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1、兰 州 理 工 大 学 毕 业 设 计（论 文）后坡隧道综合设计毕业设计摘 要随着科技的不断进步，现代隧道无论是从结构计算，还是从施工方法都较以前有了较大的飞跃。本毕业设计为高速公路隧道，注重的是结构的设计与计算。本设计根据设计任务书的要求和参考公路隧道设计规范及其他各规范，对某山岭高速公路上的后坡隧道进行了综合设计。主要内容包括：根据地质条件、水文条件等多方面的因素进行洞门设计、隧道横、纵断面设计、隧道衬砌结构设计、防排水及管线沟槽设计以及施工组织设计，并进行了初期支护结构计算与隧道二次衬砌的结构计算，同时还完成了隧道通风、照明的计算及设计。关键词：公路隧道，毕业设计，衬砌结构，通风照明 A
2、BSTRACTWith the progress of science and technology, modern tunnel either from the structure calculation or from the construction method is used to have a greater leap forward. This graduation design for highway tunnel, attention is focused on the design and calculation of structure.According to the
3、design requirements of the task and the reference code for design of road tunnel and other specifications, the comprehensive design of the slope of a mountain highway tunnel. The main contents include: according to the geological conditions, hydrological conditions and many other factors, tunnel por
4、tal design of horizontal and vertical section design, tunnel lining structure design, sub grade and pavement drainage trench and pipeline design and construction organization design, calculation and initial supporting structure two calculation of lining and tunnel structure, but also complete calcul
5、ation and design of ventilation, lighting, tunnel.Keywords: highway tunnel, graduation design, lining structure, ventilation and lighting目 录前 言1第1章 设计背景资料21.1采用的技术标准及设计标准规范21.1.1主要技术标准21.1.2主要设计标准规范21.2工程概况21.3工程地质概况2第2章 总体设计32.1选址考虑32.2洞口选址及线型考虑32.3纵断面设计42.4横断面设计42.4.1建筑限界42.4.2紧急停车带及横向通道42.4.3内轮廓设
6、计4第3章 洞口设计63.1洞口段地质评价63.2洞口设计63.2.1洞门类型选择63.2.2洞口设计6第4章 隧道防排水74.1防排水要求74.2防排水原则74.3后坡隧道的防排水措施74.3.1洞外防排水74.3.2洞内防排水8第5章 初期支护计算95.1确定计算参数95.2计算隧道周边设计支护阻力与径向位移95.3计算初期支护能提供的总支护阻力和允许隧道洞壁产生的总径向位移105.4初期支护总阻力和位移的校核12第6章 二次衬砌内力计算136.1基本资料136.2荷载确定136.2.1围岩竖向均布压力136.2.2围岩水平均布压力:146.3衬砌几何要素146.3.1衬砌几何尺寸146.
7、3.2半拱轴线长度146.3.3各分块接缝中心几何要素156.4主动荷载作用下的衬砌压力计算166.4.1单位位移166.4.2 主动荷载在基本结构中引起的位移196.4.3弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移236.4.4墙底位移266.5解力法方程266.6计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力276.7最大抗力值的求解286.8计算衬砌总内力296.9衬砌截面强度验算316.10内力图32第7章 隧道通风照明设计337.1隧道通风设计337.1.1基本条件337.1.2车辆组成337.1.3需风量计算（按80km/h计算）337.1.4需风量计算（按60km/h计算）357.1.5需风量计
8、算（按40km/h计算）357.1.6需风量计算（按20km/h计算）367.1.7通风设计计算377.1.8交通阻滞状态下的通风设计计算417.2隧道照明设计437.2.1基本参数437.2.2基本指标437.2.3照明设计44第8章 施工方案设计478.1施工准备478.2辅助施工方法478.2.1大管棚超前注浆支护478.2.2超前小导管注浆支护488.3施工设计488.3.1总体方案与部署488.3.2洞口施工488.3.3隧道内施工49参考文献53附录154附录261致 谢73I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、综合教学的重要过
9、程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次毕业设计所选题目是：后坡隧道综合设计，设计要求为：设计行车速度100km/h，双洞单行。本设计将分为外文翻译、地质平面图、纵断面图设计、建筑限界及内轮廓设计、各级围岩衬砌结构设计与计算、防排水设计、洞门及明洞设计、通风、照明设计及计算等方面。按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果，做好毕业答辩准备工作。设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素，隧道设计注意与周围环境的协调，功能区组合合理。考虑隧道自身特点，着力体现现代化隧道集实用与建筑之美。结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。具体设计内容将按照规范在说明书和设计图中详细体现。毕
10、业设计三个多月的时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 二零一三年六月第1章 设计背景资料1.1采用的技术标准及设计标准规范1.1.1主要技术标准（1）隧道采用分离式单向行驶两车道隧道（上、下行分离）。（2）隧道设计车速为100km/h。1.1.2主要设计标准规范（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）公路隧道施工技术规范 （JTJ042-94）（4）公路隧道
11、通风照明设计规范 （JTJ026.1-1999）1.2工程概况后坡隧道为分离式长隧道，上行线隧道进口桩号K126+025,出口桩号K127+685，隧道设计高程为1003.341030.68m，主洞内路面宽度为9.00m，拱顶高7.35m，全长1660m, 隧道纵坡为单坡，i=1.8%,L=1660m。1.3工程地质概况后坡隧道属浅埋松软黄土和软胶结岩石型隧道，隧址区揭露的地层岩性从上到下一次为：一般新黄土饱和黄土一般新黄土老黄土泥岩。隧址区节理裂隙较发育，线密度较疏，组合后尚不至于形成不良结构面，故对洞室稳定性影响有限。隧道上行线：K126+025K126+110段围岩级别为级，该段围岩长8
12、5m,一般新黄土，局部老黄土，富含第四纪孔隙水，多呈饱和状，为易蠕动的松软结构，围岩极易坍塌变形，受大气降水和黄土层孔隙水的影响，有渗水或滴水现象。K126+110K127+375段围岩级别为级，该段围岩长1265m，深一般新黄土和老黄土，少量泥岩，节理裂隙极发育，呈松散结构，围岩易坍塌，侧壁可能发生小坍塌，受大气降水影响，局部有渗水现象。K127+375K127+685段围岩级别为级，该段围岩长310m,一般新黄土，局部老黄土，在影响厚度范围内存在老黄土的段落受大气降水及地表黄土层空隙水影响，局部有渗水、滴水现象。第2章 总体设计2.1选址考虑隧道总体设计应遵循以下原则：（1）在地形、地貌、
13、地质、气象、社会人文和环境等调查基础上，综合必选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避开不良地质地段；长隧道位置亦应尽可能避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。（2）根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑界限。在满足隧道功能和结构受力良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。隧道内外、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。（3）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。（4）应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和运营
14、要求，对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等做综合考虑。（5）当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。后坡隧道位置选择包括洞身位置和洞口位置的选择两项，主要以地形、地质为主等进行综合考虑，宜首先排除显著不良地质地段，按地形条件拟定隧道及接线方案，在进行深入的地址调查，综合各方面因素，选定隧道位置。2.2洞口选址及线型考虑（1）隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件，综合研究比选确定。一般情况隧道宜早进洞、晚出洞。根据工程地质调绘及钻
15、探资料，隧道上行线进口位于黄土斜坡上，洞口前缘及两侧发育有黄土冲沟，黄土斜坡地表多为田坎，坡形较完整，坡度5463，风积黄土层厚21.525.8m；上行线出口位于黄土缓坡上，地形相对较平坦，地表为农田，坡度约，2528风积黄土层厚度21.525.8m。两侧洞口段均未发现滑坡等不良地质现象，土体现处于稳定状态，但是必须切实解决好防排水及边仰坡防护问题，洞口应避免大量开挖，防止造成较大面积的土体失稳。隧址区地表覆盖层以上由风积黄土、饱和黄土、一般新黄土、下伏老黄土和泥岩为主。由于地层形成时代较新，故受地质构造变动影响较小，节理较发育。岩土体受风化作用、胶结程度等自身结构构造影响，力学性质上呈强度低，硬度小，成岩作用差，岩体整体性较好的特点。该地区地下水资源匮乏且地下水对混凝土无腐蚀性。因此，后坡隧道根据上述分析，并结合
