隧道说明书修改样本.doc

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８) 通风设计图
９) 防排水设计图
10) 监测测点布置图
5、 撰写毕业设计说明书: 使用”兰州理工大学毕业设计( 论文) ”统一封面及格式; 论文内容包括目录、 正文、 参考资料等, 并按规定的顺序装订( 详见《毕业设计( 论文) 过程记录》( 理工类) 的末页) , 若用计算机进行计算要附上计算程序。中文摘要约200字, 关键词3－5个。

三、 各阶段时间安排
设 计 内 容
起止周
1．完成外文翻译、 开题报告
1周( 3月4日~3月10日)
2．隧道平面图、 纵断面图设计
3周( 3月11日~3月31日)
3．建筑限界及内轮廓设计
2周( 4月1日~4月14日)
4．各级围岩衬砌结构设计
2周( 4月15日~4月28日)
5．防排水及洞门设计
1周( 4月29日~5月5日)
6．衬砌结构验算
2周( 5月6日~5月19日)
7．通风、 照明设计计算
1周( 5月20日~5月26日)
8．资料整理与设计说明书的编制
2周( 5月27日~6月9日)
9．设计说明书与图纸的审查与修改
1周( 6月10日~6月16日)
四、 参考文献
[1]《公路隧道设计规范》(JTG D70- )
[2]《公路隧道施工技术规范》(JTJ F60- )
[3]《公路隧道通风照明技术规范》( JTJ026.1-1999)
[4]《公路工程技术标准》(JTGB01- )
[5]《公路隧道勘测规程》( JTJ 063—85)
[6]《隧道结构力学计算(高等学校试用教材)》王永东主编, 北京: 人民交通出版社, .9
[7]《隧道工程》王毅才, 北京: 人民交通出版社, .7
[8]《公路勘测设计》 孙家驷等著, 重庆: 重庆大学出版社, 1995.5
[9]《道路勘测设计》张雨化, 北京: 人民交通出版社, .7
[10]陕西省公路勘察设计院及中交第一勘察设计院的隧道设计图纸。
[11]Response of a shield-driven tunnel to deep excavations in soft clay. Ge, Xuewu. Hong Kong University of Science and Technology (People's Republic of China) , PHD,
[12] A numerical simulation in longitudinal ventilation system of long highway tunnel.. Lin, Wenchin. University of Minnesota, PHD, 1995

致 谢
在毕业设计结束之际, 我要向四年来所有在学习上给予我帮助的老师和同学致谢! 感谢你们!
感谢老师在这两个多月的毕业设计中给于我们极大的帮助, 老师不厌其烦的指导我解决设计中遇到的困难和出现的问题。我的设计能够很好的完成, 与您的教导密不可分。。
经过这次设计使我了解到隧道工程设计的基本方法和步骤, 使所学专业知识融会贯通, 为进一步扩大知识面奠定了必要的基础, 提高了系统分析、 工程设计及解决实际问题的能力, 为走上工作岗位打下了坚实的基础。
毕业设计是大学本科教育的一个重要环节, 经过四年的学习, 学生大都已经掌握了公共基础课, 专业基础课和专业课的许多理论知识, 但如何运用这些理论知识去解决工程实际问题, 却往往知之甚少, 毕业设计阶段, 既是所学理论知识巩固深化过程, 也是理论知识与实践相结合的过程。毕业设计是培养学生综合运用所学基本理论知识和基本技能, 去解决实际问题和进一步提高运算, 制图以及使用资料的技巧, 完成工程技术和科学技术基本训练的重要环节。使学生从中受到工程师所必须有的综合训练, 并相应地提高各种能力。如调查研究、 理论分析、 设计计算、 CAD绘图、 技术经济分析、 论文组织、 编写论文和说明书等等, 培养事实求实, 谦虚谨慎, 刻苦钻研, 勇于创新的科研态度和科学精神。经过严格的毕业设计训练, 大学生进入工作岗位后, 能够较快地适应工作。
为了达到毕业设计的教学目的, 除了要求指导教师具有丰富的教学经验, 能充分调动学生的积极性外, 毕业设计课题的选择也是非常重要的。课程设计应结合工程建设的实践选题, 应结合生产实际和科学研究课题选题, 所选课题要有代表性、 科学性, 深浅适度, 有利于巩固课堂所学的知识, 有利于外语和计算机水平的提高。
再次感谢大学四年期间各位老师的谆谆教诲。

兰州理工大学
毕业设计简介

雅山隧道综合设计

摘 要
本设计名称为”雅山隧道综合设计”, 根据指导老师的要求及所给定的隧道拟建区的交通、 气象、 地质、 水文等条件, 主要设计了隧道平面图、 隧道纵断面图、 建筑限界内轮廓、 紧急停车带内轮廓、 隧道各级围岩衬砌结构及洞门、 明洞结构、 明洞的防排水措施和隧道通风、 照明等内容。
隧道除洞口段结合地形、 地质条件设置, 其余均按新奥法原理设计, 采用柔性支护体系的复合式衬砌。初期支护采用锚喷支护, 由喷射混凝土、 锚杆、 钢筋网和钢架等支护形式组合使用。由工程类比法, 并经过必要的理论分析计算( 收敛—约束法, 荷载—结构法) 进行校核。经过验算, 所有的设计参数都符合规范要求, 说明本设计是安全合理的。
新奥法施工隧道的主要特点是: 经过多种量测手段, 对开挖后隧道围岩进行动态监测, 并以此知道隧道支护结构的设计与施工。其核心目的是为了”保护围岩, 调动和发挥围岩的自承能力”。
关键词: 公路隧道 衬砌结构 新奥法 围岩压力
一、 设计准备阶段
该阶段搜集隧道设计技术规范, 设计指导书, 熟悉阅读了指导书上相关要求。搜集设计所需的计算公式及系数。
二、 隧道设计阶段
1.概述
首先介绍了隧道的分类、 作用及优点, 其次介绍了隧道工程的发展和新奥法施工, 最后介绍了本次毕业设计的目的和意义。
2.本次毕业设计的设计要求
根据要求本次设计的设计速度为120km/s, 隧道净空为5m。该隧道的起止桩号为右线YK3+000~YK4+310, 左线ZK2+990~ZK４+330, 双洞间距2m。
3.隧道工程概况
介绍了该隧道的地形、 地貌, 地层岩性, 地质构造与地震, 水文地质特征和不良地质及特殊性岩土以及气候、 水文等特性。
4.隧道的初步设计
首先介绍了该隧道围岩的分级, 其次介绍了隧道平面布置方案比选、 隧道纵坡比选、 净空断面和横断面构造, 最后介绍了施工方案与工期、 弃渣方案。
5.用收敛—约束法进行隧道初期支护结构验算
本章首先根据《公路隧道设计规范》确定计算参数, 然后根据相关计算公式计算隧道周边设计支护阻力与径向位移, 计算初期支护能提供的总支护阻力和允许隧道洞壁产生的总径向位移, 最后经行了初期支护总阻力和位移的校核。
6.用荷载—结构法进行隧道二次衬砌结构内力计算
首先根据基本参数进行荷载的确定, 然后计算位移、 解力法方程、 计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力、 最大抗力值的推求及计算衬砌总内力和衬砌截面强度检算, 最后根据计算结果绘制内力图。
7.隧道通风计算
根据基本资料分别计算了行车速度为80km/h、 60km/h、 40km/h、 20km/h和交通阻滞情况下 行车速度为10km/h时隧道的需风量计算, 然后进行风机的选型, 最后根据计算的结果上行线选用直径为1120型的风机16台; 下行线选用直径为1120型的风机12台。
8.隧道照明计算
根据基本资料分别进行了隧道入口段、 过渡段、 出口段和基本段的平均照度和平均亮度的计算, 确定了该隧道需要的高压钠灯灯具数量100W104盏、 250W8盏、 400W18盏。
9.隧道的辅助工程
本章主要介绍了隧道保温工程、 隧道内横通道、 紧急停车带、 隧道内检修道、 设备洞室、 隧道内路面、 内装与防燥设施以及隧道消防系统。
10.图纸部分: 隧道平面图
隧道地质纵断面图
隧道建筑限界及内轮廓及紧急停车带建筑限界内轮廓线图
各级围岩衬砌结构图
各级围岩超前支护图以及钢架图和格栅钢架图
洞门结构设计图( 包括平、 立、 剖)
明洞设计图
照明设计图
通风设计图
防排水设计图

参考资料
[1]《公路隧道设计规范》(JTG D70- )
[2]《公路隧道施工技术规范》(JTJ F60- )
[3]《公路隧道通风照明技术规范》( JTJ026.1-1999)
[4]《公路工程技术标准》(JTGB01- )
[5]《公路隧道勘测规程》( JTJ 063—85)
[6]《隧道结构力学计算(高等学校试用教材)》王永东主编, 北京: 人民交通出版社, .9
[7]《隧道工程》王毅才, 北京: 人民交通出版社, .7
[8]《公路勘测设计》 孙家驷等著, 重庆: 重庆大学出版社, 1995.5
[9]《道路勘测设计》张雨化, 北京: 人民交通出版社, .7
[10]陕西省公路勘察设计院及中交第一勘察设计院的隧道设计图纸。
[11]Response of a shield-driven tunnel to deep excavations in soft clay. Ge, Xuewu. Hong Kong University of Science and Technology (People's Republic of China) , PHD,
[12] A numerical simulation in longitudinal ventilation system of long highway tunnel.. Lin, Wenchin. University of Minnesota, PHD, 1995

①正常运营时;
计算行车速度80km/h时为0.070
②交通阻塞时为0.012
2.1.2材料
(1) 混凝土: C25、 C35、 C40混凝土
(2) 钢筋、 锚杆、 管棚、 土工布
2.1.3设计规范
(1)《公路工程地质勘察规范》( JTJ064—98)
(2)《公路隧道设计规范》( JTG D70— )
(3)《公路隧道通风照明设计规范》( JTJ026.1—1999)
(4)《公路工程技术标准》( JTGB01— )
(5)《公路隧道施工技术规范》( JTJ F60— )
2.2设计基本资料
雅山隧道双洞间距20m, 左线长1340m, 起止桩号为ZK2+990~ZK4+330, 最大埋深224m, 中间冲沟处最浅埋深52m; 右线长1310m, 起止桩号为YK3+000~YK4+310, 最大埋深273m, 中间冲沟处最浅埋深43m。
2.3 隧道工程概况
2.3.1 地形、 地貌
拟建隧址区位于黄土梁峁沟壑工程地质区( Ⅱ) 黄土梁峁沟壑黄土工程地质亚区( ⅡA) , 地面起伏大。由于冲沟双向切割, 已形成黄土峁, 隧道从峁间穿过。峁顶高程为1088~1231m,相对高差约143m,黄土梁多呈长条形, 黄土梁峁多呈浑圆状, 斜坡较缓, 沟壑纵横。梁多被黄土覆盖, 下部为碎屑岩, 上覆数十米的黄土形成破碎梁峁地貌, 冲沟发育, 水土流失严重。
2.3.2地层岩性
隧址区分布地层有更新统黄土层( 、 ) 、 冲积层( ) 、 直罗组( ) 和延安组( ), 隧道外涉及全新统亚粘土、 暖石层( ) 。
2.3.3 地质构造与地震
拟建公路大地构造属于中朝准地台二级单元鄂尔多斯拗中部的陕北地斜东北部, 地台基地为吕梁运动时固结形成的太古界和早元古界的中深变质岩系, 区域应力场的主应

图5.1 二次衬砌结构计算图
轴线圆弧中心角:
半拱轴线长度
将半拱线等分为8段, 每段轴线长为

计算衬砌的几何要素, 拱部各截面与垂直轴之间的夹角和截面中心垂直坐标见表5.1

竖向力: Q= ( 1)
侧向力: E=eh ( 2)
自重力: G= ( 3)
式中: b-衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度,由图5.1量得。
h-衬砌外缘相邻两截面之间的竖直投影长度,由图5.1量得。
d-接缝的衬砌截面厚度,由图5.1量得。
作用在各楔块上的力均列入下表5.2:
表5.2 载位移计算表
截
面
集中力
力臂
Q
G
Q
G
E

0
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
1
156.468
14.445
21.696
0.592
0.622
0.283
92.629
8.982
2
149.424
14.445
7.291
0.514
0.574
0.412
76.744
8.285
3
132.288
14.445
34.848
0.407
0.502
0.502
53.894
7.256
4
108.564
14.445
46.334
0.264
0.400
0.608
28.639
5.782
5
79.980
14.445
55.118
0.122
0.277
0.644
9.790
4.007
6
46.200
14.445
60.830
0.180
0.149
0.655
8.298
2.145
7
9.936
14.445
63.187
0.022
0.002
0.622
0.217
0.036
8
0.000
14.445
62.870
0.0000
-0.133
0.542
0.000
-1.930
2) 外荷载在基本结构中产生的内力
内力按下算式计算:
弯矩: =-
轴力: =sin
, 的计算结果见表5.3,表5.4

表5.8 计算表
截面

( )
sin
cos

()
sin
()

()
cos
()

()
4
52.291
0.791
0.612
0.110
0.1092
0.238
0.145
-0.036
5
65.364
0.909
0.417
0.372
0.3345
0.983
0.410
-0.037
6
78.436
0.980
0.201
0.557
0.4749
2.170
0.435
-0.122
7
91.509
0.999
-0.026
0.458
0.4555
3.355
-0.088
0.547
8
90
1.000
0.000
0.317
0.3322
3.844
0.000
0.317
5)单位抗力及相应摩擦力产生的载位移, 计算见表5.9:
表5.9 单位抗力及相应摩擦力产生的载位移计算表
截面
()
1/I
y/I
/I
y/I
(1+y)/I
4
-0.116
131.687
291.424
-15.328
-33.922
-49.250
5
-0.952
131.687
436.188
-125.314
-415.076
-540.389
6
-1.759
131.687
598.255
-231.611
-1052.211
-1283.822
7
-2.475
131.687
766.380
-325.860
-1896.407
-2222.267
8
-2.932
131.687
930.015
-386.067
-2726.524
-3112.591
∑
-1084.181
-6124.139
-7208.320
=≈
=-0.490××1084.181 =-0.531×
= ≈
=-0.490××6124.139=-2.999×
校核为: += -( 0.531+2.999)×=-3.530×
= -0.490××7208.320 =-3.530×
闭合差=0, 满足要求。

计算精度的校核: 根据拱顶切开点之间相对转角和相对水平位移应为零的条件来检查。
1)相对转角的校核按下式计算:

由表5.13得:

闭合差: , 满足要求。
2)相对水平位移的校核按下式计算:

闭合差:0,满足要求。
5.8衬砌截面强度检算
检算几个控制截面:
2.8.1拱顶( 截面0)

故偏心距符合规范要求。
又有,亦符合规范要求。
0.0401/0.45=0.089, 可得:
1-1.5×0.089=0.866

式中: —混凝土极限抗压强度, 取。
符合规范要求。
5.8.2墙底( 截面8) 偏心检查

符合规范要求。
其它截面偏心距均小于。
5.9内力图
将内力计算结果按比例尺绘制弯矩图及轴力图, 如图5.2所示:

图5.2 二次衬砌内力图

第7章 隧道照明计算
7.1基本资料
基本数据如表7.1:
表7.1 基本数据
光源
高压钠灯
路面类型
水泥混凝土路面
维护系数
0.55
计算宽度
7米
利用系数
0.4
安装方式
双侧对称布置高度5米
灯具数量
130只
计算区域
纵向亮灯之间
7.1.2各区段划分及亮度设计
白天各照明区段的长度及设计亮度如表7.2
表7.2 白天长度及设计亮度
区段
设计亮度(cd/m2)
长度(m)
入口段
35
96
过渡段
过渡段1
10.5
44
过渡段2
3.5
67
过渡段3
1.6
100
出口段
7.5
60
基本段
1.5
943
夜间各照明区段的长度及设计亮度如表7.3:
表7.3 夜间长度及设计亮度
区段
设计亮度(cd/m2)
长度(m)
入口段
1.5
96
过渡段
过渡段1
1.5
44
过渡段2
1.5
67
过渡段3
1.5
100
出口段
1.5
60
基本段
1.5
943
各照明区段的灯具选型及总体布置如表7.4:

表7.4 灯具及间距
区段
灯具瓦数( w)
光通量( lm)
间距( m)
入口段
100
9200
35
400
47000
6
过渡段
过渡段1
400
47000
25
100
9200
17
过渡段2
250
26000
40
100
9200
40
过渡段3
100
9200
25
基本段
100
9200
27
出口段
250
26000
17
100
9200
30
7.2照明计算
隧道计算行车速度V=80km/h, 隧道双车道单向高峰小时交通量N=1930.3辆/h, 夜间隧道各路段路面亮度和白天隧道基本亮度相同, 根据《公路隧道通风照明设计规范》利用系数法计算路面平均水平照度。

η-利用系数这里取0.4 -光通量 M-养护系数这里取0.55
N-灯具布置系数, 两侧对称布置这里取N=2 W-计算宽度取W=7
S-灯具间距

第4章 隧道初期支护结构验算
4.1确定计算参数
1) 根据《公路隧道设计规范JTGD70 》确定的支护参数见表4.1所示。
表4.1 初期支护结构设计参数表
围岩级别
喷层厚度( cm)
锚杆
钢筋网
二次衬砌厚度( cm)
直径
( mm)
长度
( m)
间距
( m×m)
直径
( mm)
间距
(cm×cm)
V
25
50
4
0.3×2.5
6
20×20
45
2) 隧道的几何尺寸及围岩的计算参数见表4.2所示。
表4.2 隧道设计参数表
围岩级别
隧道当量半径( cm)
埋深H
( m)
容重γ
()
粘结C/Cr
( )
内摩擦角( )
变形模E
(MP)
泊松比μ
初始应
( )
V
734
95
18
0.5/0.2
30/19.11
1000
0.35
1.71
( 1) 其中, 为围岩的容重, H为隧道埋深;
( 2) 表中隧道当量半径为将隧道形状视为圆形时圆的半径, 对马蹄形隧道, 其计算当量半径可用下式求得:

式中: F——隧道开挖高度, cm;
B——隧道开挖宽度, cm。
代入数值得:
=
3) 初期支护材料的力学性能

表4.5 锚杆提供的支护阻力和锚杆允许洞壁产生的径向位移表

734
300
1101
1.500
0.177
2.871
1.276
1.575
注: ①表中L表示锚杆的实际长度;
②表中i表示锚杆纵横向平均间距;
③表中表示锚杆计算长度, 参照表4.6确定;
表4.6 锚杆计算长度表

3
2
1.33

5/6
2/3
5.5/10
④锚杆约束后围岩的塑性区半径按下式确定:

代入相关数据得:

=
=1101cm
3) 初期支护能提供的总支护阻力和初期支护允许隧道洞壁产生的径向位移的计算
经过以上计算可得: