公路隧道毕业设计图纸
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毕业设计(论文)_大跨公路隧道—水口山隧道结构与施工设计(含全套CAD图纸)目录摘要................................................................................................................................. - 1 - Abstract .................................................................................................................................... - 2 - 第1章绪论............................................................................................................................. - 1 -1.1隧道工程的基本概念 ......................................................................................... - 1 -1.2我国隧道工程的发展简况 ................................................................................. - 1 -1.3隧道工程的特点 ................................................................................................. - 2 - 第2章设计任务..................................................................................................................... - 3 -2.1设计任务及要求 ................................................................................................. - 3 -2.2 设计原始资料 .................................................................................................... - 3 -2.2.1主要技术指标..................................................................................... - 3 -2.2.2 设计所需的工程地质资料.............................................................. - 4 -2.3 设计进度安排 .................................................................................................... - 4 - 第3章隧道横断面设计及优化 ............................................................................................ - 5 -3.1 隧道建筑限界的确定 ........................................................................................ - 5 -3.1.1 隧道建筑限界的定义........................................................................ - 5 -3.1.2 隧道建筑限界的组成及规范规定[1]................................................. - 5 -3.1.3 水口山隧道建筑限界的确定............................................................ - 8 -3.2 隧道横断面优化设计 ........................................................................................ - 9 -3.2.1概述..................................................................................................... - 9 -3.2.2 影响隧道衬砌结构内轮廓线的因素................................................ - 9 -3.2.3 不设置仰拱的隧道内轮廓优化...................................................... - 10 -3.2.4 有仰拱的隧道内轮廓优化设计...................................................... - 14 - 第4章隧道二次衬砌内力检算与分析 .............................................................................. - 17 -4.1隧道衬砌断面厚度 ........................................................................................... - 17 -4.2 隧道衬砌力学分析 .......................................................................................... - 17 -4.2.1结构承受的荷载............................................................................... - 17 -4.2.2 围岩压力的含义及分类.................................................................. - 17 -4.2.3 围岩压力的确定.............................................................................. - 18 -4.3结构内力计算与分析 ....................................................................................... - 20 -4.3.1计算原理........................................................................................... - 20 -4.3.2内力计算与检算............................................................................... - 20 -4.3.3衬砌内力计算结果分析................................................................... - 27 - 第5章隧道支护结构设计................................................................................................. - 30 -5.1 支护结构总体设计 .......................................................................................... - 30 -5.2暗洞洞身支护结构设计 ................................................................................... - 31 -5.2.1复合式衬砌的一般规定[1]................................................................ - 31 -5.2.2支护设计参数的工程实例............................................................... - 33 -5.2.3初期支护设计................................................................................... - 38 -5.2.4 预留变形量...................................................................................... - 40 -5.2.5二次衬砌设计................................................................................... - 40 -5.3明洞衬砌设计 ................................................................................................... - 45 -5.4 水口山隧道支护参数统计表 .......................................................................... - 46 -5.5 工程量计算 ...................................................................................................... - 48 -5.5.1 Ⅲ级围岩浅埋段工程量计算........................................................ - 48 -5.5.2 Ⅲ级围岩深埋段工程量计算........................................................ - 48 -5.5.3 Ⅱ级围岩深埋段衬砌工程量计算.................................................. - 49 - 第6章洞门位置的确定与洞门结构设计 .......................................................................... - 51 -6.1 概述 .................................................................................................................. - 51 -6.2 隧道洞门形式设计 .......................................................................................... - 51 -6.3 隧道进出洞口位置的确定 .............................................................................. - 53 -6.4 隧道进出口洞门各部尺寸拟订 ...................................................................... - 54 -6.5 洞门边仰坡开挖线 .......................................................................................... - 54 -6.6洞口主要工程量计算 ....................................................................................... - 56 -6.7 隧道出口洞门检算 .......................................................................................... - 56 - 第7章隧道施工组织设计................................................................................................... - 61 -7.1隧道施工组织概述 ........................................................................................... - 61 -7.2 施工方案比选 ................................................................................................ - 61 -7.2.1 明洞段施工方法比选及施工.......................................................... - 61 -7.2.2 暗洞施工方案比选.......................................................................... - 63 -7.3 暗洞施工方法设计 ........................................................................................ - 64 -7.4 辅助施工措施设计 .......................................................................................... - 64 -7.4.1 辅助施工措施概述.......................................................................... - 64 -7.4.2 地表砂浆锚杆设计.......................................................................... - 66 -7.5 钻爆设计 .......................................................................................................... - 67 -7.5.1 钻爆开挖的要求............................................................................ - 67 -7.5.2钻孔机具和爆破材料选择............................................................... - 67 -7.5.3爆破参数........................................................................................... - 68 -7.5.4炮眼布置........................................................................................... - 72 -7.5.5 单眼装药量计算.............................................................................. - 73 -7.6 施工进度计划 .................................................................................................. - 74 -7.6.1 Ⅲ级围岩段上台阶开挖计划进度.................................................. - 74 -7.6.2 Ⅱ级围岩段上台阶开挖计划进度.................................................. - 76 -7.6.3 Ⅲ级围岩段下台阶开挖计划进度.................................................. - 77 -7.6.4 Ⅱ级围岩段下台阶开挖计划进度.................................................. - 78 -7.6.5施工总工期的确定........................................................................... - 80 -7.7资源供应编制 ................................................................................................... - 80 -7.7.1 每洞口劳动力配备.......................................................................... - 80 -7.7.2 材料机械需要量计算...................................................................... - 81 - 第8章监控量测................................................................................................................... - 84 -8.1 概述 .......................................................................................................... - 84 -8.1.1监控量测的目的............................................................................... - 84 -8.1.2监控量测的内容及方法................................................................... - 84 -8.2 监控量测设计 ................................................................................................ - 86 -8.3 监控量测资料分析与应用 ............................................................................ - 87 - 第9章隧道附属设施设计................................................................................................... - 89 -9.1防排水系统设计 ............................................................................................... - 89 -9.1.1 隧道防水.......................................................................................... - 89 -9.1.2 隧道排水.......................................................................................... - 90 -9.1.3 水口山隧道防排水设计.................................................................. - 90 -9.2电缆槽设计 ....................................................................................................... - 93 -9.3 行车道道路面设计 .......................................................................................... - 93 -9.4 隧道通风设计 .................................................................................................. - 94 -9.4.1 隧道通风类型.................................................................................. - 94 -9.4.2 水口山隧道通风设计...................................................................... - 95 -9.5 隧道照明设计 .................................................................................................. - 95 -9.5.1 概述.................................................................................................. - 95 -9.5.2 照明区段设计.................................................................................. - 96 -9.6 行人、行车横洞 .............................................................................................. - 97 - 结束语..................................................................................................................................... - 98 -参考文献................................................................................................................................. - 99 - 附录A 横断面优化程序................................................................................................... - 100 - 附录B 衬砌配筋计算程序............................................................................................... - 103 - 附录C 英语翻译............................................................................................................... - 106 -摘要本设计的题目是“大跨公路隧道—水口山隧道结构与施工设计”,公路等级为高速公路,设计时速为80km/h,隧道全长288.5米,按三车道设计。
翠峰山隧道总体设计2.1翠峰山隧道工程概述翠峰山公路隧道属于沐河小区位于黑河至北安之间,是一级公路隧道属于分离式公路隧道,上行线的入口桩号K256+200,出口桩号为K258+270,长度2070m,下行线的入口桩号K258+254,出口桩号K256+212,长2042m,隧道坡度分别为1.75%和1%。
2.2翠峰山隧道水文地质概况2.2.1地形地貌翠峰山隧道地处低山地貌,场地内地形起伏大,地面高程396~555m,山坡上多为蕨类植物及经济作物,植被一般发育,表层主要为灌木丛,沿线地表植被不发育,主要为农作物,及零星分布些灌木。
2.2.2工程地质1、区域稳定分析评价本地区属东北区域,地震基本烈度为Ⅵ度,隧道区内无区域深活动断裂,史上也无大的地震灾害记录,地壳基本稳定,按规范规定不设防。
隧道洞身段顶板上覆岩体主要为奥陶系爱辉组(P2d)地层,岩性以强风化下带~弱风化玄武岩为主、夹火山熔岩集块岩,属硬质岩,整体强度较高,结构面互相牵制,岩体基本稳定。
岩石柱状节理很发育,只具有少量贯穿性较好的节理裂隙,裂隙结构面间距0.7~1.5m,一般2~3组,有少量分离体。
围岩自稳能力较差。
有充填铁锰质、泥质,岩体破碎多呈块状、碎石状,断层、断面破裂带、片理、层理及层间结构面较发育,裂隙结构面间距0.25~0.5m,一般在3组以后,由许多分离体形成,岩体较破碎~破碎,碎裂状结构或裂隙块状结构。
岩质较硬~硬,围岩自稳能力较差。
围岩级别为Ⅱ~Ⅳ级。
洞身围岩主要由玄武岩组成,岩石柱状节理裂隙发育,节理面、裂隙面等结构面的组合切割易形成不稳定的“锲形体”,于洞顶易产生坍塌或冒顶,在侧壁围岩易沿结构面或结构面组合形成的不利结构发生“追踪型”破坏,施工时应采取适当措施防护并及时做好衬砌。
2、隧道开挖、支护、衬砌鉴于上述隧道进出口段的工程地质条件,建议设计遵循“早进洞、晚出洞”的设计原则,在进出口段设明洞,以保持出口端坡体稳定;洞口过渡地段围岩易产生掉块、崩塌,可采用超前多层锚杆支护或管棚支护,局部节理裂隙相对发育地段应采取超前小导管注浆,以固定洞壁和洞顶易松动的围岩。
第一章隧道工程概况1.1 工程简介本隧道位于建阳市将口镇将口村至将口芹口村,设计长度为左洞1167米,为中长隧道,左洞桩号ZK23+046~ZK24+213,最大埋深148米,其中桩号ZK23+046~ZK23+561为A1标段。
右洞桩号YK23+026~YK24+217,最大埋深140米,其中YK23+026~YK23+570为A1标段。
进出口采用端墙式门洞,隧道单幅宽度10.25米,隧道段基石为变粒岩、石英片岩。
1.2 工程地质、水文、气象1.2.1 地形地貌本隧道场址区洞身段属剥蚀丘陵地貌,进、出口处属山间冲洪积洼地与剥蚀丘陵交汇处,进、出口两侧分布有窄长冲洪积洼地,总体地形起伏大,进洞口自然山坡度约15度~30度,出洞口自然山坡坡度约20度~35度,自然山坡较稳定,洞身最高点海波348.1米,沟堑较发育。
洞身段地表植被发育;进口处植被较稀疏,主要为园林,种植桂花等;出口处植被发育较稀疏,主要为农田,种植水稻,局部农田荒废。
1.2.2 地质构造隧道洞身段表层为少量的坡积层(Qdi),下伏基岩为上元古界麻源群变粒岩(PT3MY),局部地段见有少量混合花岗岩,进洞口路面标高位于冲洪积层内,下伏基岩为上元古界麻源群变粒岩(PT3MY),出洞口路面标高高于冲洪积层,出洞口段表层为少量的坡积层(QDI),下伏基岩为上元古界麻源群变粒岩(PT3MY),岩层产状较不稳定。
1.2.3水文地质本隧道属于崇阳溪水系,场区附近地表发育一般,进口两侧沟谷各发育1条小溪沟,勘察期间水面宽度约0.2米,深约0.1~0.2米,流量约530吨/天,主要接受地下水或雨季雨水的补给,常年性流水水源,旱季时水量较少,隧址区未发现明显的泉点,民井分布。
①风化带孔隙裂隙水:赋存于第四系残坡积层底部及基岩风化带,为潜水,富水性不均、富水性弱。
主要接受大气降水及地下水侧向补给,受季节影响变化大。
向下游地下水排泄②基岩裂隙水:福存于隧道区内的基岩裂隙中,富水性、导水性较差,且不均匀,主要接受大气降水及地下水侧向补给,向下游地下水排泄。
隧道本科毕业设计摘要随着科技的不断进步,现代隧道无论是从结构计算,还是从施工方法都较以前有了较大的飞跃。
本设计课题为公路隧道,注重的是结构计算,重点研究新奥法施工。
公路隧道近些年在高等级公路中应用广泛。
因为其在山岭地区可用做克服地形或高程障碍,改善线形,提高车速,缩短里程,节约燃料,节省时间,减少对植被的破坏,保护生态环境;还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。
在城市可减少用地,构成立体交叉,解决交叉路口的拥挤阻塞,疏导交通,保护环境,提高社会综合效益。
在江河、海峡、港湾地区,可不影响水路通航。
新奥法施工隧道的主要特点是:通过多种量测手段,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”。
I目录摘要 (I)A b s t r a c t............................................................错误!未定义书签。
第1章绪论. (1)1.1概述 (1)1.1.1隧道及其分类 (1)1.1.2隧道的作用及其优点 (1)1.1.3隧道工程及其发展 (1)1.1.4新奥法施工 (2)1.2目的和意义 (2)第2章设计要求 (2)2.1技术要求 (3)2.1.1主要技术标准 (3)2.1.2材料 (4)2.1.3设计规范 (4)2.2设计基本资料 (4)第3章初步设计 (4)3.1围岩分类 (4)3.2隧道平面布置 (5)3.2.1隧道平面布置方案比选 (5)3.2.2隧道平面线形 (6)3.2.3隧道纵坡 (6)3.3隧道净空断面 (6)第4章结构内力计算 (7)4.1荷载确定 (7)4.1.1计算垂直均布压力: (7)4.1.2划分浅埋和深埋隧道的分界: (7)4.2衬砌几何要素 (9)4.2.1衬砌几何尺寸 (10)4.2.2半拱轴线长度S及分段轴S (10)4.2.3各分块接缝(截面)中心几何要素 (10)II4.3计算位移 (11)4.3.1单位位移 (11)4.3.2主动荷载引起的位移 (13)4.3.3单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 (24)4.3.4墙底(弹性地基上的刚性梁)位移 (32)4.4解力法方程 (33)σ)产生的衬砌内力 (36)4.5主动荷载及被动荷载(1=h4.6最大抗力值的求解 (39)4.7计算衬砌总内力 (41)4.8衬砌截面强度验、检算 (45)第5章衬砌结构及附属设施 (46)5.1衬砌结构方案 (46)5.1.1明洞 (46)5.1.2暗洞衬砌结构 (46)5.1.3衬砌支护参数 (47)5.1.4二次衬砌 (49)5.2洞门 (49)5.3隧道防排水 (50)5.3.1防水工程 (50)5.3.2排水工程 (51)5.4隧道通风 (52)5.4.1确定通风方式 (52)5.4.2计算参数 (52)5.4.3计算新风量 (52)5.4.4确定风机组数 (53)5.5保温工程 (54)5.6洞内横通道 (55)5.7紧急停车带 (55)5.8洞内检修道、设备洞室 (55)5.9洞内路面 (56)5.9.1正线隧道路面 (56)5.9.2汽车横通道路面 (56)III5.9.3人行横通道路面 (56)5.10内装与防噪设施 (56)5.11隧道消防系统 (56)5.12隧道照明 (56)第6章施工方案 (58)结论 (60)致谢 (60)参考文献 (61)附录1 (61)附录2 (63)IV绪论概述隧道及其分类隧道通常指作用地下通道的工程建筑物。
土木与建筑工程学院2015届毕业设计文件设计题目:天台山公路隧道设计
专 业:土木工程(岩土)班 级: 11-3 班
学生姓名:臧浩然学号:20117181
指导教师:刘振平院长: 武鹤
黑龙江工程学院土木与建筑工程学院
二〇一五年六月
目 录
图 表 名 称 图 号 备 注
设计总说明 I 共2页 上行先平纵缩图 S1-1
共5页 下行线平纵缩图 S1-2
隧道平面布置图(一) S1-3 隧道平面布置图(二) S1-4
隧道平面布置图(三) S1-5
隧道上行线纵断面缩图 S2 共1页 隧道上行线纵断面布置图(一) S3-1
共3页 隧道上行线纵断面布置图(二) S3-2 隧道上行线纵断面布置图(三) S3-3
隧道下行线纵断面缩图 S4 共1页 隧道下行线纵断面布置图(一) S5-1
共3页 隧道下行线纵断面布置图(二) S5-2 隧道下行线纵断面布置图(三) S5-3
Ⅲ级围岩隧道标准横断面图 S6 共1页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图(一) S7-1
共2页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图(二) S7-2 Ⅲ级围岩支护与衬砌构造图 S8 共1页 Ⅳ、Ⅴ级围岩标准横断面图 S9 共1页 Ⅳ级围岩衬砌配筋图(一) S10-1 共4页
图 表 名 称 图 号 备 注 Ⅳ级围岩衬砌配筋图(二) S10-2 Ⅴ级围岩衬砌配筋图(一) S10-3 Ⅴ级围岩衬砌配筋图(一) S10-4 共4页 Ⅳ、Ⅴ级围岩支护与衬砌构造图 S11 共1页 标准横断面图 S12 共1页 紧急停车带横断面和平面图 S13 共1页 人、车横向通道横断面图 S14 共1页 翼墙式洞门立面图 S15 共1页 翼墙式洞门侧面图 S16 共1页 翼墙式洞门平面图 S17 共1页 射流机安装位置图 S18 共1页 射流机平面布置图 S19 共1页 照明灯具安装位置图 S20 共1页 照明灯具平面布置图 S21 共1页 Ⅲ级围岩施工方案图 S22 共1页 Ⅳ级围岩施工方案图 S23 共1页 Ⅴ级围岩施工方案图 S24 共1页
设计总说明
一、设计依据
隧道名称 始终里程桩号 隧道长度 天台山隧道
上行线隧道 K95+238~k96+704 1466m
下行线隧道 K95+230~k96+688 1458m
1、《公路勘测规范》JTG C10-2007;
2、《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009
3、《公路隧道设计规范》 JTG D70-2004
4、《公路工程技术规范》JTG B01-2003
5、《公路工程技术标准》TGB01-2014;
6、《公路工程抗震设计规范》JTJ004-2008;
7、《公路隧道交通与辅助设施施工技术规范》JTG/TF 72-2011;
8、《公路隧道交通工程设计规范》JTG/T D71-2004;
9、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001;
10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001;
二、技术要求
1、设计技术指标
(1) 隧道按规定的远期交通量设计,采用直线型分离式单向行驶两车道隧道(上、下行分离)。
(2) 隧道设计车速,隧道几何线形与净空按 80km/h 设计,隧道照明设计速度按80km/h 设计。
2、材料技术指标
Ⅴ级围岩:采用超前小导管的辅助施工方案;初期支护为长300Ф25普通砂浆锚杆,系统锚杆纵横间距100×100cm,梅花型布置;Ф12单层钢筋网,网格间距25×25cm,18号工字钢,间距100cm;初次衬砌采用15cm 厚喷射混凝土,二次衬砌为45cm厚C25模筑混凝土带仰拱。
初衬和二衬之间设置1.0mm厚的PVC防水板。
Ⅳ级围岩:采用超前小导管的辅助施工方案;初期支护为长300Ф25普通砂浆锚杆,系统锚杆纵横间距100×100cm,梅花型布置;Ф12单层钢筋网,网格间距25×25cm,18号工字钢,间距100cm;初次衬砌采用15cm 厚喷射混凝土,二次衬砌为35cm厚C25模筑混凝土带仰拱。
初衬和二衬之间设置1.0mm厚的PVC防水板。
Ⅲ级围岩:Ⅲ级围岩部分初期支护拟采用长300Ф25普通砂浆锚杆,系统锚杆纵横间距150×150cm,梅花型布置,Ф12单层钢筋网,网格间距25×25cm,18号工字钢,间距100cm,25cm厚喷射混凝土,二次衬砌为35cm 厚C25混凝土不带仰拱。
初衬和二衬之间设置1.0mm厚的PVC防水板。
行人横洞衬砌设计为初期支护采用10cm厚C20喷射混凝土,局部锚杆,二次衬砌为20cm厚素混凝土,初衬和二衬之间设防水板和无纺布作为复合防水层。
三、设计要点
1、根据公路路线和天台山地形地貌,天台山隧道选址在K95+230~K96+704。
2、根据《公路工程隧道设计规范》隧道平面、纵面、横断面依据设计车速为80km/h进行设置。
3、根据洞门附近地形和土质概况出入口洞门均选择为翼墙式。
4、本隧道上行线明洞在K95+238~K95+278和K96+664~K96+704,下行线明洞在K95+230~K95+250和K96+663~K96+688明洞全长125m。
5、根据隧道洞身所处岩层岩性和隧道埋深考虑,隧道复合式衬砌断面形式选择为曲墙拱型。
6、隧道施工:根据天台山地形地貌和土质岩性本隧道开挖方式选择为明洞选择为大开挖形式施工;暗洞选择为新奥法施工。
7、隧道防排水和通风照明根据《公路工程隧道设计规范》进行验算和设置。
四、施工要点
1、洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。
2、洞身开挖主要采用钻爆法施工,上下台阶均用装载机装渣、自卸汽车运输的方法施工。
3、锚杆施工是保证施工安全的重要支护手段之一。
施工完成后在一定程度上,它还可以作为永久支护结构的一部分发挥作用
4、钢拱架安装时要保证与隧道纵向垂直,其上下、左右允许偏差为5cm,钢架倾斜度不得大于2度。
若拱脚标高不足时,不得用土、石回填,而要设置钢板进行调整,必要时可用混凝土加固基底。
5、注意喷射混凝土的养护,应在其终凝1~2h后进行洒水养护,养护时间不应小于7天。
6、爆破开挖一次的进尺应根据围岩条件确定。
开挖软弱围岩时,应控制在1m到2m之内;开挖坚硬完整围岩时应根据周边炮眼的外插角以及允许超挖量确定。
7、全断面开挖的开挖面较大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,要求施工单位有较强的开挖、出渣与运输及支护能力,采用深孔爆破时,产生的爆破震动较大,对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。
8、按照设计轮廓尺寸进行开挖,以形成符合工程要求的隧道断面,然后进行必要的支护,以控制隧道围岩的变形,最后施作永久衬砌,以保证隧道长期安全使用。
9、洞口排水系统满足不渗漏的要求,起到截排水的作用,并将洞口边、仰坡地表水引出洞口以外。