隧道工程课程设计任务书及指导书

《隧道工程课程设计》任务书

1 课程目的

通过课程设计，使学生掌握公路隧道支护结构的基本计算方法， 熟悉矿山法在公路隧道施工中的工艺，掌握公路隧道施工设计的基本方法。

2 题目

《公路隧道结构设计与计算》

题目一：某高速公路隧道通过III 类围岩(即IV级围岩)，埋深H=30m，隧道围岩天然容重γ=23 KN/m3，计算摩擦角ф=35o ,变形模量E=6GPa,采用矿山法施工。

题目二：某高速公路隧道通过II 类围岩(即V级围岩)，埋深H=50m，隧道围岩天然容重γ=20 KN/m3，计算摩擦角ф=25o , 变形模量E=1.5GPa，采用矿山法施工。

题目三：某一级公路隧道通过III 类围岩(即IV级围岩)，埋深H=30m，隧道围岩天然容重γ=23 KN/m3，计算摩擦角ф=35o ,变形模量E=6GPa,采用矿山法施工。

题目四：某一级公路隧道通过II 类围岩(即V级围岩)，埋深H=50m，隧道围岩天然容重γ=20 KN/m3，计算摩擦角ф=25o , 变形模量E=1.5GPa采用矿山法施工。

题目五：某高速公路隧道通过IV类围岩(即III级围岩)，埋深H=20m，隧道围岩天然容重γ=25 KN/m3，计算摩擦角ф=50o , 变形模量E=10GPa，采用矿山法施工。

题目六：某一级公路隧道通过IV类围岩(即III级围岩)，埋深H=20m，隧道围岩天然容重γ=25 KN/m3，计算摩擦角ф=50o, 变形模量E=10GPa，采用矿山法施工。

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(以上六题共用条件： 衬砌材料采用C25喷射混凝土，材料容重γh=22 KN/m3，变形模量 Eh=25GPa)

3 隧道洞身设计内容

(1) 按相应公路等级的行车速度确定公路隧道建筑限界

(2) 按公路隧道要求对隧道衬砌进行结构设计（拟定结构尺寸）； (3) 按规范确定该隧道的竖向均布压力和侧向分布压力； (4) 计算衬砌结构的内力（画出弯矩图和轴力图）； (5) 对衬砌结构进行配筋验算。

(6)按所给定的地质资料选定适当的施工方法，并绘制施工方案示意图。 4 要求上交的课程设计成果 计算书部分： 确定公路建筑界限；

根据公路等级及围岩类别用工程类比法确定支护方法及衬砌材料， 拟定隧道结构的截面尺寸(包括轮廓线半径及厚度等) 隧道围岩压力计算（包括竖向压力及水平压力） 隧道结构内力计算，并画出弯矩图和轴力图 图纸部分： 一、 插图

隧道内轮廓限界图； 结构抗力图；

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内力图（弯矩图和轴力图）。 二、图纸（A3）

1）衬砌结构图；(比例 1:100) 2）隧道开挖方案图；(比例1:100) 3）爆破设计图 （选做）

(注：比例可以根据实际情况调整为1:50或1：200) 5 设计要求

了解《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）和《公路隧道施工技术规范》以及其他相关规范的基本内容，明确隧道衬砌内轮廓线的确定方法，掌握隧道深浅埋的确定界限，并且根据不同的围岩特性进行提供不同的支护方案。

具体要求：

1）根据隧道设计规范对不同公路的要求进行隧道的横断面设计（比例1：50）； 2）根据隧道不同埋深及地质条件 ,计算隧道永久荷载，由工程类比法确定支护方式和衬砌尺寸。要求进行衬砌验算；

3）画出各类围岩的衬砌结构图（1:50）；

4）双洞道的施工设计，确定隧道开挖断面尺寸,做施工方案比选。根据所选定的施工方案，画开挖方案图（必做）及爆破设计图（选做）。

（ 注：所有图纸均应按工程制图要求绘制，应有图框和图标） 6 参考资料

1） 中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004,人民交通出版社，2004年9月；

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2） 中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004,人民交通出版社，2004年；

3）《隧道结构力学计算》， 夏永旭 编著，人民交通出版社，2004年； 4） 本课程教材《隧道工程》，王毅才主编，人民交通出版社，2000年； 5） 有关隧道设计图纸及算例；

6） 公路隧道、世界隧道、岩石力学与工程学报等期刊； 7）《隧道工程设计要点集》，关宝树，人民交通出版社。

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《隧道工程课程设计》指导书

1） 根据题目要求，按照隧道设计章节的做法拟定隧道结构的截面尺寸，包括轮廓线半径和厚度等；

2） 按照比例（例如1：100）绘制横断面图；

3） 按照04年发布的《公路隧道设计规范》JTG D70-2004确定隧道围岩竖向压力和水平压力；

4） 隧道结构内力计算（可按参考资料（3）中的计算步骤进行），要求写出计算过程，并画出弯矩图和轴力图；

5） 隧道结构配筋验算和强度验算；

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