高速公路隧道综合设计.docx

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1、薛家沟高速公路隧道综合设计1 .隧道选题的目的和意义毕业设计是实现本科培养目标要求的重要阶段，是基础理论学习深化与升华的重要环节，是学生毕业及学位资格认证的重要依据。其目的是：掌握公路隧道施工技术、施工组织设计以及隧道结构构件验算的方法；巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，提升自己的专业技术素质。2 .本设计的主要内容设计主要内容为公路隧道综合设计，具体包括资料整理分析与开题报告的撰写、路线方案比选、平纵横断面设计、洞门及明洞设计、衬砌结构设计、防排水设计、通风照明设计，编制设计文件和绘制图纸等。3 .设计采用的方法3

2、.1 设计总说明薛家沟公路隧道位于陕西省延安市延川县，薛家沟公路隧道全长1231m,为长隧道。隧道为上、下行分离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度80kmh考虑，内设紧急停车带1处，人行横通道2处和车行横通道1处。隧道围岩黄土、板岩、石灰岩为主，围岩级别主要为IV和V级。隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌，土质围岩较差区段采用超前小导管注浆、岩质围岩段采用超前锚杆预支护、进出口采用超前大管棚等方法处理。灯具布置出中间段采用中央侧偏布置外，其余采用双排布置，高压钠灯光电照明。3. 2隧道主要技术标准本隧道采用分离式双向四车道隧道。公路等级：高速公路；设计交通量：近期21000辆/日（202

3、5年），远期34000辆/日（2035年）；隧道设计车速：80kmh;隧道建筑限界隧道净宽：10.25m（3.752+0.75+0.5+0.75+0.75）;隧道净高：5.0m。隧道内卫生标准CO允许浓度：144.225ppm;阻滞情况下Co允许浓度:150ppm;烟雾允许浓度K：0.0070m,o3. 3隧道断面设计正常段隧道路面横坡采用1.5%的单坡。本隧道根据公路隧道设计规范对设计车速为v=80kmh情况下的横断面规定，断面为三心圆，=543cm,r2=793cm,与=IoOcm,ri=1500cmo紧急停车带的总宽度13.0m,包含右侧向宽度应取3.5m,其余均和正常隧道建筑限界相同，

4、停车带的路面横坡取0%。紧急停车带位于IV级围岩中，取=543cm,r1=793cm,与=15（kn,r4=1800cm,q=737cn作紧急停车带横断面。3. 4隧道二次衬砌结构计算二次衬砌的计算采用“荷载结构法”，属于结构力学方法，设计中的衬砌为拱形曲墙式，故用假定抗力法来计算。由于仰拱是在曲墙和拱圈受力之后修建的,因此计算中通常不考虑仰拱的影响。其计算模型为拱脚弹性固定而两侧受围岩约束的无较拱。具体计算时，首先从拱顶切开，以一对悬臂曲梁为基本结构，切开处赘余力为XI,X2,在主动和在和弹性抗力的共同作用下，根据位移连续条件，可解得衬砌内力。计算采用V级围岩深埋段隧道衬砌结构。4. 5隧道

5、衬砌设计IV级围岩段：初期支护采用径向系统锚杆、超前锚杆，钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为25mm；超前锚杆采用直径为22mm的钢筋。喷射C25混凝土厚度为15cm,钢架型号为116。V级围岩深埋段：初期支护采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆，钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用中空注浆锚杆，直径为25mm；超前小导管采用直径为42mm的无缝钢管,喷射C25混凝土厚度为20cm,钢架型号为118。V级围岩浅埋段：同V级围岩深埋段，锚杆、小导管设置间距有所不同。喷射C25混凝土厚度为25cm,钢架型号为I20ao3.6隧道防排水设计隧道二次

6、衬砌与初期支护之间（除仰拱外）均铺满复合防水层（含350gm2）,隧道二次衬砌混凝土采用抗渗等级不小于S6的防水混凝土，全隧道衬砌两侧边墙脚内均沿纵向设置中120PVC双壁波纹管，50m设一检查孔。中心沟每250m设置一处检查井。隧道拱墙设直径50mm塑料半管作为环向盲管，环向盲管每隔5m设置，并每隔IOnl纵向在水沟外侧留泄水孔，并采用三通连接纵向盲管与中心排水沟。3.7通风照明设计由规范可知，隧道的照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明按中间段照明考虑。灯具布置以远期数据为准，实际布置灯距只可比上述灯具小才能满足照明要求，根据上面计算可计算得：入口段1需布置400W的高压钠灯12组（

7、间距3.2m,布置35m）洞口7m内不设置照明；入口段2需布置250W的高压钠灯11组（间距3.8m,布置42m）o过渡段照明时：过渡段I需布置150W的高压钠灯10组（间距7.2m,布置72m）；过渡段II需布置IOOW的高压钠灯7组（间距12.7m,布置89m）；中间段按中央侧偏布置，需布置IOOW的高压钠灯93组（间距10m,布置926m）o出口段1照明需布置IOoW的高压钠灯6组（间距6.5m,布置30m）。出口段2照明需布置150W的高压钠灯4组（间距6.8m,布置30m）除中间段外，余均为对称布置。隧道需风量计算包括跟工况车速下稀释CO需风量、稀释烟雾需风量、稀释异味需风量、考虑火

8、灾排烟的需风量四部分计算，再计算各工况下隧道内的风压,比较选择最大的的风机数作为设计风机数，火灾情况下交通风压设计为0。经计算知：近期风机布置按照火灾条件下的通风要求设计；远期按照阻滞情况下稀释CO布置风机。该隧道采用射流风机纵向通风，远期和近期需要布置风机都为4组8台900型风机，隧道内的近期风速会达到7.25ms,符合规范要求。3.8洞门设计隧道进口设计为削竹式洞门，主要以为进口处围岩的强度比较好，围岩比较完整，洞口地形坡度比较缓；隧道出口地形较陡，围岩较破碎，因此采用端墙式洞门。3.9隧道施工及开挖方法本隧道主要以IV、V级围岩为主，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理论为基础.新奥法是以柔性支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承能力，并通过施工监控量测来指导设计和施工。Iv级围岩主要采用上下台阶法开挖，V级围岩主要采用上下台阶预留核心土开挖法开挖。本次隧道的毕业课程设计，让我对大学四年所学的专业知识进行了一次系统的整理、检验，是对大学期间所学的专业知识的一次系统总结。使我不仅掌握了知识要点，而且能够在实际设计中的运用所学知识，去解决工程实际问题。