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1、附件三 （隧道工程课程设计） 设计说明书龙洞隧道洞门设计龙洞隧道洞身支护设计起止日期： 2012 年 12 月 17 日 至 2012 年 12 月 21 日学生姓名豹 哥班级道桥1001学号1000000000成绩指导教师(签字)唐老师 包装土木教学部 2012年12月21日目录前言31.1设计依据以及总体原则41。2隧道设计参考规范和资料41。2。1执行的标准、规范、规程:41.2。3隧道建设规模41.3隧道工程地质条件51。3.1自然地理条件51.3.2工程地质条件51)第四系更新统（Qp）52）板溪群五强溪组（Ptbnw）61。4区域地质构造61。5地震61。6水文地质条件71。7不良
2、地质71。8地下气体71.9工程地质评价71.9。1区域地质稳定性评价71。9。2隧道工程地质评价71.9。3隧道长沙端洞门及边、仰坡稳定性评价81。9.4隧道湘潭端洞门及边、仰坡稳定性评价81.9。5隧道洞身段围岩稳定性评价81。9 。6水文地质评价91.10.1结论和建议91.10。2隧道平纵面设计101.10.3联系道及救援通道102隧道洞门设计112。1 洞门形式的选择112.2 土压力计算112.3 洞门稳定性验算142。4洞门排水设计图如下：203洞身支护和二衬设计213。1内轮廓的设计213.2衬砌的支护设计223。2.1初期支护223。2.2二次衬砌223。3围岩压力的计算23
3、3.3。1计算断面参数确定233。3。2荷载确定233.3.3衬砌几何尺寸243。4计算位移253.4。1单位位移253。4。2载位移-主动荷载在基本结构中引起的位移263。4。3载位移-单位弹性抗力引起的位移283.4.4墙底（弹性地基上的刚性梁）位移303。4.5解力法方程313.4。6计算主动和被动荷载分别产生的衬砌内力323。4.7最大抗力值的求解323.4.8计算衬砌总内力333.4。9衬砌截面强度验算333。4。10内力图343.4。11配筋计算34附录 课程设计任务书37致谢词39前言隧道是一种修建在地下，两端有出口,供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。随着科学技术和经济
4、的发展，人们越来越强调人与自然的和谐，逐渐摒弃了以往那种大开挖的场面，隧道工程取而代之。本设计是对拟建龙洞隧道结构进行设计。设计主要以公路隧道设计规范（JTG D702004）规范为依据。 通过本次设计,我系统地巩固了所学的专业知识，并对隧道工程进行了前所未有的探索。通过本次设计，掌握了直墙拱隧道的设计步骤和构造原理，以及计算理论和计算方法，对该直墙拱隧道各个方面知识有了比较全面、系统、深入的了解,锻炼了查阅相光资料和独立思考的能力。 本设计主要对本隧道进行了初期支护设计、二次衬砌设计、洞门设计，并对初期支护设计和二次衬砌设计做了较详细的阐述和较深的探讨。 在设计过程中，感谢唐文彪老师、祝老师
5、给予了我精心指导和热心的帮助,班上同学也给予了我莫大的帮助和支持，使我的设计得以顺利完成，在此，我谨向各位老师和同学表示衷心的谢谢. 由于本人水平有限，设计中难免有不足和错误之处，敬请各位老师和同学批评指正,本人将虚心接受并加以更正。1.1设计依据以及总体原则该隧道设计说明书及隧道纵剖面图。采用高速公路建设标准，设计速度120km/h，全线按4车道设计,路基宽度34.5m。隧道横通道为隧道洞内发生紧急事故时避难设施,含车行横通道和人行横通道。a、隧道路面横坡:单向坡-2（直线段)。b、隧道内最大纵坡：3%；最小纵坡：0。3.c、设计荷载：公路I级。d、隧道防水等级：一级;二次衬砌砼抗渗等级不小
6、于S6。1.2隧道设计参考规范和资料1。2。1执行的标准、规范、规程:公路工程技术标准 （JTGBO12003）公路路线设计规范 (JTG D202006）公路隧道设计规范 （JTG D70-2004) 公路隧道通风照明技术规范 (JTJ026.11999）公路水泥混凝士路面设计规范 (JTG D402002)公路工程抗震设计规范 (JTJ00489）公路隧道施工技术规范 (JTJ04294)地下工程防水技术规范 (GB 501082001)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB 500862001）公路隧道设计细则TB 10003-2001隧道铁路工程技术手册铁路隧道喷锚构筑法技术规范TB 101
7、0820021。2.3隧道建设规模 隧道长度、桩号一览表 表3。1隧道名称隧道长度长沙端洞口湘潭端洞口洞口桩号设计高程（m）洞口桩号设计高程（m）龙洞隧道左洞658ZK146+162103。56ZK146+820122.19右洞605K146+160103。65K146+765121.251。2。4本隧道采用的新技术、新工艺、新材料主要有:(1）、采用清浊分流的防排水措施：路面下设中央排水管，用于排除围岩集水;边水沟用于排除营运清洗污水、消防污水和其它废水，以便污水在洞外处理后再予以排放,实行清水和污水的分开排放，减轻排水系统的压力。（2）、采用连续配筋水泥砼面层，路面纵横向均设置钢筋,延长路
8、面的使用寿命。（3)、防水卷材，采用热风双焊缝无钉铺设工艺,保证了防水层的完整性又便于施工。（4）、采用双组份聚硫密封膏处理沉降缝的防水问题,解决沉降缝的渗漏水问题。1.3隧道工程地质条件1。3.1自然地理条件地理位置:拟建龙洞隧道位于长沙市岳麓区莲花乡,长沙端进口洞门位于华宝村龙洞组栈龙坝东侧通村公路边，交通条件较好,湘潭端出口洞门位于汗冲组西北侧,距机耕路约150m,交通条件较差.气象:场地区属中亚热带季风性湿润气候区，四季分明,春末夏初多雨，年均气温16.8-17.3，年降水量1358mm，无霜期260276天。地形地貌：隧道区属剥蚀丘陵地貌，山体形态不规则，其山脉走向大致呈东西向，洞身
9、横穿山体鞍部,山坡植被茂密,坡面沟谷呈鸡爪状四面延伸，地形切割强烈,起伏变化较大，地面高程变化在95-235m之间，高差50130m。最大埋深位于K144+580处,埋深116.9m。隧道长沙端位于山坡坡脚，洞轴线与等高线大角度相交,洞门地形条件较好,山坡自然坡度3540,地面高程变化在104110m；湘潭端位于山坡坡脚冲沟部位，洞轴线与等高线交角约40，左线洞门右侧有偏压,山坡自然坡度约3035，地面高程变化在120125m。1.3。2工程地质条件据地质调查以及勘探成果，隧道区出露的地层有第四系粉质黏土，板溪群五强溪组变质砂岩等，现由新至老分述如下：1)第四系更新统(Qp） 粉质黏土:黄色,
10、褐黄色，稍湿,硬塑，含粒径24cm碎石1020，成分为强风化砂岩，表层约40cm植物根系发育，层厚12m，零星分布于隧道区山坡坡脚及沟谷部位。 碎石土：褐黄色，密实，稍湿，粒径2-8cm，含量6070，棱角状，成分为变质砂岩，粉质黏土充填，层厚0。51。0m,零星分布于隧道区山坡部位。2）板溪群五强溪组（Ptbnw) 变质砂岩：中厚层状,变余砂质结构，广泛分布于隧道区。其中：全风化,紫红色，原岩结构基本破坏，岩芯呈硬塑坚硬土柱状，层厚约4m，主要分布于简家坳端山坡。强风化，紫红色、灰黄色夹灰白色，变余砂质结构，局部夹微薄层凝灰质砂岩,节理裂隙发育，岩芯呈碎石状、碎块状，少量短柱状，从上至下岩石
11、逐渐变硬， RQD值为0-10%,厚约11.2m，主要分布于简家坳端山坡.中风化，紫红色夹灰白色，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状、碎块状, RQD值为2530.微风化,紫红色夹灰绿色，变余砂质结构，块状构造，节理裂隙较发育，主要有两组，一组倾角约65，一组倾角近垂直,微张开闭合状,有褐黄色铁质侵染,岩芯呈短柱状、长柱状、碎块状，RQD值7076,岩体较完整。1.4区域地质构造据外业地质调查和勘探成果及1:20万长沙幅区域地质资料，拟建路段位于“洞庭凹陷”南缘外侧，属华夏系构造体系，构造线NNE向，形成于印支期。龙洞次级背斜：主要由板溪群五强溪组变质砂岩组成，轴线走向北东向，核部与路线大致相交于K1
12、44+500K144+600附近，交角约60，两翼岩层倾角较陡，隧道长沙端洞门附近岩层产状312-3333257，湘潭端岩层产状1851903744.两翼较为紧闭，核部多被第四系所覆盖，主要为碎石土、含碎石粉质黏土,厚度1。52。5m.隧道区节理较发育，主要有25850、20545、7078、31264四组，以第二组最发育，多呈微张开-闭合状.隧道区断裂构造不发育,未见活动性断裂构造活动，拟建隧道区区域地质构造稳定。1.5地震据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的1:400万中国地震动参数区划图(GB 183062001），隧道区地震动峰值加速度为0。05g，地震动反应谱特征周期为0.
13、35s,相应的地震基本烈度为度,设计地震分组为第一组。1.6水文地质条件地表水:隧道横穿分水岭，地表水贫乏，在隧道两端山坡坡脚冲沟中,雨季有暂时性水流，旱季常干涸.地下水：隧道区地下水按含水层特征及埋藏条件可划分为两类： 孔隙水：主要赋存于山坡及沟谷地带碎石类土中，其地下水一般与地表水贯通、互补,水位、水量受季节影响明显，孔隙水以潜流及下降泉的形式排于溪沟及洼地中。 基岩裂隙水：主要赋存于基岩风化节理裂隙、层面裂隙及构造裂隙中，以风化裂隙含水为主,含水岩组主要包括板溪群五强溪组变质砂岩等.隧道区位于分水岭部位，覆盖层较薄，无经常性水源，基岩裂隙水一般无稳定地下水位，水量随季节变化较大，水量一般
14、不大，勘察期测得钻孔中水位埋深30。236。4m。基岩裂隙水补给以大气降水直接补给为主。由于以风化裂隙含水为主，地下水迳流多随地形变化，地下分水岭与地表分水岭基本一致,地下水流向为垂直或斜交附近冲沟，多以下降泉形式于冲沟或坡脚处排泄。地下水动态随季节变化较大，一般仅雨季有水，且水量不大，旱季常干涸。根据地质调查结合其它工程水文地质试验类比,隧道区基岩节理较发育、微张开状，渗透系数取K=0.02110。0442m/d，为弱透水。1。7不良地质隧道区内出露基岩为板溪群五强溪组变质砂岩，不良地质不发育。1。8地下气体拟建隧道穿过板溪群五强溪组变质砂岩地层中,隧道中存在有害气体的可能性不大.1.9工程地质评价1.9.1区域地质稳定性评价根据地质调查和勘探成果，拟建龙洞
