隧道毕业设计开题报告

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1、隧道毕业设计开题报告隧道毕业设计开题报告一、课题的研究背景随着社会经济的不断发展，对交通运输的要求也越来越大，特别是对于关 乎国民经济命脉的铁路更是有着特殊的依赖，总结其原因大致有三点：铁路运输不 仅方便快捷，而且运量大，另一方面，以其安全，廉价的特点吸引了大多数的货物 运输，最后，在国防建设中，铁路运输是必不可少和重要的环节，比如我们引以为 傲的青藏铁路，除了在经济建设上有着不可估量的作用，而且有着极其重要的军事 战略地位。然而修铁路就难以避开山岭地带，在山岭地区可利用隧道工程克服地形 或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被 的破坏，保护生态环境；还可克服落

2、石、坍方、雪崩、雪堆等危害，既能保证路线 平顺、行车安全、提高舒适性和节约运费，又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受 气候影响。我国内地有许多地势起伏、山峦纵横的山区。铁路穿越这些地区时，往往 遇到高程障碍。而铁路限坡平缓，无法拔起需要的高度，同时，限于地势无法绕避，这时开挖隧道直接穿山最为合理，他既可以使线路顺直，避免许多无 谓的展线缩短线路，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数， 多拉快跑。所以在铁路线上尤其是在山区铁路上，隧道的方案常为人们所选用，修 建的数量也越来越多。我国铁路采用隧道克服山区地形的范例很多的，例如，川黔 线的凉风垭隧道，使跨越分水岭时，拔起高度小、展线短

3、、线路顺直、造价低;越 岭高度降低96M、线路缩短了 14.7 km，占线路总延长的37.75%。又比如宜万铁 路的建设，隧道所占比率达60%。由此可见，隧道在山区铁路线上的作用之巨 大。二、国内外发展状况人类很早就知道利用自然洞穴作为住处。当社会发展到能制造挖掘的工具 时，就出现了人工挖掘的隧道。近代隧道兴起于运河时代，从17世纪起，欧洲陆 续修建了许多隧道。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，对隧道不产生荷载，而 不稳定的围岩可能产生坍塌，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

4、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。国内外隧道施工多用新奥法施工，新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原文是New Austrian Tunnelling Method简称NATM ,新奥法概念是奥地利学者 拉布西维兹(L. V. RABCEW ICZ)教授于50年代提出的，它是以隧道工程经验和 岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作

5、为主要支护手段的一种 施工方法。经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命 名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发 展，已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM被介绍到我国，七十年 代末八十年代初得到迅速发展。至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不 开NATM。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。新奥法 理论要点新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用 厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔 性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并

6、使围岩与支护结 构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面 掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少 对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集 中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆 和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持 两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。新奥法的缺点主要有：实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员 都十分熟练，没

7、有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有 关。开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现 场，以便发现问题； 用能控制的施工量测，往往给施工带来不便； 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其 是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效 的支护岩体 新奥法施工是从实际经验中总结出来的，又在不断实践经验中得以丰 富其内容和进一步发展，新澳法施工在我国推广以来，经过几十年的发展，通过科 研、设计、施工三结合，在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁 山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，应用新奥法远离及其

8、相应的技术，取得了 较大的成就。不可否认，新奥法也存在不少缺点，不过经过工程技术人员和科技工 作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加 重要的作用。三、所要进行的主要工作和采用的方法、手段1、依据收集的设计资料确定隧道路线方案综合考虑地形地质条件、已有线路布置现状、施工技术的难易程度等方 面，根据公路路线设计规范和公路隧道设计规范合理确定隧道的路线方 案，拟定合理的平纵断面曲线形式。2、隧道洞门设计隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰 坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件，遵循 “早进洞、晚出洞”的原则，综

9、合研究比选确定。3、建筑限界和衬砌内轮廓隧道建筑接近限界采用京沪高速铁路设计暂行规定（铁建设2004J 157号）（以下简称“京沪暂规“）的“京沪高速铁路建筑接近限界”，隧道内线 间距为5m （曲线地段线间距不加宽）。隧道内轮廓尺寸参照“京沪暂规“及“通 隧（2005）0301 ”图拟定，主要有：（1）隧道（轨面以上）断面有效面积为100m；（2）隧道内设双侧救援通道，救援通道宽1.5m （自线路中线外2.3m起 算）、净高2.2m，救援通道走行面高于轨面30cm；（3）隧道内设置双侧电缆槽，外侧电缆槽结构外缘距同侧线路中线距离 为 2.2m；（4）隧道底部30cm工程技术作业空间融入救援通道

10、；（5）曲线地段及下锚段衬砌内轮廓不考虑加宽。4、隧道内铺设无碴轨道，内轨顶面至道床板底面高度为49.7cm。5、初期支护结构设计初期支护采用喷锚支护，由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式 组合使用，（1）初期支护是永久衬砌的重要组成部分。初期支护与围岩共同受力， 既要能与围岩共同变形，又要有足够的强度和刚度能抑制围岩的过大变形。可根据 工程地质情况、隧道净空、覆盖层厚度等因素选用初期支护的组成形式，主要支护 结构形式有：锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢架等。(2) 对喷射混凝土的厚度进行调整时，其厚度不应小于8cm。拱墙初期 支护喷混凝土掺用改性聚酯纤维，以减少回弹量、并减少喷混凝土的早期

11、收缩。(3) 锚杆采用全长粘结型锚杆，各种锚杆必须设置钢托(垫)板，垫板 尺寸不小于150mmX150mmX6mm，锚杆应保证注浆的饱满度。(4) 钢筋网一般选用HPB235钢筋，钢筋直径8mm，网格间距20cm 25cm，保护层不小于2cm。(5) 钢架可选用由钢筋焊接成的格栅钢架，或由型钢、钢轨弯制而成， 钢架靠近围岩侧的保护层一般不小于4cm。6、二次衬砌(1)二次衬砌是复合式衬砌的内层结构，与外层的喷锚初期支护及围岩 共同组成整体的支护体系。二次衬砌采用模筑混凝土灌筑。(2 )二次衬砌应根据围岩及初期支护的变形监控量测资料综合分析后进 行施作。软弱围岩地段仰拱应紧跟施作、及早封闭成环，二次衬砌施工不可长时间 滞后。(3)围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可设置 临时仰拱或横撑以封闭开挖面，必要时也可提前施作二次衬砌，以改善施工结构的 受力状态，此时二次衬砌应考虑加强措施。