隧道工程课程设计(包含内力图和衬砌及内轮廓设计图)
隧道工程课设
《隧道工程》课程设计一、课程设计任务书（一）设计题目《成都至泸州高速公路二峨山隧道工程衬砌结构计算》（二）提供资料1、《成都至泸州高速公路二峨山隧道工程地质勘察报告》2、成都至泸州高速公路二峨山隧道平面布置图3、成都至泸州高速公路二峨山隧道剖面（三）设计内容⑴隧道围岩地质分级⑵确定围岩物理力学参数⑶确定隧道建筑限界尺寸⑷确定隧道内轮廓尺寸⑸计算隧道围岩压力⑹衬砌结构的设计⑺计算衬砌结构的内力⑻衬砌结构的配筋计算（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。
⑶成果内容①详细的计算过程；②必要的计算说明；③计算成果图表（围岩分级表、围岩参数表、建筑限界尺寸图、隧道内轮廓尺寸图、隧道围岩压力计算成果示意图、复合衬砌支护参数图、衬砌结构计算成果图、配筋计算成果表）（四）个人任务学号洞段车道设计时速5个洞段分别是K37+350～K37+460；K37+350～K37+460；K38+820～K38+990；K38+990～K39+580；K39+580～K39+710；4种车道：两车道；两车道带紧急停车带；三车道；三车道带紧急停车带；2种设计时速：高速公路120公路/小时；高速公路100公路/小时；一级公路80公路/小时；一级公路60公路/小时；二、课程设计指导书（一）隧道围岩地质分级划分隧道围岩级别划分依据《公路隧道设计规范》（JTG D70－2004）中的3.6节《围岩分级》中各项规定进行划分。
结合《隧道地质勘察报告》中的地层岩性的描述、岩石物理力学性质、结构面特征、洞室埋藏深度、水文地质条件、不良地质现象、施工方法等因素综合分析确定。
工作步骤隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，按以下顺序进行：⑴根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ，综合进行初步分级。
隧道课程设计.
《轨道交通隧道工程》课程设计某公路隧道课程设计学生姓名：学院：专业班级：专业课程：指导教师：2015 年 1 月 9 日一、设计资料1.工程概况某隧道进出口附近有国道附近，交通条件便利，洞轴线走向方位角约165°。
隧道总体走向呈南北向曲线展布。
采用分离式隧道，其中：左线起讫桩号为ZK39+321～ZK39+568，长247米，左线起讫桩号为YK39+313～YK39+515，长202米。
采用灯光照明，自然通风，属短隧道。
2.工程地质条件（1）地形地貌隧道整体属于中低山地貌区、斜坡、冲沟地形，隧道轴线地面标高792～875m 之间，相对高差约83m，隧道洞室最大埋深70m。
隧道进、出口处总体为斜（陡）坡地形，进口处自然坡度角为35～45°，出口处自然坡度角约为45～50°，局部略陡。
进口处为斜坡地形，出露基岩为强～中风化流纹斑岩，植被发育，主要为杂草及小灌木丛为主，进口下方为修建国道的弃方。
出口处基岩裸露，为强～中风化流纹斑岩，植被发育，多为小灌木丛。
出口处为国道。
（2）地质构造隧址区未发现对隧道方案有明显影响的褶皱和断裂发育。
浅部岩石风化裂隙发育，岩石性较差，深部节理裂隙较发育。
节理裂隙降低了隧道围岩的稳定性。
（3）地层岩性据工程地质调绘及钻孔显示，隧道围岩主要为中元古界熊耳群马家河组（Pt2m）和许山组（Pt2x）的流纹斑岩组成，地层岩性特征如下：流纹斑岩：灰绿、紫红色，斑状结构，呈强～微风化状，岩体极破碎~破碎，根据地质调查显示，隧道区岩层受构造影响，小的次级断层及褶皱、节理裂隙发育，是较硬岩，分布于整个隧道区。
（4）岩石强度隧址山体岩层属于较硬岩石工程地质岩组，中风化流纹斑岩饱和单轴抗压强度Rc=57MPa，属于较硬岩。
（5）岩体的完整性隧址地层年代为中元古界老地层，主要为硬质岩，岩体坚硬性脆，经历长期的构造运动和风化剥蚀作用后，岩体裂隙很发育～较发育，裂隙面大多倾角较大，贯穿性较好，多成张开、微张状。
隧道工程课程设计完整版
隧道工程课程设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】1初始条件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；衬砌材料采用C25喷射混凝土，材料容重322/h KN m γ=，变形模量25h E GPa =。
2隧道洞身设计隧道建筑界限及内轮廓图的确定该隧道横断面是根据两车道高速公路IV 级围岩来设计的，根据《公路隧道设计规范》确定隧道的建筑限界如下：W —行车道宽度；取×2mC —余宽；因设置检修道，故余宽取为0m J —检修道宽度；双侧设置，取为×2mH —建筑限界高度；取为L L —左侧向宽度；取为R L —右侧向宽度；取为 L E —建筑限界左顶角宽度；取R E —建筑限界右顶角宽度；取h —检修道高度；取为 隧道净宽为++++=12m设计行车速度为120km/h,建筑限界左右顶角高度均取1m ；隧道轮廓线如下图：图1 隧道内轮廓限界图根据规范要求，隧道衬砌结构厚度为50cm （一次衬砌为15cm 和二次衬砌35cm ）通过作图得到隧道的尺寸如下：图2 隧道内轮廓图 得到如下尺寸:11.2m R 5.6m R 9.47m R 321===，，3隧道衬砌结构设计支护方法及衬砌材料根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），本设计为高速公路，采用复合式衬砌，复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。
复合式衬砌应符合下列规定：1初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土，锚杆，钢筋网和钢筋支架等支护形式单独或组合使用，锚杆宜采用全长粘结锚杆。
2二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连结圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。
IV 级围岩：初期支护：拱部边墙的喷射混凝土厚度为12-15cm ，拱墙的锚杆长度为，锚杆间距为； 二次衬砌厚度：拱墙混凝土厚度为35cm 因此确定衬砌尺寸及规格如下：深埋隧道外层初期支护，根据规范规定，采用锚喷支护，锚杆采用普通水泥砂浆锚杆，规格HRB Φ20×，采用梅花型局部布设，采用C25喷射混凝土。
隧道工程课程设计.(DOC)
《隧道工程》课程设计一目的和任务课程设计是专业课教学计划中的重要环节。
通过该教学环节使学生对所学的理论知识有更深的认识与提高，并应用于实际工程设计，巩固本课程所学知识，提高学生分析问题和解决问题的能力。
二设计要求①必须按照设计任务书的要求完成全部规定内容，严格遵守国家颁布的有关技术规范和规程。
②设计图件采用计算机或铅笔绘制，要求线条清晰，整洁美观，符合有关建筑制图规范。
③说明书一律用碳素墨水抄写公正，文句通顺，简明扼要，文中计量单位一律采用国家标准。
三设计资料船溪隧道进口位于新晃县杉木塘村，出口位于新晃县兴隆乡龙马田村。
本隧道所处路段为双向四车道高速公路，隧道建筑限界按80km/h行车速度确定。
为分离式单向行车双线隧道。
隧道左线起汽桩号为2K69+840~2K71+770，全长1930m，右线汽桩号为YK69+870~YK71+835，全长1965m，按隧道分类左、右线均属长隧道；左线隧道位于R=3000m的圆曲线内，右线隧道位于R=35000m的圆曲线内。
左右线均不设置超高。
左线位于1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=3500m 竖曲线上，右线位于1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=35000m的竖曲线上。
隧址位于湖南省新晃县波洲镇与兴隆乡境内，属于低山区地貌，地形起伏较大，隧道穿越二道冲沟，隧道最大埋深约188m，隧道进口及出口山体坡度较大，约40°~50°，隧道进口及洞身上坡上遍布杉树、灌木，出口山坡植被较少。
根据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的《中国地震动参数区划图》查得：隧道区地震动反应谱特征周期为0.35s；地震动峰值加速度小于0.05g，参照其附录D。
地震基本烈度小于Ⅵ度，由于勘察场地地形起伏较大，应考虑地形对地震动参数的放大作用。
该勘察区属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量充沛。
12月至翌年1月为枯水期，降水量最小，从2月份起见增。
隧道工程课程设计二(仅供参考)
1初始条件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；衬砌材料采用C25喷射混凝土，材料容重322/h KN m γ=，变形模量25h E GPa =。
2隧道洞身设计2.1隧道建筑界限及内轮廓图的确定该隧道横断面是根据两车道高速公路IV 级围岩来设计的，根据《公路隧道设计规范》确定隧道的建筑限界如下：W —行车道宽度；取3.75×2mC —余宽；因设置检修道，故余宽取为0m J —检修道宽度；双侧设置，取为1.0×2mH —建筑限界高度；取为5.0m2L L —左侧向宽度；取为1.0mR L —右侧向宽度；取为1.5m L E —建筑限界左顶角宽度；取1.0m R E —建筑限界右顶角宽度；取1.0mh —检修道高度；取为0.25m隧道净宽为1.0+1.0+7.50+1.50+1.0=12m设计行车速度为120km/h,建筑限界左右顶角高度均取1m ；隧道轮廓线如下图：图1 隧道内轮廓限界图根据规范要求，隧道衬砌结构厚度为50cm （一次衬砌为15cm 和二次衬砌35cm ）通过作图得到隧道的尺寸如下：图2 隧道内轮廓图得到如下尺寸:11.2m R 5.6m R 9.47m R 321===，，3隧道衬砌结构设计3.1支护方法及衬砌材料根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），本设计为高速公路，采用复合式衬砌，复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。
复合式衬砌应符合下列规定：1初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土，锚杆，钢筋网和钢筋支架等支护形式单独或组合使用，锚杆宜采用全长粘结锚杆。
2二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连结圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。
由规范8.4.2-1，对于两车道IV 级围岩：初期支护：拱部边墙的喷射混凝土厚度为12-15cm ，拱墙的锚杆长度为2.5-3m ，锚杆间距为1.0-1.2m ；二次衬砌厚度：拱墙混凝土厚度为35cm 因此确定衬砌尺寸及规格如下：深埋隧道外层初期支护，根据规范规定，采用锚喷支护，锚杆采用普通水泥砂浆锚杆，规格HRB Φ20×2.5m ，采用梅花型局部布设，采用C25喷射混凝土。
隧道工程课程设计轮廓优化断面设计
隧道⼯程课程设计轮廓优化断⾯设计实例⼀2.2 隧道横断⾯优化设计2.2.1概述公路隧道横断⾯设计，除满⾜隧道建筑限界的要求外，还应考虑洞内路⾯、排⽔、检修道、通风、照明，消防、内装、监控等设施所需要的空间，还要考虑仰拱曲率的影响，并根据施⼯⽅法确定出安全、经济、合理的断⾯形式和尺⼨。
10多年来，我国公路隧道建设规模扩⼤，各地在设计隧道横断⾯时标准不统⼀，隧道轮廓有采⽤单⼼圆的，有三⼼圆的，既有尖拱⼜有坦拱，曲率不⼀。
甚⾄，同⼀公路上出现⼏种内轮廓的断⾯，这既影响洞内设施的布置，⼜不利于施⼯时衬砌模版的制作。
⽽在国外和我国的铁路隧道中，已推动了断⾯的标准化。
经过多年的⼯程实践和内⼒分析，我们认为，应该采⽤拱部为单⼼圆，侧墙为⼤半径圆弧，仰拱与侧墙间⽤⼩半径圆弧连接。
对于同⼀隧道，应该采⽤相同的内轮廓形式。
根据隧道断⾯应具有适应应⼒流和变形的合理形状，同时要适应围岩条件、净空要求。
本隧道的围岩级别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级，按规范要求，需要设置仰拱，同时要求设计为两车道，所以采⽤三⼼圆断⾯设计。
2.2.2 影响隧道衬砌结构内轮廓线的因素这⾥所指的隧道横断⾯是隧道衬砌和基底围岩或仰拱所包围部分的⼤⼩和形状。
公路隧道不仅要提供汽车⾏使的空间，还要满⾜舒适⾏使、交通安全、防灾等服务的空间。
因此，隧道的断⾯不仅要满⾜要求的道路宽度及建筑限界，还要有设置通风、照明、内装、排⽔、标志等的设置空间，也要确保维修检查的监视员通道的设置空间。
所考虑的因素有[3]：1. 须符合前述的隧道建筑限界要求，结构的任何部位都不应侵⼊限界以内，应考虑通风、照明、安全、监控等内部装修设施所必需的富余量；2.施⼯⽅法，确定断⾯形式及尺⼨有利于隧道的稳定；3. 从经济观点出发，内轮廓线应尽量减⼩洞室的体积，即使⼟⽯开挖量和圬⼯量最省；4. 尽量平顺圆滑，以使结构受⼒及围岩稳定均处于有利条件；5. 结构的轴线应尽可能地符合荷载作⽤下所决定的压⼒线。
隧道工程课程设计(铁路单洞双线)
隧道工程课程设计姓名：专业班级：学号：指导老师：目录第一章工程概况 01。
1 隧道概况 01.2 工程地质及水文地质 01。
2.1工程地质 01。
2。
2 水文地质 0第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (1)2.1 深浅埋隧道的判定原则 (1)2。
2 围岩压力的计算方法 (1)2.3 Ⅳ级围岩计算 (2)2。
3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (2)2.3。
2 Ⅳ级围岩压力的计算 (3)2.4 Ⅴ级围岩的计算 (3)2。
4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (3)2。
4。
2 Ⅴ级围岩压力的计算 (3)第三章衬砌内力计算与检算 (4)3。
1 Ansys的加载求解过程 (4)3.2 衬砌结构强度检算原理 (4)3。
3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (5)3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (10)第四章衬砌截面配筋计算 (22)4.1 截面配筋原理 (22)4.2 IV级围岩配筋计算 (23)4。
3 V级围岩配筋计算 (24)4.3.1 断面1的配筋计算 (24)4.3.2 断面2的配筋计算 (25)第一章 工程概况1。
1 隧道概况太中银铁路为客货共线的双线铁路。
线路上一共建有22座隧道,其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡,此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄.出口坡度陡,为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓，沟内经过开采,原有地形已改变。
隧道进口里程DK194+082,出口里程DK194+450，全长368m 。
隧道位于半径为5000m 曲线上，隧道内坡度为7。
5‰的下坡，最大埋深61。
08m.隧道进出线间距4.49m ，DK194+340至出口线间距为4。
40m 。
1.2 工程地质及水文地质1。
2.1工程地质(1） 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。
地层描述如下：老黄土:稍湿、坚硬状态，具垂直节理；奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化～弱风化，节理发育，岩层产状195°∠15°。
隧道工程课程设计冯渔民 (2)共18页word资料
《隧道工程》课程设计任务书一基本资料1、工程概况：大云隧道位于某低山丘陵区。
设计行车速度：80km/h2、地形地质条件施工地段属亚热带湿润季风气候区，属于剥蚀山丘地区，年均降雨量约1300mm。
3、设计标准设计等级：高速公路单向二车道；地震设防烈度：6级二内轮廓的设计1根据设计资料：设计等级：高速公路单向二车道，由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2019）4.3.2有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。
对于Ⅲ级围岩，容重 =23.5KN/m3，围岩的弹性抗力系数K=1000MPa,得出各断面内轮廊如下图：横向通道设计内轮廓图如下：三衬砌的支护设计1初期支护图3.3 隧道v=80km/h时内轮廓标准断面（单位：mm)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，根据不同围岩级别区别组合。
锚杆支护采用全长粘结锚杆。
由工程类比法，结合《公路隧道设计规范》，初期支护喷射混凝土材料采用C20级混凝土，支护参数如下表： 2二次衬砌二次衬砌采用现浇模筑混凝土，利用荷载结构法进行衬砌内力计算和验算。
二次衬砌厚度设置如下表：注：钢筋面积为纵向每1m 的钢筋面积。
四围岩压力的计算1计算断面参数确定隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量 隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量 2荷载确定（一）根据围岩压力计算公式： 计算围岩竖向均布压力： 式中：s ——围岩类别，此处s=4；γ——围岩容重，此处γ=23.5KN/m3；ω——跨度影响系数 毛洞跨度m l =10.86+2⨯0.5+2⨯0.065=11.99m其中0.065m 为一侧平均超挖量m l =11.99>5m ，i =0.1，此处ω=1+0.1（11.99-5）=1.699。
所以有：表4.2 二次衬砌参数表围岩级别拱墙混凝土仰拱混凝土砼级别钢筋种类钢筋直径钢筋面积(cm) (cm)( mm )2ⅢⅣ级浅埋4550,钢筋砼50,钢筋砼60,钢筋砼4550,钢筋砼50,钢筋砼60,钢筋砼C20C20C20C25-HRB335HRB335HRB335-252525-147319462945ⅣⅤ此处超挖回填层忽略不计。
隧道工程课程设计报告(完整)
隧道工程课程设计一、工程概况某地区一暗挖双线马蹄形隧道，埋深h=125m，围岩等级为v级，地层平均容重16.0 kN/m3。
宽度B=13.08m，隧道采用复合式衬砌形式，衬砌厚度为0.42m，配筋采用Ф22@200mm，钢材采用HRB335，钢筋保护层厚度50mm。
二、计算1、衬砌结构的计算模型隧道工程建筑物是埋置于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同工作。
这种共同作用正是地下结构与地面结构的主要区别。
根据本工程浅埋及松散地层的特点，使用阶段结构安全性检算采用“荷载—结构”模式，即将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承。
支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来实现的。
计算模型中，二衬结构采用弹性平面梁单元模拟，弹性抗力以及隧底地基均采用弹簧单元模拟。
组合荷载根据不同作用方向分别转换成等效节点力施加在相应的单元结点上。
具体计算模型见图1。
图1 计算模型2、荷载计算围岩压力计算参照课本中有关我国铁路隧道推荐的方法进行确定（双线隧道）或参照《铁路隧道设计规范》，深浅埋分别计算。
按破坏阶段设计计算垂直压力公式：q=r x h q = 0.45 x 2^(s-1) x r x w式中：h q——等效荷载高度值S——围岩级别r——围岩的容重w——宽度影响系数，其值为w=1+i（B-5）计算得，q=0.45x2^(5-1)x16000x1.805=2.082816e6N/m水平均布松动压力系数取0.3，则e=0.3q=0.0634e6N/m3、ANSYS操作命令流!荷载——结构方法计算(马蹄形断面）finish !退出当前处理程序/clear !清除以前数据,重新开始一个新的分析/COM,Structural !定义分析类型,结构分析(热分析、流体分析等)/prep7 !进入前处理器*AFUN,deg !定义角度单位为度（缺省为弧度，RAD）! 定义建模及材料参数的一些变量值*set,Py,2.082816e5 !定义垂直围岩压力大小（若有地表荷载加地表荷载值）*set,px1,0.0634e6*set,px2,0.0634e6*set,cylxsh,0.3 !定义侧压力系数*set,cyl,Py*cylxsh !水平侧压力*set,CQHD,0.47 !定义初支或二衬厚度*set,CQDYCD,0.17 !定义梁单元长度参数及弹簧单元面积（梁单元长度与弹簧单元面积相等）*set,CQETXML,31e9 !定义衬砌（初支或二衬）的弹性模量*set,CQUBSB,0.2 !定义衬砌的泊松比*set,WYTXKL,100e6 !定义围岩的弹性抗力系数*set,WYMD,1600 !定义围岩的密度*set,CQMD,2500 !定义衬砌的密度!定义单元类型及材料属性及单元实常数et,1,beam3 !定义1号单元为梁单元mp,ex,1,CQETXML !定义1号材料的弹性模量mp,prxy,1,CQUBSB !定义1号材料的泊松比mp,dens,1,CQMD !定义1号材料的密度R,1,CQHD,1/12*CQHD*CQHD*CQHD,CQHD !1-实常数号；第一个参数为梁截面的面积；第二个参数为梁单元的转动惯量；第三个参数为梁高。
隧道工程课程设计
隧道工程课程设计(总14页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除隧道工程课程设计题目：隧道工程课程设计姓名：班级：学号：指导老师：2016年11月19日目录隧道工程课程设计任务书............................. 错误!未定义书签。
隧道工程课程设计计算书............................. 错误!未定义书签。
一、基本条件..................................... 错误!未定义书签。
二、确定隧道明暗交界、明洞洞门位置，确定洞门类型和隧道长度错误!未定义书签。
明暗交界....................................... 错误!未定义书签。
洞门位置....................................... 错误!未定义书签。
洞门类型....................................... 错误!未定义书签。
隧道长度确定................................... 错误!未定义书签。
三、绘制隧道平面图，包括隧道平面位置、进出口洞门位置、边仰坡开挖线、人行和车行横洞位置 ..................... 错误!未定义书签。
隧道平面位置................................... 错误!未定义书签。
进出口洞门位置................................. 错误!未定义书签。
边仰坡开挖线................................... 错误!未定义书签。
人行和车行横洞.................................. 错误!未定义书签。
四、绘制隧道纵断面图，标示人行和车行横洞位置，填写围岩类型、支护结构类型、施工方法等信息 ...................错误!未定义书签。
隧道工程课程设计1
目录第一章课程设计任务书--------------------------------------------------1 第二章拟定隧道的断面尺寸--------------------------------------------3 第一节隧道的建筑限界-----------------------------------------------3 第二节隧道的衬砌断面-----------------------------------------------4 第三章隧道的衬砌结构计算--------------------------------------------5 第一节基本资料--------------------------------------------------------5 第二节荷载确定--------------------------------------------------------5 第三节衬砌几何要素--------------------------------------------------5 第四节计算位移--------------------------------------------------------9 第五节解力法方程----------------------------------------------------16 第六节计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力-------17 第七节最大抗力值的求解-------------------------------------------18 第八节计算衬砌总内力----------------------------------------------18 第九节衬砌截面强度验算-------------------------------------------19 第十节内力图----------------------------------------------------------20第一章课程设计任务书一、目的和要求1、课程设计是《隧道工程》课程教学的重要实践性环节，是使学生熟练掌握隧道设计计算原理和计算方法的重要内容，为进一步的毕业论文和设计打下基础。
隧道结构设计—内轮廓
★ 内轮廓线 ★ 结构轴线 ★ 截面厚度
00
设计步骤
净空限界
内轮廓
结构轴线
截面厚度
断面优化
内轮廓符合 净空限界， 减小洞室体
积
结构轴线 尽可能地 符合压力
线
满足强度要求
采用的施工 方法能确保 断面形状及 尺寸有利于 隧道的稳定
圆形轮廓绘制步骤
1
隧道内轮廓线绘制方法
2
00
3
连接ab、ac、ad，作三条 线的垂直平分线，分别交隧 道几何中心线O1、O2、O3
取O1、O2、O3 中距离路 面最高的点O1，连接O1a 并延长至A使Aa=10cm
以O1为圆心，O1A为 半径作圆，所得的圆形 就是所求的圆形轮廓线
直墙式轮廓线绘制步骤
1
2
3
在几何中线G点上方找到点H， HG=1~1.2m，e点位于GH之 间且He=10cm，作de的垂直 平分线交隧道几何中线于点Q1
c. 车辆两端向曲线外侧的偏移
L — 标准车辆长度，我国为26m，则
则总加宽值：
d总
d内1＋d内2＋d
外＝
4050 R
2.7E
4400 R
8450 R
2.7E
d. 隧道中线与线路中线偏离距离
• 双线铁路隧道加宽计算
a. d内及d外计算与单线加宽值相同 b. 当外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超高时：
隧道建筑结构
单元思维导图知识点梳理 隧道限界与净空 隧道衬砌构造 隧道洞门与明洞
隧道附属建筑 小结
隧道限界与净空
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铁路隧道限界与净空 公路隧道限界与净空
隧道工程课程设计过程(单心圆)
目录一：隧道断面拟定-------------------------------------- - 4 -二：荷载确定 ................................................................................ - 4 -三、衬砌几何要素 ........................................................................ - 5 -四、计算位移 ................................................................................ - 7 -五、解力法方程 .......................................................................... - 16 -σ=）分别产生的六、计算主动荷载和被动荷载（1h衬砌内力 ...................................................................................... - 17 -七、最大抗力值的求解.............................................................. - 18 -八、计算衬砌总内力.................................................................. - 19 -九、衬砌截面强度检算.............................................................. - 20 -十、内力图 .................................................................................. - 21 - 十一、截面轴力验算.................................................................. - 22 -一：隧道断面拟定已知条件：车速：80km/h；围岩等级：IV类；隧道埋深H=160m; 根据公路等级设定建筑限界隧道内轮廓采用标准断面，如下图所示：横向人行通道设计内轮廓图如下：图3.3 隧道v=80km/h 时内轮廓标准断面（单位：mm)200176AB CDR 5431R 793R 793R 1001.5%A=17 42'08"B=12 49'51"C=14 36'29"D=59 28'01"R 1500160,2O 1O 2O 2O 3衬砌中心线行车道中线12,5图3.4 人行横向通道内轮廓图（单位：cm)22010250505035010二：荷载确定1、浅埋和深埋隧道的确定 H>Hq=2.5hq=15.29m 所以该隧道为深埋隧道2、根据围岩压力计算公式：60.452σγω-=⨯s z（4.1）计算围岩竖向均布压力：60.452γω-=⨯s q （4.2）式中：s ——围岩类别，此处s=3；γ——围岩容重，此处γ=21.5KN/m3；ω——跨度影响系数m 1(5)ω=+-i l毛洞跨度m l =10.86+2⨯0.5+2⨯0.065=11.99m其中0.065m 为一侧平均超挖量m l =11.99>5m ，i =0.1，此处ω=1+0.1（11.99-5）=1.699。
隧道工程课程设计1
1初始条件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；衬砌材料采用C25喷射混凝土，材料容重322/h KN m γ=，变形模量25h E GPa =。
2隧道洞身设计2.1隧道建筑界限及内轮廓图的确定该隧道横断面是根据两车道高速公路IV 级围岩来设计的，根据《公路隧道设计规范》确定隧道的建筑限界如下：W —行车道宽度；取3.75×2mC —余宽；因设置检修道，故余宽取为0m J —检修道宽度；双侧设置，取为1.0×2mH —建筑限界高度；取为5.0m2L L —左侧向宽度；取为1.0mR L —右侧向宽度；取为1.5m L E —建筑限界左顶角宽度；取1.0m R E —建筑限界右顶角宽度；取1.0mh —检修道高度；取为0.25m隧道净宽为1.0+1.0+7.50+1.50+1.0=12m设计行车速度为120km/h,建筑限界左右顶角高度均取1m ；隧道轮廓线如下图：图1 隧道内轮廓限界图根据规范要求，隧道衬砌结构厚度为50cm （一次衬砌为15cm 和二次衬砌35cm ）通过作图得到隧道的尺寸如下：图2 隧道内轮廓图得到如下尺寸:11.2m R 5.6m R 9.47m R 321===，，3隧道衬砌结构设计3.1支护方法及衬砌材料根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），本设计为高速公路，采用复合式衬砌，复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。
复合式衬砌应符合下列规定：1初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土，锚杆，钢筋网和钢筋支架等支护形式单独或组合使用，锚杆宜采用全长粘结锚杆。
2二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连结圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。
由规范8.4.2-1，对于两车道IV 级围岩：初期支护：拱部边墙的喷射混凝土厚度为12-15cm ，拱墙的锚杆长度为2.5-3m ，锚杆间距为1.0-1.2m ；二次衬砌厚度：拱墙混凝土厚度为35cm 因此确定衬砌尺寸及规格如下：深埋隧道外层初期支护，根据规范规定，采用锚喷支护，锚杆采用普通水泥砂浆锚杆，规格HRB Φ20×2.5m ，采用梅花型局部布设，采用C25喷射混凝土。
隧道工程课程设计
本科生课程设计课程名称隧道工程学部理工农学部目录第一部分隧道主体结构设计任务书 (1)一．课程设计题目 (1)二．适用专业、班级、时间 (1)三．课程设计目的及任务 (1)四．设计方法与步骤 (5)五．时间及进度安排 (5)六．建议参考资料 (5)第二部分隧道主体结构计算书 (6)2.1 建筑限界 (6)2.1.1 一般规定 (6)2.1.2 隧道总体设计原则 (6)2.1.3 隧道设计技术标准 (6)2.1.4 隧道建筑限界图 (7)2.2 内轮廓图确定 (8)2.3 隧道洞口的设计 (9)2.3.1 洞门形式的选择 (9)2.3.2 洞门构造要求 (9)2.3.3 验算满足条件 (10)2.3.4 洞门结构设计计算 (10)2.4 初期支护设计 (14)2.4.1 支护形式的选择及参数确定 (14)2.4.2 Ⅲ级围岩的初期支护设计 (15)2.4.3 初期支护设计及验算 (17)2.5 二次衬砌的计算 (25)2.6施工组织设计 (26)2.6.1编制说明 (26)2.6.2工程概况 (26)2.6.3工程特点、难点及施工措施 (27)2.6.4施工总体部署 (27)2.6.5 施工组织机构 (28)2.6.6 施工组织流程 (29)附图 (30)1、建筑限界图、内轮廓图 (30)2、洞口立面图 (30)3、洞口侧面图 (30)4、复合式衬砌断面布置图 (30)第一部分隧道主体结构设计任务书一．课程设计题目隧道主体结构设计二．适用专业、班级、时间张家界学院学院建筑工程专业三．课程设计目的及任务（一）设计目的：通过本设计掌握：①建筑限界和内轮廓图；②隧道洞口的设计；③隧道洞身的设计及二次衬砌的验算；④施工组织设计。
（二）设计任务：1.设计资料（1）隧道总体概况已知隧道为山岭两车道公路隧道，示意简图如图1.1所示。
整个隧道原本分为左右线，并且左右线都为相向施工，但本次课程设计只要求设计单洞单向施工到达贯通位置的情况，只要求设计主洞的一般断面，不要求设计紧急停车带与横洞等附属洞室。
隧道内力计算课程设计-任务书
本科生课程设计任务书学生姓名：专业班级：
指导教师：工作单位：
设计题目：曲墙式衬砌结构计算
设计主要内容：
1、公路等级和行车速度确定
2、衬砌结构断面尺寸确定
3、二次衬砌内力计算及截面强度校核
要求完成的主要任务：
一：计算部分
1、基本资料：
1）公路等级确定
2）隧道围岩级别（类别）确定
3）选择衬砌材料
2、确定公路建筑界限
3 拟定内轮廓尺寸及二次衬砌厚度
4 荷载确定
5 位移计算及校核
6 计算最大抗力值
7 计算总出内力
8 截面强度验算
二：图纸部分
1）衬砌结构断面图
2）结构抗力图
3）内力图
必读参考资料：
指导教师签名。
隧道原理课程设计
隧道原理课程设计⽬录⼀基本资料 (2)⼆曲线隧道净加宽值 (2)2.1．加宽原因 (2)2.2．加宽值的计算 (3)三双线曲墙式衬砌的内轮廓线 (4)四. 衬砌结构的设计及检算 (4)4.1 衬砌结构的设计 (4)4.1.1 ⼀般规定 (4)4.1.2 衬砌设计 (5)4.2 衬砌结构的检算 (5)4.2.1 衬砌结构的设计 (5)4.2.2 结构的理想化 (7)4.2.3 衬砌内⼒的计算 (9)4.2.4 衬砌截⾯的强度检算 (12)⼀基本资料计算以下条件的曲线隧道净空加宽值，并画出双线曲墙式衬砌的内轮廓线，标注详细尺⼨。
设计该隧道的初期⽀护及⼆次衬砌的⽀护参数，并采⽤弹性链杆法检算⽀护强度是否满⾜隧道设计规范的要求。
①双线隧道；②电⼒牵引；③⾏车速度V=150km/h；④曲线半径为学号最后三位数的100倍，即R=2400m。
⑤围岩级别为Ⅴ级⼆曲线隧道净加宽值2.1．加宽原因①车辆通过曲线时，转向架中⼼点沿线路运⾏，⽽车辆本⾝却不能随线路弯曲仍保持其矩形形状。
故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。
②由于曲线外轨超⾼，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在⽔平⽅向上向内移动了⼀个距离（d内2）。
2.2．加宽值的计算（1）双线曲线隧道加宽值的计算①车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1= l2/8R②车辆两端向曲线外侧的偏移d外=(L2- l2) /8R③外轨超⾼使车体向曲线内侧倾移d内2= HE/150=2.7E =0.76*150*150/2400=7.125㎝式中l—车辆转向架中⼼距，可取18m；L——标准车辆长度，我国为26m；R——曲线半径（m）；H——隧道限界控制点⾃轨⾯起的⾼度；E——曲线外轨超⾼值，其最⼤值不超过15㎝。
（2）双线曲线隧道加宽值的计算双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单线曲线隧道加宽值的计算相同。
即内侧加宽W1= d内1+ d内2=4050/R+2.7E=4050/240+2.7*7.125=20.93（㎝）外侧加宽W2= d外= 4400/ R=4400/2400=1.83（㎝）内外侧线路中线间的加宽值W3按以下两种情况计算：当外侧线路的外轨超⾼⼤于内侧线路的外轨超W3=8450/ R+ 1.2E=8450/2400+1.2*7.125=12.07（㎝）总加宽W= W1+ W2+ W3 =20.93+1.83+12.07=34.83（㎝）（3）曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道内外侧加宽值不同（内侧加宽⼤于外侧加宽），断⾯加宽后，双线曲线隧道内侧线路中线⾄隧道中线的距离d1=200－（W1－W2－W3）/2=200-(20.93-1.83-12.07)/2=196.485（㎝），双线曲线隧道外侧线路中线⾄隧道中线的距离d2=200+（W1－W2+ W3）/2=200+(20.93-1.83+12.07)/2=215.585（㎝）三双线曲墙式衬砌的内轮廓线见附录T-1四. 衬砌结构的设计及检算4.1 衬砌结构的设计隧道在⼀般情况下应做衬砌，其结构的型式及尺⼨，可根据围岩级别、⽔⽂地质条件、埋置深度、结构⼯作特点，结合施⼯条件等，通过⼯程类⽐和结构计算确定，必要时，还应经过试验论证。
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目录题目：隧道工程课程设计.............................................................................................................. - 3 -一、设计依据.................................................................................................................................. - 3 -二、设计资料.................................................................................................................................. - 3 -三、隧道方案比选说明.................................................................................................................. - 3 -1.平面位置的确定................................................................................................................... - 3 -2.纵断面设计........................................................................................................................... - 4 -3.横断面设计........................................................................................................................... - 4 -四、二次衬砌结构计算.................................................................................................................. - 4 -1.基本参数............................................................................................................................... - 4 -2.荷载确定............................................................................................................................... - 4 -3.计算衬砌几何要素............................................................................................................... - 5 -4.载位移—主动荷载在基本结构中引起的位移................................................................... - 7 -5.外荷载在基本结构中产生的内力....................................................................................... - 8 -6.主动荷载位移..................................................................................................................... - 10 -7.载位移—单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移..................................................... - 11 -四、墙底（弹性地基梁上的刚性梁）位移................................................................................ - 14 -五、解力法方程............................................................................................................................ - 15 -六、计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力................................................................ - 16 -七、最大抗力值的求解................................................................................................................ - 17 -八、计算衬砌总内力.................................................................................................................... - 18 -1.相对转角的校核................................................................................................................. - 19 -2.相对水平位移的校核按下式计算..................................................................................... - 19 -九、衬砌截面强度检算................................................................................................................ - 20 -1.拱顶..................................................................................................................................... - 20 -2.墙底偏心检查..................................................................................................................... - 20 -十、内力图.................................................................................................................................... - 21 --21-- 1 -- 2 -隧道工程课程设计一、设计依据本设计根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）,《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）进行设计和计算。
二、设计资料1.设计等级：高速公路；2.设计车速：80km/h；3.围岩级别：Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级；4.折减系数：50%；5.使用功能：双向二车道；6.隧道平纵曲线半径和纵坡：平纵曲线设计满足规范要求，洞口内外各有不小于3s行车速度行程长度范围内的平纵线形保持一致；7.隧道结构设计标准(1).设计使用期：100年；(2).设计安全等级：一级；(3).结构防水等级：二级；8. 1:10000地形图见《隧道平设计图》（图S1-1）。
三、隧道方案比选说明1.平面位置的确定任务所给定的地形图为陕西省西安市蓝田县灞源乡地形图，灞源乡距蓝田县22公里，位于秦岭北麓，关中平原东南部，在北纬33°50’－34°19’、东经109°07’-109°49’之间，是蓝田县乡镇之一。
乡境东连洛南、华县，西接灞桥、长安，南毗柞水、商县，北邻临潼、渭南。
全县总面积969平方公里，地形大致为南山北岭中河川，总体上为秦岭北麓丘陵区。
该隧道平纵设计既要服从路线的总体走向，又要综合考虑隧道位置的地形、地质、地物、水文、气象、地震情况和施工条件等因素，尽可能使隧址位于地质条件良好、不良地质影响最小的地层中，隧道平面线形以直线为主，有利于通风- 3 -- 4 -和施工，采用不设超高的平曲线。
隧道纵坡设置要充分考虑通风、排水、施工方案和两端接线的要求。
根据老师画出的起终点，选择两条线路进行方案比选，并确定推荐线路。
做出两个线路方案的平面图，见《隧道平面设计图》（图S1-1）所示。
由于路线起点距隧道进口不是很远，故隧道进口位置受其影响选择的余地不是很大，只能在小范围内微调，经反复比选，将推荐线与比选线的进口位置选择在中心河以北200米处，出洞口选择在燕子台以西250米处，该方案成洞条件好，总体走向与等高线垂直。
经综合比选（方案必选见附件），推荐3线方案，做出推荐线路的平面图，见《隧道平面设计图》（图S1-1）。
2. 纵断面设计做出推荐线路的纵断面图，见《隧道线路的纵断面图》（图S1-2）所示；每20m 一桩读取地面高程，标在米格纸上，用平滑曲线连接，绘出纵断面。
3. 横断面设计隧道内轮廓以建筑限界为基础，充分考虑衬砌结构受力特性、工程造价、装饰厚度及富裕空间、运营设施的安装及空间等因素。
洞身结构根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，其支护衬砌按工程类比，结合隧道结构力学原理计算确定。
1.根据任务要求，做出隧道建筑限界及内轮廓设计图见图S1-3、图S1-5所示。