隧道工程毕业设计

I目录第一章绪论.................................................................................11.1国内发展现状...........................................................................11.2隧道的工程概况............................................................21.2.1工程概况...............................................................21.2.2气象特征...............................................................21.2.3地层岩性................................................................21.2.4水文地质条件........................................................31.2.6工程地址条件评价................................................41.3设计原则及有关技术指标............................................41.4设计遵循的规范...............................................................6第二章隧道洞口位置及形式选择.............................................72.1洞门位置选择：...............................................................72.1.1.根据地形条件选择洞口位置：............................72.1.2.根据地质条件选定洞口位置：............................72.2洞门形式的选择：...........................................................82.3洞门确定：.......................................................................8第三章隧道洞门设计及强度、稳定性检算...........................103.1洞门设计：.....................................................................103.2洞门稳定性及强度检算：.............................................103.2.1进出口洞门的检算：进口采用带耳墙式洞门..10第四章隧道洞身设计及配筋...................................................154.1Ⅴ级围岩隧道洞身设计及配筋....................................154.1.1荷载计算..............................................................154.1.2内力计算..............................................................164.1.3配筋计算及检算..................................................194.2Ⅳ级围岩隧道洞身设计及配筋....................................254.2.1荷载计算..............................................................254.2.2内力计算..............................................................26II4.2.3配筋计算及检算.................................................284.3Ⅲ级围岩隧道洞身设计及配筋....................................334.3.1荷载计算..............................................................334.3.2内力计算..............................................................344.3.3配筋计算及检算..................................................36第五章隧道施工组织设计.........................................................425.1隧道概述：.....................................................................425.1.1资料依据：..........................................................425.1.2施工准备工作......................................................435.2施工方法：.....................................................................435.2.1施工方法选择的原则..........................................435.4弃碴处理........................................................................45第六章隧道工程数量计算.........................................................466.1进口开挖：....................................................................466.2出口挖方........................................................................471第一章绪论1.1国内发展现状实现高速铁路隧道修建技术的创新与突破，是当前中国铁路技术进步的重要课题之一。截至2015年底，我国已成功修建了7500多座、总长超过4300km的铁路隧道，隧道数量和总长度均居世界前列。“十二五”期间，我国将修建超过3000km的铁路隧道，其中客运专线隧道超过1000km。现阶段正是我国大力修建高速客运专线的时候,在建的有哈大线、京沪线、合武线、石太线、郑西线、武广线等。我国现阶段对于铁路隧道的研究虽然已经走在了世界的前列，但是要与日本的青函隧道（目前世界最长的铁路隧道，全长53.9km，海底长度23.3km）和英法海底隧道（世界第二长的铁路隧道，长度50.5km，海底长度37.9km）相比我国还有一定的差距。对于隧道的设计与计算理论的发展，其中支护结构体系是隧道设计的最重要的组成部分，多年来，隧道支护体系系统的设计经历了结构从单一到多样，计算从简到繁，从经验设计逐步上升到理论分析等阶段。新奥法（NATM）的出现将喷锚支护的作用提高到一个新的理论高度，并迅速在各项地下工程中广泛采用。我国在20世纪60年代中期开始采用以后，逐渐取代了耗费大量木材的木支撑。我国又在70年代末，开始用格栅或钢拱支撑加喷混凝土以提高支护的强度和刚度。随着不良地层施工技术的发展，小导管注浆等超前预支护和地层加固技术已广泛应用。意大利、日本等国把管棚、旋喷拱、预支护（预切槽）称作先进的预支护技术。管棚在我国已经成功推广，旋喷拱和预切槽正在研究实验阶段。21.2隧道的工程概况1.2.1工程概况隧址位于榜山镇林美村与后塘村之间，属低山丘陵地貌，地形起伏较大，相对高差达201.1m；自然坡度为10-15度，偶见陡坡，植被发育。1.2.2气象特征测区属亚热带海洋性季风气候，常年气候温和湿润，阳关充足，雨水充沛，年平均气温约21.2℃，年平均降雨量1763.90mm，四至九月暴雨较为集中，为汛期，降雨量占全年的70%-80%，沿线各地每年不同程度地受台风袭击，7-9月台风威胁最大。1.2.3地层岩性区内地层由新到老依次出露有：第四系全新统坡残积层（Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花岗闪长岩（γ52（3）），各地层分述如下：15-2粉质黏土（Q4dl+el)：褐黄色、灰黄色，硬塑，成份以黏粉粒为主，含有15%中粗砂，黏性一般。主要分布在隧道区域表层，属Ⅱ级普通土，C组填料。17-1花岗闪长岩W4（γ52（3））：全风化，褐红色、灰黄色，原岩结构已破坏，岩芯呈土柱状，矿物以长石、石英为主、含少量黑云母，除石英矿物外，其他矿物基本分化成黏土状，遇水易软化、崩解，属Ⅲ级硬土，C组填料。17-2花岗闪长岩W3（γ52（3））：强风化，灰黄色、灰褐色，中粒结构，块状构造，主要矿物成分由石英、长石、角闪石及少量黑云母等组成，裂隙很发育，岩芯呈碎块状，锤击易碎，属Ⅳ级软石，A组填料。17-3花岗闪长岩W2（γ52（3））：弱风化，灰白色，中粒结构，块状构造，岩质新鲜，成分以长石、石英、角闪石为主，岩体裂隙3较发育，岩芯呈柱状，锤击声较脆，较难碎，岩体完整程度为较破碎，属Ⅴ级次坚石，A组填料。1.2.4水文地质条件（1）地表水测区地表水主要为冲沟水，多为季节性冲沟，主要接受大气降水补给，地表水多沿沟槽排泄，沟槽内地表水流量随季节变化，雨季时较大，可增大数倍。（2）地下水地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。测区表层第四系覆盖层较薄，以粉质黏土为主，第四系孔隙潜水不发育，并且随季节动态变化大，由地表水补给；地下水主要为基岩裂隙水，赋存于花岗闪长岩的裂隙中，主要接受大气降水及地下水侧向补给，水量变幅较大，由于上覆粉质黏土为较好的隔水层，地形坡度较大，大气降水多沿坡面往下径流，入渗水量较小，基岩裂隙水发育程度受基岩风化程度、裂隙发育程度、裂隙贯通性的影响，全风化岩属弱含水层，富水性差，强风化岩和弱风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制，具各向异性，总体地下水量不大。地下水运动主要受地形、地貌控制。（3）水化学特征及其侵蚀性测区段内采取地下水进行水质简分析，水质类型为HCO3-·SO42-·Cl-—Na+·Ca2+型，水质呈弱酸性，根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号），在环境作用类别为氯盐环境和化学环境环境时，地下水对钢筋混凝土具有侵蚀性。（4）隧道涌水量预测采用大气降水入渗法预测隧道涌水量。大气降水入渗法：Q=2.74FaW式中：W—隧址区多年平均降水量（mm），本地区为1763.9mm。4F—隧道通过各含水岩体地段的渗入补给面积（km2）,本隧道集水面积为1.108×3km2。a—入渗系数（根据含水岩组岩性、入渗能力取地区经验值，凝灰熔岩类取0.15。Q—涌水量（m3/d）隧道正常涌水量为：Q=2.74FaW=2.74×1.108×3×0.15×1763.9=2409.78（m3/d）1.2.6工程地址条件评价隧道洞身主要穿越燕山早期侵入花岗闪长岩，总体上岩体节理、裂