JT2公路隧道毕业设计杨维钧.doc
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1、本科毕业论文(设计)论文(设计)题目: JT2号公路隧道设计学 院: XX大学明德学院 专 业: 交通土建方向 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 2010年 6 月 15 日贵州大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。特此声明。论文(设计)作者签名: 日 期: 目 录摘要IIAbstractIII绪 论1第一章 设计任务及原始资料211 设计任务及要求2111设计任务2112设计要求2113 毕业设计(论文)完成时应提交的文件2
2、12 设计原始资料2121线路条件和技术指标2122 工程地质和水文地质条件2123 技术经济条件3124 施工方法3125 隧道洞身围岩分级3126 隧道稳定性分析评析和主要工程地质问题评价413 设计指导提纲5131注意事项5132 主要设计内容及步骤5133设计成果7134设计的几点要求8第二章 隧道平面设计、纵断面设计921隧道平面设计9211平面设计的一般要求9212隧道洞口选择922隧道纵断面设计10221隧道纵断面设计的一般规定102.2.2 JT2号公路隧道纵坡11第三章 隧道结构横断面1231 隧道断面形状设计时需考虑的因素1232 主要设计步骤1233 隧道建筑限界1233
3、1 隧道建筑限界的定义12332 一般规定13333 TJ2号公路隧道的建筑限界1434 公路隧道横断面内轮廓14341 公路隧道横断面内轮廓概念14342 公路隧道内轮廓的基本形式1535 隧道衬砌结构的一般规定1536 复合式衬砌16361 复合式衬砌应符合的规定16362 衬砌设计方法1637 JT2号公路隧道采用的复合式衬砌参数1738 隧道洞身结构内力分析及检算18381荷载的一般规定18382永久荷载19383可变荷载20384偶然荷载21385 隧道深浅埋划分的计算21386各类围岩垂直压力及水平压力的计算22387结构内力分析与检算输出结果24第四章 洞口及洞门设计4241一般
4、规定4242隧道洞口两端路线的平纵横技术指标应符合以下规定:4243洞口工程4244 洞门工程43441 一般要求43442 洞门实际构思时应考虑的原则43443 洞门形式及方案比选4445 洞门构造要求及洞门位置确定44451 构造要求45452 洞门位置确定4646 洞口与明洞防水与排水46461 一般规定46462 明洞防排水要求47463 JT2号公路隧道洞口及明洞防排水措施474.7 洞门尺寸拟定47471根据设计规范构造要求,初步拟定设计参数如下47472计算要求4848洞门计算48481计算要求48482洞门厚度设计48483极限状态发计算洞门的承载力51第五章 施工组织设计54
5、51 概念5452 概述5453 施工方案比选54531 施工方案选择所需要考虑的因素54532 新奥法施工方法比选55533 明洞施工方法比选5654施工布置57541 生产房屋和生产设施的布置57542 生活房屋布置5855 总体施工方案5856 辅助施工措施设计58561 一般规定58562 JT2号公路隧道采用的辅助施工措施59参考文献63致谢64附录A钢筋直径及重量查询表65附录B JT2号公路隧道结构设计图纸66JT2号公路隧道设计摘要根据毕业设计任务书给定的资料和要求,对 JT2 号公路隧道进行设计。设计的主要内容:隧道平纵横断面设计,衬砌结构断面设计及衬砌结构配筋,隧道防排水设
6、计,洞门设计,隧道施工组织设计,工程量计算,洞口位置确定和洞门结构设计。 JT2 号公路隧道全长为 475米,围岩类别共 2 类,即 、 。衬砌结构采用复合式衬砌,洞门型式 端墙式 ,设计的施工方法为 新奥法 。具体设计工作如下:1设计资料的收集及设计条件分析2. 路线方案比较和选择3、隧道几何设计4. 围岩分级及围岩压力计算5. 隧道洞身衬砌设计6隧道洞身结构分析7工程量计算8施工组织设计9. 隧道洞门设计10隧道防排水设计11.洞口位置和洞口段设计关键词:双车道;衬砌;设计;施工;公路隧道JT2 Highway tunnel designAbstractAccording to the b
7、ook for a given design task graduation information and requirements of JT2 Highway tunnel design. The main design elements: vertical and horizontal tunnel section level design, lining and lining reinforcement section design, Waterproof and drainage design, Portal design, tunnel construction design,
8、engineering calculation, the hole locations to identify and Portal Design. JT2 Highway tunnel length of 475 m, rock type 2 categories, namely, , . Lining composite lining, Portal type side wall, the construction method for the design of new Austrian method. Detailed design work is as follows: 1. Des
9、ign data collection and analysis of design conditions 2. Line scheme comparison and selection 3, the geometric design of the tunnel 4. Rock Classification and Rock Pressure 5. Tunnel Lining Design hole body 6. Tunnel in Body Structure 7. Engineering Calculation 8. Construction Design 9. Tunnel Porta
10、l Design 10. Tunnel Drainage Design 11. The location and entrance hole design Key words: Double Drive; lining; design; construction; highway tunnel绪 论随着技术的不断发展和运营的需要,公路隧道趋势是越修越长、越修越宽,技术越来越难、越复杂。公路隧道的修建涉及到结构、防排水、岩土、地质、地下水、空气动力、光学、消防、交通工程、自动控制、环境保护、工程机构等多种学科,是综合复合技术,需要多学科进行联合研究、进行攻关。 目前,我国公路隧道修筑技术已有长足
11、的发展,对围岩动态量测反馈分析技术,组合式通风技术,运营交通简易监控技术,新型防水、排水、堵水技术,围岩稳定技术,支护及衬砌结构技术等都有许多成功实例,其中大部分成果已处于国内领先水平,还有一些成果已达到国际先进水平。 在大规模的建设过程中,国内隧道建设也暴露出一些不足。首先是规范落后于现实。公路中的许多规范已经陈旧,编写规范的人多属脱离现场较长,深刻了解内在规律的人不多,理论不结合实际的多,因此,不要急于编规范。中国之大,隧道地处情况之复杂,变化很大,用一本规范是打不了天下的,所以,要看清目前规范的水平不高,不要急于功利,要在发展中去总结,有量的积累,才能有质的提高,才能有好的规范产生,当前
12、,国家要求各行各业,每5年必须修改规范的原因也在于此。重视隧道动态设计、动态施工。 重视隧道设计前的水文地质调查、勘测的预设计(初步设计)工作,必须进行施工中的地质超前预提及变位量测工作,及时进行信息化反馈施工设计。这种动态设计、动态施工、动态管理是符合地下工程不确定性客观规律的,是克服施工中不确定性因素的重要手段,是确保安全、可靠、适用、优质建成工程的关键。 第一章 设计任务及原始资料11 设计任务及要求111设计任务根据所给工程原始资料,完成JT2号公路隧道的平纵黄断面设计,衬砌结构断面设计及衬砌结构配筋,隧道防排水设计,洞门设计,隧道施工组织设计,工程量计算,洞口位置确定和洞门结构设计及
13、监控量测。112设计要求设计给定的时间内完成设计任务的所有内容,并达到以下要求:毕业设计说明书字数不少于3万字, 论文页数要求30页A4以上;图纸工作量A2图纸不少于2张, A3图纸不少于8张。113 毕业设计(论文)完成时应提交的文件1.设计图表: (1). 工程量清单(2). 隧道纵断面图、黄断面图、平面图2. 设计说明书设计原始资料,设计依据,设计思想,方案论证,设计计算方法及过程。12 设计原始资料121线路条件和技术指标(1)隧道对应的公路等级为一级。(2)隧道设计车速80km/h。(3)平面与纵断面:见给定图纸。(4)限制坡度:3%。(5)车道为单向双车道。(6)隧道全长为475米
14、。122 工程地质和水文地质条件见给定地质资料。123 技术经济条件(1)建筑材料。水泥和砂石:保证供应。钢材:保证供应。木材:保证供应。(2)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。(3)动力条件:可满足施工要求。(4)施工机具:满足要求。(5)施工技术力量及劳动力条件:可满足要求。124 施工方法本设计采用新奥法施工,即是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时进行支护,控制围岩变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩及支护的量测、监控来指导隧道及地下工程设计施工的方法和原则。125 隧道洞身围岩分级1
15、隧道围岩特征拟建隧道为岩质隧道。YK28+110155段,围岩为强、中风化灰岩,该段岩溶发育,节理裂隙发育,部分岩体被切割成块并剥落,岩体破碎,呈碎裂状、松散结构,岩质较硬。YK28+155320段,围岩为弱风化灰岩,岩体较完整较破碎,中厚层状结构。YK28+320430段,岩石为金山向斜,弱风化灰岩,受构造向斜影响岩溶发育,节理裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状、松散结构,岩质较硬。YK28+430540段,围岩为弱风化灰岩,岩体较完整较破碎,中厚层状结构。YK28+540585段,围岩为强、中风化灰岩,该段岩溶发育,节理裂隙发育,部分岩体被切割成块并剥落,岩体破碎,呈碎裂状、松散结构,岩质较硬。
16、2 隧道洞体围岩分段原则为便于隧道围岩分级,对隧道围岩进行分段,分段原则:1)按隧道顶板以上12倍洞径至洞底板一下5m范围内岩性对围岩进行分段:2)对洞口考虑洞口浅埋、偏压、岩石风化程度等因素,将洞口埋深在弱风化岩体60.00m段按同样洞身围岩类别降低一级,具体分段情况及分段位置详见隧道设计线位综合工程地质剖面图。3 隧道围岩级别划分依据 岩石坚硬程度划分根据隧道岩石力学性质试验资料,按岩石饱和抗压强度划分隧道围岩,花岗岩为较坚硬岩石。 岩石的完整程度根据地质概况,隧址区主要处于弱微风化的花岗岩中,结合程度一般,结构类型为块状或大块状,因此由声波测井成果表明,岩体较完整。 岩体基本质量指标划分
17、隧道围岩分级岩体基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标Rc值Kv值按下式计算:BQ=90+3Rc+250Kv (2-1)使用(1-1)时应遵守下列限制条件:当Rc90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ;当Kv0.04Rc+0.4时,应以Kv0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ。隧道围岩以花岗岩为主,在局部地带可能发育基岩裂隙水,地下水呈滴状或线状,隧道区岩体基本质量指标应按修正值BQ进行分级。根据地下水影响修正系数K1、软弱结构面产状影响修正系数K2和初始应力状态影响修正系数K3,因此修正值BQBQ-100(K1 +K2 +K3)。4. 围岩分级根据公路隧道设计规范(
18、JTG D70-2004) 中表 3.6.5,将不同地质情况地段划分为两类围岩,即、类围岩。126 隧道稳定性分析评析和主要工程地质问题评价YK28+110155段,隧道围岩无自稳能力,易发生大塌方;打设42超前注浆小导管进行超前支护。YK28+155320段,围岩一般无自稳能力,可发生松动变形、小塌方,进而发展为中大塌方,并雨季可能会发生岩溶管道突水。YK28+320430段,隧道围岩无自稳能力,易发生大塌方;打设42超前注浆小导管进行超前支护。YK28+430540段,围岩一般无自稳能力,可发生松动变形、小塌方,进而发展为中大塌方,并雨季可能会发生岩溶管道突水。YK28+540585段,隧
19、道围岩无自稳能力,易发生大塌方;打设42超前注浆小导管进行超前支护。13 设计指导提纲131注意事项(1) 认真阅读任务书、指导提纲及有关原始资料,明确设计条件和任务及具体要求;(2) 按照任务书所给定的条件,考虑设计中的技术问题并提出相应的技术措施;(3) 公路隧道设计应符合公路隧道设计规范(JTJD70-2004)的要求,根据公路等级、车道数目,选定隧道建筑限界,合理确定衬砌内轮廓线。设计中可参考公路隧道设计标准图。使用标准图时,应注意阅读图中的“设计说明”,了解其设计原则及意图,以便正确地选用;(4) 设计图绘制应符合工程制图规范,以使毕业设计文件规范化。图纸应整洁、美观;(5) 说明书
20、应书写工整,文理通顺,条理清楚,要求有目录、章节,宜随设计进程陆续编写。132 主要设计内容及步骤1设计资料的收集及设计条件分析(1)设计的依据、规模及性质。(2)隧道所在地区的有关政策、经济状况,包括客货运输要求、交通量及道路网、城市规划、当地政府及有关部门意见等。(3)隧道所在地区的自然条件。包括所属的公路区自然区划、当地的自然地理、地质、水文、气候等资料。(4)施工条件。包括当地的交通,水电供应,地材的储量、质量、分布和运输距离等情况。2. 路线方案比较和选择根据路线起终点和中间控制点,拟定若干路线方案(本次设计至少两个方案),认真分析地形、地质、水文气象、城乡规划以及投资能力等各方面因
21、素,综合比较各方案的平纵线形、工程数量和投资,选用既满足使用要求又经济合理的路线方案。3、隧道几何设计合理安排隧道平、纵、横三方面的关系,定出隧道中线的确切位置,以满足隧道各项技术指标,保证良好的行车条件。(1)定线和平面线形设计选定线位,在选定的路线上,进行平曲线设计计算。(2)纵断面设计逐段确定道路纵坡,进行竖曲线设计及高程计算。(3)横断面设计设计标准横断面。4.洞身衬砌和洞门结构初步设计根据原始资料给定的线路条件、地形以及工程地质条件,初步设计隧道衬砌及洞门结构,位于曲线上的隧道应计算净空加宽值,公路隧道曲线加宽值的计算应符合公路路线设计规范(JTJD79-2004)的有关规定。5.
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