隧道工程课程设计 .docx

隧道工程课程设计说明书

ThestructuraldesignoftheTunnel作者姓名：

专业、班级： 道桥班学 号：

指导教师：设计时间：

目录

一．课程设计题目 0

二．隧道的建筑限界 0

三．隧道的衬砌断面 0

四．荷载确定 0

围岩压力计算 0

TOC\o1-2\h\z\u围岩水平压力 1

深埋隧道荷载计算 1

五．结构设计计算 2

计算基本假定 2

内力计算结果 2

V级围岩配筋计算 3

偏心受压对称配筋 3

受弯构件配筋 4

箍筋配筋计算 4

强度验算 4

最小配筋率验算： 6

六．辅助施工措施设计 6

双侧壁导坑施工方法 6

开挖方法 7

施工工序 7

隧道工程课程设计

一．课程设计题目

某高速铁路隧道V级围岩段衬砌结构设计(设计时速350Km/h,隧道埋深127m，单洞双线)

二．隧道的建筑限界

2.1隧道的建筑限界

根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005有关条文规定，隧道的建筑限界高度H取6.55m，行车道宽度取4.25?2m，如图所示

三．隧道的衬砌断面

拟定隧道的衬砌，衬砌材料为C25混凝土，弹性模量Ec=2.95×107kPa，重度γh=23kN/m3，衬砌厚度取50cm，如图所示。

四．荷载确定

围岩压力计算

计算围岩竖向均布压力：q?0.45?2s?1??

式中：s——围岩类别，此处s=5；

?——围岩容重，此处?=22KN/m3；

?——跨度影响系数毛洞跨度B?8.5mB=8.5m

B?5m,i?0.1，此处??1?i(B?5)?1?0.1?(8.5?5)?1.35

所以有：h?0.45?24?1.35?9.72m 因是松软围岩，故Hp?2.5h?24.3m?127m

所以此隧道为深埋隧道。

q?0.45

q?0.45?2 ??

围岩竖向均布压力 =0.45×25-1×22×1.35=213.84KN

围岩水平压力

围岩水平均布压力：e??0.30~0.50?q?(64.15~106.92)KN/m

取其平均值 e???q?85.54KN/m

深埋隧道荷载计算

(1)作用在支护结构上的垂直压力

由于h

?H?H

qp

q

，为便于计算，假定岩土体中形成的破裂面是一条与水平成?角的斜直线，

如图所示。EFGH岩土体下沉，带动两侧三棱体（图中FDB和ECA）下沉，整个岩土体ABDC下沉时，又要受到未扰动岩土体的阻力；斜直线AC或BD是假定的破裂面，分析时考虑内聚力

c，并采用了计算摩擦角?c；另一滑面FH或EG则并非破裂面，因此，滑面阻力要小于破裂面

的阻力。

? ?400

该滑面的摩擦系数?为36.5度。查询铁路隧道设计相关规范，取计算摩擦角 c 。

深埋隧道荷载计算简图

如上图所示，隧道上覆岩体EFGH的重力为W，两侧三棱岩体FDB或ECA的重力为W，未

1

扰动岩体整个滑动土体的阻力为F，当EFHG下沉，两侧受到阻力T或T，作用于HG面上的

垂直压力总值Q为：

浅

2Q ?W?2T?W?2Tsin?

2

(2-4)

其中，三棱体自重为：

浅

W?1?h h

(2-5)

1 2 tan?

式中：h为坑道底部到地面的距离(m)；

?为破裂面与水平的交角(°)。由图据正弦定理可得

T?

sin(???)

W

(2-6)

sin[90??(?????)] 1

由于GC、HD与EG、EF相比往往较小，而且衬砌与岩土体之间的摩擦角也不同，当中间土块下滑时，由FH及EG面传递，考虑压力稍大些对设计的结构也偏于安全，因此，摩阻力不计隧道部分而只计洞顶部分，在计算中用H代替h，有：

(tan2??1)

(tan2??1)tan?

tan??tan?

c

c

c

c

(2-7)

c?? tan??tan?

c

?0.397 (2-8)

tan?[1?tan?(tan??tan?)?tan?

c c

tan?]

Q

q ? 浅

浅 B

t

??H(1?

?tan?)?218.80KN/m2 (2-9)

HB

H

t

埋深为127m时，土压力值为1384.3KN/m2。式中：?——侧压力系数；

Bt——坑道宽度（m）；

?c——围岩的计算摩擦