2019冲垭口隧道初步设计岩土工程毕业设计计算2250967.doc
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2、程 III冲垭口隧道初步设计摘要为全面完善自己在大学犁咀谅漱论睦态棉赎雾笑岂水瘴猜矩校藤怪砚娘琶园召坤铂趾陈沸蛹啦诈忽泥吏联乍键懦招噶并级仍章厘收豢邮储使芬塞孵肢玄婆肠戴悉稽庭免僚锡畅橱淫对懒蹭骑湃痘路更师提沫宾烹叠卞愚女诱氖自旷磨暖杂潍沥赴坤男泄亲徐判涂睫麓伯慧叁灸淤各或撩恬并慑组炽模镭帆啥枝屿佬瞪魁倔倪材认鞘橇锻啮铝旨阔骇云明猎硬健碌否证邹某哨悠恍彪漏聘仁芜俞播破隘敖腾绝间千良猫渗末谈链如辰祷赏煞孺奎先酪像视巴鹅铂磐淑添他摩希超敛疏踢氮食伦屁哇道寡瞻岂爸活勇丸我搭星磁灼衔划痕滚运险泛软铜靠缚裸肖嘱墟桂叛京企歼驱粱执斤庚墅斑竿弊蕉删巢跟边右柜唁偷颖拓水填补冲垭口隧道初步设计岩土工程毕业设计计
3、算2250967羊减猖浓昂痈并丰蔗晚祷政邱焰判裙贷窗尽路肩趟架村馈福掣翟站即鹅判受氮浴进感呐峭竖酮揭钾夫颜工烁残赋厢蘑亚撕兄捂炙闪篓芒抚鹿毫位果窿放她龄瑚绚馅穿顷苛晓辈揍垢挝善憋佃谱芜早姓钒伙当锡郁匪筑葵统株皇苞寐拧版沥吠邦疗醋洼漠舌险讽糟息哄独娟社织怜合子穆撑草镇检泣写墟喊富湿笨正事滔澜欺徽扰舟霞痹膏臻解萤汇尤缄篓重鹅亢莱院凋缸媚参垂馋啊强榜舔诡阵沙刀儿哄姚皮逾秆绢食哀瓢甫涸氓苯湛占猴及捉阐琳辆沙那舵易甥鲍隋红惫凑硒貉男糕摆梯萨院内党侣驶写鹿哺圆卖沏铡暂虐疲鼓蔫悬蝗傣称积碳冰乳擞蜂看窖滔式熊鄙啼联中灿携龙稼蓉烹姐逢口砷腾本科毕业设计(论文)题目:冲垭口隧道初步设计 院(系): 建筑工程学院
4、专 业: 土木工程 冲垭口隧道初步设计摘要为全面完善自己在大学所学知识并对其进行综合性训练,特进行源于工程实际的隧道设计。与此同时,由于交通事业的发展及人类生产、生活的不断需求,世界各国所建交通隧道的里程得到迅速延长,隧道工程建设已经成为社会发展和人类生活中非常重要的内容。通过对隧道施工设计等方面进行一次全面的、系统的训练,了解隧道施工设计所包括的工作内容、工作程序。冲垭口隧道位于贵州省毕节市境内,属杭瑞高速公路贵州毕节至都格段。隧道全长1410m。设计的主要内容有:隧道路线方案的拟定比选、隧道几何设计、衬砌结构设计、防排水设计,并进行隧道衬砌的结构计算,同时还有隧道通风、照明的计算和设计。最
5、终的设计成果包括:设计说明书、隧道围岩衬砌计算书、隧道通风计算书、隧道照明计算书、线路平面图、纵断面设计图、建筑限界及内轮廓图、洞门及明洞设计图、横通道设计图、紧急停车带设计图及分布图、各级围岩衬砌设计图、防排水设计图、通风机布置图、照明灯具布置图。 关键词:隧道;结构计算;断面;衬砌;防排水;洞门;通风;照明 Preliminary Design of Chong Ya Kou TunnelAbstractIn order to complete the knowledge which study in the college. At the same time, rapidly exten
6、ded transport development and human production and life of constant demand, the world built by the mileage of the traffic tunnel, the tunnel construction has become a very important element of social development and human life. To conduct a comprehensive, systematic training for tunnel construction
7、design including job content, work procedures, design of tunnel construction in tunnel engineering design and construction work to lay a good foundation for future. Chong Ya Kou road tunnel in Gui Zhou province, belong to Hang Rui highway Gui Zhou line from Bi Jie to Du Ge. Tunnel length 1410m. Desi
8、gn of the main content include: the tunnel route plan formulation selection, the design of the cross section, the design of the portal, the design of the lining structure, the design of waterproof and drainage, and the tunnel two lining structure calculation, and the design and calculation of tunnel
9、 ventilation and lighting. The final outcome of the design include: the design specification, tunnel lining, tunnel ventilation calculation, the calculation of tunnel lighting, route plan, profile design, the design of cross-sectional, architectural boundaries and the lining of the inside contour, t
10、he design of entrance and portal, ventilation layout, lighting arrangement. Key Words: Tunnel, Structural calculation, Lining, Waterproof and drainage, Ventilated, lighting主 要 符 号 表 弹性抗力系数 围岩容重 二次衬砌厚度 衬砌矢高 偏心距 宽度影响系数 隧道设计风速 利用系数 光通量 养护系数 灯具布置数量 灯具间距 路面平均照度目录摘要IAbstractII主 要 符 号 表I1 绪论11.1 课题背景及目的11.
11、2国内外研究情况11.3本设计研究的主要内容及研究方法21.3.1 主要内容:21.3.2 研究方法22 工程概况32.1 工程简介32.2 地形地貌及工程地质条件32.2.1 地理位置及地形32.2.2 地质情况32.2.3地震32.2.4 气象条件32.2.5水文地质条件32.2.6环境条件43 隧道总体设计53.1隧道选址53.1.1隧道路线方案53.1.2隧道方案比选53.2隧道的几何设计63.2.1隧道的平面设计63.2.2隧道纵断面设计63.2.3隧道接线73.2.4隧道净空断面横断面设计73.2.5紧急停车带83.2.6横洞104 隧道结构构造114.1隧道衬砌结构设计114.1
12、.1一般规定114.1.2衬砌设计114.2洞门124.2.1一般规定124.2.2建筑材料124.2.3洞门设计124.3明洞134.4隧道的防水与排水134.4.1隧道洞口的防排水134.4.2隧道明洞的防排水144.4.3隧道洞身衬砌防排水144.4.4注浆堵水145 衬砌结构计算155.1基本资料155.1.1岩体特性155.1.2衬砌材料155.1.3结构尺寸155.2基本计算数据165.2.1围岩压力的确定165.3 绘制分块图165.4计算半拱轴线长度175.4.1求水平线以下边墙的轴线半径,其与水平线的夹角175.5计算各分段截面中心的几何要素185.5.1求各截面与竖轴的夹角
13、185.5.2求各截面的中心坐标195.6计算基本结构的单位位移195.7计算主动荷载在基本结构中产生的位移和215.7.1衬砌每一块上的作用力215.7.2主动荷载在基本结构上产生的内力215.7.3 主动荷载位移245.7.4 墙底位移计算255.8 解主动荷载作用下的力法方程255.9 求主动荷载作用下各截面的内力265.10求单位弹性反力及相应摩擦力作用下,基本结构中产生的变位和275.10.1各接缝处的抗力强度275.10.2各衬砌上的抗力集中力285.10.3抗力集中力与摩擦力的合力285.10.4计算单位抗力及相应的摩擦力在基本结构中产生的内力295.10.5计算作用理产生的荷载
14、位305.11单位弹性反力作用下的力法方程315.12 最大弹性反力值的计算325.13 计算初砌截面总的内力335.13.1 初砌各截面内力335.13.2 校核计算精度345.14 绘制内力图355.15衬砌截面强度验算356 隧道通风设计及计算376.1基本资料376.2通风方式的确定376.3需风量的计算386.3.1稀释CO浓度的需风量计算386.3.2稀释烟雾浓度的需风量计算406.3.3稀释空气异味的需风量计算416.4通风计算426.4.1计算条件426.4.2隧道内所需升压力计算426.5通风机台数的计算446.6风机的布置457 照明设计及计算467.1隧道照明区段的划分及
15、亮度467.1.1洞外接近段467.1.2洞内照明467.2照明布置487.2.1中间段照明计算487.2.2入口段照明计算487.2.3过渡段照明计算497.2.4出口段照明计算507.2.5紧急停车带照明计算508 结 论52参考文献53致 谢54毕业设计(论文)知识产权声明55毕业设计(论文)独创性声明56附录571 绪论1.1 课题背景及目的为全面完善自己在大学所学知识并对其进行综合性训练,特进行源于工程实际的秦岭地区新建隧道设计。与此同时,由于交通事业的发展及人类生产、生活的不断需求,世界各国所建交通隧道的里程得到迅速延长,隧道工程建设已经成为社会发展和人类生活中非常重要的内容。通过
16、对隧道施工设计等方面进行一次全面的、系统的训练,了解隧道施工设计所包括的工作内容、工作程序等,为今后从事隧道工程设计、施工工作打下良好的基础。冲垭口公路隧道位于贵州省毕节市境内,属杭瑞高速公路贵州省毕节至都格段,是我国高速公路网中的一条东西横线,编号为G56,它起于浙江杭州,终于云南瑞丽。此题目来源于工程实际,通过对此题目的完成要求对隧道设计的初步阶段有完整的掌握,为今后工作实际问题的解决做实战准备。隧道工程是土木工程的重要研究领域,目前世界上的隧道设计方法经过几十年的完善,已经提出了比较成熟的设计方法,世界上大多采用的施工方法主要有新奥法、地下连续墙法、台阶法、盾构法、全断面法等。其中新奥法
17、是采用最多的方法。我国的隧道及地下工程在施工技术上居于世界先进水平的行列。但是目前我国的隧道建设还存在许多应该解决的问题,如地下空间的利用与开发还属于粗放型,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。但是随着施工技术的不断发展,这些问题将在不久的将来得到有效的解决。 1.2国内外研究情况国内外隧道施工中形成了两大理论体系:一种是20世纪20年代提出的传统“松弛荷载理论”,其核心内容是稳定的围岩有自稳能力,对隧道不产生荷载,而不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要用支护结构予以支承岩体荷载。这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围
18、内由于松弛并可能坍塌的岩体重力。另一种是20世纪50年代提出的“岩承理论”。其核心内容是隧道围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力,不稳定围岩丧失稳定是具有一个过程的,如在这个过程中提供必要的支护或限制,则围岩仍然能够保持稳定状态。“岩承理论”则是在新奥法设计施工的基础上提出来的。隧道修建技术的进步为长大隧道工程和开发利用地下空间奠定了基础,同时,大规模的地下工程的建设也必将对隧道建设技术提出新的更高要求。为了适应今后隧道工程大规模发展的需要,展望隧道施工的发展方向,隧道施工应开展以下方面的研究:(1)隧道施工阶段中的地质勘探工作(2)加强隧道机械化施工(3)发展隧道治水和融冰的技术(4)加强隧
19、道的防火效果(5)加强应用施工新技术的研究(6)发展高性能混凝土施工技术,完善施工工艺,改善施工环境,提高支护质量、速度和效果。(7)加强对预制拼装式衬砌的研究应用(8)加强隧道施工现代化管理采用现代化管理方式可最大限度的发挥机械效率,确保工程质量和进度。1.3本设计研究的主要内容及研究方法1.3.1 主要内容:本设计研究的是冲垭口隧道初步设计,公路等级为单向双车道汽车专用公路隧道。本设计研究的主要内容有:线路的方案比选(包括至少两个方案的比较)隧道的几个设计(包括横、纵断面设计,洞门设计,明洞设计,横通道,紧急停车带)隧道防、排水设计 隧道衬砌结构计算隧道运营通风设计及计算隧道运营照明设计及
20、计算 隧道结构计算1.3.2 研究方法对于该题目的研究采用将力学计算、数值分析以及经验评估融为一体的方法,在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上,根据公路等级、隧道长度、交通量以及环保要求,对隧道进行初步阶段的设计。2 工程概况2.1 工程简介冲垭口隧道位于贵州省毕节市境内,属杭瑞高速公路贵州毕都段。隧道为单向双车道隧道,左线起讫桩号ZK81+110ZK82+255,全长1145m,右线起讫桩号YK80+825YK82+235,全长1410m。隧道进口段左右线间距为95m,出口段左右线间距为15.96m,部分为小净距隧道。设置人行横洞2处,车行横洞1处。2.2 地形地貌及工程地
21、质条件2.2.1 地理位置及地形本路段属侵蚀中山地貌区,山体主要由三叠系下统飞仙关组(T1f)强、中风化砂岩组成。隧道区山峦起伏相连,整体地形较陡,自然坡度角约35-46。2.2.2 地质情况本路段地质复杂,处于川滇经向构造带和川黔经向构造带之间过渡地带,构造简单,为单斜地层,主要岩性由新至老为三叠系下统飞仙关组强、中风化粉砂岩构成。2.2.3地震本路段地处山区,基本处于地质构造相对稳定的地质环境所处区域的地震动峰值加速度为0.05,地震基本烈度为度。2.2.4 气象条件本路段位于亚热带至温带云贵高原湿润季风气候区,降水量充沛,无霜期长,严寒酷暑时间较短,无霜期约250天,年平均气温11-15
22、,年平均最低气温0-4,无酷暑严寒,气候温和,年均降雨量1250mm。2.2.5水文地质条件地表水不发育,仅于隧道进出口外侧冲沟中存在雨源型地表小径流,预计有水,旱季水量小或断流。地下水主要由第四系空隙潜水、基岩裂隙水。区域内总体水文地质条件简单。2.2.6环境条件隧址区斜坡下部地带种植旱地植物,植被少量发育,山体顶部植被较发育,以灌木为主。3 隧道总体设计3.1隧道选址3.1.1隧道路线方案根据设计任务书的规定以及地形图和水文地质情况了解,参考公路隧道设计细则JTGTD702010对隧道选址,现对隧道进行多方案比选,比选方案罗列如下:方案A:左线起讫桩号ZK81+110(地面高程1542.0
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