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1、 . . .山 东 科 技 大 学本科毕业设计（论文）题 目 青岛地铁3号线汇泉广场站 3号出入口结构设计 学 院 名 称 土木工程与建筑学院 专业班级 城市地下空间工程 摘 要城市地下轨道交通已成为城市交通的重要模式，城市地铁在城市交通运输中也起到了越来越重要的作用。自1863年伦敦建成世界上第一条地下铁道,迄今地铁建设已积累了130余年的经验与理论成果，在地铁隧道设计与施工方面的技术水平越来越成熟。我国地铁建设事业起步较晚。改革开放以来,随着国民经济的不断发展,我国的城市化进程也在逐步加快。经济的发展,人们生活水平的提高,城市规模的扩大,城市人口的急剧增加,城市交通面临着严峻的局势，就在这
2、时，地铁建设才越来越多的进入到人们的视野里。本设计为青岛市地铁3号线汇泉广场站3号出入口结构设计，运用荷载-结构法进行隧道衬砌结构力学计算，利用规范规定、工程类比、理论推导等多种方法结合进行结构设计，如对于隧道断面形状尺寸的设计采用工程类比法借鉴青岛市其他地铁隧道工程经验，利用规范规定方法进行材料系数选取、隧道深浅埋判断荷载计算、衬砌结构配筋等，利用理论推导及数值近似方法进行隧道衬砌内力、弹性抗力计算。 关键词： 隧道出入口结构 结构-荷载法 新奥法 初期支护 AbstractUrban underground rail transportation has become the import
3、ant mode of urban transportation, and urban subway plays an increasingly important role in urban transportation. Since 1863 London built the worlds first underground railway, subway construction has accumulated more than 130 years of experience and theoretical results so far, the design ofand constr
4、uction of metro tunnel technology became more and more mature. Chinas subway construction began late. Since the reform and opening up, along with the continuous development of the national economy, our countrys urbanization process is gradually accelerated. Economic development, peoples living stand
5、ards improve, the expansion of city scale, the rapid increase of urban population, urban traffic facing a grim situation, at this moment, the subway construction to more and more into the peoples vision.The design for the Qingdao City Subway Line 3, Huiquan Square Station No. 3 out of inlet structur
6、e design, the use of load structure method for tunnel lining structure mechanics calculation, use a variety of methods such as specification, engineering analogy, theoretical derivation with structural design, such as for tunnel cross-section shape and size design of the engineering analogy method f
7、rom Qingdao city subway tunnel engineering experience, for coefficient of material selection, the tunnel depth buried to determine the load calculation, lining reinforcement using standard methods, by theoretical derivation and numerical approximation method for tunnel lining internal force and the
8、elastic resistance calculation. Key Words: Tunnel air duct structure - load method, initial support for the new Austrian Tunnelling Method, two times lining 专业word可编辑 . . . . 目 录摘 要前 言1第一章 绪 论41.1本课题的研究目的和意义41.2本课题的主要研究内容71.3设计规范及设计标准12第二章 工程概况142.1工程地理位置及设计范围142.2工程地质概况14 第三章 隧道总体设计203.1隧道线路选址203.2
9、隧道的几何设计21第四章隧道衬砌内力计算224.1概述224.2隧道衬砌荷载类型及组合244.3隧道衬砌内力计算32第五章 隧道衬砌验算及配筋 605.1隧道衬砌的截面强度验算605.2隧道二次衬砌配筋计算61第六章 隧道施工组织设计666.1隧道施工总体说明666.2施工组织机构及施工队伍安排696.3隧道施工方法和工序706.4施工组织注意事项74专题设计 76 参考文献89附录1 英文原文100致谢147 第一章 绪 论1.1本课题的研究目的和意义本设计为地铁出入口隧道结构设计，为城市地下轨道交通辅助隧道，采用的结构断面形式为直墙拱式，通过此次对地铁隧道出入口工程设计施工全过程的毕业设计
10、，目的是使自己能够熟练运用隧道工程有关设计计算的方法和施工规范，并能系统地掌握隧道工程的荷载计算基本理论和隧道衬砌支护结构设计方法，熟悉隧道设计的全过程，掌握隧道设计的基本原则，基本方法，基本程序和基本技术，积累隧道设计和施工组织的基础经验。培养综合运用理论知识和专业知识的基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，为毕业后尽快适应工作奠定基础。此次毕业设计通过自己独立自主的完成一项隧道工程项目的毕业设计，将有利于使自己各方面的知识系统化，在设计工作的实践中，锻炼了我们自主进行调查研究、收集资料、查阅资料及阅读文献的能力，也培养了自己的独立操作能力，以及与组内成员的协作意识。设计过程中，伴随着不断
11、地发现问题、查找资料、解决问题，使得自己独立解决问题的能力得到大大提高，对于自己以后的工作和学习生活具有很大帮助，自己的学习能力得到了很大的提高。设计过程中还包括了工程制图的相关内容，有助于我们日后进入工作岗位，快速适应工作内容，并进行更深一步的学习。在今天一线城市加紧进行的地铁建设步伐的背景下，我们地下空间工程本科毕业生进行隧道的相关设计，将有助于我们提高自己的专业技术知识，提前培养自己的专业素养，迅速成长为城市地下交通隧道以及各种公路铁路隧道建设者中的中坚力量。在这次城市地铁隧道设计的过程中，除了利用已经学习的新奥法施工理念，还丰富了自己的隧道设计理念，当隧道为城市地下空间隧道结构时，我们
12、不仅应考虑隧道安全性、经济性，还应考虑到隧道对地下环境的破坏，特别是对地下水的影响，因为城市地下水位的下降可能直接造成城市道路的沉降量过大，严重的造成地面裂缝，行人、车辆无法通行，因此，对于城市地下隧道的设计尤其注意地下水不能随意排放，而应采取对地下水影响较小的全封闭式隧道衬砌结构，提高防水设计等级而不做过多隧道外排水措施，减少大量排水对地面造成的沉降危害，并对隧道衬砌的裂缝严格控制，这样做可以显著减小对城市地下水环境的破坏，同时也符合现代建筑工程对环境保护的要求。这些是我从本次设计中对设计理念的深刻学习。1.2 本课题的主要研究内容本毕业设计工程为青岛地铁3号线汇泉广场车站出入口结构，结构形
13、式为直墙拱式，支护类型为初期支护锚喷网加永久支护二次衬砌，从设计及施工方面概括来说有以下几个方面的内容：1.2.1隧道线路设计影响隧道位置选择的因素较多，如地质条件、水文地质条件、地形和地貌条件、投资条件、工期要求甚至于当地环境控制要求等。在众多因素中，根本性的因素是地质条件和地形条件。隧道位置的选择与公路线路相互位置存在辩证关系。隧道工程有大小之分，对于一般的中、短隧道，原则上应依从于线路的位置，并根据具体的地质、地形条件做些小幅度的调整，以利于隧道施工。而对于长大隧道是线路的重点控制工程，其工程规模大、投资高、工期长，能否顺利施工是整条线路的重中之重，因此，在线路方案必选时，线路就得依从于
14、隧道最优方案。城市地铁线路的选择尤其要注意地表以上建筑物和构筑物的基础，地铁施工尽量减少对地面正常交通的影响。1.2.2隧道横断面设计隧道横断面包括隧道建筑限界、通风以及其他所需的断面积，断面的形状和尺寸应根据围岩压力求得最经济值。本设计隧道需满足其功能性要求即作为出入口结构供给其他隧道通风的作用，因此其隧道断面设计为上半部分作为人行通道，下半部分作为送出入口，并根据此来进行隧道建筑限界、隧道断面的形状尺寸设计。本隧道横断面设计通过工程类比，对比青岛市其他地铁隧道的断面设计形式，确定最终方案。1.2.3隧道支护结构设计隧道初期支护的设计采用理论计算方法和工程经验类比法结合进行设计，通过计算围岩塑性区半径并参考规范规定，确定初期支护锚杆的间距、长度，确定喷射混凝土厚度和钢筋网钢筋间距，初次衬砌仅起到保护开挖面，使其没有危石掉落，提高隧道施工的安全性。二次衬砌及其配筋由计算得到的衬砌内力通过混凝土结构设计规范中的概率极限法
