隧道工程课程设计样本.doc

河南城建学院-第二学期交通工程专业隧道工程课程设计任务书设计题目: 隧道工程相关设计（题目较多）设计周数: 两周 班 级： 0224081/2班 指导老师： 郭金敏 刘东霞 罗从双 张永存发题日期： 5月8日 完成日期： 6月13日 河南城建学院市政工程系交通工程专业0224081/2班隧道工程课程设计任务书一、课程设计目标1、经过课程设计，使学生所取得专业理论知识加以系统化，整体化，方便于巩固和扩大所学专业知识；2、培养学生独立分析，处理实际问题能力；3、提升设计技巧和编写说明书及绘图能力；4、为适应工作需要打好基础。考虑美观和便于施工等要求，依据可能和合理方案进行技术经济比较选定合理布局、材料和施工方法等。二、设计题目： 隧道设计三、设计依据、公路隧道设计规范JTG D70-、隧道工程教材及相关参考书、隧道工程设计关键点集，关宝树编著，人民交通出版社，年月四、设计原始资料（一）第一个情况原始资料要求一：公路等级为高速公路；设计行车速度为：1、120Km/h 2、100Km/h 3、80Km/h 4、60 Km/h要求二：公路等级为二、三级公路；设计行车速度：1、80Km/h 2、60Km/h 3、40Km/h 4、30Km/h 5、20Km/h1、工程介绍 隧道在湖北省武昌市西北方向青山岭，距离市区约50km，属于青山岭高速公路一段。青山岭高速公路隧道，采取单向行车双车道、上下行车道分离式设计，上、下行两隧道相距35Km。上行隧道在上行线K100+010K100+846.0之间，全长836m；下行隧道在下行线K100+000K100+848.0之间，全长为848m，两隧道均为直线隧道，纵坡均为1.5%，上下行隧道累计总长1684m，隧道通常地段埋深为100200m，最大埋深为350m。工程于9月开工建设，到9月完工，工期为3年。 2、地形和地貌概况路线跨越区域为山岭重丘区，相对高差较大。受结构影响，山势陡峻，山型凌乱，沟谷纵横，透视条件十分困难。山体植被发育情况比较通常，关键植被为荒草。隧道为山岭重丘区，地势呈北高南低势，沟谷纵横交错，地势起伏大，地势陡峭,出口至终点地势较低。3、气象和水文概况隧道所处山岭重丘区，属暖温带季风性湿润气候，春暖多雨，夏季干热，秋季清凉，冬季严寒，四季分明，严寒期短，暑热期长。平均降雨量1250.0mm，平均降雨天数147.6天，多集中在48月，平均降雪天数10.7天，极端最高气温38.7c，极端最低气温-2c，昼夜温差较大，通常在12c左右，霜冻期通常在30天左右。 4、工程地质拟建隧道围岩类别关键是III级和IV级，其中IV级围岩占83.1%，III级围岩占16.9%。隧道岩性以褐灰、浅灰、灰绿色流纹岩为主，风化厚度大，岩体多以碎裂结构为主，不一样风化程度流纹岩，力学性质差异较大。区域性地质结构为单斜结构，岩层层里平缓，倾角6-11。依据地质调查点及钻孔资料综合分析，岩体多呈薄片及中厚层状结构，岩石质软，易风化瓦解，节理裂隙发育，未发觉大断裂结构及不良工程地质现象，工作区内无大地表水体，岩石含水性、导水性差，隧道处于隔水层中，水文地质条件比较简单。依据调查勘探所掌握地质材料,在K100+010K100+350.5 、K100+000k100+350.5、K100+492.5K100+846.0和K100+492.5至k100+848.0标段处为IV级岩石，不过和出入口接触地方岩石，风化强烈，节理裂隙发育，结构松散，受地表水影响，围岩稳定性差。表1是隧道不一样地段地质情况描述：表1 隧道分段地质描述表序号围岩等级桩 号长度（m）工程地质情况1IVK100+010K100+350.5K100+000k100+350.5691.0泥质砂岩，石英砂岩，砂质页岩互层，节理裂隙发育，呈块石，碎石状镶嵌结构，岩层为后层，中厚层状，层间结合较差，基岩内含微弱风化裂隙水，围岩稳固性通常。2IIIK100+350.5K100+492.5K100+350.5k100+492.5284.0泥质砂岩，石英砂岩，砂质页岩互层，岩石新鲜，节理裂隙不甚发育，呈大块砌体结构，岩层为薄层，中厚层状，层间结合通常，基岩内含微弱风化裂隙水，围岩属隔水地层，地下水对隧道影响小，围岩稳固性很好。3IVK100+492.5K100+846.0K100+492.5k100+848.0709.0泥质砂岩，石英砂岩，砂质页岩互层，节理裂隙发育，呈块石，碎石状镶嵌结构，岩层为后层，中厚层状，层间结合较差，基岩内含微弱风化裂隙水，围岩稳固性通常。（二）第二种情况原始资料1、工程介绍洛阳至南阳高速公路大安至寄料段全线设一处隧道，即上台隧道为分离式隧道，左右路线间距为24米，隧道轴线间距35.6米，左线隧道全长1968米，右线隧道全长2079米。2、地形地貌隧道址区地貌单元属低山区，进口端地形坡度10200，出口端地形坡度15250，隧道上覆低矮灌木和杂草，植被较发育。地面高程374.22552.72m，相对高差178.5m。该山岭北坡陡，南坡缓，隧道最大埋深176.76米。3、 地层岩性依据地表工程地质调汇及钻孔揭露：隧址区隧道进口、出口路段山坡上有少许坡洪积亚粘土，下伏基岩为中元古界汝阳群（Pt22ry）及熊耳群（Pt22xn）。现将揭示深度范围内各岩土层基础特征由上之下（由新至老）分述以下：（1）第四系坡洪积亚粘土（Qe1+d1）：见于进出口地表，褐黄色，含碎石，碎石成份为石英砂岩、安山岩，棱角状，d=28cm不等，含量约2030%，亚粘土，稍湿，松散，下部稍密，此次钻探揭露厚度为0.54.9m。（2）中元古界汝阳群（Pt22ry）分布在山顶上，里程为K11+780K12+640路段，厚度451m，岩性为砂岩、砾岩夹泥岩页岩。砂岩（Pt22ry）：紫红色，细晶结构，层状结构，矿物成份关键为长石、石英，硅质胶结，全风化弱风化，节理裂隙发育程度和风化程度相关，分布在上台隧道山岭顶部，中夹薄层紫红色泥岩、页岩，隧道本身不接触。砾岩夹泥岩页岩（Pt22ry）：杂色，砾状结构，块状结构，硅质胶结，砾石成份为石英砂岩、砂岩碎块，砾径1020mm。中夹薄层紫红色泥岩、页岩。泥岩夹层组成软弱结构面。（3）中元古界熊耳群（Pt22xn）：岩性为安山岩，肉红色，粒状结构，杏仁状结构，质坚硬，节理裂隙较发育，微风化全风化，分布于隧道址全区。本隧道围岩全为安山岩，节理裂隙发育程度和该岩层埋深、风化程度强弱相关。4、地质结构隧址区在华北地台南缘豫西褶皱带，未发觉大断层。工程地质调绘和物探工作亦未发觉断层迹象，故认为场地范围内没有断层。依据场地基岩露头测量统计，遂址区岩体结构节理、裂隙较发育。关键发育有五组，裂隙产状为：500 630，930 620，1400 900，1470 630，1700 720，2200 880。微张，裂面平直，节理间距0.10.4m。5、隧址区气象水文地质条件（1）气象 本项目处于北亚热带向温带过渡带，属大陆季风气候区，四季分明，无霜期长，光照适宜，雨量充沛。多年平均气温14.015.7，历年极端最高气温41.1，极端最低气温-21.0，多年降雨量在665.31173.4mm之间，雨季为69月，为洪水多发季节。（2）地表水 进出口为一小型冲沟，平时无水，仅降雨后有短时小股水流，硫量较小。（3）地下水隧址区基岩裸露，进出洞口处，有少许坡洪积亚粘土，赋存少许孔隙水，风化基岩赋存裂隙水，关键靠大气降水补给。钻孔中均见地下水，地下水埋深均高于隧道顶设计高程。遂址进出口处有松散沉积物孔隙水赋存条件，因为土层薄，地形陡，故水量较小，开挖后可出现渗水。安山岩及石英砂岩风化裂隙发育，雨后可赋存少许地下水，因为山势陡峻，坡度大，排水条件好，故水量不丰，开挖后可出现渗水或线状流水。雨季施工，裂隙尤其发育处可出现局部涌水现象，施工时应采取设防方法。经水质分析，地下水对混凝土无腐蚀性。6、 隧道洞室围岩等级 隧道围岩等级及长度见表1。表1隧道围岩等级及长度统计表隧道名称里程桩号长度（m）围岩等级长度（m）上台隧道ZK11+051ZK12+00094969269611YK10+991YK12+0001009107.688813.47、地震烈度当地域地震等级为七度,隧道抗震性和地层亲密相关,震害多发生在地层条件改变大和产生地层破坏地点.地震受害模式,大致上有三种:(1)洞门、洞口受害,通常说,洞门、洞口多处于软弱土砂地层种,地层位移大,所以易于受害；(2)不良地质区间受害,不良地质区间在埋深大场所,较难受震害,发生比较少.此种震害全部集中在有特殊条件,如结构上有缺点(厚度不足、背后有空洞等);(3)断层错动受害,隧道贯穿断层场所,伴随断层残留位移而受害.五、课程设计任务1.学号单号按第一情况原始资料进行隧道设计，学号双号按第二种情况原始资料进行隧道设计。2.全部学生均进行隧道总体设计，要求以下：a.学号末尾数字为0、1、2、3、4学生设计公路等级为高速公路；设计行车速度分别为：120Km/h、120Km/h、100Km/h、80Km/h、60Km/h。b.学号末尾数字为5、6、7、8、9学生设计公路等级为二、三级公路；设计行车速度分别为80Km/h、60Km/h、40Km/h、30Km/h、20Km/h。若设人行道时，图示出步行道空间尺寸。c. 依据地质情况考虑适宜地段是否设仰拱，图示出隧道建筑限界基础情况图及横断面图。有紧急停车带需图示出。3. 全部单号学生进行洞门设计、防排水设计、路面结构设计。4.全部双号学生进行照明设计，洞外亮度为4000cd/m2，设计车速仍按学号对应车速，不对照明灯具选型。图示出亮度曲线。5. 全部双号学生还进行以下设计：隧道施工方法、早期支护施工作业、二次衬砌，要求图示出围岩衬砌图、施工方法图等。6.图纸要求（对全部学生）：图百分比尺为1:501:100，图例见样图。7.激励采取计算机绘图，激励多出图纸（完成基础任务外），如车行横通道、紧急停车带断面设计图、隧道开挖工序图等。8.若发觉设计有剽窃现象，设计成绩按0分计。六、设计结果1.设计说明书格式统一采取A4大小纸张手写。封皮统一，且第二页含指导老师评语。2.内容必需充实，说明书页数不少于20；字体工整，大方。七、设计时间安排隧道工程课程设计时间为17-18周两周（6月13日6月24日），要求学生集中时间完成全部内容，时间安排以下：1.基础资料搜集 1d2.设计提要、方案确实定 2d3.隧道相关平面图、剖面图绘制 3d4.整理设计计算书和说明书 8d八、设计纪律要求.设计中要自主完成，杜绝剽窃现象，发觉类同者，设计成绩按零分计。.正常上课期间全部设计学生必需到教室进行设计，早晨8：00 11：30，下午2：30 4：30，不得迟到和早退。.设计期间指导老师实施不定时点名制度，两次无故不到者设计成绩降级。四次无故不到者设计成绩为不及格。九、成绩评定学生课程设计成绩由指导老师依据学生在设计期间设计图纸、设计计算说明书、答辩、出勤等情况综合评定。成绩分：优、良、中、及格、不及格五个等级。其中，设计图纸占35%，设计说明书占45%，答辩占10%（注意：十六周周五早晨答辩），出勤占10%。成绩评定标准以下：优：能认真完成设计指导书中要求，设计过程中，严格要求自己，独立完成设计任务，图纸整齐、绘制标注规范，设计方案合理，思绪清楚，设计说明书内容充实工整，应用理论正确，有创新性。答辩正确，设计期间出满勤。良：能很好完成设计指导书中要求，能独立完成设计任务，设计思绪较清楚，平面部署合理、图纸绘制标注规范、整齐，设计认真，应用理论正确，答辩正确，设计期间出满勤。中：能完成设计指导书中要求，平面部署基础合理、图纸绘制规范、字体和数字标注较整齐，设计较认真，应用理论基础正确，答辩基础正确，设计期间出满勤。设计方案基础合理。及格：能基础完成设计指导书中要求，设计思绪欠佳，平面部署欠合理、图纸绘制规范、字体和数字标注欠整齐，应用理论无标准错误，答辩时问题回复不全方面正确，设计期间有缺勤现象。设计图纸通常。不及格：凡有下列情况之一者以不及格论：1）未达成设计指导书基础要求。2）设计出现标准性错误，图纸绘制有显著错误、字体和数字标注不整齐，应用理论有标准错误，回复问题错误。3）设计缺勤累计达三分之一以上者。十、设计日期：6月13日6月24日交图日期：6月24日下午4：00之前 十一、指导老师：郭金敏 刘东霞 罗从双 张永存交通工程系道桥教研室6月