選題的目的和意義
隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷深入，隧道工程已經(jīng)成為公路系統(tǒng)中的重要組成部分，它對優(yōu)化道路線形、縮短公路里程有重大影響，同時對促進(jìn)周邊地區(qū)環(huán)境保護(hù)、景觀美化和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及國防建設(shè)也具有深遠(yuǎn)影響。
本次畢業(yè)設(shè)計結(jié)合十白高速公路地形地質(zhì)條件，進(jìn)行相應(yīng)隧道洞口位置、洞身初期支護(hù)與二次襯砌、隧道施工組織方案的設(shè)計，使學(xué)生掌握一般公路隧道的設(shè)計流程和主要方法，熟悉隧道施工方案選擇的基本依據(jù)和過程，具備一定的綜合分析、設(shè)計和解決實際問題的能力。
研究現(xiàn)狀
建國后30年所修建的公路等級均較低，線形指標(biāo)要求不高。五十年代，我國僅有公路隧道30多座，總長約2500m，且單洞長度都很短。六七十年代，我國干線公路上曾修建了一些百米以上的隧道，但標(biāo)準(zhǔn)也很低。進(jìn)入八十年代，公路隧道的發(fā)展逐漸加快，具有代表性的工程有深圳梧桐山隧道和珠海板樟山隧道，福建鼓山隧道和馬尾隧道，甘肅七道梁隧道等。到1990年底，我國建成的千米以上隧道已有十余座。在大型公路隧道建設(shè)中，技術(shù)也隨著不斷提高，并學(xué)習(xí)和引進(jìn)了很多國外先進(jìn)技術(shù)。福建鼓山隧道，洞內(nèi)設(shè)有照明、吸音、防潮、通訊、防火等裝置和閉路電視監(jiān)控及雷達(dá)測速系統(tǒng)，這是我國第一座現(xiàn)代化的公路隧道。為適應(yīng)公路隧道建設(shè)的發(fā)展，八、九十年代，交通部組織編寫了公路隧道的設(shè)計、施工、通風(fēng)照明設(shè)計、養(yǎng)護(hù)技術(shù)等規(guī)范，對我國公路隧道建設(shè)起到了促進(jìn)與推動作用。 “八五”～“xx”期間是我國公路隧道建設(shè)迅速發(fā)展的時期。經(jīng)過這十年的建設(shè)，公路隧道的勘察、設(shè)計、施工和營運(yùn)等一系列技術(shù)日益成熟。“xx”期間新建隧道504座，27.8萬延米。還建成了多座特長或?qū)掦w扁坦隧道，如中梁山隧道(3100m×2)、縉云山隧道(2450m×2)、大溪嶺隧道(4116m×2)、二郎山隧道(4200m×2)、飛鸞嶺隧道、真武山隧道等。目前，公路隧道的單洞長度越來越長，修建技術(shù)與營運(yùn)技術(shù)日趨復(fù)雜，都將遇到大量的技術(shù)課題。
公路隧道多采取雙洞4車道，加上路緣、余寬、檢修道，內(nèi)空建筑寬度一般在9.25m～10.50m，屬于大斷面隧道;近年來，隨著交通量增大和等級提高，許多省份開始采取雙洞6車道的跨度(甚至雙洞8車道)，這種高寬比為0.6左右的扁平狀大斷面隧道在設(shè)計與施工中受力較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)與圍巖及地下水的相互作用問題，開挖過程中的力學(xué)問題(亦稱施工力學(xué))等一直是前沿課題。
目前公路隧道存在的主要工程技術(shù)問題有：(1)設(shè)計中，由于荷載不明且圍巖參數(shù)不清，噴錨支護(hù)和二次襯砌設(shè)計參數(shù)采取工程類比或套用規(guī)范，對于每一座隧道來講，這樣做具有很大的主觀性，與實際山體情況不符合。(2)防排水技術(shù)落后，對地下水探測手段差、隧道滲漏水嚴(yán)重。(3)施工中，圍巖動態(tài)信息反饋技術(shù)差，預(yù)報準(zhǔn)確率低，噴射混凝土回彈率高(嚴(yán)重時達(dá)65%)。(4)營運(yùn)通風(fēng)、照明、防災(zāi)等設(shè)施工程設(shè)計水平較低，缺乏綜合性考慮，長度4000m以上的公路隧道通風(fēng)中尚有亟待解決的問題，有待研制靜電吸塵裝置，為今后修建特長隧道作技術(shù)準(zhǔn)備。(5)隧道內(nèi)交通監(jiān)測與控制水平落后，目前幾座隧道的交通監(jiān)控設(shè)備均為進(jìn)口，這方面影響了我國公路隧道的發(fā)展。(6)水底隧道技術(shù)還有待開發(fā)。
設(shè)計方案及預(yù)期效果
設(shè)計主要內(nèi)容
研究路線所在地區(qū)的自然條件等及其對隧道設(shè)計、施工和運(yùn)營維護(hù)的影響，提出在該地區(qū)修建隧道的理由。
2、隧道總體設(shè)計
(1)隧道橫縱斷面設(shè)計(包含隧道斷面設(shè)計圖、建筑限界和內(nèi)輪廓圖)
(2)洞口位置的選擇
(3)洞門的設(shè)計(包含洞門設(shè)計圖)
3、隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)隧道初襯支護(hù)參數(shù)的選擇(用工程類比法設(shè)計)
(2)二襯結(jié)構(gòu)的配筋設(shè)計(采用荷載結(jié)構(gòu)法，支護(hù)內(nèi)力用設(shè)計軟件，結(jié)構(gòu)配筋用手算結(jié)合軟件設(shè)計，包含各級圍巖襯砌設(shè)計圖)
4、隧道附屬工程設(shè)計
(1)隧道防排水設(shè)計
(2)隧道運(yùn)營通風(fēng)設(shè)計
(3)隧道運(yùn)營照明設(shè)計
5、隧道施工組織方案設(shè)計
(1)隧道開挖方案設(shè)計(包含各級圍巖不同施工方案的比選)
(2)隧道施工組織設(shè)計(就掘進(jìn)、爆破、支護(hù)等主要施工工序的工時、進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計)
(3)隧道監(jiān)控量測設(shè)計(包含目的、方法、過程和設(shè)計方案)
6、完成隧道綜合設(shè)計說明書(含襯砌結(jié)構(gòu)計算書)和相應(yīng)設(shè)計圖紙。
主要解決的問題
�、俣覟乘淼揽傮w設(shè)計
包括：隧道橫斷面設(shè)計(包含隧道斷面設(shè)計圖、建筑限界和內(nèi)輪廓圖)、洞口位置選擇、以及洞門的設(shè)計(包含洞門設(shè)計圖)。
②董家灣隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計
包括：隧道初襯支護(hù)參數(shù)的選擇(用工程類比法設(shè)計)、二襯機(jī)構(gòu)的配筋設(shè)計(采用荷載結(jié)構(gòu)法，支護(hù)內(nèi)力用設(shè)計軟件，結(jié)構(gòu)配筋用手算結(jié)合軟件設(shè)計，包含各級圍巖襯砌設(shè)計圖)。
�、鄱覟乘淼栏綄俟こ淘O(shè)計
包括：隧道防排水設(shè)計、隧道運(yùn)營通風(fēng)設(shè)計、隧道運(yùn)營照明設(shè)計。
�、芏覟乘淼澜M織方案設(shè)計
包括：隧道開挖方案設(shè)計(包含各級圍巖不同施工方案的比選)、隧道施工組織設(shè)計(就掘進(jìn)、爆破、支護(hù)等主要施工工序的工時、進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計)、隧道監(jiān)控量測設(shè)計(包含目的、方法、過程和設(shè)計方案)
�、萃瓿啥覟乘淼谰C合設(shè)計說明書
含襯砌結(jié)構(gòu)計算書和相應(yīng)設(shè)計圖紙。
設(shè)計進(jìn)度
序號 時間 內(nèi)容
1 3.20-3.31 外文翻譯
2 4.1-4.7 搜集資料
3 4.8-4.15 熟悉相關(guān)軟件的使用方法
4 4.16-4.21 隧道總體設(shè)計
5 4.22-4.27 隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計
6 4.28-5.1 隧道附屬工程設(shè)計
7 5.2-5.7 隧道施工組織方案設(shè)計
8 5.8-5.12 完成設(shè)計說明書和相應(yīng)圖紙
9 5.13-5.15 整理文檔、準(zhǔn)備答辯
10 答辯
主要參考文獻(xiàn)
(1)公路隧道設(shè)計規(guī)范(jtg d70-XX), 人民交通出版社，XX
(2)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(jtg f60-XX), 人民交通出版社，XX
(3)夏永旭. 隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)計算，人民交通出版社，XX
(4)彭立敏, 劉小兵. 隧道工程，中南大學(xué)出版社，XX
(5)關(guān)寶樹. 隧道工程設(shè)計要點(diǎn)集, 人民交通出版社, XX
(6)關(guān)寶樹. 隧道工程施工要點(diǎn)集, 人民交通出版社, XX
(7)李寧軍, 曹文貴, 劉生. 隧道設(shè)計與施工百問, 人民交通出版社, XX
(8)李曉紅. 隧道新奧法及其量測技術(shù), 科學(xué)出版社，XX
(9)張慶賀，朱合華. 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南-隧道及地下工程分冊. 中國水利水電出版社，1999
(10)有關(guān)隧道設(shè)計圖紙。