高速公路隧道工程课程设计计算书

高速公路隧道计算书
1. 引言
本文档为高速公路隧道的计算书，旨在对隧道的相关参数进行
计算，并评估其合理性和安全性。

2. 隧道参数计算
2.1 隧道尺寸
根据设计要求和实际情况，计算隧道的尺寸包括净高度和净宽度。

2.2 隧道线型
根据设计要求和地质勘探结果，计算隧道的线型参数，包括纵
断面和横断面的曲线半径等。

2.3 隧道施工方法
根据施工要求和地质情况，计算隧道的施工方法，包括顺做法、逆做法和转向做法等。

2.4 隧道地质参数
根据地质勘探结果和相关地质资料，计算隧道的地质参数，包
括地层土质、岩性等。

2.5 隧道支护结构计算
根据隧道的地质情况和设计要求，计算隧道的支护结构类型和
尺寸，包括锚杆、拱形支护等。

3. 隧道安全性评估
根据隧道的设计参数和施工方法，评估隧道的安全性，包括地
质灾害、水文条件和交通安全等方面进行综合评估。

4. 结论
本文档根据高速公路隧道的相关参数进行计算，并对其安全性
进行评估。

根据计算结果，可以为隧道的设计和施工提供参考依据，确保隧道的合理性和安全性。

以上为《高速公路隧道计算书》的内容摘要，详细计算和评估
请参阅正文。

高速公路隧道工程课程设计计算书目录一基本资料 (1)二荷载确定 (1)2.1围岩竖向均布压力 (1)2.2围岩水平均布力 (2)三衬砌几何要素 (2)3.1衬砌几何尺寸 (2)3.2半拱轴线长度S及分段轴长△S (2)3.3割分块接缝重心几何要素 (3)四计算位移 (3)4.1单位位移 (4)4.2载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 (4)4.3载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 (8)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） (16)9.1拱顶（截面0） (16)9.2截面（7） (18)9.3墙低（截面8）偏心检查 (18)十内力图18一 基本资料高速公路隧道，结构断面如图1所示，围岩级别为V 级，容重318kN /m ϒ=，围岩的弹性抗力系数630.1510kN /K m =⨯，衬砌材料C20混凝土，弹性模量72.9510kPa h E =⨯，容重323kN /m ϒ=。

图1 衬砌结构断面二 荷载确定2.1 围岩竖向均布压力： 10.452s q ωγ-=⨯式中：s ——围岩级别，此处s=5;ϒ——围岩容重，此处ϒ=18kN/㎡；ω——跨度影响系数，ω=1+i(B m -5)，毛洞跨度B m =12.30m ，B m =5~15时，i=0.1，此处: ω=1+0.1×（12.3-5）=1.73所以，有：510.45218 1.73224.208q 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，故对围岩压力进行折减，对于本隧道按照50%折减，即q 50%0.5224.208112.104q kPa =⨯=⨯=2.2 围岩水平均布力：e =0.4×q=0.4×112.104=44.8416kPa三 衬砌几何要素3.1衬砌几何尺寸内轮廓半径 r 1=5.7m ，r 2=8.2m ；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=101.6°； 截面厚度d=0.45m 。

高速公路隧道设计计算书1. 引言此文档旨在提供高速公路隧道设计的计算书。

通过详细说明设计计算的相关参数和步骤，以确保隧道的安全和可靠性。

2. 隧道几何参数计算2.1 隧道断面尺寸计算根据设计要求和道路标准，计算隧道的断面尺寸。

考虑隧道的通行能力和施工限制，确保满足道路交通的需求。

2.2 隧道长度计算根据路线规划和土地使用情况，计算隧道的长度。

考虑隧道的地质条件和环境保护要求，确保隧道的稳定和安全性。

2.3 隧道纵坡计算根据道路纵坡和地形要求，计算隧道的纵坡。

确保隧道内的车辆行驶平稳，避免出现陡坡和坡度过大的情况。

3. 隧道结构设计计算3.1 隧道支护方式选择根据地质勘察结果和工程要求，选择适当的隧道支护方式。

考虑地层的稳定性和隧道使用寿命，确保隧道的结构安全可靠。

3.2 隧道设计荷载计算根据设计车辆的荷载和道路使用要求，计算隧道的设计荷载。

考虑车辆的重量和速度，确保隧道的结构可以承受荷载。

3.3 隧道混凝土衬砌厚度计算根据隧道的尺寸和设计荷载，计算隧道混凝土衬砌的厚度。

考虑混凝土的强度和耐久性，确保隧道的结构稳定和耐久。

4. 隧道排水设计计算4.1 隧道排水量计算根据降雨量和地质条件，计算隧道的排水量。

考虑隧道内的地下水位和地面径流，确保隧道保持干燥和安全。

4.2 隧道排水系统设计根据隧道的结构和排水量要求，设计有效的隧道排水系统。

确保排水系统的畅通和排水能力满足设计要求。

5. 结论通过以上计算，我们可以得出隧道设计的相关参数和结构要求。

这些计算书将为隧道设计工作提供参考，并确保隧道的安全和可靠性。

---以上是高速公路隧道设计计算书的概要内容。

为保证设计的准确性，请根据具体工程要求进行详细计算和结构设计。

1工程概况1.1 隧道概况该隧道位于福建省某市某镇某山，进口纵坡1%，出口纵坡为-0.5%，进口高程9.44m，出口高程6.62m，进出口桩号分别为K2+884、K3+883，长999m，属于中隧道。

根据某市某县至某县公路初步设计审查意见及业主的批复意见，某山隧道采用初步设计优化方案，隧道设计要求为任务书规定的隧道，其建筑限界及通风照明设计与设计车速一致。

本设计要求在隧道内壁不用瓷砖的范围喷刷防火涂料，其耐火要求不小于4小时，并对隧道进行内装饰设计。

1.2 隧道区地形地貌本隧道所处的某山最高海拔224.4m，属沿海低丘地貌(山岭重丘区)，山顶较浑圆。

隧道轴线穿越地带最高为194m，坡度15～20°，进口处坡度约为15～20°，相对较平缓。

第四系覆土较薄，植被较发育。

1.3隧道区工程地质与水文地质条件本区第四系覆土不发育，多呈零星分布，厚度小，主要地层为下白垩统石帽山群上、下段，岩性主要为安山岩、玻屑凝灰岩、凝灰岩等。

除弱风化岩石及沉凝灰岩属软质岩外，其他微风化岩石主要属硬质岩，基岩垂直风化带发育，全风化层较薄，强风化和弱风化层相对较厚，岩石较破碎。

受地域地质构造影响，本地质构造主要表现为节理裂隙密集带，主要分布5条，对隧道有影响的主要有2条（L1和L5）。

围岩级别以Ⅱ～Ⅳ级为主。

隧道附近无大地表水，零星分布季节性水沟，流量小，地下水主要受大气降水补给，径流区短，部分以泉水形式排泄于水沟，部分径流排泄于大海，泉流量小，为0.01～0.21 L/S，地下水主要为风化裂隙水和基岩裂隙水，补给源有限，岩石含水性富水性较弱，水量贫乏。

1.4地震根据国家地震烈度区划图(1990)福建省区划一览表,并对隧道工程场地地震基本烈度复核，本隧道场址区基本烈度为Ⅵ度。

1.5技术经济条件⑪建筑材料：水泥：保证供应；砂石：保证供应；钢材：保证供应；木材：可适当供应，数量有限。

⑫工程用水：工地附近有水源，能保证施工需要，水质对混凝土无侵蚀性。

公路隧道设计课程设计书一、课程目标知识目标：1. 让学生了解公路隧道设计的基本原理和概念，掌握隧道结构、支护方式和施工技术等基础知识。

2. 使学生了解并掌握隧道工程中的关键参数计算，如隧道断面尺寸、围岩稳定性分析等。

3. 让学生掌握隧道施工过程中的安全措施和质量管理方法。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行隧道设计初步方案制定的能力。

2. 培养学生运用专业软件进行隧道工程计算和模拟的能力。

3. 提高学生分析隧道工程实际问题、提出解决方案的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱土木工程专业，增强对我国隧道工程建设的自豪感和责任感。

2. 培养学生严谨、细致、务实的科学态度，注重团队协作，提高沟通能力。

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。

本课程针对高年级土木工程专业学生，结合学科特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习，学生能够掌握公路隧道设计的基本知识和技能，形成对隧道工程的全面认识，为今后从事相关工作奠定坚实基础。

同时，注重培养学生的专业素养和责任感，使其成为具有创新精神和实践能力的土木工程人才。

二、教学内容1. 隧道工程概述- 隧道定义、分类及用途- 隧道工程发展历程及现状2. 隧道设计基本原理- 隧道选址与线路设计- 隧道横断面设计- 隧道纵断面设计3. 隧道结构与支护体系- 隧道主体结构设计- 隧道支护技术- 隧道衬砌结构设计4. 隧道施工技术- 隧道施工方法及工艺流程- 隧道施工安全措施- 隧道施工质量管理5. 隧道工程计算与分析- 隧道围岩稳定性分析- 隧道结构内力与变形计算- 隧道施工监测与数据分析6. 隧道工程案例与讨论- 国内外典型隧道工程案例介绍- 隧道工程问题分析及解决方案讨论本教学内容根据课程目标制定，涵盖隧道工程的基本概念、设计原理、施工技术及工程计算等方面。

教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应，确保教学内容科学、系统。

宜，综合治理”的原则,保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。

隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。

防水措施：在初期支护与二次衬砌之间铺设2.0mm厚的EVA板防水层和密度控制在3002/mg以上的无纺布，注意的是在施作防水板之前，要保证混凝土表面较平顺，无尖点及钢筋露头。

路面结构下设φ300纵向中心水沟，侧边设宽50mm、深30mm的纵向凹槽；在衬砌两侧边墙背后底部设φ100的纵向排水盲管，纵向排水盲管由φ100的A类横向导水管和φ150的B类横向导水管与中央排水沟连接。

具体设计请参照图3.1。

隧道轴线水泥混凝土面板厚素混凝土基层厚混凝土整平层石质路基中央排水沟强电设备沟侧沟强电设备沟 （+消防管道）二次衬砌初期支护纵向排水沟图3.4 隧道防排水设计简图（单位:厘米）对于二次衬砌施工缝、沉降缝等薄弱环节，因此除按施工规范要求处理外，还应进行精心的设计，采用合适的防水材料和构造形式。

可在防水板下面添加一层背贴式止水带，并在施工缝处添加止水条。

隧道二次衬砌混凝土防水等级要大于6S。

二次衬砌施工缝、沉降缝的主要构造形式如图3.2所示。

根据规范，对于硬岩，周边炮眼间距mm E 700~550=，最小抵抗线mm W 850~700=，周边炮眼的密集系数0.1~8.0=VE 。

四、隧道洞门设计1.洞门的尺寸设计1.1 洞门类型的确定根据任务书要求，本设计应采用坡面斜交型翼墙式洞门。

翼墙式洞门主要适用于地质较差的Ⅳ级以下的围岩，以及需要开挖路堑的地方。

翼墙的设置是为了与端墙的共同作用，以抵抗山体水平推向力，增加洞门的抗滑动和抗倾覆的能力，同时也对路堑边坡起到了支撑作用。

1.2洞门尺寸的确定根据设计规范表7.2.1可知：Ⅱ级围岩洞口边、仰坡坡率可取1：0.5。

又由设计规范7.3.3知：洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1．5m ，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1．0m ，洞门墙顶高出仰坡脚不小于0．5m 。

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。

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。

隧道工程课程设计报告书至高速公路二峨山隧道工程衬砌结构计算一、基本资料⑴至高速公路二峨山隧道工程地质勘察报告⑵至高速公路二峨山隧道平面布置图⑶至高速公路二峨山隧道剖面二、工程概况隧道进口段：里程桩号K37+350～K37+460，长度110m，洞顶板埋深 3.20m～38.10m，属浅埋段，进洞口位于斜坡的中部，里程桩号K37+350，地面标高为555.73m，设计路面标高545.71m,洞口中心开挖深度约10.00m，地形上陡下缓，耕地分布，第四系土厚1.00m 左右，斜坡上方地形较陡，地面坡度23°～35°，基岩出露。

进口段出露地层为侏罗系上沙溪庙组地层，岩性以泥岩、砂岩为主，岩层走向与洞轴线近于垂直，进洞口段无断裂构造，无不良地质现象，稳定性较好，适宜进洞，但略具偏压。

三、设计容（一）隧道围岩地质分级划分隧道围岩级别划分依据《公路隧道设计规》（JTG D70-2004）中的3.6节《围岩分级》中各项规定划分。

结合《隧道地质勘查报告》中的地层岩性的描述、岩石物理力学性质、结构面特征、洞室埋藏深度、水文地质条件、不良地质现象、施工方法等因素综合分析确定。

隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，按以下顺序进行：⑴根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ，综合进行初步分级。

⑵对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级的基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值。

⑶按修正后的岩体基本质量指标［BQ］，结合岩体的定性特征综合评判，按JTG D70－2004表3.6.5确定围岩的详细分级。

围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量指标及其对应关系应符合下列规定：⑴岩石坚硬程度可按JTG D70－2004表3.6.2-1定性划分。

由岩土勘察报告可知，进口段表层为含块石粘土，下伏基岩，岩性为泥岩、砂岩，岩体裂隙发育，属极软~较软岩。