[工学]某隧道设计任务书.doc

装订线毕业设计（论文）报告纸梁家院隧道综合设计 (长安大学公路学院 西安 710064 )摘要：本设计按照“新奥法”施工的要求，对某山岭重丘二级公路上的梁家院隧道进行了综合设计。主要内容包括：路线方案的拟定比选、隧道横纵断面设计、隧道衬砌结构设计、路基路面防排水及管线沟槽设计以及施工组织设计，并进行了隧道二次衬砌的结构计算，同时还完成了隧道通风、照明的计算及设计。关键词：隧道 新奥法 防排水 衬砌结构 通风 照明 监控测量 结构计算 Comprehensive Design of the Liang Jia Yuan TunnelChangyong Cao(The Highway College of Changan University Xian 710064)ABSTRACT: According to the construction requirements of NATM , the comprehensive design is made for Liang Jia Yuan Tunnel which is included in a secondary road of the mountainous area .This design paper includes the following several aspects : the design and contrast of the tunnel route , the design of the transect and vertical section of the tunnel , the lining structure design , the waterproof and drainage system of the pavement and subgrade , the design of construction organization, and calculation of the second lining , the paper also contains the calculation and design of ventilation and lighting system. KEY WORD: tunnel ; NATM ; water proof and drainage system ; lining structure ;ventilation ; lighting ; monitoring survey ;. structural calculation;目 录第一章 隧道设计说明书一、隧道设计概况-3二、隧道设计标准规范-3三、隧道主要技术标准-3四、隧道工程水文地质-31.自然地理概况-32.地质构造特征-43.水文地质条件-64、不良地质现象-75、隧道围岩级别-86、隧道稳定性评价-8五、隧道设计概要-91、隧道洞口设计-92、隧道横断面设计-93、洞门设计-94、衬砌结构设计-95、防排水设计-106、路面及内装饰设计-117、紧急停车带设计-118、洞内检修道设计-119、现场监控量测-1110、通风照明设计-1211、环境保护-1312、施工方案及注意事项-1413、监控系统和防灾系统-16第二章 梁家院隧道级围岩二次衬砌结构计算-19第三章 梁家院隧道通风计算-34第四章 梁家院隧道照明计算-39第五章 翻译原文- -43第六章 英语译文- -50第七章 致谢和感想- 56主要参考文献- 57第一章 隧道设计说明书一、隧道设计概况梁家院隧道位于连接崖家院子、梁家院、北沟地区的山岭二级公路区段上，该地区为山岭重丘区，山势陡峭，地质地形复杂，山脉大致成西北东南走向，其中最低标高1208.4m,最高标高1859.6m。该隧道拟设计为单洞双向隧道，入口桩号K0+820，出口桩号K3+96，全长2276m，采用人字坡形，坡度为2.0%，两端设置明洞，其中西南A洞口明洞长19m，东北B洞口明洞长26m。隧道行车道宽度按照设计行车速度60km/m考虑。明洞施工按明挖法施工，暗洞按“新奥法”施工。隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌，并采用高压钠灯光电照明、射流风机机械通风；隧道洞门形式主要采用端墙式洞门。隧道围岩以较为破碎的白云岩、千枚岩、变质砂岩及泥岩为主，围岩级别以、级为主。二、隧道设计标准规范公路隧道设计规范（JTGD702004）公路隧道施工技术规范（JTJ04294）公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.11999）公路隧道勘测技术规范（JTJ06385）公路工程技术标准（JTJ00197）三、隧道主要技术标准（一）、隧道按规定的远景交通量设计，采用单洞双向隧道（二）、公路等级：山岭重丘二级公路（三）、远景设计交通量：2080辆/日（四）、隧道设计车速：60km/h（五）、隧道建筑限界根据公路隧道设计规范（JTGD702004）规定确定：行 车 道： W23.50m路 缘 带： S20.5m检 修 道： J 1.00m限界净高： 5.00m隧道净高： 6.92m检修道高： 0.28m四、隧道工程水文、地质（一）、自然地理概况1、地形地貌隧道地处陕南山地西南部的秦岭山脉，山脉大致呈西北东南走向，该处主峰海拔1859.6m,山脊呈窄梁状，两侧山坡陡峭，坡度一般在50左右，局部达到60。沟谷发育，多为较陡峭的V型谷，切割深度一般80m 左右，最深达到120m 。地貌上属于有变质岩、沉积岩组成的中高山区。2、气象水文该地区属大陆性季风气候，年气候变化十分明显，境内气候垂直变化及四季差异显著。年平均气温25，最冷为一月份，平均气温为-11.6度，极端最低气温为-21.1度，最热为七月份，平均月气温31.2度，极端最高气温36.8度，年最高降雨量685.0毫米，年最低降水量386.6 毫米，日最大降水量为151.8毫米，年平均降水量485.3毫米。年平均风速1.9米/秒，最大风速17米/秒。雨季主要集中在夏季，占全年降水量65%左右。山区地质情况较为复杂，植被丰富，以高大乔木、灌木为主，自然景观优美，野生动植物种类繁多。隧道所处地区属于汉江水系，区内无较大河流，仅发育几条无名小沟。（二）、地质构造特征1、地层岩性该地区出露地层主要为震旦系上统灯影组和第四系全新统。上震旦统灯影组主要以浅海相碳酸盐岩为主，主要分为：（1）上震旦统灯影组（Z2dn）为勘察区主要地层，占测区面积的76%，为一套主要由白云岩组成的单斜岩层。根据岩层及其组合特征，可进一步划分3个岩性，现分述如下：1）第一岩性段（Z2dn1）分布于勘查区中，东部。出露宽度约1270米，是隧道通过的主体岩层。岩性为灰白色中厚层细晶白云岩。见夹有黄色泥岩，粉沙质泥岩夹层（现为断层破碎带）。与上覆地层呈断层接触。岩层总体产状3300-3500500-700.2）第二岩性段（Z2dn2）分布于勘查区西部，出露宽度30m左右。岩性为灰白色中厚层细粒长石石英片岩和淡黄色泥岩，与上覆地层呈断层接触。地貌上明显呈突起的山梁。地层产状3250-3400600-800.3）第三岩性段（Z2dn3）分布于勘查区西部隧道出口段，岩性为灰比色中厚层微晶白云岩。地层产状3300-35005时，取i =0.1，=1+0.1*(11.74-5)=1.674所以围岩竖向荷载q=0.451619.21.674*0.4231.4138*0.4=92.5655KN/ m32.计算衬砌自重g=1/2*(d0+dn ) *h=1/2(0.45+0.45) 23=10.35 KN/ m33、根据我国复合式衬砌围岩压力现场量测数据和模型实验，并参考国内外有关资料，建议类围岩衬砌承受80%-60%的围岩压力，为安全储备这里取：65KN/m3（1）全部垂直荷载q= 65+g=75.35 KN/ m3 （2）围岩水平均布压力e=0.4q=0.475.35=30.14 KN/ m3三、衬砌几何要素1、衬砌几何尺寸内轮廓线半径： r1 = 5.3200 m , r2 = 7.2000 m内径r1，r2所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角：1 =90 ， 2=105.3009拱顶截面厚度d0 =0.45 m ,拱底截面厚度dn=0.45m。2、半拱轴线长度S及分段轴长SS = 10.6929 m将半拱轴长度等分为8段，则S=S/8=10.6929/8=1.3366 mS/Eh =1.3366/0.28108 =4.773610-8 m3、各分块截面中心几何要素各分块截面与竖直轴的夹角及截面中心点的坐标可以由图2直接量得，具体数值见表1。四、计算位移1、单位位移：用辛普生法近似计算，按计算列表进行，单位位移的计算见附表1。单位位移计算表 附表1 注：1.I截面惯性矩，I=bd3/12,b取单位长度2.不考虑轴力的影响。单位位移值计算如下：11=S/Eh1/I=4.773610-81053.498=50.289810-612=S/ Ehy/I=4.773610-82999.695=143.193410-622=S/ Ehy2/I=4.773610-814343.838=684.717510-6计算精度校核：11+212+22=（50.2898+2*143.1934+684.7175）10-6=1021.39410-6SS=S/ Eh(1+y)2/I=4.773610-821396.726=1021.39410-6闭合差=0。2、载位移主动荷载在基本结构中引起的位移（1）每一块上的作用力(竖向力Q、水平力E、自重力G),分别由下面各式求得，Qi =q*biEi =e*hiGi =( di-1- di)/2*S* rh其中：bi衬砌外缘相邻两截面间的水平投影长度hi衬砌外缘相邻两截面间的竖直投影长度di接缝i的衬砌截面厚度均由附图2直接量得，其值见附表2。各集中力均通过相应图形的形心。附图2：衬砌结构计算图示载位移Mop计算表 附表2续表2（2）外荷载在基本结构中产生的内力块上各集中力对下一接缝的力臂由图直接量得，分别记以aq 、ae、ag。内力按下式计算之：弯矩： 轴力： 式中 xi、yi相邻两接缝中心点的坐标增值。 xi=xi- xi-1 yi=yi- yi-1Moip和Noip的计算见附表2及附表3。载位移Noip计算表 附表3（3）主动荷载位移计算过程见附表4。主动荷载位移计算表 附表41p=S/EhMp0/I=4.773610-8（-1058086.139）= - 50508.780010-62p =S/ EhMp0y/I=4.773610-8(-4756453.861)= -22705408.15210-6计算精度校核Sp=1p+2pSp=S/ EhMp0(1+y)/I因此，Sp=4.773610-8（-5814540.001）= -27756