隧道洞门和衬砌的隧道工程课程设计计算书

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1、一、设计目的通过课程设计，使学生掌握公路隧道支护结构的基木计算设计方法，熟悉矿山法在公路隧道施工中的工艺，掌握公路隧道施工设计的基本方法，以及掌握隧道暗挖洞门的形式，洞门的结构要求，设计方法和洞门作为重力式挡土墙的各项验算。二、设计资料1.原麻资料：取之于“茶吉高速公路隧道设计，温州绕城高速公路隧道设计”。2.隧道洞身设计资料：围岩级别：III级围岩容重：23・8册加隧道埋深：13加隧道行车要求:三车道高速公路3.隧道衬砌截面强度校核资料：N=11.957tM=-0.24It.m4.隧道洞门设计与检算资料：地基土摩擦系数0.65地基土容重V7KN］卅地基容许承载力b。】=600^三、隧道洞身

2、设计1•隧道横断面设计1.1隧道建筑限界的确定该隧道横断面设计是根据两车道二级公路II级围岩的隧道，根据《公路隧道设计规范》选取隧道建筑限界基木值如下：W——行车道宽度，取3-75x3=11.25m；C——余宽,本设计需设置人行道，取c=°；R——不设置人行道宽度；H——建筑限界高度，取5.0加;S——左侧向宽度，取0.75加；Lr——右侧向宽度，取1.00加；El——建筑限界左顶角宽度，取0.75加;Er——建筑限界右顶角宽度，取0.75加;h——人行道高度，取0・25加；人——左侧检修道，取0.75加；Jr——左侧检修道,取0.75加；隧道净宽11.25+(0.75x2)+(0.75x2

3、)=14.25m.设计行车速度为100肋2/力，建筑限界左顶角高度与右顶角高度均取1加；参照规范横向坡度通常选1.5%〜2%,在本设计屮，取横向坡度i二2%,右侧(行车方向)倾斜。建筑限界设计见图1.11U100图3.1公路建筑限界图(单位:厘米)对于上下行分离式独立双洞的公路隧道之间应设置人行横向通道，其间距取250加。人行横通道的断面建筑限界如图1.2所示。oinOJ200图3.2人行横通道的断面建筑限界图（单位:厘米）1.2隧道内轮廓线的确定本隧道为两车道III级围岩隧道，由于具有侧向围岩压力，所以需需施作仰拱。根据《公路隧道设计规范》，并结合实际情况，本隧道采用三心圆法设计内轮拯线，

4、经济实际。木隧道内轮廓断面图如图1.3所zjO1488,95图3.3隧道内轮廓断面图（单位:厘米）2.隧道衬砌设计1.1隧道衬砌截面强度验算M=—0.24".加N=11.9511偏心距_M_0.241一万一11.957=0.0202m=20.2mm教师批阅:因为勺=20.2mm

5、b——截面宽度(m)；h截面厚度(m)；①一一构件纵向弯曲系数，对于贴壁式隧道衬砌、明洞拱圈及背墙紧密回填的边墙，可取①二1;eO截面的偏心距；。一一轴向力的偏心影响系数，£1=匹=0.045.查表后计算可得©=1.0,h450查表可得0二1.0,C25的混凝土，&=19000KPa,b二1.0m,h=0.45m,K=2.4,则有：^Rabh=i.0xl.0xl9000xl.Ox0.45=8550KN而KN=2.4x11.957=286.968KN<8550KN,故KNw©叭bh,满足截面强度设计要求。2.2隧道深浅埋的确定及围岩压力计算根据内轮廓尺寸坊=1489m,比=7.78m,初喷10

6、cm的混凝土根据规范要求，III级围岩三车道的隧道设计需设预留变形量50-80mm,本设计采用60mm,故近似开挖尺寸为=0.1x2+0.45x2+14.89+0.06x2=16.1ImH”=0.1+0.45+7.78=8.39m对于III级围岩，円产2%嘉=0.45x2^x[l+“-5)]s——围岩级别B__隧道宽度，B=i——围岩压力增减率，当小,取心0.1贝0hq=0.45x2'Jx[1+0」(16」1一5)]=3.7998加则丹厂2化=7.5996加埋深HT3>Hj故该隧道为深埋隧道。%——等效荷载高度；H——隧道埋深；%——深浅埋隧道分界深度。Ht=7.78瓦一14.89=0.52

7、25<1.7可用公式q=yh,由设计资料知"23.8KN/M则q=23.8x3.7998=90.43524KN/加？.该隧道为III级围岩,侧向均布压力由公式tai?4亍-虫12耳丿<2丿e=y0c=64°.=23.8/、13+12x7.78/tan2(64°、45°=16.57257CA^/m2<2丿2.3隧道衬砌方案的拟定参考《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004),本设计为三车道高速公路，采用复