隧道工程课程设计指导书.doc

共 21页第 1页隧道工程课程设计指导书一、课程设计的目的(1)、在学完隧道工程等相关课程和进行的生产实****的基础上,全面检查学生掌握这些课程的基本原理、方法、设计、施工和施工组织等有关知识的情况。(2)、通过此次课程设计,训练学生灵活运用所学知识解决工程实际问题,提高学生分析问题和解决问题的能力。(3 )、进行隧道工程设计基本技能的训练:例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范进行计算机辅助设计和绘图的训练。二、课程设计的基本要求(1)、通过课程设计,要求学生掌握隧道设计的基本要领,并能对各类围岩做出相应的复合衬砌设计计算; (2)、掌握隧道工程的施工方法、进行施工总体布置的要点,了解有关隧道工程的新技术、新方法; (3)、写出设计说明书,说明书中要施工方案的比选分析及施工注意事项; (4)、所有图纸均应按工程制图要求绘制,应有图框和图标。三、课程设计的内容 1 、隧道横断面设计,包括隧道建筑限界、隧道净空、汽车横洞、行人横洞、有紧急停车带的横断面等。 2、隧道衬砌设计,确定复合式衬砌的尺寸及每延米工程量。 3、辅助施工方法设计 4 、隧道的施工方案设计,根据给定的地质资料选定适当的施工方法,绘制施工方案横断面图及爆破方案设计图。 5、撰写设计说明书。四、设计步骤及要点(一)、隧道横断面设计 1、隧道建筑限界确定根据公路等级进行隧道建筑限界设计,结合隧道设计规范确定各尺寸。隧道建筑限共 21页第 2页界根据隧道长度等有四个: ①、主洞建筑限界②、有紧急停车带的建筑限界③、行车横洞建筑限界④、行人横洞建筑限界。在绘制建筑限界时各部分尺寸都要标注清楚。 2、隧道衬砌内轮廓线确定根据公路等级进行隧道衬砌内轮廓线设计,结合隧道设计规范确定各尺寸。隧道衬砌内轮廓线根据隧道长度等有两个: ①、主洞衬砌内轮廓线②、有紧急停车带的衬砌内轮廓线隧道衬砌内轮廓线的确定方法: ①、按单心圆设计根据确定的建筑限界和隧道设计规范要求富余 10cm ,确定圆心和半径画出单心圆衬砌内轮廓线。一般适用地铁、水工隧道或小断面隧道等。②、按三心圆设计三心圆断面受力较好,在设计时常采用,设计时采用工程类比法确定三个圆心及半径画衬砌内轮廓线。③、按五心圆设计五心圆断面受力也较好,但圆弧较多,较复杂。设计时采用工程类比法确定五个圆心及半径画出衬砌内轮廓线。 3、作图法确定隧道衬砌内轮廓线①、圆形断面的作图确定隧道内轮廓线时,以公路建筑限界为基准,并附加上通风所需要的断面。如果有侧压力则需要设置仰拱,设仰拱时应考虑水压力。在膨胀性山体和受到大水压时,通常把圆形闭合断面作为基本形状。圆形断面内轮廓线作图如图 1(a) ,假定公路建筑限界已确定,其控制点为 a, b, c, d四个点,分别作 ab , ac , ad 的垂直平分线,在断面对称轴上得到三个交点 O 1,O 2,O 3 ,取其中最高( 至路面) 者作为圆心 O 2 。由于施工精度上要求 a, b, c, d 各点至少需要 10cm 以上的富余量,所以在 oa 连线的延长线上取共 21页第 3页 aA ?,以 oA 为半径划圆即得内轮廓线的基本部分。图1内轮廓线作图例路面板下剩余的空间,可以用做通风和通路,除了膨胀性岩体及水压很大时需要设置仰拱外,一般可不设置,此时路面板下可用于埋设排水构造物。排水构造物的敷设深度,除高寒地区设保暖水沟外,一般 是足够的。当侧压力大需设置仰拱时,其半径 OA eO??2 '。建筑限界的两侧空余地方, ab之间可以作为设置事故电话和放置灭火器的地方,bc 之间可以安装照明灯具。②、直墙式衬砌断面适合情况:围岩较好,一般不产生较大的侧压力,不需要设仰拱,可以采用直墙, 此时隧道的净断面积最小,如图 1(b)。适用于无明显断层和围岩结构完整的地质条件, 如果隧道长度不很长(600 ~800m ),使用射流风机已经足够。内轮廓线确定方法:如果在建筑限界以上设置射流风机,则应使 ~ GH ?(根据选用的射流风机的实际尺寸确定),例如取 GH = ,取施工允许误差 He = , 共 21页第 4页则得点 e,作 ed 的垂直平分线并与断面对称轴相交于点 O l,以 Ho 1为半径作弧 DHD' , 即为拱部的内轮廓线。由建筑限界 ab 向外取富余量 ,引 AB ∥ ab ,求 bd 的垂直平分线与 Do 1相交于 O 2,以Do 2为半径作弧并与 AB 相交于 B,与 DHD' 相交于 D,则 ABD H 即为内轮廓线,这是一个坦三心圆拱。③、曲墙式衬砌断面适合情况:长隧道,需要全横向通风或半横向通风时,或所需通风量较大,通风道断面积也会较大,此时顶板要变宽,拱高需增大,如图 1(d) 。如果设在路面板以下, 则车道板必须