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《地下工程》课程设计大纲及指导书

课程设计总周数:2

课程设计总学分:2

课程设计周次:1415

适用专业及年级:土木工程专业    方向:岩土工程

大纲主撰人:地下工程教研室

指导教师:王立平 朱昌星

一、课程设计目的和基本要求 

课程是土木工程专业《地下工程》课程教学过程中重要的实践性教学环节,为岩土与地下工程方向的必修课程,属专业教学模块。其重要性体现在:

     作为课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的实践教学环节。要求每个学生高度重视,必须认真按时完成。课程设计未完成或未上交的不得给予相应学分。

     使学生熟练掌握地下工程设计计算原理和施工方法的重要内容,为下一步的毕业实习和设计打下理论和实践基础。

     对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

通过地下工程课程设计,使学生进一步了解地下工程的总体布局方式、场地施工布置、交通、供电等,掌握地下工程断面设计与支护结构设计方法,掌握地下工程施工程序与组织设计方法等。要求在老师的指导下,参考已学过的课本及有关资料,综合应用地下工程的基本理论、基本知识,进行地下工程设计计算,并绘制地下工程开挖、支护施工图,为学生今后从事地下工程设计、施工和技术管理打下良好基础。

根据本课程的特点,学生学完本课程和做完课程设计以后,应达到下列基本要求:

(1)  掌握地下工程有关的概念,了解地下工程性质、规模等;

(2)  了解所设计的工程区内主要工程地质与水文地质条件;

3 掌握地下工程建筑结构与施工组织设计方法。

二、课程设计方式

本课程是地下工程实践性环节。主要采用集中辅导和个别辅导相结合的指导方式,集中辅导采用课堂教学,主要结合教学视频、施工图片等,让学生深刻了解有关地下工程的设计与施工。

(一)集体辅导

通过课堂讲授,使学生进一步明确课程设计的任务、内容、要求、设计步骤等;通过典型例题分析使学生对地下工程的结构型式、结构布置和受力特点有更深的了解,掌握地下工程支护结构的作用、布置和设计方法,介绍编写计算书及绘制施工图时容易出错的地方和注意事项。

(二)个别辅导

指导学生参考已学过的课本及有关资料,综合应用地下工程的基本理论、基本知识,进行地下工程的设计计算,独立完成设计内容。辅导过程中要及时掌握学生的设计进度。

三、课程设计内容

(一)设计资料收集与任务

设计资料收集由学生结合自身情况收集,(结合图书、期刊、网络或实习资料等)

题目可结合工作单位性质或自身兴趣拟定:如

(1)地下商业街结构设计

(2)矿山井筒工程设计

(3)矿山巷道工程设计

(4)民防工程结构设计

(5)地下铁道车站结构设计

(6)地下铁道区间隧道设计

(7)公路隧道结构设计

(8)铁路隧道结构设计

9)立井表土冻结法施工组织设计

10)水平岩巷快速施工

11)隧道工程设计与施工

12)注浆工程设计与施工

13)基坑支护/边坡工程设计

14)盾构法 顶管法施工隧道

学生主要的任务就是依据工程概况、围岩条件等,确定地下洞室的结构型式、计算方法;设计地下工程一次支护、二次衬砌方法与参数,确定地下洞室的施工开挖程序。

具体设计内容可参照大纲中的专题设计部分

(二)计算书编写

1、确定地下洞室型式与尺寸;选择计算方法,并提出选择该方法的原因;

2、进行地下开挖方法设计,按比例绘出地下洞室开挖施工布置图;

3、进行地下洞室一次支护、二次衬砌结构设计,选择合理参数;

4、进行地下洞室排水与通风设计等。

要求计算书内容要有系统地编排,字体要端正,表示要清楚,计算步骤明确,计算公式和数据来源应有依据,并应附有与设计有关的插图和说明。

(三)施工图绘制

绘制地下工程平面布置图、施工布置图,开挖程序布置图、支护结构图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。

要求图面清楚整洁,线条粗细分明,尺寸及标注齐全,符号及比例正确,构造合理,能表达设计意图,符合国家制图标准并与计算书一致。

四、课程设计的组织

在学院统一管理下,由指导教师组织。

五、课程设计纪律或注意事项

1、发扬团队协作精神,鼓励学生互助。

2、不准整段引用资料原文或抄录书刊。

七、参考书籍

[1] 《地下工程设计施工手册》,夏明耀编著,中国建材工业出版社,2003.1

[2] 《地下工程概论》,关宝树等编著,西南交通大学出版社,2001.6

[4] 《地下工程支护结构》,徐干成等编著,中国水利水电出版社,2002.1

八、课程设计考核方式

课程设计结束时,要求学生写出课程设计计算书一份,绘制施工开挖图二至三张。围绕课程设计涉及的基本理论、设计方法、构造措施、图面布置、绘图深度以及表达方法等诸方面进行考核。根据学生的理解程度和掌握的深度、图纸和计算书质量、学习态度等给予评分。评分按百分制确定,即60分以下为不及格,90以上为优秀。

课程设计成绩评定依据包括以下几点:1)工作态度(占10%);2)基本技能掌握程度(占20%);3)方案的设计是否可行和优化,计算是否正确(20%)4)课程设计说明书书编写水平(30%)5)施工图纸按绘图标准完成情况(20%)。分为优、良、中、合格、不合格五个等级,成绩不合格者必须重新设计。

考核方式:设计期间教师现场指导、检查;评阅设计报告。

 

 

1              隧道工程设计与施工

1、概况

隧道的名称、交通位置、长度以及开竣工时间等。

2、隧道位置的选择

隧道所经地区的工程地质、水文地质、地形条件,同时考虑技术方面和其它方面的要求,通过方案比较确定隧道位置。

3、隧道平面、纵断面及横断面的形式

绘制出断面图。

4、隧道建筑物

隧道衬砌的组成形式。

附图:衬砌结构类型及尺寸。

5、隧道施工

施工方法的选择。

施工顺序:开挖,装碴运输,构件支撑,喷锚支护。

6、辅助坑道

道床(路)、避车硐及其它附属构筑物。

7、辅助工作

防水、排水:隧道洞顶防、排水;洞口排水;洞内防水;施工排水。

通风与防尘。

压风与供水。

供电与照明。

混凝土抗侵蚀措施。

8、其它可能出现的问题及质量保证措施

2               爆破工程设计

(一)设计资料收集与任务

在收集到设计资料的基础上,学生主要的任务就是依据工程概况、环境技术要求、爆破区的地形、地貌、地质条件、被爆体结构等,进行爆破工程量计算、设计方案选择、爆破参数选择与装药量计算,以及装药、填塞和起爆网路设计;绘制药包布置平面和剖面图、药室和导硐平面图、剖面图、装药和填塞结构图、起爆网路敷设图等,确定爆破施工组织方式。

(二)设计说明书编写

1、说明爆破区工程概况、环境与技术要求、地质地形条件、被爆体结构等并计算爆破工程量;

2、进行爆破参数选择与装药量计算,以及装药、填塞和起爆网路设计,按比例绘出相关图纸。

3、确定安全技术与防护措施等。

要求说明书内容要有系统地编排,字体要端正,表示要清楚,计算步骤明确,计算公式和数据来源应有依据,并应附有与设计有关的插图和说明。

(三)施工图绘制

绘制药包布置平面和剖面图、药室和导硐平面图、剖面图、装药和填塞结构图、起爆网路敷设图和设计说明等。

要求图面清楚整洁,线条粗细分明,尺寸及标注齐全,符号及比例正确,构造合理,能表达设计意图,符合国家制图标准并与计算书一致。

参考书籍

[1] 《工程爆破实用手册》.刘殿中编.北京:冶金工业出版社,1999.

[2] 《中国爆破新技术》.张正宇.北京:冶金工业出版社,2005.

[4] 《简明爆破工程设计手册》,车永康等编著,重庆大学出版社,1997.10

[5] 《爆破工程》,东兆星等编著,中国建筑工业出版社,2005.1

3             公路隧道结构设计与计算

   1、某隧道通过级围岩(S=4),埋深H=20m,隧道围岩天然容重γ=25KN/m3,计算摩擦角ф=50 ,采用钻爆法施工。
    
要求按高速公路设计速度100km/h考虑公路隧道建筑限界的横断面:
1)
按公路隧道要求对隧道衬砌进行结构设计(拟定结构尺寸);
2)
按规范确定该隧道的竖向均布压力和侧向分布压力;
3)
计算衬砌结构的内力(画出弯矩图和轴力图);
4)
对衬砌结构进行配筋验算。
2
参考资料:
1 中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004,人民交通出版社,20049月;
2 中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004,人民交通出版社,2004年;
3 夏永旭 编著《隧道结构力学计算》,人民交通出版社,2004年;
4 有关隧道设计图纸;
5 公路隧道、世界隧道、岩石力学与工程学报等期刊。

课程设计做法指导
1
根据题目要求,按照隧道设计章节的做法拟定隧道结构的截面尺寸,包括轮廓线半径和厚度等;
2
按照比例(例如1100)绘制横断面图;
3
按照04年发布的《公路隧道设计规范》JTG D70-2004确定隧道围岩竖向压力和水平压力;
4
隧道结构内力计算(可按参考资料(3)中的计算步骤进行),要求写出计算过程,并画出弯矩图和轴力图;
5
隧道结构配筋验算和强度验算;
6
每位学生提交的课程设计成果(计算书):
1 按比例绘制的隧道结构设计图纸一张;
2 按上述要求进行的计算过程和计算结果。

 

 

 

 

 

关于课程设计图纸及说明书的要求

1﹚设计图纸的要求:工程设计图纸是工程技术人员的语言,绘制工程设计图纸也是工程技术人员的基本功。对课程设计图纸有如下几点要求:

设计图纸必须全面正确反映设计意图,内容与文字说明必须一致;(采用2号图纸,不少于2且和说明书同装档案袋

图面布置要适中,图间保持一定的间距并留有适当的空边;

比例尺要选择适当,图纸一律用标准图纸,图例一律采用通用标准格式,图纸要求统一编号;

线条粗细分明符合工程制图要求,标注必要尺寸,图中注文数字、外文字母一律用工程字体;

设计图标按国家统一标准绘制。

设计图纸内容由学生同指导老师协商确定。

2﹚设计说明书的要求

设计说明书是一本技术文件,它结合设计图纸清晰、系统地论述了各个专题不同施工阶段的施工工艺过程,通过它来正确体现设计的意图,是组织指导现场施工的依据,因此,对设计说明书提出以下要求:

问题论述要求重点突出,文字力求简练,避免做与主题无关的冗长叙述,问题论证要用自己的话讲,一般不允许整段引用资料原文或抄录书刊。

计算部分只写公式,主要演算步骤及结果,注明公式符号代表意义,外文代表符号及度量单位符号必须前后统一。

尽量采用插图、表格来辅助说明问题,以节省文字叙述,插图要有适当比例。按工程图要求绘制。图表在说明书中与文字之间留一定间隙,图、表要统一编号。

说明书统一用A4,字迹要端正,标点符号正确,设计要求独立完成。原则上不少于20页。

页边距  上:3cm  下:2.5cm  左:2.5cm  右:2.5cm  行间距22 

装订线位置:左   装订线1cm

字体:正文(宋体小四) 正文标题可根据实际情况加大、加粗    

图表字体采用5号宋体

说明书的装订次序:

  封面(统一)

说明书目录及页次;

说明书正文;

致谢   

参考书刊目录一览表。

课程设计完成后,由班长收集齐全后交地下工程教研室。

 

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《地下工程》课程设计大纲及指导书
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