开题报告邓湘衡

1、湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告（2009 届）学院（部）：土木工程学院专 业： 城市地下专业学生姓名： 邓湘衡班 级： 土木 097 学号:097403100503指导教师姓名：祝方才职称:教授2012年12月26日题目：龙胜3号隧道洞门及洞身结构设计及隧道施工组织设计 一.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述隧道工程是既古老又年轻的学科古老是因为在几千年前人类就掌握了开挖 隧道的技术。现代的隧道技术是在火药的发明和19世纪产业革命以后出现的， 尤其是铁路隧道的出现对隧道建造起到了很大的推动作用。第一座隧道出现在 1826-1830年修建的英国利物浦到

2、曼彻斯特的铁路线上，全长1190米。火药的 改进和钻眼工具的创制，促使隧道的修建技术有了显著的提高。在1898年建成 的穿越阿尔卑斯山的辛普郎隧道中，第一次使用了 TNT炸药和凿岩机。1971年 日本新干线上修建了大清水隧道，全长22230米，是目前世界上最长的铁路山 岭隧道。隧道工程经过了多年的发展，现在隧道的建设的技术和理论已在不断补充 和完善。特别是最近30多年随着长大隧道和特殊地质隧道的增多中和机械化施 工技术的采用和相关学科的发展，现代隧道设计、施工理念和方法发生了重大 的变化和改观。新奥法的出现，为隧道设计和施工提供了新的理念，从传统的完 全依靠衬砌和钢木构件支撑围岩到现在充分发挥

3、围岩的自承能力，是人们对隧 道与地下工程问题的进一步认识和理解。另外伴随隧道监测仪器的改进，监测 技术的提高，隧道施工监测成为隧道施工必不可少的部分，得到了人们越来越 多重视。新型防排水材料的研究与应用，大大降低了地下水对隧道的危害，同时 减少地下水排放给周围环境带来的破坏。同时通风、照明和消防技术有了新的 进步，使隧道在使用中更加人性化。尽管近年来隧道工程建设取得了一定的成就，但是还存在着许多问题和不 足。具体说，截止到目前，我们队围岩的性质还没有深入地了解，计算模型的 选用和计算的理论还不完全符合实际，人力和物力的消耗和浪费较大。今后应 当加强隧道环境和地质的现场量测及实验室的试验，以便对

4、各种不同性质的围 岩能拟出较为符合实际的计算模型和计算理论。本课题设计的目的是运用大学四年所学的相关理论知识，结合工程实际， 检验自己在大学里的学习成果和理论联系实际的能力，为即将步入到工作岗位 做进一步的准备。通过这一环节，进一步掌握隧道与地下工程的勘察、施工、设 计、科研、新产品开发应用等方面内容，巩固理论知识、扩大知识面，提高综合 运用所学知识的能力，同时掌握隧道与地下工程的施工、设计计算、工程绘图及 撰写科学技术论文的一般程序和方法，进行一次工程技术人员必备的基本技能 的训练，以期能独立地、系统地完成一个工程设计的全过程，毕业以后能较快地 胜任技术工作。二.选题依据、主要研究内容、研究

5、思路及方案选题依据通过阅读了相关资料结合课题，我以下几点要求为依据，如工程地质概况、 第四系全新统（Qh）、第四系更新统（Qp）、区域地质构造、地震、水文地质条 件等地质资料及条件，拟定设计方案。主要研究内容、研究思路及方案隧道总体设计（1）工程地质评价；隧道区位于构造剥蚀作用形成的中一中低山地貌区，为山岭重丘地形。区 内地形起伏大，山高坡陡。区内地层分布简单，工程地质条件一般。隧道区所在区域内地震主要受构造断裂的活动性影响有关，特别是华夏系 或新华夏系构造断裂影响最大。区内新构造运动比较活跃，主要表现形式为间 歇性强烈上升，伴随大量的新生代断裂、构造盆地、地震。区内及邻近地区在 近几百年曾发

6、生有记载的地震9次，但未发生过大的破坏性构造地震，地震活 动频率和强度低，在龙胜各族自治县县志中尚未有地震灾害的记载。因此， 区域构造稳定。区内现代地壳运动仍以不均匀的差异抬升运动为主，但地壳抬升速度的差 异性相对较小，地壳相对稳定。仅分布F302逆断层，规模较小。综上所述，隧道区区域地质稳定好（2）围岩等级确定；根据龙胜3号隧道初步设计工程地质勘察说明书。围岩为板岩，围岩级别 为III，W，V（3）隧道选址；根据龙胜3号隧道地质图确定（4）隧道平面、纵面、横断面设计。根据龙胜3号隧道平面和纵面图确定。 横断面依据确定的公路等级以及公路隧道设计规范（JTG D70-2004）的相关 规定来确定

7、出隧道建筑限界，依据拟定的施工方法，在保证隧道内任何设备均 不得布置在建筑眼界内的条件下，确定隧道的横断面内轮廓线和外轮廓线。拟 定车道宽3.75*2，侧向宽度左侧为0.5，右侧为1.0，检修道左右侧为0.75， 总宽度为10.50。隧道洞门设计（1）洞口选址，洞门设计；依据隧道洞口段地质情况、水文情况及地形条 件对洞口段地质进行评价，并依此选择洞门类型。（2）洞门强度和稳定性验算。采用挡墙式洞门时洞门墙可视作挡土墙，按 极限状态验算其强度，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。验算包括 强度、抗倾覆、抗滑动、偏心距以及基底应力验算，验算时应符合公路路基 设计规范、公路砖石及混凝土桥涵设计规

8、范、公路桥涵地基与基础设计规 范。隧道明洞设计（1）明洞长度计算；依据进口段围岩等级、地形条件、洞门位置等确定是 否存在超浅埋段。根据坍落拱高度与隧道上覆土厚度、地面坡度和隧道纵坡等 确定明洞长度。（2）明洞衬砌设计和截面强度配筋验算。在保证明洞内轮廓线与暗洞内轮 廓线一致的前提下，根据工程类比法，确定明洞衬砌的材料、几何尺寸及配筋。 采用荷载结构法计算明洞衬砌结构内力，并对拱顶、负弯距偏心最大截面和轴 心受压截面进行强度验算和裂缝宽度验算衬砌结构设计（1）荷载计算；包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载。一般岩石地下建筑 的荷载以作用在衬砌结构上的静荷载为主（2）衬砌内力计算；国内采用的设计方法有

9、四种模型，深埋隧道中的整体 式衬砌、浅埋隧道中的整体或复合式衬砌及明洞衬砌等应采用荷载-结构法。（3）衬砌验算。隧道衬砌和明洞按破坏阶段验算构件截面强度。即根据混 凝土和石砌材料的极限强度，计算出偏心受压构件的极限承载能力，与构件实 际内力相比较，计算截面的抗压（或抗拉）强度安全系数K检查是否满足规范 所要求的数值。衬砌的任一截面均应满足强度安全系数要求，否则必须修改衬 砌的形状与尺寸，重新计算，直到满足要求为止。防水、排水设计：为保证公路隧道结构安全和必须的运营条件，因符合公 路隧道设计规范（JTG D70-2004）。隧道排水系统应当设计成为一个完整的排 水体系。隧道首先应当设计完善的地表

10、及洞口排水管沟，隧道排水系统不同位 置的排水能力应根据水力计算确定。通风、照明设计：确定通风方式，计算空中有害物质容许浓度，计算需风 量，通风计算。隧道照明设计包括中间段照明、入口段照明、过渡段照明、出 口段照明和接近段减光措施施工方案设计：本设计采用新奥法施工。施工图绘制三.工作进度及具体安排2012.12.312013.1.152013.3.152013.3.16-2013.3.312013.4.102013.4.25毕业设计题目布置、查阅文献、熟悉规范、开题 隧道建筑限界和内轮廓线设计、隧道平纵面线形设计 毕业实习隧道洞口布置及洞口边仰坡设计计算隧道洞门设计计算、抗震设计隧道洞身初期支护设计、辅助施工设计、隧道洞身衬砌设计、洞身防排水设计、三大缝防水构造设计、抗震设计2013.5.5带）2013.5.6-2013.5.102013.5.152013.5.15-2013.5.202013.5.21-2013.5.252013.5.312013.6.82013.6.9-2013.6.15隧道辅助设施设计（人行横洞、车行横洞、