隧道工程课程设计

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隧道工程课程设计(包含内力图和衬砌及内轮廓设计图)

隧道工程课程设计(包含内力图和衬砌及内轮廓设计图)

目录题目:隧道工程课程设计.............................................................................................................. - 3 -一、设计依据.................................................................................................................................. - 3 -二、设计资料.................................................................................................................................. - 3 -三、隧道方案比选说明.................................................................................................................. - 3 -1.平面位置的确定................................................................................................................... - 3 -2.纵断面设计........................................................................................................................... - 4 -3.横断面设计........................................................................................................................... - 4 -四、二次衬砌结构计算.................................................................................................................. - 4 -1.基本参数............................................................................................................................... - 4 -2.荷载确定............................................................................................................................... - 4 -3.计算衬砌几何要素............................................................................................................... - 5 -4.载位移—主动荷载在基本结构中引起的位移................................................................... - 7 -5.外荷载在基本结构中产生的内力....................................................................................... - 8 -6.主动荷载位移..................................................................................................................... - 10 -7.载位移—单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移..................................................... - 11 -四、墙底(弹性地基梁上的刚性梁)位移................................................................................ - 14 -五、解力法方程............................................................................................................................ - 15 -六、计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力................................................................ - 16 -七、最大抗力值的求解................................................................................................................ - 17 -八、计算衬砌总内力.................................................................................................................... - 18 -1.相对转角的校核................................................................................................................. - 19 -2.相对水平位移的校核按下式计算..................................................................................... - 19 -九、衬砌截面强度检算................................................................................................................ - 20 -1.拱顶..................................................................................................................................... - 20 -2.墙底偏心检查..................................................................................................................... - 20 -十、内力图.................................................................................................................................... - 21 --21-- 1 -- 2 -隧道工程课程设计一、设计依据本设计根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)进行设计和计算。

隧道工程课程设计概述

隧道工程课程设计概述

隧道工程课程设计概述隧道工程是一门重要的工程学科,它涉及到隧道构筑时所需要的各种技术和知识,包括地质勘察、隧道设计、隧道施工等方面。

为了使学生能够全面了解隧道工程的原理和实践,各大高校也纷纷开设了隧道工程课程。

本文将就隧道工程课程设计的概述进行详细的介绍。

一、隧道工程课程设计的意义隧道工程课程设计是隧道工程学科的重要组成部分,它的意义在于帮助学生全面了解隧道工程的技术和应用,培养对隧道工程的兴趣和热爱,提高学生的隧道工程实践能力,使他们在今后的工作中更好地应用所学知识。

二、隧道工程课程设计的内容隧道工程课程设计的内容非常丰富,它通常包括以下方面:1、隧道勘探设计:主要包括隧道建设前的勘察、地质调查、隧道环境分析等内容,以充分了解隧道工程建设的地质条件和环境情况。

2、隧道设计:主要包括隧道布置和断面形状设计、隧道照明与通风设计、隧道排水系统设计等内容,以保证隧道的安全、高效和舒适。

3、隧道施工管理:主要包括隧道施工的质量、安全、进度控制、工期管理等方面的内容,以确保隧道施工的有效进行。

三、隧道工程课程设计的方法隧道工程课程设计的方法主要有以下几种:1、课堂讲授:通过课堂讲授,将隧道工程的理论知识、技术方法和实践经验等内容传授给学生,使他们能够全面理解隧道工程的各个方面。

2、案例分析:通过分析一些隧道工程的典型案例,引导学生掌握隧道工程设计、施工中的技术问题和处理方法,提高他们的实践能力和解决问题的能力。

3、论文写作:通过让学生进行隧道工程相关的实验和调查研究,并要求他们撰写论文,有助于提高学生的学术能力、知识技能和创新能力。

四、隧道工程课程设计的评估方式隧道工程课程设计的评估方式通常包括以下几个方面:1、课堂表现:学生在课堂上的发言、提问和演示等表现,以及对作业和自习的完成情况等。

2、论文评分:对学生的论文进行评分,包括论文的主题、结构、内容、语言表达等方面的评估。

3、实践能力:对学生在实验和调研中的实践能力和独立思考能力进行评估,以及对设计方案和解决方案的评估。

隧道工程课程设计完整版

隧道工程课程设计完整版

隧道工程课程设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】1初始条件某高速公路隧道通过III 类围岩(即IV 级围岩),埋深H=30m ,隧道围岩天然容重γ=23 KN/m3,计算摩擦角ф=35o ,变形模量E=6GPa,采用矿山法施工;衬砌材料采用C25喷射混凝土,材料容重322/h KN m γ=,变形模量25h E GPa =。

2隧道洞身设计隧道建筑界限及内轮廓图的确定该隧道横断面是根据两车道高速公路IV 级围岩来设计的,根据《公路隧道设计规范》确定隧道的建筑限界如下:W —行车道宽度;取×2mC —余宽;因设置检修道,故余宽取为0m J —检修道宽度;双侧设置,取为×2mH —建筑限界高度;取为L L —左侧向宽度;取为R L —右侧向宽度;取为 L E —建筑限界左顶角宽度;取R E —建筑限界右顶角宽度;取h —检修道高度;取为 隧道净宽为++++=12m设计行车速度为120km/h,建筑限界左右顶角高度均取1m ;隧道轮廓线如下图:图1 隧道内轮廓限界图根据规范要求,隧道衬砌结构厚度为50cm (一次衬砌为15cm 和二次衬砌35cm )通过作图得到隧道的尺寸如下:图2 隧道内轮廓图 得到如下尺寸:11.2m R 5.6m R 9.47m R 321===,,3隧道衬砌结构设计支护方法及衬砌材料根据《公路隧道设计规范》(JTG-2004),本设计为高速公路,采用复合式衬砌,复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。

复合式衬砌应符合下列规定:1初期支护宜采用锚喷支护,即由喷射混凝土,锚杆,钢筋网和钢筋支架等支护形式单独或组合使用,锚杆宜采用全长粘结锚杆。

2二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构,衬砌截面宜采用连结圆顺的等厚衬砌断面,仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。

IV 级围岩:初期支护:拱部边墙的喷射混凝土厚度为12-15cm ,拱墙的锚杆长度为,锚杆间距为; 二次衬砌厚度:拱墙混凝土厚度为35cm 因此确定衬砌尺寸及规格如下:深埋隧道外层初期支护,根据规范规定,采用锚喷支护,锚杆采用普通水泥砂浆锚杆,规格HRB Φ20×,采用梅花型局部布设,采用C25喷射混凝土。

隧道工程课程设计公路80

隧道工程课程设计公路80

隧道工程课程设计公路80一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握隧道工程的基本概念、分类及构造,理解公路80隧道工程的特点。

2. 使学生了解隧道工程的施工方法、技术要点及安全管理措施。

3. 引导学生掌握隧道工程中的关键参数计算方法,如隧道断面尺寸、支护结构设计等。

技能目标:1. 培养学生运用隧道工程知识解决实际问题的能力,如分析公路80隧道工程案例。

2. 提高学生进行隧道工程图纸识读、施工方案制定及施工组织设计的能力。

3. 培养学生运用专业软件或工具进行隧道工程相关计算和分析的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱工程专业,增强对隧道工程建设的责任感和使命感。

2. 培养学生团结协作、勇于创新的精神,提高面对工程挑战的自信心。

3. 引导学生关注隧道工程对环境的影响,树立绿色环保意识。

课程性质:本课程为专业实践课程,以实际工程案例为载体,结合理论知识,培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。

学生特点:高二年级学生,具备一定的物理、数学基础,对工程专业有浓厚兴趣,具备一定的自主学习能力。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调实际操作能力的培养,提高学生的专业知识水平和实践技能。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 隧道工程基本概念:包括隧道的定义、分类、功能及构造,重点讲解公路80隧道的特点及设计要求。

教材章节:第一章 隧道工程概述2. 隧道施工技术:介绍隧道施工方法、工艺流程、施工组织设计及安全管理措施。

教材章节:第二章 隧道施工技术3. 隧道支护结构设计:讲解隧道支护结构类型、设计原理及计算方法,分析公路80隧道支护结构设计案例。

教材章节:第三章 隧道支护结构设计4. 隧道工程关键参数计算:包括隧道断面尺寸、围岩稳定性分析、施工监控量测等,结合公路80隧道工程进行案例分析。

教材章节:第四章 隧道工程计算5. 隧道工程案例分析:选取典型隧道工程案例,分析其设计、施工及管理过程中的成功经验和教训。

马桂军隧道工程课程设计

马桂军隧道工程课程设计

马桂军隧道工程课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握隧道工程的基本概念、设计原理和施工技术,培养学生解决实际工程问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:学生能理解隧道工程的基本概念、分类、构造及特点;掌握隧道工程的设计原理、施工方法和技术要求。

2.技能目标:学生能运用所学知识进行隧道工程的设计和计算;具备分析、解决实际工程问题的能力。

3.情感态度价值观目标:学生培养对隧道工程事业的热爱和敬业精神,树立正确的工程观念,增强社会责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括隧道工程的基本概念、分类、构造及特点,隧道工程的设计原理、施工方法和技术要求。

具体安排如下:1.隧道工程的基本概念、分类、构造及特点:介绍隧道的定义、分类、构造要素及各类隧道的特点。

2.隧道工程的设计原理:讲解隧道工程的设计流程、设计方法、设计原则及设计中的关键环节。

3.隧道工程的施工方法和技术要求:介绍隧道工程的施工准备、施工工艺、施工和管理,以及施工中的质量控制和安全防范措施。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。

主要教学方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握隧道工程的基本概念、设计原理和施工技术。

2.案例分析法:分析实际工程案例,使学生了解隧道工程在实际工程中的应用和解决问题的方式。

3.实验法:学生进行隧道工程的实验,培养学生的实践能力和创新精神。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

具体如下:1.教材:选用国内权威的隧道工程教材,确保学生掌握坚实的基础知识。

2.参考书:推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究成果,拓宽视野,加深理解。

3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣和效果。

4.实验设备:配置完善的实验设备,为学生提供实践操作的机会,培养学生的实践能力。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面客观地评价学生的学习成果。

永川黄瓜山隧道课程设计

永川黄瓜山隧道课程设计

永川黄瓜山隧道课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够了解并描述隧道的结构特点及其功能。

2. 学生能够掌握隧道工程中的基本物理概念,如压力、摩擦力、稳定性等。

3. 学生能够理解黄瓜山隧道在永川地区交通运输中的作用和重要性。

技能目标:1. 学生通过分析黄瓜山隧道工程案例,提升解决问题的能力和工程思维。

2. 学生能够运用数学和物理知识进行简单的隧道工程计算。

3. 学生通过小组合作,提高沟通协调能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对隧道工程及基础设施建设工作的兴趣和认识,激发他们对工程职业的探索欲望。

2. 强化学生的公共安全意识,使其明白工程质量和安全的重要性。

3. 通过对隧道工程与环境关系的探讨,增强学生的社会责任感和环保意识。

课程性质:本课程为跨学科实践活动,结合地理、数学和物理等多学科知识,以实际工程案例为背景。

学生特点:考虑到学生所在年级,已有一定的物理和数学知识基础,具有较强的探究欲望和动手实践能力。

教学要求:要求教学内容密切联系实际,鼓励学生主动参与、积极思考,注重培养学生的实践能力和创新精神。

通过具体的学习成果的分解,使学生在掌握知识的同时,能够提升综合运用知识的能力和社会责任感。

二、教学内容1. 隧道基本概念:介绍隧道的定义、分类及其在交通运输中的作用,关联课本第二章“交通运输设施”。

- 隧道的结构组成与功能- 隧道建设的必要性与意义2. 隧道工程原理:结合物理知识,讲解隧道工程中的力学原理,关联课本第四章“力学在工程中的应用”。

- 压力与支撑系统- 摩擦力与隧道稳定性- 隧道通风与排水3. 黄瓜山隧道案例分析:深入剖析黄瓜山隧道工程,关联课本第五章“工程案例分析”。

- 工程背景与地理位置- 隧道设计参数与施工技术- 隧道建设的社会经济效益4. 实践活动:组织学生进行小组讨论和实地考察,提高实践能力。

- 设计简单隧道模型- 分析隧道工程中的数学和物理问题- 探讨隧道建设对环境的影响及解决方案5. 教学进度安排:- 第一课时:隧道基本概念及功能- 第二课时:隧道工程原理- 第三课时:黄瓜山隧道案例分析- 第四课时:实践活动与总结交流教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,合理安排教学进度,旨在使学生全面掌握隧道工程相关知识,提高实践能力。

段隧道课程设计

段隧道课程设计

段隧道课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握段隧道的基本概念、设计和施工技术,了解其在交通工程中的应用。

具体目标如下:1.知识目标:(1)了解隧道的基本构造和分类。

(2)掌握隧道的选址、设计原则和施工技术。

(3)了解隧道工程的经济和技术指标。

(4)熟悉隧道工程的施工和管理。

2.技能目标:(1)能够分析隧道工程的工程量和投资估算。

(2)能够进行隧道工程的施工和计划编制。

(3)具备隧道工程质量检验和安全管理的基本能力。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对隧道工程的安全、环保和可持续发展理念的认识。

(2)培养学生热爱祖国、服务人民、勇于创新的精神风貌。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.隧道的基本概念和分类:隧道的定义、分类及特点。

2.隧道的设计:选址、设计原则、设计步骤。

3.隧道的施工技术:施工准备、施工方法、施工。

4.隧道工程的经济和技术指标:投资估算、工程量计算、成本控制。

5.隧道工程的质量检验和安全管理:质量标准、检验方法、安全管理。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:系统地传授隧道工程的基本知识和技能。

2.案例分析法:分析实际工程案例,提高学生的应用能力。

3.实验法:进行隧道工程的模拟实验,培养学生的实践能力。

4.讨论法:分组讨论,培养学生的团队合作和沟通能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的隧道工程教材。

2.参考书:提供相关的隧道工程书籍,丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料:制作精美的PPT,直观地展示隧道工程的形象。

4.实验设备:购置隧道工程的模拟实验设备,提高学生的实践能力。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采取以下评估方式:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等方式,评估学生的学习态度和积极性。

2.作业:布置适量的作业,评估学生的知识掌握和应用能力。

隧道工程课程设计总结

隧道工程课程设计总结

隧道工程课程设计总结隧道工程课程设计总结一、实验目的本次隧道工程课程设计的主要目的是利用计算机软件绘制出隧道工程的平面布置图,从而更好地理解隧道工程设计中的平面布置的要素,并分析其造价、安全及工期等技术经济指标的计算。

二、实验内容1、概要设计根据隧道工程的设计要求,对隧道的整体和局部布置进行概要设计,包括隧道的断面布置、支护方案、排水方案、跨度方案等。

2、软件绘制平面布置图根据隧道工程的概要设计,使用 AutoCAD 软件绘制出隧道工程的平面布置图,包括隧道的断面布置,支护结构,排水系统等。

3、造价统计根据隧道工程的平面布置图,计算出隧道工程的造价,并对造价中的各项投资进行统计。

4、安全计算根据隧道工程的平面布置图,计算出隧道工程的安全系数,以及各个断面的安全系数。

5、工期分析根据隧道工程的平面布置图,计算出隧道工程的实施工期,同时,对工期中的工序进行分析,以及确定各个工序的完成时间。

三、实验结果1、概要设计根据隧道工程的设计要求,本次隧道工程的概要设计如下:(1)隧道断面:采用 1 米 1 米的直角坐标系,隧道断面尺寸为4.5 米宽,2.5 米高。

(2)支护方案:采用布置土撑支护,再搭设索力撑支护,隧道周围混凝土砌筑保护墙支护。

(3)排水方案:采用水泥排水管道、排水沟和排水槽等主要排水设施,以及隧道的屋顶上设置防水面等辅助排水设施。

(4)跨度方案:跨度设计采用第三代隧道钢拱的结构形式,其中跨度线为 420 米,拱高为 0.48 米,拱度为 4.2,拱台宽度为 0.6 米。

2、软件绘制平面布置图根据隧道工程的概要设计,使用 AutoCAD 软件绘制出隧道工程的平面布置图,其界面如下:图 1 隧道工程平面布置图界面3、造价统计根据隧道工程的平面布置图,计算出隧道工程的造价为人民币785 万元,其中,隧道本体构造物的造价为 590 万元,支护构造物、排水构造物和装备设施的造价分别为 95 万元、100 万元和 0 万元。

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第一章、隧道工程概况1.1 编制依据1. 隧道工程招标文件及施工招标设计图纸。

2. 国家、行业及重庆市颁布施行的现行有关技术规范、验收标准和法律、法规。

3. 现场踏勘考察收集的资料以及对工程环境的调查和分析。

4. 必须执行质量检查制度,严格遵守操作规程,做好材料试验工作。

施工中应做好技术交底工作,进行技术、质量、安全教育,确保工程质量,并坚持文明施工。

1.2 编制原则严格遵守并积极响应业主招标文件、答疑文件规定的内容和施工招标设计图纸的要求,编制施工组织设计。

在仔细考察工程现场,认真了解招标文件和有关规定的基础上,充分分析本标段工程施工的特点及难点,认识本工程施工组织的难度,我单位将根据多年来工程施工积累的类似工程施工经验,认真做好施工组织方案,做到布局合理、符合现场实际、切实可行、科学合理地部署和组织工程的施工。

各工序既要紧密衔接,避免不必要的重复,又要保证施工连续均衡地进行。

我单位将严格按照ISO9001质量认证体系标准和项目法施工的要求进行施工质量控制,建立健全质量保证体系,强化安全、质量保证措施,使各项工作落到实处,为本工程顺利、高效、优质施工创造良好条件。

选派具有丰富现场施工经验的管理人员及各专业技术人员组成强有力的现场施工组织管理机构,保证施工组织管理的核心层全面负责整个项目的质量、安全、进度,并保障施工所需的人力、物力、财力,直接对业主负责,对工程项目负责。

在机械设备和检测仪器配置方面,优选高效机械化作业及现代化的检测手段,为工程施工进度、质量及安全提供强有力的设备、仪器保证。

在工期安排上,充分考虑各分项分部工程的施工工期,依据施工图,精心组织,合理安排各分项分部工程的施工顺序,避免不合理的安排造成施工干扰和窝工现象。

在施工方案的制定、施工工艺的选择、施工技术的实施方面,做到规范化、标准化,优先选用科学、先进的施工方法,确保工程质量、安全和工期。

在安全保证措施方面坚持“安全第一,预防为主”的方针,立足于全局性、可靠性及可操作性,建立健全安全管理体系、安全岗位责任制,确保工程顺利完成。

重视工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作,采用先进的地质超前预报系统指导隧道施工,建立健全以量测为依据的信息化和数字化施工管理体系。

在环境保护及文明施工方面,切实重视环境保护工作,做好工程区施工现场内外的文明施工和环境保护工作,采用减震、降噪及控制爆破技术保护周边环境。

采取一系列规范、严格的环保、环卫措施,保证市容卫生和正常交通,尽量减小对附近及周边居民正常的生产生活影响。

我们的目标是精心组织、科学施工、优质高效、安全可靠、争创一流,向业主按期移交人民满意的优质工程。

1.3 指导思想结合实际,因地制宜,以人为本,精心组织,科学施工,技术先进,安全可靠,经济合理,优质高效。

1.4 隧道名称、位置、用途安徽省铜汤高速公路隧道,位于安徽省铜汤高速公路,要穿越黄山的焦家山。

隧道址区属构造剥蚀低山区,海拔105.2m—231.1m,相对高差125.9m。

山脊走向35度左右,隧道轴线与山脊走向基本垂直。

主要用途是方便通车。

1.5 隧道的岩性特征隧道区属背斜地貌,地势较高,覆盖层厚度小,岩层倾角大,地下水贫乏且不稳定,区内无不良地质现象;洞身穿过III类、IV类、V类围岩,岩体稳定性良好,裂隙不发育,地层岩性主要为志留系畈村组粉砂岩(fnS2)和第四系全新统崩坡积成因碎石土(14deQ )。

1.6 对隧道坡度的要求隧道纵坡不应小于0.3%,不应大于3%,本隧道取2%。

1.7 隧道通风、排水、供电、供水及其他系统的布置隧道口安装1台MFA60P2-S通风机供风,通风管使用φ1000负压柔性风管,悬挂于隧道拱腰部位,压入式通风。

安装排水盲管:按设计尺寸、位置在喷混凝土面上安装透水盲管,设置排水沟。

隧道为上坡掘进时,设距边墙0.5m设临时排水沟,沿纵坡排水,汇入洞外排水系统;下坡掘进时,每隔20~30m设一集水坑和抽水站,依次将水抽排出洞。

要求排水沟能够满足排水的需求。

供电要求380V动力电,能够保证施工用电和照明用电。

安徽省铜汤高速公路隧道出口设蓄水池一座,在山顶上建一座高山水池,高山水池建于施工工作面40米以上,以保证隧道开挖时的水压力,容量50m3,高山水池在隧道开挖前修建完工。

供水要满足隧道施工中用水,及生活用水。

其他设备要求必须有混凝土输送泵、喷浆机、注浆机、混凝土搅拌机、钢筋切断机、木工圆盘锯、运输设备等。

1.8 隧道运输设备的选择运输设备统一选择汽车运输。

第二章隧道设计2.1 选择隧道的形状选择直墙式半圆拱加反拱。

隧道只有167米,属于超短隧道,围岩情况为Ⅲ、Ⅳ类,所以采用短台阶法施工。

直墙式便于台阶法施工,而且施工简单,安全。

2.2 确定隧道断面尺寸断面尺寸如图2-1图2-1断面附属设施布置如图2-2图2-2本高速公路位于皖南山区,取设计时速为h km V k /100=,则建筑限界高度H =5.0m 。

且当h km V k /100=时,检修道J 的宽度不宜小于1.00m ,取m 00.1==右左J J ,检修道高度h =0.5m 。

设检修道时,不设余宽,即:C=0。

取行车道宽度W=3.75m ×2=7.5m ,侧向宽度为:m L L R L 00.1==,建筑限界顶角宽度为:m E E R L 00.1==,隧道纵坡不应小于0.3%,不应大于3%,本处取2%。

具体建筑限界见图一所示。

图一 公路隧道建筑限界(单位:cm )由《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)4.4.6有:上、下行分离式独立双洞的公路隧道之间应设置横向通道。

本隧道长168m ,设置一处人行横道即可,人行横通道的断面建筑限界如下图二所示。

图二 人行横通道的断面建筑限界(单位:mm )故:隧道限界净宽为:11.5m ;其中:行车道宽度:W=3.75m ×2=7.5m ;侧向宽度为:m L L R L 00.1==;检修道宽度:m 00.1==右左J J ;隧道限界净高:5m ;内轮廓形式:单心圆R=6.8m ;净高:7m ;净宽:11.7m ;向外取衬砌厚度0.4m ,则:隧道开挖宽度m B t 5.12=;隧道开挖高度:m H t 4.7=;取两分离式洞口之间左右间距为40m ;该段隧道的埋深H =67.087m 。

洞口的开挖方式见施工组织设计。

三、围岩压力计算7.1592.05.124.7<==t t B H 隧道支护结构的垂直均布压力:h q γ=ω1s 245.0-⨯=h其中:s=3, 为安全起见,取 35.2m t =γ ,B>5m,取i =0.1,75.155.121.01)5(1)=(-⨯+=-+=B i ω,21s 875.775.15.2445.0245.0m t h q =⨯⨯⨯=⨯==-γωγ, 荷载等效高度:m qh q 15.35.2875.7===γ; 深、浅埋隧道分界深度:m H m h H q p 087.67875.715.35.25.2=<<⨯===,故为深埋隧道。

水平均布围岩压力:q e 15.0<,取2279.07875.0875.710.0m t m t e ≈⨯==。

三、隧道初支查看《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004),则:由8.1.1有: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。

高速公路应采用复合式衬砌。

8.4.1有:复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间夹放水层组合而成的衬砌形式。

复合式衬砌设计应复合下列规定:1、初期支护宜采用锚喷支护,即由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式单独或组合使用,锚杆支护宜采用全长粘结锚杆。

2、二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构,衬砌截面宜采用连接圆顺的等厚衬砌断面,仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。

由8.4.2有:复合式衬砌可采用工程类比法进行设计,并通过理论分析进行验算。

初期支护及二次衬砌的支护参数可参照表8.4.2-1选用。

由表8.4.2-1,对于Ⅲ级围岩,有:初期支护:拱部、边墙的喷射混凝土厚度为8~12cm,拱、墙锚杆长度为2.0~3.0m,间距1.0~1.5m;钢筋网:局部@25×25;二次衬砌厚度:拱、墙混凝土厚度为35cm。

本隧道大部分地段为深埋隧道。

深埋隧道外层支护,根据《规范》规定,采用锚喷支护,锚杆采用水泥砂浆全长粘结锚杆,规格 22×2500mm,间距1.0~1.5m,锚喷混凝土厚度120mm;钢筋网:局部@25×25。

四、隧道衬砌设计与计算因围岩稳定性较好,二衬作为安全储备,按构造要求设计,采用直墙式衬砌,拱顶采用单心圆。

取衬砌中线为计算线,则:隧道计算宽度为12.3m,计算高度为7.2m。

已知资料:顶拱和边墙的厚度均为0.4m ,宽度为1.0m ,跨度l =12.3m ,拱的矢高f =3.7m ,垂直均布压力2875.7m tq =,侧向均布压力279.0m t e =,衬砌选用C30混凝土,其弹性模量E=31GPa ,围岩弹性抗力系数3310200m t K ⨯=。

图三 隧道衬砌计算模型(单位:m )2、拱顶的计算(1)几何尺寸R=6.8m ,'5362o n Q =,sin n Q =0.8902,cos n Q =0.4556,536101653.0124.010⨯⨯==EJ , 边墙的弹性标值:319.1101653.0410244554=⨯⨯⨯==EJ K α 75.262.45.3319.1>⨯==h α(边墙属于长梁)。

(2)计算各项特征数值(计算过程参考《地下结构静力计算》一书)(a )拱的单位变位由式(3-18)与附表53,得:5511104692.900996.1101653.08.62-=⨯⨯⨯⨯=δ, 5522112107049.1162086.0101653.08.62-==⨯⨯⨯⨯=δδ, 352252 6.80.0696264.7848100.165310δ⨯=⨯⨯⨯-=; (b )拱的载变位由式(3-19)与附表54,得:050531102012.6611738.0101653.08.62q q p-⨯-=⨯⨯⨯-=∆, 050542101209.14460559.0101653.08.62q q p-⨯-=⨯⨯⨯-=∆; (c )拱的弹性抗力变位 由式(4-8)与附表57,得:n n σσσ5531103261.50014.0101653.08.62-⨯-=⨯⨯⨯-=∆, n n pσσ5541101088.180007.0101653.08.62-⨯-=⨯⨯⨯-=∆; (d )墙顶(拱脚)的单位变位边墙属于长梁,按式(4-15)计算墙顶的单位变位。

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