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公路隧道课程设计

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目录第一章设计任务及原始资料 (2)第二章隧道平面设计、纵断面设计 (2)2．1平面设计的一般要求 (2)2．2隧道纵断面设计 (3)2.2.1隧道纵坡形式 (3)2.2.2 慈母山公路隧道纵坡 (4)第三章隧道结构横断面 (4)3．1 隧道断面形状设计时需考虑的因素 (4)3．2 主要设计步骤 (4)3．3 隧道建筑限界 (5)3．4 隧道洞身结构内力分析及检算 (1)3．4．1荷载的一般规定 (1)3．4．2永久荷载 (2)3．4．3可变荷载 (2)3．4．4偶然荷载 (3)3．4．5 隧道深浅埋划分的计算 (3)3．4．6各级围岩垂直压力及水平压力的计算 (3)3．4．7结构内力分析与检算输出结果 (6)第四章洞口及洞门设计 (24)4．1一般规定 (24)4．2隧道洞口两端路线的平纵横技术指标应符合以下规定 (24)4．3洞口工程 (24)4．4 洞门工程 (25)4．4．1 一般要求 (25)4．4．2 洞门形式及方案比选 (25)4．4．3 构造要求 (26)4．5 洞口与明洞防水与排水 (27)4．5．1 一般规定 (27)4．5．2 慈母山公路隧道洞口及明洞防排水措施 (27)4．6洞门尺寸拟定 (28)4．6．1根据《设计规范》构造要求，初步拟定设计参数如下： (28)4．6．2计算要求 (28)4．7洞门计算 (28)4．7．1计算要求 (28)4．7．2洞门厚度设计 (29)4．7．3极限状态发计算洞门的承载力 (31)第五章施工组织设计 (33)5．1 概述 (34)5．2 施工方案比选 (34)5．2．1 施工方案选择所需要考虑的因素 (34)5．2．2 新奥法施工方法比选 (35)5．2．3 明洞施工方法比选 (36)5．3施工布置 (37)5．3．1 生产房屋和生产设施的布置 (37)5．3．2 生活房屋布置 (37)5．5 总体施工方案 (37)5．6 辅助施工措施设计 (38)5．6．1 一般规定 (38)5．6．2 慈母山公路隧道采用的辅助施工措施 (38)慈母山公路隧道设计第一章设计任务及原始资料第二章隧道平面设计、纵断面设计2．1平面设计的一般要求首先满足整个线路的各种技术指标,很明显，线路是越直越好。

线路顺直，则距离短，行车速度快；相比之下，曲线隧道的建筑界限需要加宽开尺寸相对加大，不但加大了开挖土石方数量。

也增加了衬砌的圬工量。

曲线上，隧道断面是变化的，不同断面上的支护和衬砌尺寸不一致，因而施工时技术上较直线复杂。

因为洞身弯曲，洞壁对汽车的阻力大，使通风条件变差。

曲线使得洞内施工测量操作变的复杂，精确度降低。

曲线隧道的维修养护工作条件不如直线隧道，而反向曲线隧道的条件比曲线隧道的更差。

隧道线路的选择必须结合地形、地质条件对诸多因素综合研究，全面分析，以选定既节省工程量又利于隧道运营的方案。

隧道对应的公路等级为一级，原则上应服从线路的基本走向，路、隧、桥综合考虑。

2．2隧道纵断面设计隧道内纵断面线形应考虑行车安全性，运营通风规模，施工作业效率和排水要求，《公路隧道设计规范》（JTG D70 —2004）得隧道纵坡不小于0.3%一般情况不应大于3%；受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中短隧道可适当加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道纵坡可该公路隧道外路线的指标相同。

当采用较大纵坡时，必须对行车安全、通风设备和运营费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证。

2.2.1隧道纵坡形式隧道纵断面是隧道中心线展直后在垂直面上的投影。

隧道内线路坡度可设置为单面坡或人字坡两种。

（如图2.1）单坡人字坡图2-1 隧道纵坡形式（1）单坡多于线路紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取高程，当隧道处于单坡上时，两洞口的高差较大，由此产生的气压差和热位差就能促进进洞的自然通风，在施工过程中，低位洞口有利挖掘废渣的运出，运输动力消费低，产生的废气少，水也自然的顺坡道排出；而高位洞口不利，因其是向下坡方向掘进，出渣、排水不便车辆排除废气多。

（2）隧道内的纵坡变换不益过大、过频，以保证行车安全视距和舒适性。

纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应符合《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004），见表2.1设计时速为120km/h隧道内竖曲线最小半径和最小长度。

表2.1竖曲线最小半径和最小长度（m）2.2.2 慈母山公路隧道纵坡根据隧道所在公路的总体高程要求及地质条件等综合情况，慈母山公路隧道采用单坡隧道，采用纵坡为1.3%。

隧道的设计高程见隧道的纵断面图2-2。

图2-2隧道的纵断面图第三章隧道结构横断面3．1 隧道断面形状设计时需考虑的因素(1) 隧道的内轮廓必须符合隧道建筑限界，结构的任何部位都不应侵入限界以内。

还应考虑洞内排水、通风、照明、监控、营运管理等附属设施所需要的空间，并考虑土压影响、施工等必要的富余量，使确定的断面形式及尺寸，达到安全、经济、合理。

(2) 采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。

(3) 从经济观点出发，内轮廓线应尽量减小洞室的体积，即使土石开挖量与圬工砌筑量为最省。

因此，内轮廓线一般紧贴限界。

但其形状又不能如限界般曲折，要平顺圆滑，以使结构在受力及围岩稳定方面均处于有利条件。

(4) 结构的轴线应尽可能符合在荷载作用下所决定的压力线。

3．2 主要设计步骤衬砌断面结构设计大致可分为以下四个步骤：(1) 确定隧道级型，选定相应建筑限界；(2) 根据围岩级别初步拟定截面形状和厚度；(3)对拟定的各种衬砌断面方案分别进行优化计算比较，得出它们面积最小时所对应的断面几何参数；(4) 应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学检算，并对有关结果做出评价。

3．3 隧道建筑限界图3-3隧道建筑限界设计参数：公路分类：汽车专用公路公路等级：一级公路地形特征：山岭重丘是否设检修道或人行道：设检修道或不设人行道行车道宽度W(m)：7.000路缘带宽度S(m)：0.500侧向余宽C(m)：0.250人行道宽度R(m)：0.000检修道宽度J(m)：0.750隧道建筑限界净宽(m)：9.250隧道衬砌类型：三心圆曲墙拱隧道衬砌是否设置仰拱：设置仰拱衬砌横断面厚度是否等厚：等厚地面到拱顶的距离(埋深：m)：50.0003．4 隧道洞身结构内力分析及检算3．4．1荷载的一般规定1）、隧道荷载应根据隧道所处的地形、地质条件、埋置深度、结构特性和工作条件、施工方法、相邻隧道间距等因素决定。

施工中如发现与实际不符，应及时修正。

对于地质复杂的隧道，必要时应通过实地测量确定。

2）、在隧道结构上可能同时出现的荷载，应按照承载能力和满载正常使用的检验分别进行组合，并按最不利组合进行设计。

3)、《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）所列之外的特殊荷载，在荷载设计计算与组合时应作特殊处理。

隧道结构上的荷载按表3.4分级：表3.4 隧道荷载分级3．4．2永久荷载1）、隧道结构自重可按结构设计尺寸及材料标准重度计算，结构附加恒载一般应按实际情况计算。

Ⅳ～Ⅵ级围岩中深埋隧道的围岩压力为松散荷载时，其垂直均布压力及水平压力可按下列公式计算：（1）、垂直均布压力按式（4-1）计算。

10.452S q hh ω-=ϒ=⨯ (3-1)式中：q ——垂直均布压力(2/kN m )；ϒ——围岩重度（3/kN m ）；S ——围岩级别；ω——宽度影响系数，1(5)i B ω=+-；B ——隧道宽度（m ）；i ——B 每增减1m 时的围岩压力增减率，以B=5m 的围岩垂直均布压力为准，当B<5m 时，取i =0.2；B>5m 时，取i =0.1。

（2）水平均布压力按表3-5的规定确定。

表3.5 围岩水平均布压力注：应用式（3-1）及表3.5时，必须同时具备下列条件：①H/B<1.7,H 为隧道开挖高度（m ），B 为隧道开挖宽度（m ）。

②不产生显著偏压及膨胀力的一般围岩。

3．4．3可变荷载1）、车辆荷载及其所产生的冲击力、土压力应按照现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60）的有关规定计算。

3）、变形受约束的结构，应考虑温度变化和混凝土收缩徐变对结构的影响。

4）、最冷月份平均气温低于-15℃地区的隧道应考虑冻胀力，冻胀力可根据当地的自然条件、围岩冬季含水量及排水条件等通过研究确定。

5）、施工荷载应根据施工阶段、施工方法和施工条件确定。

3．4．4偶然荷载地质荷载应按现行《公路工程抗震设计规范》的规定计算确定。

3．4．5 隧道深浅埋划分的计算1）、隧道深埋和浅埋的分界，按荷载等效高度，并结合地质条件、施工方法等因素综合判断。

按荷载等效高度的判断公式为(2 2.5)P q H h =～ （3-2）式中：P H ——浅埋隧道分界深度（m ）；q h 荷载等效高度（m ），按下式计算：q q h γ=（3-3）q ——用式（3-1）算出的深埋隧道垂直均布压力（2/kN m ）；γ——围岩重度（3/kN m ）。

在新澳法施工条件下，Ⅳ～Ⅵ级围岩取P H =2.5q h （3-4）现根据以上隧道埋深公式计算各参数，其值见表（3.6）：表3.6 隧道埋深参数值综合以上的计算，在洞口段21内按埋深为10m ，小于Ⅳ、Ⅴ围岩的浅埋隧道临界值，故按浅埋隧道，中洞按埋深为50m ，大于Ⅴ级围岩的浅埋隧道理论值，故按深埋隧道计算。

3．4．6各级围岩垂直压力及水平压力的计算1）、Ⅳ级围岩处于隧道深埋地段，它的垂直均布压力用式（3-1）计算： 2142.25/q kN m =它的水平均布压力按表4-5的规定，可知其水平均布压力e：2=⨯=⨯=0.20.2142.2528.45/e q kN m2）、Ⅴ级围岩在中洞段处于隧道深埋地段，它的垂直均布压力用式（3-1）计算：2=228.87/q kN m它的水平均布压力按表4-5的规定，可知其水平均布压力e：20.40.4228.8791.548/=⨯=⨯=e q kN m2）、Ⅴ级围岩洞口段处于隧道浅埋地段按《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）附录E:浅埋隧道荷载计算方法建模，为便于计算，假定土体中形成的破裂面是一条与水平成β角的斜直线，如图3.4所示：图3-4 土体假定破裂面EFGH岩土体下沉，带动量测三棱土体（FDB和ECA）下沉，整个土体ABCD下沉时，又要受到为扰动岩土的阻力；斜线AC或BD是假定的破裂面，分析时考虑内聚力C，并采用了计算摩擦角ϕ；另一滑面FH或EG则并非破裂面，因此，滑面阻力要小于破裂面的阻力，若该滑面的摩擦角为θ，则θ值应小于ϕ值，因无实测资料，θ可按表3.8采用。

由《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）表 A..0.4—1得计算摩擦角45o c φ=；由表3-8取 00.627θφ== 2sin Q W T θ=-浅。

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毕业设计-隧道工程课程设计任务书

毕业设计-隧道工程课程设计任务书

课程设计任务书院部名称土木与建筑工程学院专业土木工程（岩土方向）班级、学号指导教师姓名马桂军职称教授从事专业土木工程题目名称隧道工程课程设计一、课程设计的目的、意义本课程设计是土木工程专业（岩土与地下工程方向）的主要实践教学环节之一。

通过课程设计使学生掌握公路隧道衬砌的设计理论和设计方法，提高分析问题和解决问题的能力，加强学生文字表达能力，计算技巧等基本功训练，初步培养学生熟悉和运用行业设计规范，并具备解决一般工程设计问题的能力，能独立进行公路隧道工程的设计。

培养学生综合运用所学的理论知识，为毕业设计或毕业后从事隧道工程设计或施工工作打下良好基础。

二、课程设计的主要内容、技术要求（一）设计基础资料某公路隧道衬砌结构设计：1.围岩等级IV级2.围岩天然容重22 KN/m33.隧道埋深H（1）单号学生（15号前）：9m+0.5´学号（2）双号学生（15号前）：9m+0.5´学号（3）单号学生（15号后）：10m+0.5´（学号-15）（4）双号学生（15号后）：10m+0.5´（学号-15）4.隧道行车要求：（1）单号学生（15号前）：两车道，高速公路，设计车速v=120km/m（2）双号学生（15号前）：两车道，一级公路，设计车速v=100km/m（3）单号学生（15号后）：两车道，高速公路，设计车速v=80km/m（5）双号学生（15号后）：两车道，一级公路，设计车速v=60km/m5.衬砌采用复合式衬砌6.采用钻爆法（矿山法）施工SY-027（二）主要内容：1.拟定隧道衬砌结构截面尺寸（隧道横断面设计）（1）确定隧道建筑限界（2）确定隧道内轮廓线（3）初步拟定衬砌厚度2.围岩压力计算：（1）深浅埋确定（2）衬砌自重计算（3）围岩压力计算（4）确定隧道围岩竖向压力和水平压力3.衬砌结构内力计算（1）确定计算图示（2）确定衬砌几何要素和计算参数（3）用荷载结构法计算衬砌在主动荷载和被动荷载作用下的内力（4）画出弯矩图和轴力图（5）截面内力校核4.衬砌配筋设计（绘制衬砌配筋图）5.衬砌强度验算：（1）衬砌拱顶处承载力验算（2）衬砌拱顶处裂缝宽度验算（三）提交成果1.设计说明书一份2.隧道衬砌配筋图一张（四）设计要求1.学生必须广泛收集相关资料、参考书、规范等，认真查阅，深入思考。

隧道专业课程设计

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目录1.概况 .......................................................................................................错误!未定义书签。

1.1课程设计目 ................................................................................错误!未定义书签。

1.2课程设计题目 ............................................................................错误!未定义书签。

1.3 课程设计资料 ...........................................................................错误!未定义书签。

2. 课程设计内容.....................................................................................错误!未定义书签。

2.1隧道纵断面设计 (2)2.2隧道衬砌原则内轮廓设计 (3)2.3 隧道衬砌设计 (4)2.4 衬砌基本尺寸拟定 (4)2.5隧道防排水设计 (4)2.6.隧道施工办法 (8)2.7辅助施工办法 (10)3.个人心得 (12)4.参照文献 (12)1、概况1.1课程设计目通过课程设计是使学生公路隧道支护构造基本设计办法，熟悉公路隧道施工工艺，掌握公路隧道施工设计基本办法。

1.2课程设计题目公路隧道设计1.3课程设计资料两车道高速公路、隧道Ⅴ级围岩、时速120㎞/h2、课程设计内容2.1隧道纵断面设计：隧道内纵坡形式，依照《公路隧道设计规范J TG D70-》，设立单面坡，坡度采用2%,建筑界限底线与路面重叠。

隧道工程课程设计-zm

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隧道工程课程设计指导书土木工程学院2016年12月目录1设计目的 (3)2设计资料 (3)2.1工程概况 (3)2.2程地质条件 (3)2.3地形地貌 (3)2.4地质构造 (3)2.5地层岩性 (3)2.6岩石强度.................................................... .4 2.7岩体的完整性................................................ .4 2.8隧道围岩级别划分............................................ .42.8.1进、出口稳定性评价....................................... .42.8.2隧道洞身................................................. .4 2.9气象及水文地质条件 (5)2.9.1气象 (5)2.9.2地表水................................................... .62.9.3地下水................................................... .6 2.10抗震设计参数及地震效应.. (6)2.11区域稳定性评价.............................................. .6 2.12不良地质现象................................................ .6 2.13设计标准.................................................... .6 2.14.计算断面资料............................... 错误！未定义书签。

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。