开题报告-宽州一级公路隧道综合设计.docx

长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称 宽州公路隧道综合设计课题来源课题类型工程设计指导教师学生姓名学 号专 业道路桥梁与渡河工程（岩土与隧道工程）一、毕业设计目的与意义我国地域辽阔，多为山地、丘陵和高原，山区公路建设任务繁重。过去常采用盘山绕行或高填深挖，但克服高程障碍和地形障碍最佳的方法是直穿。公路隧道已经成为公路工程的重要组成部分。在公路线形中设置隧道,不仅能改善线性、缩短里程、保护环境、提高行车安全、舒适性，还能增加其隐蔽性、提高防护能力且不受气候影响。改革开放以来,随着国民经济的迅速发展,公路交通建设规模日益扩大,技术水平逐步提高,公路隧道工程不仅在山区和丘陵地区公路建设中,而且在东部江河桥隧跨越方案比选中日益引起人们的注视,并得到了很大的发展。特别是近十年，我国修建了不少特长隧道、长隧道以及隧道群，隧道占公路里程比重不断增大，同时隧道建设技术得到了日新月异的提高和发展。公路事业的大发展，为振兴经济，提高全国各族人民的物质文化生活水平，起到了极大的推动作用。近几年我国在高等级公路建设中，已建成千米以上的长大隧道40余座，还有一些长大隧道正在建设中。为了保持国民经济的持续、快捷、健康发展，为了扩大内需、加快基础设施建设，为了实施西部大开发战略，我国加大了对公路建设的投入。据统计，我国现有公路隧道为625.34万米，其中特长隧道329处，共143.32万米，长隧道1504处，共251.84万米，按“十二五”规划，到2015年铁路里程达12万公里（4.5万快速铁路），国地两网高速公路通车里程达14万公里，其中隧道占较大比重，由此可见，我国隧道建设在持续高速发展。毕业设计是实现本科培养目标要求的重要阶段，是基础理论学习深化与升华的重要环节，是学生毕业及学位资格认证的重要依据。其目的是：掌握公路隧道施工技术、施工组织设计以及隧道结构构件验算的方法；巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，提升自己的专业技术素质；学会根据实际情况和施工图纸确定施工方案，并对各种可行的施工方案进行比选，确定最终方案以及对方案优化设计；通过研究施工过程中诸要素之间的合理组织，根据其施工特点，将人力、资金、材料、机械、施工方法等各种因素进行科学地、合理地安排，使之在一定的时间和空间内实现有组织、有计划、有秩序地施工，使其工期短、质量好、成本，迅速发挥投资效益；在熟悉资料的同时锻炼自己搜集有效资料的能力，了解我国有关的建设方针和政策，正确使用本专业的有关技术规范和规定，熟悉相应的隧道结构设计及其施工方法，为自己未来到社会工作打下坚实的基础，提升自己在专业中的竞争力。二、公路隧道国内外的发展及其状况公路隧道是继航运隧道和铁路隧道之后兴起的第三次隧道修建高潮。从十七世纪起，欧洲陆续修建了许多运河隧道。其中法国兰葵达克（Languedoc）运河隧道，建于年，长，它可能是最早用火药开凿的公路隧道。较为完善的公路水底隧道建于1927年，位于纽约哈德逊河底。经过数十年的努力，现在世界上长大公路隧道（3km以上）的将近百余条。目前，挪威西部24.5km的拉尔达隧道为世界上最长的公路隧道。隧道施工与地面建筑物施工不同，其空间有限，工作面狭小，光线暗，劳动条件差，给施工增加了难度。隧道工程的施工条件是极其恶劣的，体力劳动强度和施工难度都相当大。为了减轻劳动强度，人们曾经做过不懈的努力。古代一直使用“火焚法”和铁锤刚钎等原始工具进行开挖，直到上个世纪才开始采用钻爆作业，至今大约有一百多年的历史。在此期间发明了凿岩机，经过将近一个世纪的努力，发展成为今天的高效率大型多头摇臂钻机，工人们已经从繁重的体力劳动中解放出来了。和钻爆开挖法完全不同的还有两种机械开挖法。一种是用于软土地层的盾构机，发明于1818年，经过一个半世纪的不断改进，已经从手工开挖式盾构发展到机械化乃至全机械化盾构，能广泛用于各种复杂的软土地层的掘进。另一种是用于中等坚硬岩石地层的岩石隧道掘进机。国内公路隧道建设起步较晚，公路隧道通风研究也落后于日本和欧洲。公路隧道科研方面，近10年来，交通部门每年投入大量科研经费，围绕隧道工程的实际问题开展科学研究，如公路长隧道纵向通风研究、公路隧道通风技术研究、秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究等，在隧道管理、通风、照明、监控、防灾、维护等领域均取得重大成果，这些研究成果有力地支持了我国公路隧道建设。近些年来，我国已修建了不少长隧道、特长隧道以及隧道群，隧道占公路里程比重也不断增大。我国公路隧道修筑技术也有长足的发展，对围岩动态量测反馈分析技术，组合式通风技术，运营交通简易监控技术，新型防水、排水、堵水技术，围岩稳定技术，支护及衬砌结构技术等都有许多成功实例，隧道施工的信息化及机械化程度也越来越高。在2007年1月20日，由我国自行设计、自行施工、自行运营的秦岭终南山隧道通车，18.02公里的秦岭终南山隧道不仅长度一举超越了日本的关越隧道，相比单洞双向行驶的莱尔多隧道，它更是世界上第一个采用双洞单向行驶的特长隧道，双洞全长36.04公里，建设规模居世界第一。同时，我国公路隧道建设技术与国外先进水平相比，还存在一定的差距。我国的公路隧道方面存在着诸如：规范落后于工程实践，衬砌开裂、渗漏水，建筑限界受侵，通风照明不良，对生态环境的影响较大等问题，这些问题都需要在今后的工程建设中逐步的解决。三、毕业设计的研究内容、方法及预期成果1.设计主要内容为公路隧道综合设计，具体包括资料整理分析、路线方案比选、纵横断面设计、洞门及明洞设计、衬砌结构的设计与计算、通风设计与计算、照明和防排水设计等。2.设计采用的方法隧道选址根据地形、地貌、地质条件，结合路线平纵面实际线形指标，在范围内进行多方案比选。本隧道为越岭隧道，在选择隧道位置时，除应进行相应的方案研究外，还要对可能穿越的垭口，要以不同的限坡，不同的进出口标高和不同的展线方式做出各种越岭隧道方案，进行同等的调查研究。隧道洞门选择根据地形、地质条件不同，配合洞口构造物设计及与防护、排水布置，隧道照明需要，并做好环境保护，适当美化洞口。本隧道选择削竹式洞门。衬砌结构的计算与设计衬砌采用复合式衬砌，计算包括初期支护和二次衬砌。对受地形、地质偏压、围岩类别、断面跨度、施工方法的不同等因素影响，衬砌各部位受力情况不相同，除在初期支护时进行加强处理外，设计时需要在断面结构形式上对受力不利的部位进行加强处理，必要时还须配置钢筋，以减少其对衬砌结构所产生的不利影响，保证衬砌及洞口山体的稳定。通风照明设计与计算通风设计根据公路等级、隧道长度、交通量等来选择通风方式。由于隧道进出口高程相差较大，纵坡为单向坡，且交通量较大，因此采用射流风机纵向通风。照明设计在隧道两侧拱腰处设置高压钠灯进行照明，为使光线顺利过渡，在洞口设置照明加强段、过渡段（对于长度小于350m的隧道不设置照明设备），出口设加强照明，灯具对称布置，采用高压钠灯照明。防排水设计在防水设计中，主要在一、二次衬砌间全断面设置PVC、EVA等，复合土工防水板，在水流较多、防水薄弱地段采用在二次衬砌施工缝设置止水带。在排水设计中，在墙角外设置纵向排水管。拱墙有大面积淋水及有集中涌水段还须设置排水板，环向排水沟，将集中水流通过横向排水管引入仰拱下中心排水沟后排出洞外。3.预期成果 在指导老师的悉心指导下，通过复习已学专业课程和查阅专业书籍，并借鉴已建成隧道的经验，自行设计完成一套隧道综合设计，通过设计来巩固所学知识，将所学专业内容融会贯通。四、设计重点初期支护和二次衬砌的结构计算、通风照明设计及计算和防排水设计都是设计中的重点。公路所经过的是山地地区，按照城市隧道的标准进行设计，所以通风的设计和计算变得尤为重要。衬砌结构是隧道支撑的重要部分，计算较为复杂。五、时间安排1 收集熟悉资料，撰写开题报告、外文翻译 第 1 周2 路线方案比选，平、纵、横断面设计 第 2 周3 洞门及明洞计算与设计 第 3 周4 初期支护、二次衬砌结构计算与设计 第 4 周5 隧道防排水与通风照明计算与