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1、课程设计用纸隧道工程课程设计一、设计目的通过课程设计，使学生掌握公路隧道支护结构的基本计算设计方法，熟悉矿山法在公路隧道施工中的工艺，掌握公路隧道施工设计的基本方法,以及掌握隧道暗挖洞门的形式,洞门的结构要求,设计方法和洞门作为重力式挡土墙的各项验算。二、设计资料1.原始资料：取之于“福州国际机场高速公路隧道设计，温州绕城高速公路隧道设计”。2.隧道洞身设计资料：围岩级别：Ⅱ级围岩容重：27隧道埋深：10隧道行车要求:两车道二级公路3.隧道衬砌截面强度校核资料:N=23.283tM=0.0176t.m4.隧道洞门设计与检算资料:地基土摩擦系数0
2、.7地基土容重18地基容许承载力三、隧道洞身设计1.隧道横断面设计1.1隧道建筑限界的确定该隧道横断面设计是根据两车道二级公路Ⅱ级围岩的隧道,根据《公路隧道设计规范》选取隧道建筑限界基本值如下：——行车道宽度,取;——余宽,本设计需设置人行道,取;——人行道宽度,取,双侧设置;——建筑限界高度,取5.0;教师批阅：16课程设计用纸——左侧向宽度,取0.75;——右侧向宽度,取0.75;——建筑限界左顶角宽度,取0.75;——建筑限界右顶角宽度,取0.75;——人行道高度,取0.25;隧道净宽;设计行车速度为，建筑限界左顶角高度与右顶角高度均取1
3、；参照规范横向坡度通常选1.5%～2%，在本设计中，取横向坡度i=2%,右侧(行车方向)倾斜。建筑限界设计见图1.1图3.1公路建筑限界图（单位:厘米）对于上下行分离式独立双洞的公路隧道之间应设置人行横向通道,其间距取250。人行横通道的断面建筑限界如图1.2所示。图3.2人行横通道的断面建筑限界图（单位:厘米）教师批阅：16课程设计用纸1.2隧道内轮廓线的确定本隧道为两车道Ⅱ级围岩隧道，围岩较好，不需施作仰拱。根据《公路隧道设计规范》，并结合实际情况，本隧道采用三心圆法设计内轮廓线，经济实际。本隧道内轮廓断面图如图1.3所示。图3.3隧道内轮
4、廓断面图（单位:厘米）2.隧道衬砌设计2.1隧道衬砌截面强度验算偏心距因为。由规范有：对混凝土矩形截面构件，当偏心距时，按抗压强度控制承载能力，并用下式进行计算：≤式中:——混凝土或砌体的抗压极限强度，按《公路隧道设计规范》表5.2.9采用；K——安全系数，按《公路隧道设计规范》表9.2.4—1采用；N——轴向力（kN）；b——截面宽度（m）；h——截面厚度（m）；教师批阅：16课程设计用纸Φ——构件纵向弯曲系数，对于贴壁式隧道衬砌、明洞拱圈及背墙紧密回填的边墙，可取Φ=1；e0——截面的偏心距；——轴向力的偏心影响系数，查表可得=1.0,，=
5、15500KPa，b=1.0m，h=0.30m，K=2.4，则有：=而,故≤，满足截面强度设计要求。2.2隧道深浅埋的确定及围岩压力计算根据内轮廓尺寸,因为Ⅱ级围岩的隧道设计不用设预留变形量,故近似开挖尺寸为对于Ⅱ级围岩,S——围岩级别B——隧道宽度,——围岩压力增减率,当,取则则埋深,故该隧道为深埋隧道。——等效荷载高度；——隧道埋深；——深浅埋隧道分界深度。教师批阅：16课程设计用纸又，可用公式，由设计资料知则∵该隧道为Ⅱ级围岩∴围岩水平匀布压力2.3隧道衬砌方案的拟定参考《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004），本设计为二级公路，采
6、用复合式衬砌，复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式。复合式衬砌设计应复合下列规定：Ⅰ.初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式单独或组合使用，锚杆支护宜采用全长粘结锚杆。Ⅱ.二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连接圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。由规范中表8.4.2—1，对于两车道Ⅱ级围岩，有：初期支护：拱部、边墙的喷射混凝土厚度为5～8cm，拱、墙锚杆长度为2.0～2.5m；二次衬砌厚度：拱、墙混凝土厚度为30cm。最终确定衬砌尺寸及规格如下：深埋隧
7、道外层初期支护，根据《规范》规定，采用锚喷支护，锚杆采用普通水泥砂浆锚杆，规格HRB335Φ20×2.5m，采用梅花型局部布设.采用C20喷射混凝土,且厚度为8cm。防水板：采用塑料防水板及无纺布，且无纺布密度为，防水板应采用满铺的EVA板防水层，厚度为2.0mm，搭接长度为150mm。初次衬砌:初步拟定采用C20喷射混凝土,厚度为8cm.二次衬砌:根据《公路隧道设计规范》，采用20号模筑防水混凝土，厚度为30cm。3.隧道洞室防排水设计根据规范的防排水的一般规定,隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则,保证隧道结构物
8、和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。防水措施：在初期支护与二次衬砌之间铺设
