陆家嘴单向双车道隧道设计毕业设计论文.doc
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1、 摘要本设计为陆家嘴单向双车道隧道设计,隧道进洞里程为DK8+772m,出洞里程为DK8+827m,全长55m;设计时速100km/h,隧道最大埋深20m。根据提供的工程地质资料及相关设计标准,进行了此次设计。设计中利用作图法确定进出口里程、边仰坡开挖线及隧道长度;选用翼墙式洞门并进行强度和偏心验算;根据工程类比法采用复合式衬砌:初期支护采用喷锚支护,模筑混凝土作为二次衬砌,二者共同作用来形成整个隧道的结构支护体系,根据规范数据作衬砌横断面图,依此计算结构内力并检算其抗压、抗拉强度。该隧道设计主要包含四个部分的内容。第一部分为洞口设计,包括隧道里程和开挖线的确定;第二部分为洞门设计,包括洞门类
2、型的选择、洞门设计和洞门验算;第三部分为衬砌设计,包括支护形式的选择、衬砌设计和衬砌验算,其中衬砌验算是用Fortran程序完成的;第四部分是施工组织设计,主要阐述了设计依据、工程概况和一些具体的施工措施,同时对机具的配备和人力的安排提出了建议。关键词:公路隧道;双车道;翼墙式洞门;复合式衬砌AbstractThe design is of the Lujiazui one-way two-lane tunnel design. The Milege of the tunnel entrance is DK8+772m, the Milege of the tunnel exit is DK8
3、+827m, and total length of the tunnel is 55m. The design speed of 100km / h. The maximum depth tunnel is 20m.This paper is carried out according to the provision of engineering geological data and related design criteria. Mapping method is used to determine export mileage, side elevation slope excav
4、ation line and the length of tunnel in this design. Wing Wall Portal is selected for the design and conducted of strength and eccentric checking. According engineering analogy method using composite lining: initial support using spray anchor, mold-building-concrete as the secondary lining, both work
5、 together to form the support system of the entire tunnel. According to the specification data make cross-sectional diagram of the lining, and on the basis on the diagram calculating structural forces and seized count the compressive and tensile strength.The tunnel design consists mainly of four par
6、ts. The first part is designed for opening, Which including mileages and excavation lines determination. T he second part is the Portal Design, including the choice of the Portal type, the design of the Portal type and the checking of the Portal. The third part is lining-design, including the choice
7、 of supporting form, design the lining and the checking lining, in which the checking lining is completed with a Fortran program. The last part is the construction-organization design, which mainly to explain the design basis, Project Overview and some specific construction measures. While made sugg
8、estions for the arrangements for equipment and manpower.KEYWORDS: HIGHWAY TUNNEL ;TWO LANE ;WING WALL PORTAL ;COMPOSITE LINING目录绪论11 洞口设计31.1 进口里程和开挖线31.2 出口里程和开挖线51.3 隧道长度确定62 隧道洞门设计72.1 洞门方案选择72.2 洞门构造要求72.3 洞门墙验算规定72.4 洞门设计参数82.5 洞门验算83 衬砌设计143.1 支护形式的选择143.2 衬砌设计143.3 衬砌验算164 施工组织设计294.1 设计依据294
9、.2 工程概况294.3 设计原则:294.4 总体设计思路:294.5 劳动力安排意见294.6 主要工程设备304.7 具体施工方法31结论34致谢35主要参考文献36绪论隧道的发展与人民生活水平和生产能力密切相关,从原始时代到现在已经经历了漫长的时期:从人类的出现到新石器时代,人类利用隧道防御自然威胁;文明黎明时代,人类为生活和军事防御利用隧道;中世纪时代,主要利用隧道开采矿石;近现代由于炸药的发明,加速了隧道技术的发展,其利用范围也迅速扩大,应用于交通、水工、市政、矿山开采等各个范围。改革开放以来,我国隧道工程的发展进入了一个新的时期,随着科学技术的不断发展和运营的需要,我国公路隧道越
10、修越长、越修越宽,到2000年我国已有公路隧道1684座,总长达628km;随之技术越来越难、越复杂,隧道的修建涉及到结构、防排水、岩土、地质、地下水、空气动力、光学、消防、交通工程、自动控制、环境保护、工程机构等多种学科,是综合复合技术,需要多学科进行联合研究、进行攻关。在长期的工程实践当中,我国已经积累了相当的经验和理论,逐渐形成了具有中国特色的隧道施工方法体系。目前,我国公路隧道修筑技术已有长足的发展,对围岩动态量测反馈分析技术,组合式通风技术,运营交通简易监控技术,新型防水、排水、堵水技术,围岩稳定技术,支护及衬砌结构技术等都有许多成功实例,其中大部分成果已处于国内领先水平,还有一些成
11、果已达到国际先进水平。同时,还存在一些问题,比如施工阶段地质判释技术不完善;软弱破碎围岩的施工方法的工厂化程度有待提高;不能有效地控制对遗留围岩的损伤和松弛;“重外美,轻内实”,结构存在隐患;地下水处理始终是薄弱环节;环境意识薄弱;施工阶段工程质量的监测体制不完善;应变能力不强;没有真正实现动态施工和管理。实际上我国与一些发达国家相比,技术上的差距也在于此。隧道主要分为两个部分,主体建筑物和附属建筑物:其中主体建筑物包括洞门、明洞和洞身衬砌;附属建筑物有隧道通风建筑物、安全避让设备、防排水设、电力及通讯信号的安装设备等。隧道施工具有以下特点:隐蔽性大、作业循环性强、作业空间有限、作业的综合性、
12、施工是动态的(施工过程中力学状态是变化的,围岩的物理力学性质也是变化的)、作业环境恶劣、作业风险性强。本文设计的是一条单向双车道隧道-陆家嘴2号线双车道隧道。隧道进洞里程为DK8+772m,出洞里程为DK8+827m,全长55m;隧道所处区域地面高程分布在100m到150m范围之内,隧道最大埋深20m,是一条浅埋短隧道。本文主要依据公路隧道设计规范(JTG D70-2004)和其他相关资料进行设计,设计内容主要包括:洞口里程和开挖线的确定、洞门类型的选择、洞门设计和验算、支护形式的选择、衬砌设计和验算、施工组织设计等几个部分。1 洞口设计1.1 进口里程和开挖线1.1.1 确定进口里程(1)洞
13、口地形图上找控制等高线。围岩等级级,仰坡坡率1:1.5,查1-1表得极限开挖高度H=18m,作隧道纵断面地质图,粗略拟定路基标高H路=100m,故而H控=H路+H=100+18=118(m)。表1-1 洞口边仰坡控制围岩级别坡率贴壁1:0.31:0.51:0.51:0.75高度(m) 15 2025左右 2025左右围岩级别坡率1:0.751:11:1.251:1.251:1.5高度(m) 15 1820左右 15 18(2)在预先选定的洞口附近,以洞门墙宽度B为距离,作对称于线路中心线的平行线-和-。由隧道洞门图确定洞门墙宽度B=16.4m。(3)以仰坡坡脚至极限开挖高度控制点的水平距离d为
14、半径,沿-(或-)移动,找出和控制等高线相切与a点(即控制点)的圆心o。由隧道洞门图确定路基面到仰坡坡脚的高度h=9.5m ,m=1.5,则仰坡坡脚到极限开挖高度控制点的水平距离d=(H-h)m=(18-9.5)x1.5=12.75m。(4)过o点作线路中心线的垂线oo。(5)以洞口里程至仰坡坡脚的水平距离b为间距,作oo的平行线pp,则pp为洞口实际里程位置,量得进洞里程为DK8+772m。其中由隧道洞门图查得b=3.6m。1.1.2 开挖线(1)仰坡开挖线仰坡坡脚标高H仰=100m+9.5m=109.5m。即可算得控制等高线118m到109m等高线之间的各等高线到仰坡坡脚的水平距离如下:对
15、117m等高线:d1=(117-109.5)m=7.51.5=11.25m对116m等高线:d2=(116-109.5)m=6.51.5=9.75m对115m等高线:d3=(115-109.5)m=5.51.5=8.25m对114m等高线:d4=(114-109.5)m=4.51.5=6.75m对113m等高线:d5=(113-109.5)m=3.51.5=5.25m对112m等高线:d6=(112-109.5)m=2.51.5=3.75m对111m等高线:d7=(111-109.5)m=1.51.5=2.25m对110m等高线:d8=(110-109.5)m=0.51.5=0.75m在洞门地
16、形图上分别作和洞门墙平行且相距为d1 ,d2,d3 的线分别交相应的等高线于, 各点,连接a, 各点即为仰坡开挖线,如图1.1所示。图1.1 隧道进口位置平面图(2)边坡开挖线:边坡坡脚标高H边为99m,边坡坡率n=1.5,可计算出不同标高位置的边坡坡顶到边坡坡脚的水平投影距离c分别如下:C1=(100-99)n=11.5=1.5mC2=(101-99)n=21.5=3.0mC3=(102-99)n=31.5=4.5mC4=(103-99)n=41.5=6.0mC5=(104-99)n=51.5=7.5mC6=(105-99)n=61.5=9.0mC7=(106-99)n=71.5=10.5m
17、C8=(107-99)n=81.5=12.0mC9=(108-99)n=91.5=13.5mC10=(109-99)n=101.5=15.0mC11=(110-99)n=111.5=16.5m作与路堑坡脚线平行且相距分别为C1,C2,C3 的线分别交相应的等高线于a,b,c 各点,连接a,b,c 各点即为边坡开挖线。1.2 出口里程和开挖线1.2.1 确定出口里程 根据隧道纵断面地质图,粗略拟定路基标高H路=103m,故而H控=H路+H=103+18=121(m)。同理于进口里程确定,作图,量得出口里程为DK8+827m。1.2.2 开挖线(1)仰坡开挖线仰坡坡脚标高H仰=103m+9.5m=
18、112.5m。即可算得控制等高线121m到112m等高线之间的各等高线到仰坡坡脚的水平距离如下:对120m等高线:d1=(120-112.5)m=7.51.5=11.25m对119m等高线:d2=(119-112.5)m=6.51.5=9.75m对118m等高线:d3=(118-112.5)m=5.51.5=8.25m对117m等高线:d4=(117-112.5)m=4.51.5=6.75m对116m等高线:d5=(116-112.5)m=3.51.5=5.25m对115m等高线:d6=(115-112.5)m=2.51.5=3.75m对114m等高线:d7=(114-112.5)m=1.51
19、.5=2.25m对113m等高线:d8=(113-112.5)m=0.51.5=0.75m在洞门地形图上分别作和洞门墙平行且相距为d1 ,d2,d3 的线分别交相应的等高线于, 各点,连接a, 各点即为仰坡开挖线。(2)边坡开挖线:边坡坡脚标高H边为102m,边坡坡率n=1.5,可计算出不同标高位置的边坡坡顶到边坡坡脚的水平投影距离c分别如下:C1=(103-102)n=11.5=1.5mC2=(104-102)n=21.5=3.0mC3=(105-102)n=31.5=4.5mC4=(106-102)n=41.5=6.0mC5=(107-102)n=51.5=7.5mC6=(108-102)
20、n=61.5=9.0mC7=(109-102)n=71.5=10.5mC8=(110-102)n=81.5=12.0mC9=(111-102)n=91.5=13.5mC10=(112-102)=101.5=15.0m作与路堑坡脚线平行且相距分别为C1,C2,C3 的线分别交相应的等高线于a,b,c 各点,连接a,b,c 各点即为边坡开挖线,如图1.2所示。图1.2 隧道出口位置平面图1.3 隧道长度确定隧道长度=出口里程-进口里程=827-772=55m。2 隧道洞门设计2.1 洞门方案选择本隧道属于浅埋短隧道,基本服从路线走向,路线与山体等高线斜角。结合实际地形、地质情况,遵从“早进洞,晚出
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