1、辽宁工程技术大学毕业设计 1 前言 在第十二届全国人民代表大会第一次会议上，温家宝总理的工作报告指出，过去五年我们有效应对国际金融危机的严重冲击，保持经济平稳较快发展，国内生产总值从 26.6 万亿元增加到 51.9 万亿元，跃升到世界第二位。五年间新增铁路里程 1.97 万公里，其中高速铁路 8951 公里，京沪、京广、哈大等高铁和一批城际铁路相继投入运营；新增公路 60.9万公里，其中高速公路 4.2 万公里，高速公路总里程达 9.56 万公里；新建机场 31 个；新增万吨级港口泊位 602 个；一批跨江跨海大桥、连岛工程相继建成。目前，我国正进入地下空间开发利用的 高速发展阶段。比如北京
2、，每年计划增加约 300 万平方米地下空间，到2020 年将开发 9000 万平方米的地下空间，人均 5 平方米。其他城市也在相继修建地铁，地下商场，停车场等地下空间设施。隧道作为地下空间中尤为重要的一部分，隧道工程的设计和研究对于城市开发地下空间和综合利用有着“牵一发而动全身”的重要作用。本次设计主要论述了公路隧道设计的方法、计算理论以及施工组织设计的编制方法。 本设计主要分为隧道的总体设计、隧道结构设计及内力计算、施工组织设计、预算文件的编制及外文翻译五大部分。 鉴于本人能力所限以及知识储备的不 足，设计中难免有错误及纰漏之处，欢迎各位老师、同学批评指正。 目录 前言 . 1 1 工程概况
3、综述 . 4 1.1 工程概况 . 4 1.2 水文气象资料 . 4 1.3 地形地貌资料 . 4 1.4 设计标准 . 5 1.5 隧道围岩分级 . 5 1.6 设计内容 . 5 1.7 设计依据 . 5 2 隧道总体设计 . 7 2.1 隧道线型设计 . 7 2.2 隧道横断面设计 . 7 2.2.1 公路隧道建筑限界 . 7 2.2.2 隧道内轮廓尺寸 . 8 2.3 横向通道设计 . 9 3 围岩压力计算 .10 霍金宝：盘道岭隧道结构及施工组织设计 2 3.1 级围岩 .10 3.1.1 浅埋和深埋隧道的确定 .10 3.1.2 隧道水平围岩压力 .11 4 隧道支护结构及内力计算
4、.12 4.1 隧道支护结构设计 .12 4.1.1 现代支护结构原理 .12 4.1.2 支护结构类型的设计 .12 4.1.3 锚喷支护的力学作用 .13 4.1.4 锚喷支护的优越性 .13 4.1.5 锚喷支 护的参数 .14 4.2 级围岩衬砌几何要素 .15 4.2.1 衬砌几何尺寸 .15 4.2.2 半拱轴线长度 S 及分段轴长 S.16 4.2.3 各分块截面中心几何要素 .16 4.3 计算位移 .17 4.3.1 单位位移 .17 4.3.2 载位移 主动荷载在基本结构中引起的位移 .18 4.3.3 载位移 单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 .23 4.3.4 墙底
5、（弹性地基上的刚性梁）位移 .27 4.4 解力法方程 .28 4.5 计算主动荷载和被动荷载（ 1h ）分别产生的衬砌内力 .28 4.6 计算最大抗力值 .30 4.7 计算衬砌总内力 .31 4.8 内力图 .32 5 隧道防 排水设计 .33 5.1 防水 .33 5.1.1 洞身防水 .33 5.1.2 变形缝防水 .34 5.2 排水 .34 5.2.1 隧道内排水 .34 5.2.2 路面结构底部排水设施 .35 6 隧道工程概算编制 .36 6.1 编制说明 .36 6.2 隧道岩石开挖工程量计算 .36 6.3 围岩衬砌工程量计算 .37 6.4 措施项目 .38 6.5 其
6、他工程费 .39 6.6 建筑安装工程费 .40 6.7 设备工具、器具购置费 .40 6.8 工程建设其他费用 .40 6.9 预备费 .40 6.10 预算总金额 .40 7 隧道施工组织设计 .58 辽宁工程技术大学毕业设计 3 7.1 隧道施工方案 .58 7.2 施工现场布置 .59 7.2.1 布置原则 .59 7.2.2 具体施工场地布置安排 .59 7.3 隧道台阶法开挖的爆破设计 .61 7.3.1 施工工艺 .61 7.3.2 钻 爆设计 .61 7.4 隧道施 工进度设计安排 .66 7.4.1 隧道掘砌作业安排 .66 7.4.2 隧道施工进度计划 .67 7.5 隧道
7、施工组织与管理 .68 7.5.1 组织措施 .68 7.5.2 管理措施 .69 7.5.3 施工资源配备 .69 7.6 隧道施工的技术措施 .72 7.6.1 隧道洞口施工 .72 7.6.2 钻爆开挖 .72 7.6.3 隧道初期支护施工 .74 7.6.4 喷射混凝土施工 .75 7.6.5 隧道防水层施工 .78 7.6.6 隧道混凝土衬砌施工 .80 7.7 隧道施工的安全措施 .82 7.7.1 隧道开挖 .82 7.7.2 隧道施工通风 .85 7.7.3 粉尘防治措施 .86 7.7.4 隧道施工排水 .87 8 文明施工措施 .88 8.1 职工文明上岗制度 .88 8.
8、2 施工现场 .88 8.3 现场文明气氛 .89 9 结论 .90 致谢 .91 参考文献 .92 附录 A 译文 .93 附录 B 外文文献 . 102 霍金宝：盘道岭隧道结构及施工组织设计 4 1 工程概况综述 1.1 工程概况 盘道岭 隧道 位于丹东市振兴区，进口位于锦江山东侧，出口位于山城一组南侧，总体呈 SE 向展布，隧道进口里程 JDLDK0+355，出口里程 JDLDK2+970，全长 2615m，隧道最大埋深约 70m。隧道进口 JDLDK0+355 处 至 JDLDK1+037.156 位于直线上； JDLDK1+037. 56 至 JDLDK2+094.946 段位于半径
9、为 800m的右偏曲线上，曲线长 1057.790m； JDLDK2+ 094.946 至 JDLDK2+970 段位于直线上；隧道出口为 3 下坡。本次隧道设计的标段为 JDLD K0+685JDLDK0+840，围岩等级为级，长度为 155m。 1.2 水文气象资料 隧道区域内地表水系不发育，沟谷处含少量溪流，仅在雨期有短暂性水流，常年处于干涸状态。隧道在勘探深度内有少量第四系孔隙潜水及沟谷处基岩裂隙水，水位 埋深1.70-24.4m，地下水季节性变化幅度为 2-3m，枯水期有少量基岩裂隙水流出，在丰水期，局部水量较大，主要靠大气降水补给，经对勘探孔进行提水试验，综合评价后隧道围岩综合渗透
10、参数推荐 k=0.01m/d，地下水化学侵蚀环境及地下水氯盐环境对混凝土结构不具侵蚀性。该地区最冷月平均气温为 -9.8 ，隧道区内土壤的最大冻结深度为 1.2m。 1.3 地形地貌资料 隧道地处丘陵区，地势起伏较大，属丘陵地貌单元，地形起伏较大，部分丘前缓坡及丘河沟谷中被第四系地层覆盖，植被较为发育，场区地处丘陵，自然山坡进口坡面 15，出口坡面 20，交通便利。隧道区地形相对高差约 80m。诉调处在太古界岩性地层的区域内，场区的岩土层按其成因分类主要有：第四系回填层，第四系坡积层及元古界震旦系混合花岗岩。隧道范围内无大的地质构造，地质构造对工程影响较小。地震动峰值加速度辽宁工程技术大学毕业
11、设计 5 0.15g，地震动反应谱特征周期为 0.35s。 1.4 设计标准 设计等级：高速公路双向四车道； 设计车速： 100km/h； 设计洪水频率： 1/100； 地震设防烈度： 6 级 。 1.5 隧道围岩分级 根据公路工程地质勘察规范（ JTJ064-98）及公路隧道设计规范 （ JTGD70-2004）中的公路隧道围岩分级方案的有关规定，综合考虑隧道底板标高以上三倍洞径范围内的围岩工程地质条件及岩土体物理力学性质诸要素，对隧道围岩进行工程地质分级，对隧道区围岩级别进行了分段划分 ，本次隧道设计的标段为 JDLDK0+685 JDLDK0+840，围岩等级为级，长度为 155m。 1
12、.6 设计内容 （ 1）隧道位置的选择 （ 2）隧道的横断面尺寸设计 （ 3）隧道的围岩压力计算 （ 4）隧道支护结构的初步设计 （ 5）支护结构的内力和变形计算 （ 6）隧道的施工组织设计 （ 7）工程概预算 1.7 设计依据 （ 1） 公路工程技术标准（ JTG B01-2003） （ 2） 公路隧道设计规范（ JTG D70-2004） （ 3）公路隧道设计细则（ JTG D70-2010） 霍金宝：盘道岭隧道结构及施工组织设计 6 （ 4） 公路隧道施工技术规范（ JTJ042 94） （ 5） 公路工程抗震设计规范（ JTJ004 89） （ 6） 地下工程防水技术规范（ GB501
13、08 2001） （ 7） 锚杆喷射砼支护技术规范（ GB50086-2001） （ 8） 公路水泥混凝土路面设计规范（ JTG D40-2002） 辽宁工程技术大学毕业设计 7 2 隧道总体设计 2.1 隧道线 型 设计 本公路隧道设计等级为高速公路双向四车道，由 公路隧道设计规范（ JTG D70-2004） 4.3.2 有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。本设计隧道属直线型隧道，入口处桩号为： JDLDK0+355,出口处桩号为： JDLDK2+970,全长2615m，为长隧道，需设紧急停车带。隧道纵断面采用单向坡，纵坡坡度为 1.5%。 2.2 隧道横断面设计
14、2.2.1 公路隧道建筑限界 根据公路隧道设计规范（ JTG D70-2004），设计车速 100km/h，隧道建筑限界横断面宽度组成：车道宽度 3.75m2；侧向宽度 错误 !未指定书签。 ：左侧 LL 为 0.50m，右侧 LR为 1.00m， 检修道 J 宽度 ：左侧为 0.75m，右侧为 1.00m；因为设置了检修道所以不设余宽，即 C=0；建筑限界左侧顶角宽度右侧顶角宽度；所以隧道建筑限界净宽为3.752+0.5+0.75+1.002=10.75m，建筑限界高度为 H=5.0m。具体建筑限界尺寸见下图 ： 50 375 375 1002502501007550 100400400500单位： cm 图 2-1 公路隧道建筑限界 Fig. 2-1 road &track tunnel construction 霍金宝：盘道岭隧道结构及施工组织设计 8 2.2.2 隧道内轮廓尺寸 隧道内轮廓的尺寸除应符合隧道建筑限界的规定外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法的影响的预留富裕量，使确定的断面形状与尺寸符合
