地下工程课程设计作业.doc

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1、地下工程课程设计歇台子隧道洞身横断面及Ⅳ级围岩衬砌结构设计学号：3姓名：汪越指导教师：路军富学院：环境与土木工程学院摘要为了较快速经济得开通广甘高速公路，特在歇台子开挖隧道。本设计为歇台子隧道洞身设计。本设计采用二次衬砌的方法对洞身支护。本设计并运用有限元分析方法，通过ANSYS软件对洞身剖面内力计算分析，得出轴力、弯矩。通过轴力、弯矩计算出个节点安全系数。根据规范，运用安全系数法计算并配置钢筋。本设计根据规范，采用最大宽度法计算出钢筋混凝土的裂缝宽度。本设计采用CAD软件绘出建筑限界图、内轮廓设计图、钢筋配置图。关键词：有限

2、元衬砌ANSYSCAD最大宽度目录1.自然地理条件41.1地形地貌41.2气象42.隧道总体设计原则43.设计依据54.隧道断面布置65.围岩压力计算96.隧道初支107.隧道衬砌设计与计117.1钢筋配置：158.施工组织设计208.1施工方案208.2施工方法及其措施211.自然地理条件1.1地形地貌隧址区位于四川盆地北部边缘与秦岭西部山区的交界部位。地形地貌受地质构造和岩性控制，山川水系与构造基本一致，多呈NE～SW向展布。隧道地处三堆沟右岸，李家沟左岸，在宏观上表现为两沟（三堆沟和李家沟）夹一山(李家山)的地貌形态。隧

3、道穿越李家山，山体浑厚，两侧基本对称，呈“人”字型；山岭由一系列串珠状排列的小山头组成，总体上呈N60°W展布，与隧道轴线大角度相交，其山顶海拔标高为943m（区内最高点）；区内最低面为三堆沟，标高仅为633m；相对高差达310m，属构造剥蚀中等切割低山河谷地貌。1.2气象隧址区地处四川省西北部，属盆地山地北亚热带季风气候，总的气候特点是：夏热冬暖、年较差小、四季分明、终年湿润；春秋早，春暖秋意凉；冬干春旱，初夏雨少，秋绵绵；盛夏降水相对集中；年平均气温16℃，一月平均气温最低，为4.9℃，七月最高为26℃。多年平均降雨量99

4、3.0mm，日照1383小时，无霜期265.5天，小气候条件复杂。2.隧道总体设计原则（1）隧道设计遵循充分发挥隧道功能，安全、经济的基本原则。设计中有完整的勘测、调查资料，综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成，以及营运和施工条件，进行了多方案的技术、经济、环保比较，使隧道设计符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。（2）隧道主体结构按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；加强了隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调，形成合理的综合设计

5、。（3）隧道设计体现动态设计与信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案。（4）隧道设计贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺。（5）隧道设计符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求。注意节约用地，保护农田及水利设施，尽量保护原有植被，妥善处理弃渣和污水。3.设计依据（1）我院与四川省广甘高速公路有限责任公司签订的勘察设计合同；（2）我院下达的勘察设计任务书；（3）《兰州至海口高速公路甘川界至广元段两阶段初步设计文件》；（4）交通运输部文件《关于姚渡(甘川界)至广元公路初步设

6、计的批复》（交公路发［2009］210号）。（5）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）（6）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）（7）《隧道》铁路工程技术手册（8）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）4.隧道断面布置本公路设计等级为高速公路双向四车道，由《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）4.3.2有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。对于Ⅳ类围岩，分离式独立双洞间最小净间距为2.5B，B为隧道开挖断面的宽度。本隧道入口桩号为：ZK7+175，K7+11

7、9出口桩号分别为：ZK7+933，K7+918，全长分别为758和799，为短隧道，不需设紧急停车带。表4—1隧道长度、桩号一览表隧道名称隧道长度（m）隧道起点桩号隧道止点桩号隧道总长度（m）歇台子隧道左洞758ZK7+175ZK7+933758右洞799K7+119K7+918799合计1557因围岩为Ⅳ类围岩，选隧道断面形式为曲墙式。公路隧道建筑限界：本高速公路位于四川秦岭山区，去设计时速为80km/h，则建筑限界高度H=5.0m。且当Vk=80km/h时，检修道J德宽度不宜小于75cm，取J左=J右=0.75m，检修道高

8、度h=2.5m，设检修道时，不设余宽，C=0，取行车道宽度W=3.75x2=7.5m，侧向宽度==0.75m建筑限界顶角宽度为0.75m，隧道纵坡不应小于0.3％，不应大于3％，本处取2％。具体建筑限界见图s4—1建筑限界及内空图所示。S4—1建筑限界图由《公路隧道设计规范》