书应书写工整，文理通顺，条理清楚，要求有目录、章节，宜随设计进程陆续编写。
1．3．2主要设计内容及步骤
1．设计资料的收集及设计条件分析
（1）设计的依据、规模及性质。
（2）隧道所在地区的有关政策、经济状况，包括客货运输要求、交通量及道路网、城市规划、当地政府及有关部门意见等。
（3）隧道所在地区的自然条件。
包括所属的公路区自然区划、当地的自然地理、地质、水文、气候等资料。
（4）施工条件。
包括当地的交通，水电供应，地材的储量、质量、分布和运输距离等情况。
2.路线方案比较和选择
根据路线起终点和中间控制点，拟定若干路线方案（本次设计至少两个方案），认真分析地形、地质、水文气象、城乡规划以及投资能力等各方面因素，综合比较各方案的平纵线形、工程数量和投资，选用既满足使用要求又经济合理的路线方案。
3、隧道几何设计
合理安排隧道平、纵、横三方面的关系，定出隧道中线的确切位置，以满足隧道各项技术指标，保证良好的行车条件。
（1）定线和平面线形设计
选定线位，在选定的路线上，进行平曲线设计计算。
（2）纵断面设计
逐段确定道路纵坡，进行竖曲线设计及高程计算。
（3）横断面设计
设计标准横断面。
4.洞身衬砌和洞门结构初步设计
根据原始资料给定的线路条件、地形以及工程地质条件，初步设计隧道衬砌及洞门结构，位于曲线上的隧道应计算净空加宽值，公路隧道曲线加宽值的计算应符合《公路路线设计规范》（JTJD79-2004）的有关规定。
5.隧道进出口里程设计
根据上述隧道结构，结合地质条件所决定的洞口边仰坡最大开挖高度和路基标高，遵照“早进洞，晚出洞”的原则，初步定出隧道进出口里程。
在确定洞口位置的过程中，需要多次前后挪动洞口位置反复比选，以确定最为合理的位置。
比选时应将洞门位置和洞门结构综合考虑，并就可能的方案（除一般隧道结构外尚有明洞，偏压，斜交等结构类型）进行比较。
最后，按最佳方案改正原定的初步设计，将洞口里程确定下来。
6.洞口地段设计
布置洞口地段的排水系统（截水天沟等），绘制洞口布置图及洞口相关工程设计图（挡墙、地表锚杆加固等）。
7.进行洞门结构设计
绘制洞门结构图，并应考虑洞门检查梯的布置。
8.隧道衬砌结构设计
根据隧道和荷载类型的不同，设计不同衬砌形式。
隧道支护结构包括临时支护与永久支护。
一般，可按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，以锚杆、喷射混凝土或钢筋网混凝土、刚拱架为初期支护，模构混凝土或钢筋混凝土为二次支护，在两次衬砌之间设PVC复合防水板作为防水层。
9.隧道支护结构分析与计算
采用同济曙光公路隧道分析软件检算有关隧道衬砌结构。
计算后应就计算成果进行分析，必要时修改设计重新计算。
10.隧道结构总体布置
隧道结构总体布置绘制在隧道纵断面总布置图中，其主要内容有：
（1）.隧道名称、全长，中桩里程；
（2）.不同围岩分界处里程、隧道进、出口里程、百米标、不同加宽分界点里程、不同衬砌分段里程、附属设备中心里程等；
（3）.进出口路面标高、纵断面变坡点标高、百米标标高；
（4）.不同衬砌类型、曲线加宽值及隧道中线偏移值、各段衬砌的长度等。
同时要注意将地质较差地段的衬砌向地质较好地段延长5m以上，例如Ⅴ类围岩地段的衬砌应向与其相接的Ⅳ类围岩地段延长5m以上；
（5）.各不同围岩地段的施工方法等等。
绘制隧道纵断面总布置图，注意：
图中应预留总工程数量表位置，以便将陆续算出的各工程数量汇总填入其中；
里程一栏应标注有工程意义的里程；
地面标高一栏，应标注沿线路中线的山体地表面的地形变化点高程，以便对隧道总体埋深有一个量化的概念。
11.施工组织设计
确定隧道施工方案，对有关工序进行说明；
12.全面整理设计说明书及设计图，准备答辩提纲。
1．3．3设计成果
（1）.毕业设计具体应提供哪些图表，由指导老师在下达的毕业设计任务书中规定，但应满足最基本的设计要求，然后根据具体情况要求学生选做部分内容。
（2）.图表规格说明：
各类设计图纸，除路线平面绘制在所提供的地形图上外，微机绘图采用A3号图纸（420×
297mm2）绘制，手绘图采用A2号图纸绘制。
图纸应按隧道工程制图规范要求绘制。
图题由指导教师统一规定。
答辩后装订成册上交。
（3）.设计手段：
提倡使用计算机编制设计文件，但应该有少量手工设计图表；
使用手工绘图制表者，必须有部分计算机辅助制图的成果资料或者自编一定数量的有关毕业设计内容的电脑计算软件。
按照设计内容，详细说明设计依据，设计思想，方案论证，计算方法及过程。
各种计算书（例如隧道结构计算）应内容完整，过程清楚，装订成册，作为毕业设计文件附件和设计文件同时提交。
1．3．4设计的几点要求
1.根据设计任务的要求，认真做好设计前的准备工作。
2.设计必须在指导教师的指导下独立完成，不得抄袭。
3.完成设计任务书规定的设计任务，提交规定的设计成果，经指导教师检查合格后方能参加答辩。
1．3．5设计进度计划大致安排（计13周）
根据设计要求和设计内容，有序安排设计进度。
建议设计进度安排如下：
1、布置任务书，学习指导书，制定工作计划（1周，2010年4月日—2010年月日）。
2.隧道路线、隧道洞口选择与设计（1周，2010年4月日—2010年月日）。
3、隧道衬砌结构断面尺寸比选设计（2周，2010年4月日—2010年月日）。
4、隧道衬砌结构设计（2周，2010年4月日—2010年月日）。
5.学习并运用公路隧道设计与分析软件（1周，2010年4月日—2010年月日）。
6、隧道结构内力计算与分析（1周，2010年4月日—2010年月日）。
7、隧道防排水与其他附属建筑物设计（1周，2010年4月日—2010年月日）。
8.隧道洞门结构设计（1周，2010年4月日—2010年月日）。
9、隧道施工方案与施工组织（1周，2010年4月日—2010年月日）。
10、其他设计（1周，2010年4月日—2010年月日）。
11、论文整理与答辩（1周，2010年4月日—2010年月日）。
以上进度可由学生根据设计的具体进程作适当的调整。
第二章隧道平面设计、纵断面设计
2．1隧道平面设计
隧道内的路中心线是整个线路中心线的一个区段,设计时，首先满足整个线路的各种技术指标，而隧道内的环境比露天要差，无论汽车运营还是维修养护，都处于不利条件下，所以，在设计隧道内的线路时，除遵照露天线路所规定的技术指标以外，为了适应隧道的特点还要附加一些技术要求。
2．1．1平面设计的一般要求
很明显，线路是越直越好。
线路顺直，则距离短，行车速度快，在隧道内，就更是这样。
隧道位于曲线上将有以下缺点：
曲线隧道的建筑界限需要加宽开尺寸相对加大，不但加大了开挖土石方数量。
也增加了衬砌的圬工量。
曲线上，隧道断面是变化的，不同断面上的支护和衬砌尺寸不一致，因而施工时技术上较直线复杂。
因为洞身弯曲，洞壁对汽车的阻力大，使通风条件变差。
由于曲线关系，洞内进行施工测量时，操作变的复杂，精度也有所降低。
曲线隧道的维修养护工作条件不如直线隧道，而反向曲线隧道的条件比曲线隧道的更差。
2．1．2隧道洞口选择
隧道位置选定后，隧道长度由它的两端洞口位置确定，洞口是隧道的咽喉，有是隧道施工中的通道。
洞口位置选择是否合理，将对隧道的施工工期、造价、运营安全产生重要影响。
所以隧道线路的设计中，洞口位置的选择是一项重要的工作。
理想的洞口位置应选在地质条件良好，地势开阔，施工方便，技术、经济合理之处。
隧道洞口不宜设在滑坡、坍塌、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质及排水困难的沟谷低洼处或不稳定的悬崖陡壁下，应遵循“早进晚出”的原则，合理选定洞口位置，避免在洞口行成高边坡和高仰坡。
2．2隧道纵断面设计
隧道纵断面是隧道中心线展直后在垂直面上的投影。
隧道内线路坡度可设置为单面坡或人字坡两种。
根据隧道所在公路的总体高程要求及地质条件等综合情况，XXXX号公路隧道采用人字坡式隧道。
2．2．1隧道纵断面设计的一般规定
隧道内纵断面线形应考虑行车安全性，运营通风规模，施工作业效率和排水要求，《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）得隧道纵坡不小于一般情况不应大于3%；
受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中短隧道可适当加大，但不宜大于4%；
短于100m的隧道纵坡可该公路隧道外路线的指标相同。
当采用较大纵坡时，必须对行车安全、通风设备和运营费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证。
隧道纵坡形式有：
单坡和人字坡。
（如图2.1）
图2.1隧道纵坡形式
（1）单坡多于线路紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取高程，当隧道处于单坡上时，两洞口的高差较大，由此产生的气压差和热位差就能促进进洞的自然通风，在施工过程中，低位洞口有利挖掘废渣的运出，运输动力消费低，产生的废气少，水也自然的顺坡道排出；
而高位洞口不利，因其是向下坡方向掘进，出渣、排水不便车辆排除废气多。
（2）隧道内的纵坡变换不益过大、过频，以保证行车安全视距和舒适性。
纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应符合《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004），见表2.1设计时速为80km/h隧道内竖曲线最小半径和最小长度。
表2.1竖曲线最小半径和最小长度（m）
凸形竖曲线半径
凹形竖曲线半径
竖曲线长度
一般值
极限值
4500
3000
2000
70
2．2．2XXXX号公路隧道里程桩号高程计算
从纵断面图取变坡点桩号，高程为37.756m距前后变坡点的距离分别为560m和480m坡度：
取竖曲线半径为：
4500m，则计算竖曲线各要素及隧道设计高程：
1.（凸形）。
曲线长：
切线长：
外距：
2.计算设计高程如下表
表2.2中桩高程
第三章隧道结构横断面
3．1隧道断面形状设计时需考虑的因素
（1）隧道的内轮廓必须符合隧道建筑限界，结构的任何部位都不应侵入限界以内。
（2）采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。
（3）从经济观点出发，内轮廓线应尽量减小洞室的体积，即使土石开挖量与圬工砌筑量为最省。
因此，内轮廓线一般紧贴限界。
但其形状又不能如限界般曲折，要平顺圆滑，以使结构在受力及围岩稳定方面均处于有利条件。
（4）结构的轴线应尽可能符合在荷载作用下所决定的压力线。
3．2主要设计步骤
衬砌断面结构设计大致可分为以下四个步骤：
（1）确定隧道类型，选定相应建筑限界；
（2）根据围岩类别初步拟定截面形状和厚度；
（3）编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方案分别进行优化计算比较，得出它们面积最小时所对应的断面几何参数；
（4）应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学检算，并对有关结果做出评价。
3．3隧道建筑限界
3．3．1隧道建筑限界的定义
隧道建筑限界，即为保证行车安全的所必须提供的最小界限，在隧道建筑限界内，不得有任何部件侵入，公路隧道建筑限界，如图3.1所示：
图3.1公路隧道建筑限界示意图（单位：
cm）
注：
H—建筑限界高度；
—左侧向宽度，—右侧向宽度；
c—余宽；
J—检修道宽度；
R—人行道宽度；
—建筑限界左顶角宽度，=；
—建筑限界右顶角宽度，当<
=1m时，=，当>
1m时，=1m。
3．3．2一般规定
（1）隧道建筑限界高度，一级公路取5.0m。
（2）当设置检修道或人行道时，不设余宽。
（3）隧道路面横坡一般可采用1.5%~2.0%。
（4）当路面采用单面坡，建筑限界底边线应与路面重合。
各参数取值最小宽度应符合表3.1：
表3.1公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度（单位：
m）
公路等级
设计速度
Km/h
车道
宽度
w
侧向宽L
余
宽
C
人行道
R
检修道J
隧道建筑限界净宽
左侧
Ll
右侧
Lr
设检修道
设人行道
不设检修人行道
高速公路
一级公路
120
3.75×
2
0.75
1.25
11.00
100
0.50
1.00
10.50
80
10.25
60
3.50×
9.75
3．3．3TJ1号公路隧道的建筑限界
TJ1号公路隧道的建筑限界详见下图3.2。
因为设置了检修道，故不设余宽。
图3.2XXXX号公路隧道建筑限界图（单位：
3．4公路隧道横断面内轮廓
3．4．1公路隧道横断面内轮廓概念
公路隧道横断面设计，除满足隧道建筑限界的要求外，还应考虑洞内路面、排水、检修道、通风、照明、消防、内装、监控等设施所需要的空间，还要考虑仰拱曲率的影响，并根据施工方法确定出安全、经济、合理的断面形式和尺寸。
内轮廓线（又称净空断面）指：
隧道衬砌内侧的断面面积、形状。
3．4．2公路隧道内轮廓的基本形式
我国公路隧道建设规模扩大，各地在设计隧道横断面时标准不统一，隧道轮廓有采用圆形衬砌断面、直墙式衬砌断面及曲墙式衬砌断面。
在XXXX号公路隧道中，我采用了曲墙式衬砌断面作隧道的横断面形式。
其中XXXX号公路隧道两车道曲墙式三心园隧道内轮廓如图3.3：
图3.3两车道三心圆内轮廓示意图
3．5隧道衬砌结构的一般规定
公路隧道应作衬砌，根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。
高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌；
三级和三级以下公路隧道，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下，隧道洞口段应采用复合式衬砌或整体式衬砌，其他段可采用喷锚式衬砌。
XXXX号公路隧道是一级公路上的隧道，所以应采
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