开巫路云阳农坝付家滴隧道设计毕业设计(论文)说明书.doc
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1、 毕业设计(论文)设计说明书 题 目 开巫路云阳农坝付家滴隧道设计 学 院 土 木 建 筑 学 院 专 业 土木工程(岩土与地下结构工程) 前言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我国公路隧道随着交通建设的高速发展而不断增加,目前国家更是将建设重点向我国西部地区转移,高速公路网的建设必须面临大量的隧道工程。正因为如此,才有了本次毕业设计。本次毕业设计题目为付家滴隧道设计。在毕业设计前期,我温习了隧道工程、隧道电算、土力学等知识,并查阅了公路隧道设计规范规范、公路隧道通风与照明设计规范、公
2、路隧道施工技术规范等规范。在毕业设计中期,我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行设计。在毕业设计后期,主要进行设计手稿的电子排版整理,并得到老师的审批和指正,使我圆满地完成了设计任务,在此我表示衷心的感谢。本毕业设计通过对付家滴隧道的平纵面设计,横断面设计,洞门设计,衬砌设计,防排水设计,通风设计,照明设计,路面与装饰设计,施工方法与施工组织等设计,较完整全面地表述了本次设计,设计的过程中也出现过许多问题,但在指导老师的帮助下都成功地解决了问题。毕业设计的两个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写,文献综述以及外文的翻译,使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理
3、解,巩固了专业知识,提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种制图软件,以及多种计算软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。由于自己水平有限,难免有不妥和疏漏之处,敬请各位老师批评指正。目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1隧道的产生11.2隧道的现状和特点11.3隧道未来发展面临的挑战21.4本隧道设计31.5选题目的与意义3第2章 设计原则及技术标准42.1 设计原则42.2设计依据42.3主要技术标准4第3章 工程概况63.1 地理位置、地形地貌63.2气象、水文63.3隧道规模63.4工程地质情况73.4.1地形地貌73.4.2地层岩性73
4、.4.3地质构造与地震73.4.4水文地质条件83.4.5不良地质现象93.4.6隧道主要工程地质问题评价93.4.7结论和建议11第4章 隧道总体设计124.1选线方案比选124.2隧道平面设计134.3纵断面设计134.4 隧道内净空断面设计13第5章 隧道结构设计与计算155.1 隧道洞门设计155.1.1、隧道洞门的类型及适用条件155.1.2隧道洞门结构设计171、计算假设及相关规定175.1.3 隧道洞门结构设计185.1.4 隧道洞门结构计算195.2 隧道洞身结构设计255.2.1洞口及浅埋段255.2.2洞身一般段255.2.3特殊地质地段275.3 隧道洞身结构验算285.
5、3.1 级围岩加强段施工过程(开挖-支护)模拟285.3.2 IV级围岩洞身深埋正常段施工过程(开挖-支护)模拟34第6章 隧道防排水设计406.1.洞口地表防排水406.2洞身防排水40第7章 隧道照明与通风设计427.1 隧道设计原则427.2 光源选择427.3 总述427.4 照明区段取值及各区段照明亮度计算取值427.5 照明系统设置437.5.1 照明灯具布置437.5.2 隧道照明配电箱及维修电源箱布置437.5.3灯具安装447.5.4 应急照明447.5.5 引道照明447.6 电源及供电系统方案447.7 隧道通风设计45第8章 路面及装修设计468.1 隧道路面设计468
6、.1.1 路面各部分设计要求468.1.2 隧道面设计468.2 隧道内装饰设计47第9章 施工组织设计489.1 编制原则489.1.1 安全第一的原则489.1.2 优质高效的原则499.1.3 方案优化的原则499.1.4 合理布局的原则499.2施工场地布置499.2.1 弃渣场地及卸渣道路的布置499.2.2 大宗材料的堆放场地和料库的布置499.2.3 生产房屋和生产设施的布置499.2.4 生活房屋的布置509.2.5施工组织509.3 施工进度计划529.4 施工方案539.5施工监测539.5.1量测目的539.5.2量测项目549.6临时工程与洞渣处理549.7 施工注意事
7、项559.8工程计量569.9其他56结论与展望57致 谢59参考文献60摘 要随着科技的不断进步,公路隧道向着大、长、深、群的方向发展。现代隧道无论是从结构计算,还是从施工方法方面与以前相比,都有了很大的进步,特别是市政下穿隧道的设计以及施工,在隧道工程中显得尤为重要。本设计课题为付家滴隧道设计,属于山岭重丘城市快速公路隧道。本设计结合隧道所在之处的实际地理、地质环境叙述了隧道从设计施工到检测养护一系列的过程。本设计着重介绍了隧道的结构设计,重点分析了衬砌及洞门结构的安全性。设计过程充分考虑围岩应力特征、结构受力、隧道断面形式、耐久性、安全防灾、防排水、通风等设计因素,通过midias二维、
8、三维建模使其达到优化结构、保障运营安全和延长使用寿命的目的。最后,重视工程环保,工程绿化和环境后评价。关键词:隧道,方案比选,结构设计 隧道衬砌ABSTRACT Development Trend of tunnels is wider、longer、deeper and group. With the continuous developing of science and technology, not only structural calculation, but also construction methods show significant development modern
9、 in tunnel construction. Especially through the tunnel under the municipal design and construction, the tunnel project is particularly important. This Study Design of Fujiadi Tunnel belongs to the mountain tunnel, city highway Tunnel. This design narrated the comparison and selection in different de
10、sign phases, with thought about the geographic environment and geological environment。 It emphatically introduced the structural design of the tunnel and analyzed the security of lining and portal. During the course of design, the lining were full considerate the characteristics of stress in the roc
11、k 、structure stress、inner section、durability、safety and calamity、ventilation and so on,in order to make structure optimized, ensure operation security and prolong the service life. By midias two-dimensional, three-dimensional modeling to reach the optimal structure, ensure operational safety and pro
12、long the service life of purpose. Finally, pay attention to environmental protection projects, greening and environmental engineering post-evaluation.Keywords: tunnel, comparison and selection, structural design,tunnel lining第1章 绪 论1.1隧道的产生 隧道最早出现在原始时代,是人类利用隧道来防御自然威胁的穴居,隧道是用兽骨、石器等工具开挖,修筑在可以自身稳定而无需支撑
13、的地层中;到了远古时代,隧道是为了生活和军事防御目的而修建的,这个时代隧道的开发技术形成了现代隧道开发技术的基础;到了中世纪,欧洲文明的低潮期,建设技术发展缓慢,隧道技术没有显著的进步,但由于对地下铜、铁等矿产资源的需求,开始了矿石开采;近代,随着炸药的发明和应用,加速了隧道技术的发展,城市的发展修建地下铁道、上下水道等,使得隧道的技术得到极大的发展,其应用范围迅速扩大。我国在1949年以前的近百年里,由于长期处于半殖民地半封建社会,经济落后,地下建筑发展速度极其缓慢,隧道修建屈指可数,而且主要依靠人力开挖。1949年以来,为改变国家的经济布局,发展内地和山区的经济,先后修建了数十条隧道比重较
14、大的山区铁路,使得我国在铁路隧道的数量和施工技术上有了较大发展,逐渐掌握了隧道建筑的近代技术,从人力为主体的施工转向以机械开挖为主体的施工,技术上有了质的飞跃。1.2隧道的现状和特点 目前隧道的现状和特点包括以下几个方面:(1)隧道越修越长 随着道路等级标准的逐渐提高和隧道设计理论和施工技术的不断改进,公路隧道的修筑长度从上世纪初的二、三公里已发展到现在的数十公里,长大公路隧道的成功修建,除了道路等级标准要求的提高,人们宁绕勿穿观念的改变外,新的施工工艺,现代通风监控技术和许多成功的经验起着决定性的作用。 (2)曲线隧道逐渐增多 在新的隧道设计理论和施工技术的推动下,特别是在总结公路隧道运营管
15、理的实践经验后,现代公路隧道的选线,已完全打破了过去的宁直勿弯的规则,曲线隧道逐渐增多,国外更是到处可见。曲线隧道的设计,不仅可以避开不良地质,而且对促使行驶中的司机,提高警惕和不受出口“白洞”影响,避免引起交通事故很有帮助。 (3)双洞取代单洞由于单洞双向交通不能充分利用汽车交通风,并且要求通风设备装机容量增加,特别是单洞双向交通的事故率远远高于双洞单向交通。故而近十多年来,双洞单向交通隧道逐渐取代单洞双向交通隧道。国外目前正在将早期100多座单洞双向交通隧道,改变为双洞单向隧道。这对降低通风难度,节约能量,减少事故很有帮助,而且还可以提高交通量,满足防灾救灾和备战的要求。 (4)隧道服务水
16、平很高 随着公路隧道通风、照明、监控等项技术的不断完善,现代公路隧道的服务水平逐渐提高。特别是在一些长大公路隧道中,高质量的照明效果,适应不同交通工况和防火救灾的通风系统,完善的交通标识,不同模式的监控方法,尽可能详细的防灾救灾预案,齐备的基础信息管理系统以及定期的检测维护技术,这些均保证公路隧道具有一个很高的服务水平。 (5)跨海隧道成为共识 继英法海底隧道成功地穿越了英吉利海峡后,隧道方案已成为跨海交通的主要形式。因为海底隧道不但避免了桥梁方案所带来的海浪、台风一系列结构力学问题,而且丝毫不影响海面航道交通和自然景观,香港的海底隧道就是显著的例子。海峡隧道、国内的琼州海峡隧道、勃 海湾隧道
17、等。对于较长的海底隧道,毫无疑问利用铁路的摆度方案明显地优于公路直通方案。 (6)单功能向多功能转变 旅游观光是现代长大公路隧道的另一显明特点,突出的例子有英吉利海峡隧道、东京湾隧道、香港湾隧道、上海延安东路隧等。人们不仅将隧道当作是交通通道,而且视其为旅游观光场所。1.3隧道未来发展面临的挑战隧道技术的发展表明:今后隧道技术的研究方向为非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全等方面。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,处理好隧道支护结构形式和支护时间、通风方式的选择与方案的设计,及时进行信息化反馈施工设
18、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。隧道修建完成后,运营监控、防灾救灾的优化设计也是未来主要研讨课题。1.4本隧道设计 本设计之付家滴隧道位于云阳县向阳乡道班湾,付家滴隧道起止桩号为K6+996K7+340,全长344m。通过对隧道区内工程地质、水文地质及当地自然地貌与气象的考虑并结合安全、经济等方面的因素所设计的隧道,将体现出公路隧道便捷、节能、经济、环保等优点。 1.5选题目的与意义目的:学生通过本阶段对隧道平、纵断面计、隧道横断面和洞门的确定、隧道防排水设计以及隧道施工方法和
19、施工组织甚至包括通风、照明环保等各个环节的设计,掌握隧道设计的主要内容、基本原理、设计方法、主要技术,结构计算分析、强度检算、施工组织与管理、计算机绘图等各知识环节的知识。为毕业后参加工程建设,尽早适应快节奏、高效率工程勘测、设计及施工打下坚实基础。意义:毕业设计是土木工程教学中的重要的实践性教学环节,是对四年来所学知识的总结和实践,是提升专业学术水平、实践能力和学以致用的重要手段,是培养应用型人才目标的具体体现。毕业设计不仅要求独立完成设计成果,掌握设计理论、方法和相关技术,还会培养我们分析、解决问题的能力,为以后的走上工作岗位,从事有关设计、施工等具体实践工作奠定基础。第2章 设计原则及技
20、术标准2.1 设计原则 隧道设计遵循安全、经济、合理的原则,在遵守交通部颁发公路隧道设计规范(JTG.D702004)的同时,借鉴、参考国外公路隧道设计规范及国内外若干条件隧道的实例,按新奥法理论,结合隧道的实际情况进行设计。2.2设计依据 (1)城市道路设计规范(CJJ37-90) (2)公路工程技术标准(JTG B01-2003) (3)公路隧道设计规范(JTG D70-2004) (4)公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.1-1999) (5)公路隧道施工技术规范(JTJ042-09) (6)地下工程防水技术规范(GB50108-2001) (7)公路路线设计规范(JTJ011-94
21、) (8)公路工程抗震设计规范(JTJ004-89) (9)公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002) (10)铁路隧道设计手册中国铁路出版社 1995年版 (11)中华人民共和国工程建设标准强制性条文(公路工程部分)(12)交通部公路工程基本建设项目设计文件编制办法(1996年1月1日)2.3主要技术标准隧道按二级公路双向隧道设计。采用的主要技术标准如下: (1) 行车速度:隧道设计车速为40。(2) 隧道建筑限界:限界净宽:8.50;行车道宽度:23.5;限界净高:5(3) 设计交通量:交通量:3925辆/日;高峰小时交通量:589辆/。(4) 行驶方向:双向行驶(5) 设计荷
22、载:公路-级(6) 隧道纵坡度: 2.398%(7) 隧道内卫生标准: CO允许浓度:正常行使时为150发生事故时,短时间(20)以内,为300烟雾允许浓度:正常营运时为0.0090 当烟雾浓度为0.0120,采用交通管制 进行养护时为0.0035(8)隧道纵向风速小于7 第3章 工程概况3.1 地理位置、地形地貌付家滴隧道位于云阳县向阳乡道班湾,起止桩号为,全长344m。通过对隧道区内工程地质、水文地质及当地自然地貌与气象的考虑并结合安全、经济等方面的因素所设计的隧道,将体现出公路隧道便捷、节能、经济、环保等优点。隧道进出口位于曲线上,路线设计纵坡2.398% 隧道区的地层主要为:第四系全新
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