公路隧道结构设计与计算 隧道课程设计

《公路隧道结构设计与计算 隧道课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、-16-HenanPolytechnicUniversity学院：土木工程学院姓名：贠宝锋学号：310707020623班级：道路桥梁07-3班指导老师：任连伟日期：2010年5月22日-16-目录一、工程概况31.1设计条件31.2设计依据、任务及要求3二、隧道几何设计42.1隧道纵断面设计42.2隧道横断面设计4三、隧道结构设计63.1洞身衬砌结构63.2洞门设计7四、隧道施工组织设计94.1施工准备94.2施工方法94.3施工通风124.4防水排水134.5路面工程144.6辅助坑道15-16-一、工程概况1.1设计条件川北隧道位于四川北的山岭重丘区，是一条

2、高速公路上一段全长为2714m的隧道。该隧道的设计桩号为k1+370～k4+084,位于市区北方向，距离市区23km。该隧道一般地段埋深为100～200m，最大埋深不超过300m，设计纵坡范围为-3.0%～3.0%，定为2.75%。根据隧道设计条件中所出的地区气候类型及其埋深情况，估计隧道内的平均气温为19℃～20℃。1.地貌路线跨越区域为山岭重丘区，相对高差约500m，受构造影响，山势陡峻，山形零乱，沟谷纵横，透视条件十分困难。2.气候条件位于川西北的山岭重丘区，属亚热带季风性湿润气候，春暖多雨，夏季干热，秋季凉爽，冬季寒冷，四季分明，严寒期短，暑热期长。平均降

3、雨量1357.8mm，平均降雨天数154.7天，多集中在4—8月，平均降雪天数10.7天，极端最高气温40.7℃，极端最低气温-13.7℃。昼夜温差较大，一般在12℃左右，霜冻期一般在25天左右。3．工程地质、水文地质概况拟建某隧道围岩类别主要为Ⅲ—Ⅳ类，洞口部位少量为Ⅱ类，区域性地质构造为单斜构造，岩层层理平缓，倾角5°—10°。1.2设计依据、任务及要求设计依据：（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）；（2）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）；（3）《隧道工程》王毅才主编人民交通出版社；（4）《铁路隧道施工规范》（TBJ204-96；

4、本设计主要进行一座公路隧道的结构与施工设计即川北隧道1．确定隧道洞口位置进行隧道的结构计算和设计。2．按照新奥法原理进行隧道衬砌结构设计。3．隧道施工方案与施工组织设计。-16-二、隧道几何设计2.1隧道纵断面设计公路隧道的纵断面设计要按照《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）规定进行，川北隧道在方案的确定时，在1/5000的地形图上，已经将隧道的路线和洞口的位置进行了确定，进口隧道的地面标高位600m，为了减小开挖量，就将进口的设计高度定为600m。出口的地面标高为680m。又因为该地区的大致地势是北高南低，并且是南边的地势比较平坦。所以，就将出口的设计

5、标高定为680m。而该段隧道有是位于某城市的北方向23km,从总体上考虑，应使该高速公路的总路线的长度最短，从而最大限度地减少工程造价。节省成本。平面线形我采用了直线形。这样，既减少了隧道施工的难度，又节省了工程造价。在纵断面的确定中我采用了人字形坡，坡度为1%和-1.5%，该坡度可以满足工程技术规范的要求。即要小于3%的要求。在K2+750处设变坡点，控制标高为933.8m,半径R=20000m，曲线L=500m,切线长T=250m,外距E=1.56m。且在起点桩号K1+370处的设计标高为920.00m,在终点桩号K4+084处的设计标高为913.55m。2.

6、2隧道横断面设计隧道内轮廓方案的选取除满足建筑限界的要求外，还必须考虑隧道通风、照明、通讯、排水、装饰等其他设施及超高需要的空间，同时衬砌内轮廓的形状和尺寸还要考虑结构受力特点、工程造价及施工方法等诸多因素进行分析比较，本着断面利用率高，衬砌结构受力均匀、合理、安全、经济的原则进行选取。道路隧道的建筑限界包括：车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度；隧道限界的规定是为了保证道路隧道中行车安全，在一定宽度、高度的空间范围内任何物件不得侵入的限界。该公路隧道的建筑限界如图2-1：图2-1公路隧道的建筑限界-16-图2-2隧道净空图在设计隧道横断面时，由于地质条件所限，隧道

7、内一些地区需设置仰拱；由：r1+a-r2cosφ2＝5　　　　r2sinφ2-a=br1+a/sinφ1=r2可得：r1=r2=5.3m,r3=6.9m隧道净空图如图2-2。-16-三、隧道结构设计3.1洞身衬砌结构川北隧道采用新奥法原理设计,采用复合式衬砌,喷锚支护与混凝土衬砌相结合,是外衬砌为喷锚支护,内衬为整体混凝土衬砌。它是与新奥法结合,施工时先在洞壁表面上喷射混凝土、安装锚杆,形成柔性支护结构。它和围岩可有共同的有限度变化,释放围岩因开挖而引起的变形压力,使外衬与围岩共同组成的初步支护体系处于暂时平衡状态,保证施工安全。内衬整体混凝土是刚性的,在施工中,

8、据围岩变形