介绍： 隧道通常指作用地下通道的工程建筑物。一般可分为两大类：一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道，埋深较浅的隧道，一般采用明挖法施工，埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。隧道按其所处的位置不同可分为山岭隧道、水下隧道(河底和海底)以及城市隧道等。 隧道按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼镜形(孪生形)等。 隧道按其用途可分为交通隧道(包括公路隧道、铁路隧道、城市地铁、人行隧道等)和运输隧道(包括输水隧道、输气隧道、输液隧道等)。 严格按照现行公路隧道设计规范和设计任务书的要求，本设计只进行安化至新化南金隧道左线的施工图设计，公路设计等级为高速公路，设计时速为80km/h,隧道全长697m。衬砌结构计算方面，洞身段主要采用复合式衬砌，初次支护采用弹塑性理论（地层结构法），考虑地层与围岩之间的相互作用，进行锚喷支护的设计与计算；二次衬砌运用有限元软件进行结构内力分析并根据分析结果进行配筋和验算。洞门设计方面，充分考虑洞口位置的地形、地质情况，安化端采用翼墙式洞门，新化端采用端墙式洞门翼墙式洞门。隧道通风采用射流式纵向通风；照明采用钠光灯照明。排水方面，遵照“截、堵、排”相结合的设计原则处理地下水的问题。施工方面，采用新奥地利隧道施工法，从两端洞门同时进行开挖,根据不同围岩级别分段施工，主要采用全断面法，单向侧壁导坑开挖法和台阶法，以及光面爆破，并进行合理的施工组织设计。 第一章 绪论 1 1.1隧道简介 1 1.1.1隧道及其分类 1 1.1.2隧道的作用及其优点 1 1.1.3隧道工程及其发展 2 1.1.4新奥法施工 2 1.2目的和意义 3 1.2.1立题的目的: 3 1.2.2 立题的意义： 3 第二章 设计要求 4 2.1技术要求 4 2.1.1主要的技术标准 4 2.1.2材料 5 2.2设计基本资料 5 第三章 初步设计 6 3.1 围岩分类 6 3.2 横断面设计要点 6 3.2.1隧道净空与限界的基本概念 7 3.2.2 检修道和人行道的设计 8 3.2.3隧道衬砌标准内轮廓设计 9 第四章 洞门设计 10 4.1洞门设计步骤 10 4.1.1确定洞门位置 10 4.1.1.1洞口位置的确定应符合下列要求： 10 4.1.1.2洞口地质条件 10 4.1.2确定洞门类型 11 4.1.2.1洞门类型及适用条件 11 4.1.2.2洞门形式的选择 12 4.1.3 洞门构造要求 14 4.1.4 验算满足条件 14 4.2洞门结构设计计算 15 4.2.1端墙式洞门设计计算 15 4.2.1.1计算参数 15 4.2.1.2建筑材料的容重和容许应力 16 4.2.1.3洞门各部尺寸的拟定 16 4.2.2翼墙式洞门设计计算 16 4.2.2.1计算参数 16 4.2.2.2建筑材料的容重和容许应力 16 4.2.2.3洞门各部尺寸的拟定 17 4.3洞门验算 17 4.3.1 端墙式洞门验算 17 4.3.1.1洞门土压力计算 17 4.3.1.2抗倾覆验算 19 4.3.1.3抗滑动验算 20 4.3.1.4基底合力偏心矩验算 20 4.3.1.5墙身截面偏心矩及强度验算 21 4.3.2南金隧道安化端翼墙式洞门验算 22 4.3.2.1洞门土压力计算 22 4.3.2.2抗倾覆验算 24 4.3.2.3抗滑动验算 25 4.3.2.4基底合力偏心矩验算 25 4.3.2.5墙身截面偏心矩及强度验算 26 第五章 隧道通风照明设计 27 5.1隧道通风设计 27 5.1.1需风量计算 28 5.1.1.1 CO排放量 28 5.1.1.2稀释CO的需风量 30 5.1.1.3烟雾排放量 30 5.1.1.4稀释烟雾的需风量 32 5.1.1.5稀释空气中异味的需风量 32 5.1.1.6 风机设置 34 5.2 隧道照明设计 35 5.2.1 洞外接近段照明 35 5.2.2 洞内照明 35 5.2.3 照明计算 37 5.3 防排水系统设计 41 5.3.1 防排水的一般规定 41 5.3.2 隧道防排水设计 42 5.3.2.1防水工程 42 5.3.2.2 隧道排水工程 43 5.3.2.3南金隧道防排水设计 44 第六章 隧道衬砌设计 46 6.1隧道洞身初期支护设计 46 6.1.1围岩压力计算 46 6.1.1.1隧道的宽度B与高度Ht的确定 46 6.1.1.2 判断隧道深、浅埋 46 6.1.2深埋隧道围岩压力的确定 47 6.1.2.1垂直均布压力的计算： 47 6.1.2.2水平均布压力的计算： 48 6.1.3浅埋隧道围岩压力的确定 48 6.1.4 各级围岩压力的计算 51 6.1.4.1计算各级围岩的hq和Hp： 51 6.1.4.2隧道围岩深、浅埋的判断： 52 6.1.4.3各级围岩压力的确定 52 6.2 锚喷支护的计算与设计 55 6.2.1 计算 55 6.2.1.1端头锚固型锚杆 56 6.2.1.2全长粘结式锚杆 60 6.2.2锚杆的设计与计算 62 6.2.3喷射混凝土层的设计与计算 63 6.2.4 Ⅴ级围岩段锚喷支护设计与计算 64 6.2.5其他围岩段，即Ⅳ、Ⅲ两围岩段锚喷支护设计与计算 69 6.2.5.1设计参数取值： 70 6.2.5.2计算部分： 71 6.3隧道洞身二次衬砌设计 74 6.4 隧道洞身二次衬砌配筋计算 74 6.4.1 配筋计算理论分析 74 6.4.1.1偏心受力构件 74 6.4.1.2对称配筋矩形截面的配筋计算及复核 76 6.4.2 Ⅴ级围岩的洞身二次衬砌设计 81 6.4.2.1计算需要的基本参数 81 6.4.2.2 ANSYS建模 81 6.4.2.3 ANSYS模型分析结果 83 6.4.3 Ⅴ级围岩段配筋计算 87 6.4.3.1截面设计 87 6.4.3.2截面复核： 89 6.4.4 Ⅳ级围岩的洞身二次衬砌设计 90 6.4.4.1计算需要的基本参数 90 6.4.4.2 ANSYS模型分析结果 91 6.4.5 IV级围岩段配筋计算 95 6.4.5.1截面设计 95 6.4.5.2截面复核： 96 6.4.6 Ⅲ级围岩的洞身二次衬砌设计 98 6.4.6.1计算需要的基本参数 98 6.4.6.2 ANSYS模型分析结果 99 6.4.6.3 Ⅲ级围岩段配筋计算 103 第七章 隧道钻爆设计 104 7.1钻爆开挖的要求 104 7.2钻孔机具和爆破材料的选择 104 7.2.1钻孔机具 104 7.2.2爆破材料 104 7.2.2.1炸药选择 105 7.3爆破资料 106 7.3.1炮眼直径 106 7.3.2掏槽形式 106 7.3.3 崩落孔爆破 107 7.3.4 周边眼爆破 107 7.3.5 爆破参数 109 7.3.6 Ⅲ级围岩爆破设计参数表 112 7.3.7装药结构与堵塞 113 7.3.8炮眼布置 114 第八章 银北高速公路南金隧道施工组织设计 117 8.1 隧道施工组织概述 117 8.2 施工方案比选 118 8.2.1施工方案选择所要考虑的因素 118 8.3银北高速公路南金隧道左线施工工程概况 118 8.3.1工程位置及标段范围 118 8.3.2 工程地质、水文地质及气候条件 119 8.4 施工方案比选 120 8.4.1 明洞段施工方法 120 8.4.2 暗洞施工方案比选 121 8.5项目总体施工方案设计 123 8.5.1总体施工安排 123 8.5.2工程施工总平面布置与施工临时用地规划 124 8.6总体施工进度计划 125 8.6.1总体施工计划（进度指标） 125 8.6.2 南金隧道施工进度计划 125 8.6.3 施工进度计划 125 8.6.3.1施工准备 125 8.7南金隧道左线主要工程项目施工方案、方法与技术措施 126 8.7.1 南金隧道左线 126 8.7.2 洞口段的施工 126 8.7.2.1 洞口工程施工方案 127 8.7.2.2 隧道洞门、明洞施工 129 8.7.3隧道开挖 130 8.8 隧道初期支护及超前支护辅助施工措施 133 8.8.1中空注浆锚杆的施工工序 133 8.8.2 药卷锚杆的施工工序 134 8.8.3喷射混凝土的施工工艺 135 8.8.4钢筋网的施工工艺 135 8.8.5钢架的施工工艺 136 8.8.6隧道防排水施工工艺 137 8.8.7 二次衬砌----模板台车衬砌施工工艺流程 138 8.8.8 仰拱施工 139 8.9 辅助施工措施设计 140 8.9.1 辅助施工措施选择 140 8.9.2 辅助施工措施设计 140 8.9.3 超前注浆小导管 143 8.9.4 超前锚杆 145 8.10 隧道防、排水施工 147 8.10.1 防水层施工 148 8.10.2 施工缝、变形缝防水施工 150 8.11资源供应编制 151 8.12 材料机械需要量计算 154 8.13交接核对工作 154 设计总结 160 致 谢 162 附 录 A ANSYS的命令流 163 附 录 B 外文文献 172
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