公路隧道课程设计——慈母山公路隧道设计

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1、目录第一章设计任务及原始资料3第二章隧道平面设计、纵断面设计32．1平面设计的一般要求32．2隧道纵断面设计32.2.1隧道纵坡形式32.2.2慈母山公路隧道纵坡4第三章隧道结构横断面43．1隧道断面形状设计时需考虑的因素43．2主要设计步骤53．3隧道建筑限界53．4隧道洞身结构内力分析及检算23．4．1荷载的一般规定23．4．2永久荷载23．4．3可变荷载23．4．4偶然荷载33．4．5隧道深浅埋划分的计算33．4．6各级围岩垂直压力及水平压力的计算33．4．7结构内力分析与检算输出结果5第四章洞口及洞门设计2

2、44．1一般规定244．2隧道洞口两端路线的平纵横技术指标应符合以下规定244．3洞口工程244．4洞门工程254．4．1一般要求254．4．2洞门形式及方案比选254．4．3构造要求264．5洞口与明洞防水与排水274．5．1一般规定274．5．2慈母山公路隧道洞口及明洞防排水措施274．6洞门尺寸拟定284．6．1根据《设计规范》构造要求，初步拟定设计参数如下：284．6．2计算要求284．7洞门计算284．7．1计算要求284．7．2洞门厚度设计284．7．3极限状态发计算洞门的承载力31第五章施工组织设计3

3、35．1概述335．2施工方案比选345．2．1施工方案选择所需要考虑的因素345．2．2新奥法施工方法比选345．2．3明洞施工方法比选355．3施工布置365．3．1生产房屋和生产设施的布置365．3．2生活房屋布置375．5总体施工方案375．6辅助施工措施设计375．6．1一般规定375．6．2慈母山公路隧道采用的辅助施工措施38慈母山公路隧道设计第一章设计任务及原始资料第二章隧道平面设计、纵断面设计2．1平面设计的一般要求首先满足整个线路的各种技术指标,很明显，线路是越直越好。线路顺直，则距离短，行车速度

4、快；相比之下，曲线隧道的建筑界限需要加宽开尺寸相对加大，不但加大了开挖土石方数量。也增加了衬砌的圬工量。曲线上，隧道断面是变化的，不同断面上的支护和衬砌尺寸不一致，因而施工时技术上较直线复杂。因为洞身弯曲，洞壁对汽车的阻力大，使通风条件变差。曲线使得洞内施工测量操作变的复杂，精确度降低。曲线隧道的维修养护工作条件不如直线隧道，而反向曲线隧道的条件比曲线隧道的更差。隧道线路的选择必须结合地形、地质条件对诸多因素综合研究，全面分析，以选定既节省工程量又利于隧道运营的方案。隧道对应的公路等级为一级，原则上应服从线路的基本

5、走向，路、隧、桥综合考虑。2．2隧道纵断面设计隧道内纵断面线形应考虑行车安全性，运营通风规模，施工作业效率和排水要求，《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）得隧道纵坡不小于一般情况不应大于3%；受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中短隧道可适当加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道纵坡可该公路隧道外路线的指标相同。当采用较大纵坡时，必须对行车安全、通风设备和运营费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证。2.2.1隧道纵坡形式隧道纵断面是隧道中心线展直后在垂直面上的投影。隧道内线路坡度可设置为单面

6、坡或人字坡两种。（如图2.1）图2-1隧道纵坡形式（1）单坡多于线路紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取高程，当隧道处于单坡上时，两洞口的高差较大，由此产生的气压差和热位差就能促进进洞的自然通风，在施工过程中，低位洞口有利挖掘废渣的运出，运输动力消费低，产生的废气少，水也自然的顺坡道排出；而高位洞口不利，因其是向下坡方向掘进，出渣、排水不便车辆排除废气多。（2）隧道内的纵坡变换不益过大、过频，以保证行车安全视距和舒适性。纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应符合《公路隧道设计规范》（JTGD70

7、—2004），见表2.1设计时速为120km/h隧道内竖曲线最小半径和最小长度。表2.1竖曲线最小半径和最小长度（m）凸形竖曲线半径凹形竖曲线半径竖曲线长度一般值极限值一般值极限值1700011000600040001002.2.2慈母山公路隧道纵坡根据隧道所在公路的总体高程要求及地质条件等综合情况，慈母山公路隧道采用单坡隧道，采用纵坡为1.3%。隧道的设计高程见隧道的纵断面图2-2。图2-2隧道的纵断面图第三章隧道结构横断面3．1隧道断面形状设计时需考虑的因素(1)隧道的内轮廓必须符合隧道建筑限界，结构的任何部位

8、都不应侵入限界以内。还应考虑洞内排水、通风、照明、监控、营运管理等附属设施所需要的空间，并考虑土压影响、施工等必要的富余量，使确定的断面形式及尺寸，达到安全、经济、合理。(2)采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。(3)从经济观点出发，内轮廓线应尽量减小洞室的体积，即使土石开挖量与圬工砌筑量为最省。因此，内轮廓线一般紧贴限界。但其形状又不能如限