开题报告-西神头隧道工程设计

一、选题的目的.意义选题目的：1・毕业设计是教学实践的重要环节。通过毕业设计，能够强化自己对基础知识的理解和基木技能的掌握；2•培养自己综合运用所学知识解决工程实际中的问题，真止做到学以致用；3.提高自己的自学能力，培养独立研究等方面的综合能力，主要表现在以下几点：（1）方案研究，文件检索和搜索资料的能力；（2）方案论证，确定方案的能力（3）严谨作风，端止态度和创新能力（4）理论分析和设计计算的能力（5）运用计算机（包括相关工程软件）的能力选题意义：21世纪是地下空间作为资源加以大力开发的利用的世纪，是隧道和地下工程大力发展的世纪。隧道发展是解决地面交通紧张，土地资源保护的有力措施，从而满足交通，保护环境，使城市成为人与自然相和谐。隧道的开发与利用可以大大缩短行车路程，提高行车效率。同时，隧道的建设环境也是多方面的，在山岭地带,可以克服高程障碍、缩短行程、节约燃料、节省吋间、改变道路线形，使行车更加舒适、减少植被破坏、保护牛态环境；还可以克服塌方、雪崩、泥石流等地质灾害对行车造成的影响。隧道的建设过程也同样不受地面环境的影响，而且适合各种地形，所以隧道的发展是广阔的，我的设计将会努力将隧道设计与目前国际上提倡的“低碳经济”相结合，拓宽范围，打造出自己的特色。二、国内外隧道的研究（发展）现状隧道及地下工程是我国建设领域的基础工程，也是土木工程的重要研究领域。目前我国已经成为世界上隧道数量最多、建设规模最大、发展速度最快的隧道大国。我国的隧道及地下工程在施工技术上居于批界先进水平的行列。世界上大多采用的施工方法主要有新奥法、地下连续墙法、台阶法、浅埋暗挖法、盾构法、全断面法等等。这里新奥法是采用最多的方法，其全名为新奥地利隧道施工方法。在上世纪50年代由奥地利学者提出的，之后在世界各地广泛应用。 国内外隧道施工中形成了两大理论体系，一种20世纪20年代提出的传统“松弛荷载理论”其核心内容是稳定的围岩有自稳能力，对隧道不产牛荷载，而不稳定的围岩可能产牛坍塌，需要用支护结构予以支承围岩体荷载。这样作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并坑坍塌的岩体重力。另一种是20世纪50年代提出的“岩承理论”。其核心内容是隧道围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力，不稳定围岩是具有一个过程的，如在这个过程中提供必要的支护和限制,则围岩仍然能够保持稳定状态。“岩体理论”则是在新奥法的基础上提出来的。但是目前我国隧道的建设还有许多应该解决的问题，如地下空间的开发与利用还属粗放型；总体装配水平低，配套设备的国产能力低，施工效率低，环境差；施工超前地质预报水平低，不良地质条件的综合技术水平不高等不利因素。但随着世界大环境的技术条件的口渐强大，这些问题将在不久的将来得到满意的答复！三、研究方案及预期结果工程概况：省道陵沁线西上庄至西河段公路工程A线西神头隧道拟设计为分离式隧道，两洞屮轴线间距约30米。右洞全长1410米，左洞全长1421米。隧道总体走向呈南西75°。西神头隧道位于太行山脉西侧的构造剥蚀基岩低中山区，隧道所穿越的西神头基岩出露较好，洞顶局部为粉质黏土所覆盖，地质调查条件比较有利，初设阶段在地质调查基础上采用钻探手段，同时结合物探工作，对隧道围岩条件进行综合勘察。西神头隧道所在地段地形地貌为梁训状中低山区，隧道呈东西走向，山梁顶部基岩大部分裸露，局部覆盖粉质黏土。隧道左右线起点洞口所在的基岩山坡有厚层粉质黏土覆盖，坡度较缓，微地貌属于黄土覆盖的基岩缓坡；终点洞口所在的山坡基岩裸露，微地貌属于零星黄土覆盖的基岩中陡坡。终点洞口植被稀少，起点洞口植被茂密，植被类型为灌木及乔木。隧址区为暖温带大陆性季风气候区，全年降水主要集屮在7、8、9月份，年平均降水量582mm,隧址区的地表水由大气降水补给，隧址区地下水也来自大气降水育•接下渗补给，地下水类型属岩溶裂隙水。隧址区水文地质条件较为简单，地下水总体较为贫乏，尤其是浅层地下水更为贫乏。结合勘查结果及围岩赋水条件、隧址构造条件等水文地质因素综合分析，判断本隧道洞体埋深范围内地下水量很少。根据地质调查，隧址区范圉内未见已发生的不良地质体分布。隧址区位于华北地震区山西地震带东部隆起区，新构造运动相对微弱。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001), 木隧道所处区域地震动峰值加速度为0.05g,相当于地震基木烈度VI度区。主要设计内容：确定隧道开挖方式和隧道断而布置图；围岩压力的计算以及围岩内力计算；隧道支护设计；隧道衬砌设计图及衬砌计算；隧道防排水设计；通风、照明、消防及供配电设计；施工方法设计；辅助施工设计；施工组织设计。设计中的重难点以及待解决的问题：设计重点为隧道洞身设计中的围岩压力计算，以及初期支护和二次衬砌的设计计算，要严格按照设计标准执行，以及施工方法设计等。设计难点主要为围岩压力计算，衬砌的设计计算以及相应的施工方法设计。待解决的问题为根据隧道所处位置，选择合适于工程地质概况的隧道断面形状，准确计算周边围岩的承载能力，以及隧道在施工中的支护、安全等技术措施，最后还有隧道的施工对周边环境的影响的考虑。四、拟定的施工方案由于左右隧洞的V级圉岩长度均超过其总长度的50%,故而开挖隧洞的过程中全断面开挖法已经不再合适，结合实际地质情况，可以采取新奥法中的短台阶开挖法方，采用轻震动控制爆破技术.在围岩破碎程度严重，自稳能力差的地段,施工不当极易造成侧壁整体滑塌，应注意辅以钢架和喷锚网联合加强支护•应采取先两侧,后中间，短进尺，快支护的原则.同时，要严格按照先治水，短开挖，弱爆破,强支护，勤测量,早衬砌的指导原则.①先治水:在有水地段，应该釆用引，排，堵相结合的方式，处理好溶水，消除隐患.②短开挖，弱爆破:不良地段，应遵循多打眼,浅打眼，弱爆破,短进尺的原则，减少对周边围岩的扰动.③强支护，及破碎地带，应采取锚，喷，网联合支护的原则•如果喷锚支护仍不能提供足够支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护.④勤测量，及在开挖完成后，立即进行监控测量工作，及时掌握围岩变化情况.如变化较大，应制定相应的补救措施.⑤早衬砌，在监控量测反应围岩变化稳定，边墙完成后，衬砌结构趁早封闭，改善受力状态，确保衬砌结构长期稳定,坚固. 五、进度安排第1、2周：实习、实习报告撰写第3周：熟悉毕业设计任务，收集资料，开题报告第4—6周：专业英语文献翻译，总体设计第7、8周：结构设计计算第9、10周：隧道施工设计第11周：专题研究第12、13周：绘图第14周：整理、汇总设计说明书第15、16周：评阅、修改第17周：答辩六、参考文献[1]王毅才.隧道工程(第二版)[M].北京：人民交通岀版社，2006:1-600.[2]JTGF60-2009,公路隧道施工技术规范[S]・北京：人民交通出版社，2009.[3]JTGD70-2004,公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[4]JTJ026.1-1999,隧道通风及照明设计规范[S].北京：人民交通出版社,2000.[5]黄成光.公路隧道施工[M]•北京：人民交通岀版社，2006:1-120[6]GB50086,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S]・北京：中国计划出版社，2001.[7]GB50108,地下工程防水技术规范[S].北京：屮国计划出版社，2001.[8]吕康成.隧道防排水工程指南[M]•北京：人民交通出版社，2005:1-68[9]齐景岳.隧道爆破现代技术[M]•北京：中国铁道出版社，1995:1-80[10]易萍丽•现代隧道设计与施工[M]・北京：中国铁道岀版社，1997:1-260[11]KaiserPK,TannantDD，McCreathDR.Driftsupportinburst一proneground.CIMBullction,1996,89(998):131-138.L12]SwobodaG,Abu~KrishaA.Three-dimensiormlnumericalmodelingforTBMtunnellinginconsolidatedclay[J]・TunnelUndergroundSpaceTcchnol1999,14(3):327-333.[13]LOWHY,HAOH.Reliabilityanalysisofreinforcedconcreteslabsunderexplosiveloading[j].StructureSafety,2008,23(2):157-178 指导教师意见签名：教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月口