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《地下工程施工技术》课程设计目录1 工程概况 (1)1.1 编制依据及原则 (1)1.3 工程简介 (1)1.4 工程地质 (2)1.5 施工现场情况 (3)2 工程重点及难点 (3)2.1 施工场地小、施工区地下管线繁多 (3)2.2 超深地下连续墙施工、主体结构防水 (4)2.3 控制基坑变形与地面沉降,确保周边环境安全 (4)2.4 场区地质条件与承压水降水 (4)3 工程总体筹划 (4)3.1 施工总体目标 (4)3.2 施工方案比选 (4)3.3 工作井至PD3总体施工安排 (5)3.4 施工工期筹划 (6)3.5 劳动力组织计划与机械设备 (6)3.6 现场平面布置 (7)3.7交通组织方案 (8)4 深基坑施工方案 (9)4.1 方案综述 (9)4.2 地下连续墙施工方案与技术措施 (9)4.3 地基加固方案 (12)4.4 基坑降水方案 (13)4.5 基坑开挖与支撑方案 (13)4.6施工测量及监测 (14)5 施工组织机构与管理网络 (15)6 沿线构筑物、地下管线及民用、公共设施保护措施 (18)6.1 地下管线、构筑物及民用、公共设施保护组织措施 (19)6.2 构筑物及民用、公共设施情况及保护 (19)7 工程质量保证措施 (19)7.1 质量方针 (19)7.2 质量目标 (19)7.3 主要质量保证技术措施 (19)8 安全生产、文明施工措施 (20)8.1 安全生产措施 (20)8.2 文明施工措施 (21)9环境保护措施 (22)9.1 土方运输、弃土及建筑垃圾 (22)9.2污水处理 (22)9.3 施工噪声与振动控制 (22)10 消防与治安措施 (23)10.1 消防措施 (23)10.2 现场治安措施 (24)11 防汛措施 (25)11.1 防汛范围及标准 (25)11.2 防汛组织指挥 (25)11.3要害部位及防汛措施 (25)12 应急预案 (26)12.1 应急准备及响应程序 (26)12.2接警与通知 (26)12.3 应急事故处理流程 (26)12.4 重大危险源、事故预防及应急抢险措施 (28)12.5 应急物资材料 (31)某隧道进（出）洞竖井施工组织设计1工程概况1.1编制依据及原则1、编制依据：a)隧道进（出）洞竖井施工图纸设计；b)隧道工程项目部现场踏勘调查资料，水文地质调查资料；c)发包合同、招投标文件；d)《建筑基坑工程支护技术规程》（JGJ120-99）；e)《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）f)《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）；g)《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；h)《地铁设计规范》（GB50157-2003）；i)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；j)《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；k)《锚杆喷射混凝土支护规范》（GB50086-2001）；l)《岩土锚杆（索）技术规程》（CEC S22-2005）；m)《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006版）；n)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；o)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2010版）；p)《混凝土耐久性设计规范》》（GB/T50476-2008）；q)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）r)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）s)国家、行业和某市地方相关的设计标准、规范、规程。
《地下结构工程》课程设计项目名称：大瑶山隧道施工与支护设计及稳定性评价设计时间：年月日~ 月日指导教师：班级：姓名：学号：北京科技大学2014.5目录1 工程概况................................................................................................................................ - 1 -2 隧道区域地应力.................................................................................................................... - 1 -3 工程地质和水文地质简介.................................................................................................... - 3 -3.1 岩性............................................................................................................................... - 3 -3.2 构造............................................................................................................................... - 4 -3.3 不良地质....................................................................................................................... - 5 -3.4 水文地质....................................................................................................................... - 5 -4 设计内容................................................................................................................................ -5 -4.1隧道设计分区................................................................................................................ - 5 -4.2进出口段（约100m）设计.......................................................................................... - 5 -4.2.1隧道围岩分级..................................................................................................... - 5 -4.2.2支护选型............................................................................................................. - 6 -4.2.3稳定性计算......................................................................................................... - 6 -4.2.3支护与开挖设计................................................................................................. - 7 -4.3 中部段隧道设计........................................................................................................... - 8 -4.3.1围岩分级............................................................................................................. - 8 -4.3.2初期支护设计..................................................................................................... - 8 -4.3.3稳定性计算......................................................................................................... - 9 -4.3.4设计图............................................................................................................... - 11 -5 隧道施工.............................................................................................................................. - 12 -5.1光面爆破...................................................................................................................... - 12 -5.1.1光面爆破作用机理........................................................................................... - 12 -5.1.2光面爆破的特点............................................................................................... - 13 -5.1.3光面爆破参数的确定....................................................................................... - 13 -5.2隧道支护施工.............................................................................................................. - 14 -5.2.1新奥法概述....................................................................................................... - 14 -5.2.2隧道施工的施工工序....................................................................................... - 15 -5.2.3隧道施工中的注意事项................................................................................... - 15 -6 附图 (18)1 工程概况通过专业绘图软件AutoCAD绘制的大瑶山隧道平剖面图如图1.1所示。
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。
目录一基本资料 (1)二荷载确定 (1)三衬砌几何要素 (3)3.1衬砌几何尺寸 (3)3.2半拱轴线长度S及分段轴长△S (4)3.3割分块接缝重心几何要素 (4)四计算位移 (5)4.1单位位移 (5)4.2载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 (7)4.3载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 (10)4.4墙低（弹性地基上的刚性梁）位移 (12)五解力法方程 (13)σ=）分别产生的衬砌内力 (13)六计算主动荷载和被动荷载（1h七最大抗力值的求解 (15)八计算衬砌总内力 (16)九衬砌截面强度检算（检算几个控制截面） (17)9.1拱顶（截面0） (17)9.2截面（7） (17)9.3墙低（截面8）偏心检查 (17)十内力图 (17)一 基本资料一级公路隧道，设计时速60km/h ，结构断面如图1所示，围岩级别为V 级，容重3s 18m KN =γ，围岩的弹性抗力系数KN K 5105.1⨯=/3m ，衬砌材料C25混凝土，弹性模量∂⨯=kP E 7h 1085.2，容重3/23m KN h =γ。
图1 衬砌结构断面二 荷载确定2.1 深埋隧道围岩压力确定竖向均布压力： 10.452s q ωγ-=⨯ 式中：s ——围岩级别，此处s=5;s γ——围岩容重，此处s γ=18kN/㎡；ω——跨度影响系数，ω=1+i(B m -5)，毛洞跨度B m =12.00m ，B m =5~15时，i=0.1，此处: ω=1+0.1×（12.00-5）=1.7所以：32.2207.11820.45q 1-5=⨯⨯⨯= kPa考虑到初期之处承担大部分围岩压力，而二次衬砌一般作为安全储备，故对围压力进行折减，对于本隧道按照40%折减，即q=(1－40%)×220.32=132.19 kPa 围岩水平均布力：e =0.4×q=0.4×132.19=52.88kPa2.2浅埋隧道围岩压力确定荷载等效高度sq qγ=h =m 35.71819.132=， 分界深度==q P H 5h .2 2.5×7.35=18.38m（1）埋深（H ）小于或等于等效荷载高度（q h ）时竖向均布压力：在隧道埋深7m 处()6.7540%-100.718q =⨯⨯=∙=H s γ kPa围岩水平均布力：0.46kPa5 )236-(457.6)tan 21(718 )2-(45)tan H 21(H e 2g 2t =⨯+⨯=+=ϕγs（2）埋深（H ）大于q h 、小于或等于p H 时竖向均布压力：)tan 1(q θλγttB HH B Q -==浅浅 []θϕθϕββϕβλtan tan )tan -(tan tan 1tan tan -tan g g ++=g()θϕϕϕϕβtan -tan tan 1tantan tan 2g gg g ++=式中：浅q ——作用在支护结构上的均布荷载；γ——围岩的天然容重；H ——隧道埋深； λ——侧压力系数；θ——破裂面摩擦角，此处取0.5gϕ因此：()39.218tan -36tan 36tan 136tan 36tan tan -tan tan 1tantan tan 22=++=++=）（θϕϕϕϕβg gg g[]θϕθϕββϕβλtan tan )tan -(tan tan 1tan tan -tan g g ++=g()[]32.018tan 36tan 18tan -36tan 39.2139.236tan -39.2=⨯++=kPaB H H B Q t t 16.27818tan 0.321238.18-138.1818)tan 1(q =⨯⨯⨯=-==）（浅浅 θλγ 89kPa .16640%-116.278q =⨯=）（浅围岩水平均布力：kPah kPa H 65.14932.098.2518e 88.10532.038.1818e 21=⨯⨯===⨯⨯==λγλγ127.77kPa 149.65)(105.8821)(2121=+=+=e e e 三 衬砌几何要素3.1衬砌几何尺寸内轮廓半径 r 1=5.4m ，r 2=7.9m ；内径r 1 、r 2所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角1ϕ=90°，2ϕ=105°； 二次衬砌厚度d=0.45m 。
《地下工程课程设计》目录一、目的 (2)二、设计资料 (2)三、隧道设计 (2)四、管片衬砌结构设计 (7)五、轨道设计 (12)六、参考文献 (13)地铁区间盾构隧道建筑限界的确定与横断面设计一.目的:通过课程设计,使学生掌握地铁区间隧道车辆轮廓线、车辆限界、设备限界和建筑限界的计算过程与影响因素，车辆类型，支护结构类型，轨道类型，受电弓知识，直线与曲线隧道计算超高的办法及其对隧道建筑限界的影响等知识，使学生能够在任一速度和曲线半径下，选择车型和轨道设计，进行隧道衬砌选择和衬砌管片的选择，并且设计出管片的厚度和二次衬砌的厚度（若需要），绘出给定条件下的隧道建筑限界图（车辆轮廓线图、车辆限界图、设备限界图和建筑限界图），并给出具体控制点的坐标值，绘出单（复）线隧道直线和曲线条件下的衬砌内轮廓图，绘出衬砌设计图，绘出管片设计图等。
二．设计资料：取之于“广州地铁某线某区间盾构隧道设计”。
圆形盾构地铁区间隧道，底层参数为：粉粘土，上覆地层高12.0m，容重18.0kN/m3，地面超载20.0kN/m3，侧压力系数0.5，地基抗力系数30.0MPa/m。
设计要求：1)直线隧道，时速80km/h2)曲线段隧道，时速70 km/h，半径750m，车型B1,减震轨枕。
三．隧道设计：本隧道设计选择B1车型中的下部受流型车型，其车辆主要参数如下：1.车辆长度：19000mm2. 车辆宽度：2800mm3. 车辆高度：3800mm4. 车体重量：1) 空车：24000kg（钢车）2）重车：42600kg（钢车）●车辆轮廓线B1型计算车辆轮廓线坐标值（mm）如下表：点号0 1 2 3 4 5 6 27 28X 0 840 950 1129 1229 1299 1318 1332 1387Y 3800 3800 3750 3636 3538 3406 3315 3077 3063点号29 30 7 8 9 —10d 11d 12dX 1413 1358 1400 1400 1400 —1255 1255 1255Y 2621 2605 1860 1100 600 —600 355 160点号13d 14d 15d 16d 17d 20d 21 22 23X 1440 1441 1230 1065 1065 818 818 717.5 717.5Y 160 120 85 85 165 165 0 0 -25点号24 25 26 —12e 13e 14e ——X 676.5 676.5 0 —-1255 -1428 -1428 ——Y -25 80 80 —222 222 190 ——注：表中第0~9、10d点是车体上的控制点；第11d点是车轴上轴箱的控制点；第12d~15d点是转向架构架下受流器的控制点；第16d~20d点为下部受流转向架构架上的控制点；第21、22点为车轮踏面上的控制点；第23、24点为轮缘上的控制点；第25、26为连接在车轴上的齿轮箱最低点；第27~30点为信号灯预留位置。
目录1 隧道基本情况说明 (1)1.1 设计标准规范 (1)1.2 技术标准 (1)1.3 工程概论 (1)1.3.1 隧道概述 (1)1.3.2 工程地质条件 (1)1.3.3 区构造 (2)1.3.4 水文地质条件域地质 (2)2 初步预设计 (3)2.1 围岩分类 (3)2.2 隧道洞口位置及形式 (4)2.2.1洞门位置 (4)2.2.2 洞门形式 (4)2.2.3 洞门确定 (5)2.3 隧道横断面设计 (5)2.3.1 隧道净空与限界 (5)2.3.2 隧道衬砌内轮廓线 (6)3 隧道洞门设计及强度、稳定性验算 (8)3.1 洞门设计 (8)3.2 洞门强度及稳定性验算 (8)3.2.1 翼墙 (9)3.2.2 主墙与翼墙共同作用的B部分 (11)3.2.3 主墙B部分 (12)3.2.4 主墙C部分 (13)3.3 出口段洞门设计 (13)4 衬砌内力及配筋计算 (13)4.1 Ⅴ级围岩衬砌设计 (13)4.1.1 支护参数 (14)4.1.2 衬砌内力计算 (14)4.1.3配筋计算 (34)4.1.4 衬砌安全性评价 (37)4.2 Ⅳ级围岩段衬砌设计（直墙拱形） (38)4.2.1 支护参数 (38)4.2.2衬砌内力计算 (39)4.3 Ⅱ、Ⅲ级围岩段衬砌设计 (48)4.3.1 支护参数 (48)4.3.2配筋计算 (49)5 辅助工程设计 (49)5.1 偏压处理方法 (49)5.2 超前支护设计 (49)6 施工组织设计 (52)6.1 概述 (52)6.1.1 隧道工程概述 (52)6.1.2资料依据 (52)6.1.3 施工准备工作 (52)6.2 施工方法 (53)6.2.1 施工方法选择的原则 (53)6.2.2 开挖方法 (53)6.3 普通水泥砂浆锚杆与喷射混凝土施工 (57)6.3.1普通混凝土砂浆锚杆施工 (57)6.3.2喷射混凝土施工 (58)6.4 爆破设计 (59)6.4.1炸药品种选择 (59)6.4.2掘进进尺L (60)6.4.3 炮眼直径D (60)6.4.4炮眼布置 (60)6.4.5 装药结构 (61)6.5 出渣运输 (64)6.5.1 装渣方式 (64)6.5.2 装渣机械 (64)6.5.3 运输 (64)6.6 监控量测 (64)6.6.1 地表监测 (65)6.6.2 洞内监测 (66)6.6.3 监控量测成果分析 (66)6.6.4 洞内监测 (69)6.6.5 洞内仪器施工方法及说明 (69)6.7 照明设计 (71)6.8 通风设计 (72)6.9 安全管理 (73)总结 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
《地下建筑结构设计》课程设计题目：盾构管片设计计算院部：工程技术学院专业：土木工程班级：组员及学号：一、设计功能：该段隧道为城市地铁区间段 二、称砌方式：根据设计要求盾构管片类型为平面型。
平面型管片的抗弯刚度和强度相对较大，且管片混凝土截面削弱小，对盾构推进装置的顶力具有较大的抵抗能力。
故决定采用C50钢筋混凝土平面型管片，管片厚度的选择，取决于土质条件、覆盖土层的厚度、施工荷载状况、隧道的使用目的及管片施工条件等多种因素。
本工程的管片厚度选择为300mm ，管片内径为（2350+100*16=3950）mm ，管片的每环长度为1000mm 。
三、管片类型：平面型；管片外直径：D=3350mm ；管片型心半径：Rc=1975mm;管片宽度：B=1000mm ；管片厚度：t=300mm ；管片截面面积：）（2cm 30001000300=⨯=A ；管片单位重度：3c m /26KN =γ；管片的弹性模量：a 1030.37KP E ⨯=；管片截面的惯性矩：44-m 106276.1⨯=I /m ；混凝土轴心抗压强度标准值：a 43f c MP =；混凝土抗弯刚度有效系数η=1.0；钢筋混凝土弹性模量比n=c s /E E =15；混凝土弯矩增大率ζ=0.0.构件的容许应力见下图。
四、场地条件：土层条件：沙质土；土的单位重度：3/5.18m KN =γ，土的单位浮重度；3/5.8m KN =＇γ,土的内摩擦角：︒=21ϕ，土的粘聚力：kpa c 12=；土的侧压力系数：5.00=k ；超载：kpa p 100=；上部土层厚度：m H 5.7=；潜水位：地面水平线-3.0m ，m H w 5.40.35.7=-=；N 值：N=30；地基反作用系数：3/10m MN k =；水的单位重度：3/10m KN =γ五、 构件容许应力：混凝土标准强度：； 2ck =32.4MN m f 混凝土允许抗压强度：2ca =16.2MN m σ；混凝土抗弯刚度有效系数：η=1.0；钢筋与混凝土弹性模量比：5s 4c 2.010===5.803.4510E n E ⨯⨯；混凝土弯矩增大率：ξ=0.0；钢筋（SD35）允许强度：2sa =200MN m σ； 螺栓允许强度：2sa 240MN m σ=；六、盾构千斤顶;盾构千斤顶轴推力：1000kN T =10⨯片。
隧道工程课程设计计算书设计参数：-隧道长度：2000m-隧道净宽：10m-隧道净高：6m-土体密度：18.5kN/m3-土体内摩擦角：30°-地下水位：5m-隧道内地下水位：2m-土体内抗剪强度参数：φ=30°计算步骤：1.计算隧道内各个断面的相对稳定性；2.计算隧道支护结构的尺寸和索力；3.计算隧道开挖的顺序和土体的应力状态；4.计算隧道的变位量和不同支护结构的变形量；5.计算隧道内构筑物的稳定性；6.计算隧道坍塌和局部沉降的可能性。
1.相对稳定性计算：计算隧道内两个断面的相对稳定性，以确定隧道开挖顺序和施工方法。
首先计算土体的自重应力，然后计算水压力和隧道开挖导致的土体应力变化。
根据土体内摩擦角和土体内抗剪强度参数，计算土体的剪应力和相对稳定性。
2.支护结构的尺寸和索力计算：根据隧道净高和净宽，计算隧道内的支护结构的尺寸和索力。
使用经验公式或数值模拟方法计算支护结构的索力。
3.土体的应力状态计算：根据施工顺序和隧道支护结构的施工过程，计算隧道开挖时土体的应力状态。
包括计算土体的剪应力和轴向应力。
4.隧道的变位量和变形计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道开挖时的变位量。
使用弹塑性模型计算不同支护结构的变形量。
5.隧道内构筑物的稳定性计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道内构筑物的稳定性。
包括计算构筑物的动力稳定性和长期稳定性。
6.隧道坍塌和局部沉降的可能性计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道开挖过程中的坍塌和局部沉降的可能性。
通过计算应力集中和土体塑性区域的发展，评估土体失稳的可能性。
以上是隧道工程课程设计计算书的主要内容，涉及隧道设计的各个方面。
通过对土体的力学性质、支护结构的尺寸和索力以及隧道开挖过程中土体应力状态的计算，可以确定隧道的稳定性和施工方法。
建筑隧道工程课程设计计算书1. 引言本文档是针对建筑隧道工程课程设计所进行的计算书，旨在对隧道相关工程进行计算和设计。
本文档将主要包括隧道设计的几个关键方面，包括设计参数、计算方法和结果等。
2. 设计参数2.1 隧道尺寸根据实际情况和需求，我们确定了以下隧道尺寸参数：- 隧道长度：1000米- 隧道宽度：10米- 隧道高度：5米2.2 地质参数在进行隧道设计时，地质情况是非常重要的考虑因素。
根据我们的勘探和分析，我们得出以下地质参数：- 岩石密度：2.6g/cm^3- 岩石强度：20MPa- 地表水位：10米3. 计算方法3.1 隧道稳定性计算为确保隧道的稳定性，我们将进行以下计算：1. 地应力计算：根据均布荷载的原理，我们可以计算出地应力分布情况。
2. 开挖承载力计算：通过土力学原理，我们计算开挖过程中土体的承载力，并评估隧道的稳定性。
3.2 地下水渗流计算地下水渗流对隧道工程有重要影响，我们将进行以下计算：1. 渗流方程求解：根据达西定律和渗流方程，我们可以计算地下水渗流的强度和方向。
2. 渗流线计算：通过计算渗流线的分布，我们可以评估地下水流向和影响范围。
4. 计算结果4.1 隧道稳定性计算结果根据隧道稳定性计算，我们得出以下结果：- 地应力分布图将地应力分布图绘制在图表中，以展示隧道的稳定性情况。
- 开挖承载力计算结果通过计算开挖过程中土体的承载力，我们可以评估隧道的稳定性和可行性。
4.2 地下水渗流计算结果根据地下水渗流计算，我们得出以下结果：- 渗流强度分布图将地下水渗流强度分布图绘制在图表中，以展示地下水的渗流情况。
- 渗流线分布图通过计算渗流线的分布，我们可以评估地下水流向和影响范围。
5. 结论通过本次建筑隧道工程课程设计的计算和设计过程，我们得出了隧道稳定性和地下水渗流的相关计算结果。
这些结果将为隧道工程的设计和施工提供重要的参考依据。
在实际工程中，需要根据具体情况进行进一步的优化和调整，以确保隧道的稳定性和安全性。
隧道工程课程设计计算书一、项目背景及意义随着我国经济的快速发展，基础设施建设在国民经济中的地位日益突出，尤其是在交通运输领域。
隧道作为一种重要的交通工程结构，具有缩短路线、降低地形影响、保护生态环境等优点，在高速公路、铁路、城市轨道交通等方面得到了广泛应用。
因此，开展隧道工程课程设计，提高隧道工程设计水平，对培养隧道工程专业人才具有重要的现实意义。
二、设计任务及目标本次隧道工程课程设计的主要任务是针对某隧道工程，进行隧道主体结构设计、支护设计、排水设计、通风设计等方面的工作。
通过本次设计，使学生掌握隧道工程设计的基本原理和方法，培养实际工程问题的分析和解决能力。
三、设计内容与方法1. 隧道主体结构设计根据隧道工程的特点和地质条件，选择合适的隧道断面形式，进行隧道主体结构的设计。
主要包括隧道净空尺寸、衬砌结构、路面结构等方面的设计。
2. 隧道支护设计针对隧道工程的地质条件、围岩等级、施工方法等因素，进行隧道支护设计。
主要包括锚杆、喷射混凝土、钢架、超前支护等方面的设计。
3. 隧道排水设计根据隧道工程的地质条件、水文地质条件，进行隧道排水设计。
主要包括排水系统、防水系统、降水措施等方面的设计。
4. 隧道通风设计针对隧道工程的长度、交通量、地质条件等因素，进行隧道通风设计。
主要包括通风方式、通风设备、通风控制系统等方面的设计。
5. 隧道附属设施设计根据隧道工程的功能需求，进行隧道附属设施设计。
主要包括隧道照明、标志、监控系统、紧急救援系统等方面的设计。
6. 隧道施工组织设计根据隧道工程的特点、施工方法、施工技术等因素，进行隧道施工组织设计。
主要包括施工进度、施工队伍、施工设备、施工质量控制、施工安全管理等方面的设计。
四、设计成果与分析1. 隧道主体结构设计成果根据设计任务书的要求，完成了隧道主体结构的设计。
设计过程中，充分考虑了隧道工程的地质条件、交通需求、施工技术等因素，确保了设计方案的合理性、安全性和经济性。
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。
表1 各层土的物理力学指标For personal use only in studyand research; not for commerci al use 土的类型厚度（m）重度γ（kN/m3）弹性抗力系数(Mpa/m）变形模量E（GPa）泊松比μ内摩擦角ф（º）粘聚力C(Mpa)杂填土 3.5 16 50 0.8 0.4 20 0.005 粉土 3.2 18 90 0.9 0.35 21 0.01 细砂 5.2 19 100 1.2 0.32 22 0.01圆砾土6.5 19.5 120 1.5 0.32 25 0.01 粉质粘土6.2 20.0 150 1.8 0.32 23 0.02 卵石土8.5 20.0 200 2.0 0.30 27 0.03 基岩 22 300 2.5 0.35 35 0.041. 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5.5m ，位于粉土层、细砂层和圆砾土层中，根据《地铁设计规范》可知，围岩为Ⅴ级围岩。
所以，5=s ，1.0=i ，6=B 。
则有：因为埋深m h m h c 92.75.5*=<=，可知该隧道为极浅埋。
2.2 结构断面形式采用暗挖法施工，隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。
2.3 结构内力计算2.3.1 土压力的计算断面的土层状况，如下图所示：5.5m 杂填土：.5m粉土：3.5m细砂：5.2m地下水位：11m圆砾土：6.5m1.垂直土压力结构顶板处所受的垂直土压力为：结构底板埋深处的垂直土压力值为：其中，水的压应力KPa h i i 134.883.08.9=⨯==∑γσ水有效压应力KPa h i i 07.21113.5192.3185.316=⨯+⨯+⨯==∑γσ土截面穿过土层分界处的垂直土压力为:2.侧向土压力杂填土的侧向土压力系数为：粉土的侧向土压力系数为：细沙的侧向土压力系数为：因此，顶板埋深处的侧向土压力为：底板埋深处的侧向土压力为：土层分界处的上下面侧向土压力分别为:2.3.2 地面荷载（附加荷载）（1）地面车辆荷载折算等效均布荷载取： kPa q 20=附。
（2）不同的土层引起的结构侧向压力为： 杂填土：kPa q K e 8.92049.011=⨯=∙='附 粉 土：kPa q K e 44.920472.022=⨯=∙='附细 沙：kPa q K e 12.920456.033=⨯=∙='附2.3.3 其他荷载（1）列车荷载列车按六节编组，轴重14t ，折算等效静载：kPa q 20=车；（2）结构自重：在使用 Midas 软件进行分析时，软件将会通过定义材料的几何特性和材料特性自动考虑结构自重。
2.3.4 荷载组合按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合,并取各自的最不利组合进行设计。
(1)按承载能力极限状态组合荷载结构由恒载起控制作用，所以按组合荷载公式：活载恒载⨯+⨯=4.12.1F ,来计算荷载设计值。
土压力为恒载，地面荷载（附加荷载）、列车荷载为活载。
顶部竖向力设计值为：顶部侧向力设计值为：底部侧向力设计值为：土层交界处的侧向力设计值：列车荷载的设计值分别为：(2)按正常使用极限状态进行荷载组合按组合荷载公式“F=恒载+活载”来计算荷载设计值顶部竖向力设计值为：顶部侧向力设计值为：底部侧向力设计值为：土层交界处的侧向力设计值：列车荷载的设计值分别为：结构受力图如下：2.2.5 用midas 软件建立计算模型（1）地下结构是建筑在底层中的封闭式结构，就其结构本身是超静定问题，考虑结构与围岩的相互作用，由结构的变位才能确定被动荷载的范围和大小。
而结构的变位又在主动荷载和被动荷载的共同作用下发生的，所以求解过程式是一个非线性的问题。
首先建立结构有限元的模型如下图所示：通道断面结构模型图（注：弹簧支撑均作用于节点上，未全部标出）本设计采用荷载结构模型，将应用有限元方法的基本思想和弹性地基梁的理论结构midas 程序的特点，完成此次设计。
输入边界条件、单元集合特性、材料特性，然后利用有限元计算软件（midas ）进行结构的计算。
在midas 处理后可以得到结构承载能力极限状态下和正常使用极限状态下的弯矩图和轴力图。
（2）对承载能力极限状态组合荷载建立模型得到弯矩图、轴力图。
如下：结构断面的弯矩图(最大弯矩：137m KN ⋅)结构断面的轴力图(最大轴力：387KN)（3）对正常使用极限状态组合荷载建立模型得到弯矩图、轴力图。
如下：结构断面的弯矩图(最大弯矩：114m KN ⋅)结构断面的轴力图(最大轴力：325KN)3.3 通道的配筋计算和裂缝宽度的验算（隧道结构取最不利截面配筋）经过计算，可知中墙顶部为最不利位置，沿隧道纵向取1m 的计算单元，弯矩最大为76.4kN.m ，轴力为96.6kN ，以此截面为控制截面进行配筋，为简便计算，可以对称配筋。
弯矩设计值m KN M ⋅=137，轴力设计值KN N 387=截面长度：L=1.0m 高度：mm a h h s 500505500=-=-=计算长度：m l 60= 偏心距：mm N M e 35410003871370=⨯== 附加偏心矩：mm e a 20=（20mm 和1/30偏心方向截面尺寸中较大值）初始偏心矩：mm e e e a i 374203540=+=+=偏心距增大系数：13.16100038755060003.145.05.01>=⨯⨯⨯⨯==N A f c ς，所以取0.11=ς 153.1155.060<==h l ，所以构件长细比对截面曲率影响的系0.12=ς 则偏心矩增大系数：按小偏心受压构件进行计算取55.0==b εε则受压区钢筋面积：采用20Φ20，s A =62802mm55.037.03.1430050060006280<=⨯⨯==c y s f f bh A ξ，非超筋，满足要求。
mm h mm e 27555.037500=>=，所以得验算裂缝宽度。
143.1155.060<==h l ，则使用阶段的轴向压力偏心矩增大系数0.1=s η 轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离：纵向受拉钢筋合力点至截面受压合力点的距离：mm h e h z 3745006.60750012.087.012.087.02020=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率按荷载效应的标准组合计算的轴向力： KN N K 325=钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离：C=50mm受拉区纵向钢筋的等效直径: mm d eq 20所以最大裂缝宽度：满足裂缝宽度的要求。
参考资料：[1] 《地铁设计规范》GB50157—2003[2] 《铁路隧道设计规范》TB10003—2005[3] 贺少辉《地下工程》2008年版 北京交通大学出版社、清华大学出版社[4] 关宝树《地下工程》2007年版 高等教育出版社[5] 李志业、曾艳华《地下结构设计原理与方法》 2005年版 西南交通大学出版社[6] 曾亚武《地下结构设计原理》 2006年版 武汉大学出版社[7] 程文襄、王铁成《混凝土结构》 2008年版 中国建筑工业出版社如文档对你有用，请下载支持！仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
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