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土木工程毕业设计(论文)-营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段开挖施工与支护设计专题)(全套图纸) .doc

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土木工程毕业设计(论文)-营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段开挖施工与支护设计专题)(全套图纸) .doc

营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段开挖施工与支护设计专题)摘要本文通过给定地质资料以及设计通行要求,对湘江营盘路隧道进行了纵、横断面设计;通过工程类比法,分别对不同围岩地质条件下的衬砌结构进行了设计与验算;同时对隧道进行了防排水、施工组织设计并对小净距隧道的施工与支护设计方法作了研究。通过C匝道设计专题,研究了主线与匝道相接段扩宽大跨度段、连拱段、小净距段的开挖掘进与支护设计方法以及合理施工顺序的安排。同时采用地层结构法,运用软件对整个开挖施工过程以及衬砌结构内力进行模拟,并对各支护参数的影响进行探讨。关键词匝道;小净距隧道;大跨度隧道;数值模拟营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)TUNNELDESIGNOFXIANGJIANGYINGPANROADSPECIALSUBJECTOFEXCAVATIONANDSUPPORTINGDESIGNINTRANSITIONSECTIONOFCRAMPANDMAINLINEABSTRACTINTHISPAPER,THETUNNELSCROSSSECTIONANDVERTICALSECTIONOFXIANGJIANGYINGPANROADWEREDESIGNED,ACCORDINGTOTHEDESIGNINGREQUIREMENTOFTRAFFIC,WITHAGIVENGEOLOGICALINFORMATIONTHROUGHTHEENGINEERINGANALOGYMETHOD,DIFFERENTLININGSTRUCTURESFORDIFFERENTGEOLOGICALCONDITIONSOFSURROUNDINGROCKWERESEPARATELYDESIGNEDANDTHELININGSTRUCTURESWEREALSOCHECKEDACCORDINGLYTHETUNNELSWATERPROOF,PORTALANDCONSTRUCTIONORGANIZATIONDESIGNWEREALSORESEARCHED,ATTHESAMETIME,THECONSTRUCTIONANDSUPPORTINGMETHODOFSMALLSPACINGTUNNELWASSTUDIEDINTHESPECIALDESIGNSUBJECTOFCRAMP,THEEXCAVATIONANDSUPPORTINGMETHODSANDTHEREASONABLECONSTRUCTIONSEQUENCESOFTHEMAINLINEANDRAMPCONNECTEDSECTIONWERERESEARCHED,SUCHAS,LARGESPANSECTION,DOUBLEARCHSECTIONANDSMALLSPACINGSECTIONATTHESAMETIME,WITHTHESTRATUMSTRUCTUREMETHOD,EXCAVATIONPROCESSANDLININGINTERNALFORCESWERESIMULATEDBYSOFTWARE,ANDTHEINFLUENCESOFSUPPORTINGPARAMETERSWEREALSOANALYSISEDAFTERTHENKEYWORDSRAMP;LARGESPANTUNNEL;SMALLSPACINGTUNNEL;NUMERICALSIMULATION营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)目录1设计资料及要求111设计资料112设计要求12主线隧道纵横断面设计121隧道纵断面设计122隧道横断面设计33主线隧道衬砌结构设计731衬砌结构设计74衬砌结构计算1041结构计算105施工组织设计2951三台阶临时仰拱法施工方案2952CD法施工方案316隧道防排水设计3261设计原则3262防排水设计337隧道监控量测3771监控量测目的3772监控量测项目3773监测方法388路面结构设计4281主线隧道路面结构图(非进出口段)4282主线隧道路面结构图(进口段)439专题C匝道与主线交界段开挖施工与支护设计43营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)91C匝道与主线交界处结构型式分类4392江底加宽段内轮廓线4493C匝道与主线交界处支护参数设计4794C匝道与主线交界处开挖施工设计5095C匝道与主线交界处衬砌内力计算5696C匝道洞门设计7910隧道开挖辅助施工措施80101洞口管棚81102小导管注浆83103超前深孔帷幕注浆8411参考文献8712致谢89营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)第1页共90页1设计资料及要求11设计资料湘江营盘路隧道工程主线为双洞双向四车道、C匝道为单车道;穿越的地层主要有杂填土、素填土、淤泥及淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、圆砾、残积粉质粘土、强风化板岩、中风化板岩、微风化板岩及断层破碎带,其中主线从湘江底部经过围岩等级为ⅣⅤ级、C匝道与主线在江底分岔围岩等级主要为Ⅳ级;隧道经过地段地下水含量丰富;主线连接道路有咸嘉湖路、银盘路、潇湘北路、黄兴南路,C匝道接线道路为湘江中路。12设计要求湘江营盘路隧道为城市主干路Ⅰ级,设计车速50KM/H,C匝道为城市主干道Ⅰ级设计车速40KM/H;隧道主线为双向四车道,C匝道为单向单车道;设计使用年限为100年;抗震防烈度为7级;设计水位为高水位按历史最高水位加2M考虑,低水位按低水位减2M考虑;道路荷载为公路Ⅰ级;主体结构安全等级为一级、防水等级为二级。2主线隧道纵横断面设计21隧道纵断面设计211纵坡设计标准隧道纵断面是隧道中心线展开后在垂直面上的投影。隧道纵坡以不妨碍排水为宜,纵坡过大对汽车行驶、隧道施工和养护管理都不利。隧道最大纵坡的确定直接影响隧道工程的规模和造价,合理的取值尤为重要。参考城市道路设计规范城市道路对隧道纵断面无特殊规定,不限坡长的纵断面最大纵坡推荐值与限制值当设计时速为50KM/H时分别为55、7。参考公路隧道设计规范,控制隧道纵坡的主要因素是通风问题,一般把纵坡控制营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)第2页共90页在2以下,超过2时汽车排出的有害物质会迅速增加,即汽车排出的有害物质随着纵坡的增大而急剧增多。所以综合考虑行车安全性、运营通风规模、施工作业效率和排水要求隧道纵线形应不小于03,一般情况不大于03;受地形等条件限制时,高速公路、一级公路中、短隧道可适当加大但不宜小于4。参考道路隧道设计规范(上海市政建设规范)隧道纵坡设计应根据设计行车车辆状况予以确定,隧道最小纵坡应不小于03、最大纵坡不宜大于6。参考国外公路隧道设计工程实例,欧洲在修建水下隧道时由于河床较深不得不加大纵坡,超过7,挪威甚至达到了14但实行了相当的交通管制禁止污染较大的货车、柴油车驶入。212纵断面影响因素隧道内纵坡对CO的排放影响并不大,但对烟雾的排放影响非常大,同时又对路线展线有较大影响。事实上,隧道内CO的排放主要由汽车造成,各型柴油车的CO排放大致与小客车一样,所以在以汽油车为主的隧道内,纵坡可适当增大;在柴油车比例较大的隧道内则考虑纵坡对烟雾排放的影响。此外,如果隧道内的最大纵坡限制过小将大大延长展线长度,有时甚至使展线变得不可能。根据这一现象可以在隧道内适当降低行车速度以减少车辆排放从而增大纵坡。加大纵坡虽然降低了速度但克服了相同高差所用的时间却减少了,从而缩短了展线距离和减少了车辆运行时间。213最大纵坡的确定考虑营盘路隧道主要以客运车辆为主兼顾少量轻型货运交通。且在城市中,车辆排放标准高,且通风设施相对公路隧道有所改善,因此在城市道路进行隧道工程设计时可以不考虑公路隧道的要求进行控制。同时可以在隧道运行过程中实行交通管制,限制排污大不符合环保要求的车辆进入。因此综上所述,纵断面设计主要控制参数如下主线隧道最大纵坡≦6,并根据规范限制坡长。营盘路湘江隧道设计(C匝道与主线交接段支护与设计)第3页共90页22隧道横断面设计221隧道建筑限界的确定隧道横断面设计主要是对隧道净空的设计。隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道净空是根据“建筑限界”确定的。“限界”是一种规定的轮廓线,这种轮廓线以内的空间是保证车辆安全运行所必需的,是建筑物不得侵入的一种限界。公路隧道建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度及车道、人行道的净高。该隧道是两车道公路Ⅴ级围岩隧道,根据公路隧道设计规范选取隧道建筑限界基本值如下W行车道宽度,取M7253;C余宽,取250C;J检修道道宽度,取M750;H建筑限界高度,取45M;L左侧向宽度,取05M;RL右侧向宽度,取05M;LE建筑限界左顶角宽度,取05M;RE建筑限界右顶角宽度,取05M;H检修道道高度,取04M;隧道净宽M925075025350;设计行车速度为HKM/50,建筑限界左顶角高度与右顶角高度均取M50;参照规范,横向坡度在本设计中取横向坡度I2,向右侧行车方向倾斜。

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