土木隧道毕业设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：xxxxxxxxx设计 课 题 类 别： 设计 论文学 生 姓 名： xxx学 号： xxxxxxxxxxxx班 级： 隧道xxxx班专业（全称）： xxxxxxxxxxxxx指 导 教 师： xxx xxx 2014年3 月1、 本课题设计（研究）的目的：毕业设计是全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。本课题设计的目的如下：1. 通过完成设计掌握公路隧道施工技术和简单结构构件验算的方法；2. 巩固、深化、拓宽所学的基础课程和专业知识，提高综合运用这些知识独立分 析和解决实际问题的能力，提高专业技术素质；3. 学会根据实际情况和图纸确定施工方案，并对各种可行的施工方案进行比选和优化设计；4. 在熟悉资料的同时锻炼自己搜集有效资料的能力，正确使用有关技术规范和规定，熟悉隧道结构设计及其施工方法，为今后步入社会做准备。2、 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：1. 国内现状 当前，隧道和其他地下工程是人类向自然界要空间、进行资源开发的主要方向，“上天入地”是人类向立体空间发展的必然趋势。我国是个多山国家，75左右国土都是山地或重丘，且江河纵横，海域宽阔。近十年来，公路网交通逐渐向崇山峻岭穿越，向离岸深水延伸，山岭公路隧道以年均350公里的速度增长，28座水下公路隧道也已建成通车；同时，在城市建设中，以节约土地和保护环境为宗旨，城市道路隧道方兴未艾，地下互通立交也应运而生。应当说目前我国公路隧道的施工技术水平已接近国际先进水平，部分已达到国际领先水平。 截至2010年底，全国公路隧道为7384处、512.26万米，其中，特长隧道265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米。我国在高速公路建设中，遇到隧道时主要采用已积累了丰富理论和实践经验的双洞分离式方案，但此方案的隧道净距至少应大于隧道洞径的14倍，在特殊地质及地形条件的地区，从总体路线线性、线桥隧衔接方式等因素综合考虑，往往受到较大局限，尤其在山岭重丘区，连拱隧道已成为一种重要的结构形式。我国是世界上连拱隧道最多的国家，据不完全统计，目前全国在建和已建成的连拱隧道有250余座，如四川广元的石梯沟连拱隧道、万县的金竹林连拱隧道、宜宾的鞋底坡连拱隧道；云南玉元、大保、昆石、元磨高速公路的砖房、老苍山、水磨房、清水沟等25座连拱隧道；广东京珠高速公路的双港口一号、双港口二号、太平港、里东等20座连拱隧道；湖南吉怀高速龙永康连拱隧道、常吉高速火麻冲连拱隧道、溆怀高速两江连拱隧道等。总体上，我国公路隧道的建设已进入快速发展时期，其建设成就表现为基础理论日趋成熟，研究手段日益全面，勘测设计技术日益先进，建设规模日益宏大，结构型式日趋丰富，施工技术迈进机械化，材料日益先进，装备渐趋完备等。基础理论方面，从20世纪70年代末开始，随着“新奥法”原理的引入和推广，公路隧道技术人员逐渐注意到隧道围岩为“三位一体”（产生荷载、承载结构和建筑材料）的特性，并通过控制爆破、锚喷支护和现场监测等手段的成功应用，提高了我国的公路隧道建设水平；而且在实践中也对新奥法进一步发展，特别是结合我国公路隧道建设国情，在基础理论方面开展了进一步的探索研究，如浅埋暗挖法等。实践证明，在岩层中特别是在软弱、破碎和强度较低的岩层中修建地下工程，新奥法较之传统的方法可取得更好的技术经济发展。它的核心是要使围岩也成为支护结构的基本组成部分，因而支护结构具有广义的性质，即由围岩和加固围岩的喷锚支护系统两部分组成。在设计和施工中，习惯上更注重喷锚支护和围岩的收敛变形量测，而往往忽视爆破效果及效应所带来的后果。实际上，爆破作为隧洞施工中最主要的工程活动，不是一种单纯的开挖手段，它所产生的效果（如开挖的轮廓、平整度、有效进尺等）和效应（如对围岩的强烈冲击，应力波在隧洞中的传播，空气冲击波的传播等）都会对围岩和喷锚支护系统产生重要影响，从而削弱广义支护结构的支护效果。支护效果的好坏直接影响着隧洞的安全稳定性。注重爆破开挖对广义支护结构的破坏机理，真正把握爆破应控制的主要方面，探索一套既利于支护结构正常作用又能做到快速经济施工的措施，对于新奥法更广泛更有效地应用，具有重要的意义。2. 国外现状日本和以意大利为中心的奥地利、瑞士、法国等国家在连拱及连拱形结构物修建方面已有相当的设计施工经验，但因其结构的特殊性和设计施工技术的复杂性，一直都是各国隧道工程领域的重点研究对象。1974年日本在伊祖隧道首次采用了连拱隧道结构方案，到目前为止包括高速及城市公路在内，日本已修建了30多座双连拱隧道；欧洲各国也基本在同一时期采用了连拱隧道这种结构形式，但建成的数量较日本少。国内外常用的隧道开挖方法多为新奥法，其关键在于控制爆破，国内外对于隧道爆破做了不少的研究。伊斯坦布尔大学采矿工程系的ALI KAHRIMAN便针对隧道爆破施工引起的地面振动参数预测进行了研究。该研究是在伊斯坦布尔地铁隧道中进行的，其介绍了爆破引起的地面振动参数的测量结果。在研究范围内，于隧道约300米的进程中使用4种不同类型的振动监测器对所有爆破进行地面振动分量测量，得到质点振动速度的估计峰值，并确定振动衰减曲线斜率与测试区的单段最大装药量。在统计分析数据对后，得到质点振动速度和比例距离之间的关系。研究证明，该试验所得的公式适用于控制隧道爆破施工。这对于控制爆破，指导未来的爆破作业和解决爆破带来的环境问题具有非常重要的意义。3.发展趋势 近年来，随着我国城市化建设的加快，隧道及地下工程建设项目日益增多，铁路、公路、地铁隧道“数量多、长度大、大埋深、大断面”是21世纪我国以及世界隧道工程发展的总趋势。我国交通隧道建设的3个非常明显的趋势：一是需修建的长隧道越来越多，长度越来越长；二是以隧道方式跨越江、河、湖、海水域的工程越来越多；三是城市隧道和地下铁道的建设将迎来高潮。虽然我国在建和拟建的连拱隧道及连拱结构物的数量居世界第一，但已建成的数量还较少，缺乏可借鉴的设计施工经验，同时目前国内在建和拟建的连拱和连拱形结构物普遍存在施工方法单一、总体支护体系普遍过强，但局部位置又相对较弱、已修筑的衬砌产生大面积裂缝、衬砌接头处严重漏水、进出口浅埋段及低类别围岩段工程造价过高等问题。随着新一轮基础设施建设尤其是西部大开发高潮的到来，连拱及连拱形结构物必将大量出现。目前，钻爆法仍是山岭隧道最常用的设计和施工方法，但也有其局限性。而与此同时，“新意法”广泛应用于意大利的高速公路和高速公路工程中，并已纳入意大利的隧道设计和施工规范，还应用于欧洲其他国家的隧道工程中。事实表明，对于地质条件很差的大断面隧道，“新意法”具有比“新奥法”更强的适用性。虽然截止目前，“新意法”还没在我国得到真正的应用，但随着我国对“新意法”研究的不断深入，可以预见，“新意法”将逐步在我国得到推广应用。由于两种方法各有优势，未来的发展趋势最大的可能是在我国实际情况的基础上结合两者，逐步探索并形成具有中国特色的隧道设计、施工理论以及先进适用的隧道施工方法和工艺。 总之，21世纪我国交通隧道的建设和隧道施工技术必将有一个新的更大的发展。3、 设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：重点：1.洞门设计 根据洞口段地质情况、水文情况、地形条件和洞外有关工程结合环境保护 选择合适的洞门类型，本设计采用端墙式洞门。并对洞门的强度和稳定性 进行验算； 2.爆破设计 本设计采用新奥法施工，以光面爆破为开挖方法。其爆破设计主要内容为： 爆破工程量的计算、爆破材料的选择、爆破参数的确定、钻孔的设计、炮 眼的布置、起爆网路设计。难点：1.双连拱隧道横断面设计和方案比选 2.围岩压力计算及衬砌验算 衬砌结构结合规范和工程类比法设计。围岩压力通过经验公式计算，分浅 埋和深埋，分别计算垂直均布压力和水平均布压力。利用直刚法进行衬砌 验算。难点在于围岩压力计算复杂，直刚法分析时衬砌单元的划分和数据 的输入较麻烦且会直接影响分析结果； 3.整体防排水设计 隧道排水系统应当设计成一个完整（洞内、洞口和地表）的排水系统。设 计内容包括围岩注浆、复合式防水层、防水混凝土以及变形缝和施工缝的 处理。难点在于洞内外纵向横向环向排水结构的系统化； 4.洞门设计及验算 难点在于土压力计算和极限强度验算。途径：在正确使用规范的前提下，在老师的指导下，通过查阅资料，阅读案例， 将工程类比法和理论知识与实际工程相结合完成该隧道整体初步设计。4、 设计（研究）进度计划： 第13周 实习、文献查阅，开题 第45周 隧道选址，隧道纵横断面设计，外文文献翻译 第56周 隧道洞门设计 第67周 衬砌设计，结构验算 第78周 隧道防排水设计 第912周 隧道施工设计 第1113周 隧道的通风照明设计 第1415周 交初稿与修改 第1617周 定稿，答辩 5、 参考文献：1覃仁辉主编.隧道工程M.重庆：重庆大学出版社，2001.12.2JTG D70-2004 公路隧道设计规范S.北京：人民交通出版社,2004.9.3JTJ042-94 公路隧道施工技术规范S.北京：人民交通出版社,1995.8.4GB6722-2003 爆破安全规程S.北京：中国标准出版社,2004.1.5吕康成主编.公路隧道运营设施M.北京：人民交通出版社，1999.7.6吕康成编著.隧道与地下工程防排水指南M.北京：人民交通出版社，2012.3.7中国公路学会隧道工程分会、山西省交通厅合编.2003年全国公路隧道学术会议 论文集C.北京：人民交通出版社，2003.9.8Ali Kahriman. Perdictability of the Ground Vibration Parameters Induced by Blasting During the Tunneling J.Mineral Resources Engineering,2002,11(3):279-291.9Hany EI Naggar,Sea D.Hinchberger. Approximate Evaluation of Stresses in Degraded Tunnel LiningsJ.Soil Dynamics and Earthquake Engineering ,2012(43):45-57.10Fabrizio Barpi. Influence of the Tunnel Shape on Shotcrete Lining Stresses J. Computer-Aided Civil and I