隧道工程-毕业设计.doc

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1、石家庄铁道大学毕业设计风化蚀变围岩隧道设计与施工DesignandConstructionofTunnelinWeatheringAlterationSurroundingRock2013届土木工程学院专业土木工程学号学生姓名刘奎指导教师朱永全完成日期2013年6月3日毕业设计成绩单学生姓名刘奎学号班级土0901-1专业土木工程毕业设计题目风化蚀变围岩隧道设计与施工指导教师姓名朱永全指导教师职称教授评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任)签字：年月日毕业设计任务书题　目风化蚀变围岩隧道设计与施工学生姓名刘奎学号班级土0901-1专业土木工程承担指导任务单位土木工程学院

2、导师姓名朱永全导师职称教授一、主要内容1.设计依据及原则：包括设计应遵循的主要规范规程及主要原则。2.工程概况：包括本工程的设计范围、工程地质、水文地质概述、地面环境等。3.开展对贵广天平山隧道的设计：包括结构选型、衬砌形式、支护和衬砌设计。4.所选部分结构设计检算：包括计算荷载的确定、计算模型的建立、衬砌结构计算、结构配筋计算。5.施工方法设计：包括整体施工方法确定、主要施工工艺方法、施工组织、结构防水施工监控量测等。应附图：地质纵剖面图、衬砌断面图、配筋图、炮眼布置图等。6.外文翻译，隧道相关文献翻译。二、基本要求1.通过文献、资料阅读，掌握软弱围岩隧道结构设计方法。2.熟悉衬砌结构设计

3、计算方法及配筋计算方法。3.掌握隧道施工方法，了解施工工艺。三、应收集的资料及参考文献1.《隧道设计规范》；2.《隧道施工规范》；3.《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）；4.《隧道设计手册》；5.《隧道施工手册》；6.《隧道工程设计要点集》关宝树编；7.地下铁道设计、施工相关资料、文献。五、进度计划第1周熟悉资料，查阅文献，弄清设计意图；第2周写出开题报告；第3～5周支护结构设计；第6～9周隧道衬砌结构设计检算；第10～12周施工方案及爆破设计；第13周初支、防水及二衬等施工工艺设计；第14～15周监控量测设计，外文翻译；第16周文整，答辩；教研室主任签字时　间　　年　月日毕业设计开

4、题报告题　目风化蚀变围岩隧道设计与施工学生姓名刘奎学号班级土0901-1专业土木工程1、研究背景软岩是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。软岩结构主要是指沉积岩中的泥质岩以及岩体中各种特定形态的地质界面。它包括沉积层面、软弱夹层、节理层、不连续裂隙面、颗粒与粒团的排列与接触方式，微空隙与微裂隙等。这些结构特征有着自身的独特形成过程和客观的发展历史。它是地质历史发展的产物，反映了成岩地址环境和原始应力条件以及各种外力的改造作用。不同时代类型的软岩，具有不同的结构、构造特征，古生代和部分中生代软岩由于长期上覆岩体的压实作用及经常性的构造运动影响，使矿物颗粒在接触处产生重结晶而使颗

5、粒间形成胶结连结。同时由于成岩时间长，构造变动频繁，使矿物定向排列形成密实有序的长带状和链状微结构，岩块吸水率较低，一般小于10%，单轴抗压强度相对较高，多数为20-30MPa。新生代和部分中生代软岩，由于成岩时间较短，颗粒间密实性差，颗粒间常以各自的水化膜相互重叠而形成水胶连结，其微结构以无序的蜂窝状结构为特征从胶结程度来看，以中等胶结和弱胶结为主，因而结构较疏松，吸水率为10%-70%，单轴抗压强度一般为5~20MPa，如南水北调中线工程邯郸地区的上第三系相沉积的泥岩，其岩性在水平方向和垂直方向常不稳定，它与砂岩互层或呈透镜状夹层分布，有些泥岩碎硝颗粒与泥质物混杂堆积，成岩程度低，岩石中

6、常有较多的粒间孔隙，碎硝颗粒间蒙脱石与蒙脱石、伊利石混层矿物密集分布，造成其结构强度的不稳定，尤其是干湿交替条件下发生膨胀崩解破坏。岩块吸水率达69%~78%，抗压强度均小于5MPa。软弱围岩对隧道失稳的影响：(1)岩体力学性质的影响：软岩的力学特性如各向异性、塑性、扩容性、膨胀性、流变性等，都对围岩的稳定有重要影响；(2)岩体结构及裂隙分布的影响在地质构造运动中形成的结构面，一般情况下，其强度远低于母岩；(3)软岩隧道的失稳，是隧道开挖引起的应力重分布超出围岩强度或造成围岩过分变形而造成的；(4)地下水的影响。软岩隧道失稳破坏特征：(1)变形破坏方式多；(2)变形量大；(3)变形速度高；(

7、4)持续时间长；(5)围岩破坏范围大；(6)各位置破坏不一；(7)来压快；软弱围岩隧道设计理论：(1)隧道是由围岩和多种支护结构两部分组成的，即：隧道=围岩+支护，围岩与支护共同承担山体的压力；(2)隧道承受的压力具有不确定性；(3)支护体系是控制围岩变形的关键；软岩隧道支护方法现状及其支护作用机理：(1)改善围岩自身受力条件；(2)直接对围岩提供支护力。软岩在世界上分布非常广泛，泥岩与页岩就占地球表面所有岩