下载文档原格式
地下工程课程设计计算书之隧道设计第一章设计概况地铁是地下铁道的简称。
它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。
地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。
而地铁车站是地下铁道的重要组成部分，它要解决客流的集散、换乘，同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理，以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。
车站设计本着“以人为本”的观念，坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。
本设计主要是针对城市地铁区间隧道的结构设计，主要内容为：对区间隧道进行结构检算，求出内力，并进行配筋计算。
1.1 工程地质概况For personal use only in study and research; not for commercial use线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表1，本地区地震烈度为7度。
1. 2其他条件地下水位在地面以下11m处；隧道顶板埋深5.5m。
1.3设计依据《建筑结构荷载规范》（GBJ 50009-2001）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）《地下工程防水设计规范》（GB 50108-2001）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《地铁设计规范》（GB50157-2003）第二章结构设计2.1根据给定的隧道埋深判断结构深、浅埋可以采用铁路隧道推荐的方法，即有 *10.452[1(5)]s h i B -=⨯⨯+-上式中s 为围岩的级别；B 为洞室的跨度；i 为B 每增加1m 时的围岩压力增减率。
地铁隧道盾构法课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解地铁隧道盾构法的基本概念、工作原理和施工工艺，掌握盾构机的构造和操作要点，以及盾构法施工的安全注意事项。
通过本节课的学习，学生应能解释盾构法在地铁隧道建设中的应用，分析盾构法施工的优缺点，并能够运用所学知识解决实际工程问题。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括地铁隧道盾构法的定义、工作原理、施工工艺、盾构机的构造和操作要点，以及盾构法施工的安全注意事项。
具体包括以下几个方面：1.地铁隧道盾构法的定义和分类；2.盾构机的工作原理和主要组成部分；3.盾构法的施工工艺和操作要点；4.盾构法施工的安全注意事项；5.盾构法施工案例分析。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解盾构法的定义、工作原理、施工工艺等基本概念，使学生掌握盾构法的基本知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解盾构法在地铁隧道建设中的应用，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：学生进行盾构机模型操作实验，使学生熟悉盾构机的构造和操作方法。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，本节课将选择和准备以下教学资源：1.教材：《地铁隧道盾构法》；2.参考书：相关盾构法的学术文献和工程案例；3.多媒体资料：盾构法施工的视频资料和图片；4.实验设备：盾构机模型和操作工具。
通过以上教学资源的选择和准备，为学生提供直观、生动的学习材料，帮助学生更好地理解和掌握盾构法相关知识。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答和小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解能力。
2.作业：布置相关的盾构法施工案例分析作业，评估学生对课堂所学知识的应用和理解能力。
3.考试：安排一次闭卷考试，测试学生对盾构法基本概念、工作原理和施工工艺等知识的掌握程度。
第1篇一、设计背景随着城市化进程的加快和地下空间利用需求的增加，地下工程施工技术在我国得到了广泛应用。
为了提高学生对地下工程施工技术的理解和掌握，本课程设计旨在让学生通过实际操作和理论分析，深入了解地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织，培养其解决实际工程问题的能力。
二、设计目标1. 理解地下工程的概念、分类和特点；2. 掌握地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织；3. 培养学生分析、解决实际工程问题的能力；4. 提高学生的团队合作精神和沟通能力。
三、设计内容1. 地下工程概况（1）地下工程的分类：按领域用途、空间位置等进行分类；（2）地下工程的特点：如施工环境复杂、安全风险高、施工难度大等；（3）地下工程施工的基本要求：如保证施工质量、安全、环保等。
2. 地下工程施工方法（1）明挖法：放坡开挖、非放坡开挖等；（2）暗挖法：浅埋暗挖法、盾构法、沉管法等；（3）特殊施工方法：如冻结法、顶管法等。
3. 地下工程施工组织（1）施工组织设计：包括施工进度、施工方案、施工资源、施工质量、安全、环保等方面的内容；（2）施工平面布置：包括施工场地、施工道路、临时设施、施工设备等；（3）施工资源配置：包括人力、物力、财力等。
4. 地下工程施工案例分析选择典型地下工程案例，分析其施工过程中的关键技术、施工组织、施工管理等方面的问题，总结经验教训。
四、设计步骤1. 确定设计题目，收集相关资料；2. 分析地下工程概况，确定施工方法；3. 制定施工组织设计，进行施工平面布置；4. 进行施工资源配置，确定施工进度；5. 撰写课程设计报告，进行答辩。
五、设计评价1. 设计报告的完整性、合理性；2. 施工方案的科学性、可行性；3. 施工组织设计的合理性、有效性；4. 案例分析的真实性、深度；5. 团队合作精神和沟通能力。
通过本次地下工程施工课程设计，学生将全面了解地下工程施工技术，提高其解决实际工程问题的能力，为今后从事地下工程相关工作奠定坚实基础。
隧道横断面设计一、铁路隧道横断面设计（一）直线隧道净空隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，根据隧道建筑限界确定。
隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。
1.机车车辆限界机车车辆限界指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。
该限界要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。
“机车车辆限界”能满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上的最大需要。
2.基本建筑限界基本建筑限界指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。
3.隧道建筑限界（1）常速铁路隧道建筑限界。
它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线，即在“基本建筑限界”的基础上，留出少许空间，用于安装通信信号、照明、电力等设备。
对于速度120 km/h的新建和改建的内燃机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-1A”和“隧限-1B”，如图2-17所示。
新建和改建的电力机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-2A”和“隧限-2B”，如图2-18所示。
图2-17 蒸汽及内燃牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）图2-18 电力牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）（2）高速铁路隧道建筑限界。
我国高速铁路隧道建筑限界分为200 km/h客货共线、200 km/h及以上客运专线、200 km/h客货共线双层集装箱运输三种，如图2-19～图2-21所示。
图2-19 200 km/h客货共线电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界（单位：mm）图2-20 200 km/h及以上客运专线铁路建筑接近限界（单位：mm）图2-21 200 km/h客货共线电力牵引铁路双层集装箱运输隧道建筑限界（单位：mm）4.直线隧道净空（1）常速铁路隧道净空。
“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，它除了满足限界要求外，还考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间，还考虑了在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。
地下地铁课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解地铁的基本结构及其在地下运行的科学原理。
2. 学生能够掌握地铁系统的组成部分，包括车辆、轨道、信号及供电等。
3. 学生能够了解地铁建设对城市交通和地下空间利用的影响。
技能目标：1. 学生能够通过图表和数据，分析地铁运行的速度、频率及运输能力。
2. 学生能够运用地理知识和数学技能，简单计算地铁线路的长度和站点间距。
3. 学生通过小组合作，设计一份简单的地铁线路图，展示其规划能力和空间想象力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对现代城市交通工具的欣赏和尊重，认识到地铁对于城市公共交通的重要性。
2. 学生通过学习地铁建设中的技术挑战，激发对科学探究的兴趣，培养解决问题的积极态度。
3. 学生能够认识到地铁作为绿色出行方式对环境保护的意义，增强社会责任感和可持续发展意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在结合学生的生活实际，以实践活动为主线，引导学生主动探索和学习，将理论知识与实际应用紧密结合。
通过课程学习，学生不仅能够获得有关地铁的知识，更能提升综合运用知识解决实际问题的能力，同时培养其积极的情感态度和价值观。
二、教学内容本课程教学内容围绕地铁系统的基本知识、技术应用及社会影响展开，依据课程目标，具体包括以下部分：1. 地铁的基础知识：- 地铁的定义、历史发展及其在国内外城市的应用案例。
- 地铁系统的组成，包括车辆、轨道、信号、供电、通风等。
2. 地铁的运行原理：- 地铁列车的动力系统、制动系统及其工作原理。
- 地铁线路设计、隧道工程及地下空间的利用。
3. 地铁与城市交通：- 地铁对城市交通状况的改善及对其他交通方式的影响。
- 地铁线路规划、站点布局及其对周边区域发展的带动作用。
4. 地铁的技术挑战与环境保护：- 地铁建设中的技术难题及解决方法，如地下施工、地质处理等。
- 地铁作为绿色出行方式对环境保护的贡献，如节能减排、减少交通拥堵等。
盾构隧道课程设计引言盾构隧道是一项复杂的工程技术，用于建设地下交通隧道等大型基础设施。
本文将对盾构隧道的课程设计进行全面的探讨，包括设计原则、流程、关键技术等方面。
设计原则盾构隧道的设计需要考虑以下原则：1.安全性：隧道必须达到一定的安全标准，包括结构安全、地质灾害防治等。
2.经济性：设计需要在保证安全的前提下，尽可能节约成本，提高投资回报率。
3.可行性：设计方案必须符合实际施工条件，考虑现有技术和资源供应等因素。
4.环保性：隧道的设计应尽量降低对环境的影响，包括噪音、振动、污染等。
设计流程盾构隧道的设计流程通常包括以下几个阶段：前期调研1.项目背景：了解项目的背景、目标和需求，包括交通状况、城市规划等。
2.地质勘探：进行地质勘探，获取地质和地下水情况等必要数据。
3.隧道路线选择：根据勘探结果和其他条件，选择最佳的隧道路线。
初步设计1.结构设计：根据选定的路线，进行隧道的结构设计，确定隧道的断面形状、尺寸等。
2.施工工艺设计：制定隧道的施工工艺和方案，包括盾构机的选择和使用等。
详细设计1.参数计算：对隧道的结构、地质等参数进行计算和分析，确定设计的合理性和稳定性。
2.材料选择：选择适合的材料用于隧道的建设，包括隧道衬砌、防水材料等。
3.设备选择：对于盾构隧道来说，盾构机是关键设备之一，需要选择适合的盾构机型号和配置。
4.施工图纸：制定详细的施工图纸，包括隧道的剖面、开挖工程、支护结构等。
监理与验收1.施工监理：监督隧道的施工过程，确保施工按照设计要求进行。
2.竣工验收：对隧道的结构、安全等进行验收，判断是否符合设计要求。
关键技术盾构隧道设计过程中需要掌握以下关键技术：1.地质勘探技术：通过地质勘探获取地下地质数据，包括地层厚度、岩土类型、地下水位等。
2.隧道结构设计技术：根据勘探数据和工程要求，确定隧道的结构形式、断面和支护方案等。
3.盾构机技术：盾构机是盾构隧道施工的关键设备，设计需要对盾构机进行选择和配置。
地铁隧道工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解地铁隧道工程的基本概念、原理和施工技术。
2. 掌握地铁隧道工程中涉及的关键参数和设计要求。
3. 熟悉地铁隧道施工过程中的安全管理、环境保护和工程质量控制措施。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际地铁隧道工程问题的能力。
2. 提高学生进行团队合作、沟通交流和项目管理的能力。
3. 培养学生运用现代信息技术工具，如CAD、BIM等，进行地铁隧道工程设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地铁隧道工程的兴趣和热爱，激发学生投身于土木工程建设的热情。
2. 增强学生的社会责任感和职业道德，使其关注地铁隧道工程对环境和社会的影响。
3. 培养学生严谨求实、勇于创新的精神，提高学生的综合素质。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践应用的结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、兴趣和特长，采用项目式教学、案例分析、小组讨论等多种教学方法，以达到以下具体学习成果：1. 学生能够阐述地铁隧道工程的基本原理和施工技术。
2. 学生能够独立分析地铁隧道工程案例，并提出合理的解决方案。
3. 学生能够运用所学知识和技能，完成一项简单的地铁隧道工程设计。
4. 学生在课程学习过程中，表现出良好的团队合作、沟通能力和创新精神。
5. 学生关注地铁隧道工程的社会影响，具备一定的职业道德素养。
二、教学内容1. 地铁隧道工程概述- 了解地铁隧道工程的发展历程、分类及在我国的应用现状。
- 学习地铁隧道工程的功能、优点及挑战。
2. 地铁隧道工程基本原理- 掌握地铁隧道工程的设计原理、施工方法及关键技术。
- 学习隧道工程中的力学原理，如土压力、水压力等。
3. 地铁隧道工程设计- 研究地铁隧道工程的设计流程、设计原则和设计标准。
- 学习地铁隧道工程的平面设计、纵断面设计及相关构造设计。
4. 地铁隧道工程施工技术- 了解地铁隧道工程的施工方法，如明挖法、盾构法、顶管法等。
地铁区间隧道结构设计计算书一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出内力，并进行配筋计算。
具体设计基本资料如下：1.1 工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表1，本地区地震烈度为6度。
1.2 其他条件地下水位在地面以下5m处；隧道顶板埋深6m；采用暗挖法施工，隧道断面型式为马蹄形。
断面详细尺寸如图1。
隧道所在地层情况如图2。
二、设计过程2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有上式中s 为围岩的级别；B 为洞室的跨度；i 为B 每增加1m 时的围岩压力增减率。
由于隧道拱顶埋深6m ，位于粉土层、细砂层和圆砾土中，根据《铁路隧道设计规范》可知，围岩为Ⅵ级围岩。
则有：因为埋深h c =6m<h *=21.6m,可知该隧道为极浅埋。
2.2 计算作用在结构上的荷载； 1 永久荷载A 顶板上永久荷载a. 顶板自重（可只考虑二衬）250.410q d KPa γ==⨯=由于拱顶埋深6m ，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m ，应考虑土层压力和地下水压力的影响。
b. 地层竖向土压力()()()i =162185226.21065102.2i q h KPa γ=⨯+⨯-+-⨯-=∑ 土 c. 地层竖向水压力()=106510KPa w w q h γ=⨯-= 水B 底板上永久荷载 a. 底板自重250.410q d KPa γ==⨯=b. 水压力（向上）：()=1065+890KPa w w q h γ=⨯-= 水(底)C 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。
(为简化计算，按水土分算)a. 侧墙自重254100q d KPa γ==⨯=b.隧道侧墙粉土层土压力：2221=tan 45-=tan 45-=0.47222ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭粉土隧道顶部侧向土压力：1e =q =0.472102.2=48.238KPa λ⨯ 粉土土粉土层底部处侧向土压力：()()'21e =q h =0.472102.226.210155.885KPa λγ++-⨯=⎡⎤⎣⎦ 粉土土粉土c. 隧道侧墙细砂层土压力：2222=tan 45-=tan 45-=0.45522ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭细砂细砂层顶部侧向土压力：()()'31e q h 0.455102.226.210153.872KPa λγ=+=+-⨯=⎡⎤⎣⎦ 细砂土粉土细砂层底部侧向土压力：()()()''412q h h =0.455102.226.2101+26.6105.595.414e KPaλγγ=+++-⨯-=⎡⎤⎣⎦ 细砂土粉土细砂d. 隧道侧墙圆砾土层土压力：2225=tan 45-=tan 45-=0.40622ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭圆砾土圆砾土层顶部侧向土压力：()()()''512e q h h 0.406102.226.2101+26.6105.585.138KPaλγγ=++=+-⨯-=⎡⎤⎣⎦ 圆砾土土粉土细砂隧道底部侧向土压力：()()()()()'''6123q h h h 0.406102.226.2101+26.6105.5271081 5.595.491e KPa λγγγ=+++=+-⨯-+-⨯--⎡⎤⎣⎦= 圆砾土土粉土细砂圆砾土 d. 隧道侧墙水力隧道侧墙顶部 水力：110e q KPa ==水水隧道侧墙底部水力：290e q KPa ==水水（底）2 可变荷载地面车辆荷载20q KPa =车车辆荷载在各土层引起的侧向压力：10.472209.44e q KPa λ==⨯= 车粉土车 0.455209.1e q KPa λ==⨯= 车2砂土车 30.406208.12e q KPa λ==⨯= 车圆砾土车3 偶然荷载在本设计中，仅考虑比较简单的情况，偶然荷载可以不用计算。
地铁地下工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解地铁地下工程的基本概念、原理和施工技术。
2. 掌握地铁地下工程的设计要求、施工流程和安全措施。
3. 熟悉地铁地下工程与城市规划、环境保护的关系。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析地铁地下工程问题的能力。
2. 提高学生设计简单地铁地下工程方案的能力。
3. 培养学生运用现代技术手段进行地铁地下工程施工与管理的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地铁地下工程的兴趣，激发探究精神。
2. 增强学生的安全意识，认识到地铁地下工程安全的重要性。
3. 培养学生关注城市交通、环境保护等社会问题的责任感。
课程性质：本课程为选修课程，旨在拓展学生的专业知识，提高实践能力。
学生特点：学生为高中生，具有一定的物理、数学和地理知识基础，思维活跃，好奇心强。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分运用现代教育技术手段，提高课程的趣味性和实用性。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来的城市规划、工程建设等领域培养优秀人才。
二、教学内容1. 地铁地下工程概述- 地铁发展简史- 地铁地下工程分类与功能- 地铁地下工程在我国的发展现状与趋势2. 地铁地下工程设计- 设计原则与要求- 地铁线路设计- 地铁车站与区间设计3. 地铁地下工程施工技术- 施工方法与工艺- 施工组织与管理- 施工安全与质量控制4. 地铁地下工程环境保护- 环境保护措施- 噪音与振动控制- 生态环境保护5. 地铁地下工程案例分析- 国内外典型地铁地下工程案例- 案例分析方法与技巧- 案例启示与总结教学内容根据课程目标，结合教材章节进行组织，注重科学性和系统性。
教学进度安排合理，确保学生在掌握基本理论知识的基础上，能够深入了解地铁地下工程的实践应用。
通过本章节的教学，使学生全面了解地铁地下工程的设计、施工、环保等方面内容，为今后从事相关工作奠定基础。
三、教学方法针对地铁地下工程课程的特点和教学目标，采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：以教师为主导，系统地讲解地铁地下工程的基本概念、原理和施工技术。
