隧道工程課程設(shè)計-挖隧道結(jié)構(gòu)與施工設(shè)計

1、XXX大學(xué)隧道工程課程設(shè)計設(shè)計題目：過街明挖隧道結(jié)構(gòu)與施工設(shè)計學(xué)生姓名：XX專 業(yè)：土木工程（地下工程方向）班 級：土木工程0805班學(xué) 號：0804050327指導(dǎo)老師：XX設(shè)計時間：2012年1月建筑與土木工程學(xué)院二零一二年一月過街明挖隧道結(jié)構(gòu)與施工設(shè)計說明書摘要：過街明挖隧道設(shè)計包括隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計、基坑支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案確定、施工過程、施工輔助設(shè)計等方面的內(nèi)容。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc317321545 1隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc317321545 h 1 HYPERLINK l _Toc317321546 1.1襯砌結(jié)構(gòu)斷面

2、擬定 PAGEREF _Toc317321546 h 1 HYPERLINK l _Toc317321547 1.2荷載計算 PAGEREF _Toc317321547 h 1 HYPERLINK l _Toc317321548 豎向荷載計算 PAGEREF _Toc317321548 h 1 HYPERLINK l _Toc317321549 水平荷載計算 PAGEREF _Toc317321549 h 2 HYPERLINK l _Toc317321550 1.3內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc317321550 h 2 HYPERLINK l _Toc317321551 1.4截面驗算

3、，確定截面尺寸與鋼筋配置 PAGEREF _Toc317321551 h 6 HYPERLINK l _Toc317321552 正截面抗彎承載力驗算 PAGEREF _Toc317321552 h 6 HYPERLINK l _Toc317321553 斜截面抗剪承載力驗算 PAGEREF _Toc317321553 h 7 HYPERLINK l _Toc317321554 正截面抗壓承載力驗算 PAGEREF _Toc317321554 h 7 HYPERLINK l _Toc317321555 2基坑支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc317321555 h 8 HYPERLINK

4、l _Toc317321556 1.2板樁入土深度計算 PAGEREF _Toc317321556 h 9 HYPERLINK l _Toc317321557 1.2頂撐計算與選擇 PAGEREF _Toc317321557 h 11 HYPERLINK l _Toc317321558 1.2板樁厚度計算 PAGEREF _Toc317321558 h 11 HYPERLINK l _Toc317321559 3施工方案確定 PAGEREF _Toc317321559 h 11 HYPERLINK l _Toc317321560 4施工過程 PAGEREF _Toc317321560 h 12

5、 HYPERLINK l _Toc317321561 4.1施工準(zhǔn)備 PAGEREF _Toc317321561 h 12 HYPERLINK l _Toc317321562 4.2施工場地布置 PAGEREF _Toc317321562 h 12 HYPERLINK l _Toc317321563 4.3土體開挖 PAGEREF _Toc317321563 h 12 HYPERLINK l _Toc317321564 4.4隧道基礎(chǔ)處理 PAGEREF _Toc317321564 h 13 HYPERLINK l _Toc317321565 4.5隧道構(gòu)筑施工 PAGEREF _Toc317

6、321565 h 13 HYPERLINK l _Toc317321566 4.6隧道防水及基坑回填 PAGEREF _Toc317321566 h 13 HYPERLINK l _Toc317321567 4.7恢復(fù)交通 PAGEREF _Toc317321567 h 13 HYPERLINK l _Toc317321568 4.8隧道內(nèi)裝飾施工 PAGEREF _Toc317321568 h 13 HYPERLINK l _Toc317321569 5隧道輔助施工 PAGEREF _Toc317321569 h 13 HYPERLINK l _Toc317321570 5.1定位測量，供水

7、，供電，施工場地布置圖 PAGEREF _Toc317321570 h 13 HYPERLINK l _Toc317321571 5.2施工組織與管理 PAGEREF _Toc317321571 h 14 HYPERLINK l _Toc317321572 5.3施工主要工序及循環(huán) PAGEREF _Toc317321572 h 14 HYPERLINK l _Toc317321573 5.4主要工種與勞動力組織 PAGEREF _Toc317321573 h 14 HYPERLINK l _Toc317321574 5.5施工進(jìn)度安排 PAGEREF _Toc317321574 h 14 H

8、YPERLINK l _Toc317321575 5.6其他施工措施及說明 PAGEREF _Toc317321575 h 141隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1襯砌結(jié)構(gòu)斷面擬定參考公路箱涵圖集擬定襯砌結(jié)構(gòu)斷面，如圖1所示。圖 SEQ 圖 * ARABIC 1襯砌斷面尺寸示意圖取=t=450mm，c1=c2=50mm，h0=3500mm，l0=5100。則l=5550，h=3950，L=6000，H=4400。襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?；炷劣肅30級，自重0=25KN/m3，立方體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc=14.3N/mm2，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ft=1.43N/mm2。受力鋼筋采用HRB400級，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy=

9、360N/mm2，抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fy=360N/mm2，構(gòu)造筋采用HPB300級。1.2荷載計算1.2.1豎向荷載計算地面超載取KPa垂直土壓力KPa頂板自重KPa頂板壓力KPa底板壓力KPa1.2.2水平荷載計算根據(jù)朗肯土壓力公式計算水平荷載，頂板處水平壓力 KPa底板處水平壓力 KPa1.3內(nèi)力計算襯砌結(jié)構(gòu)采用對稱配筋，使頂板與底板配筋對稱，左右墻配筋對稱。用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行內(nèi)力計算，計算簡圖如圖2所示。計算程序如下：結(jié)點,1,0,0結(jié)點,2,-2.775,0結(jié)點,3,-2.775,3.95結(jié)點,4,0,3.95單元,1,2,1,1,1,1,1,1單元,2,3,1,1,1,1,1,1單元

10、,3,4,1,1,1,1,1,1結(jié)點支承,4,5,90,0,0結(jié)點支承,1,6,90,0,0,0單元荷載,3,3,1.3655e5,0,1,90單元荷載,1,3,1.631e5,0,1,90單元荷載,2,5,1.628e4,0,0,0.59,90單元材料性質(zhì),1,3,-1,-1,0,0,-1圖 SEQ 圖 * ARABIC 2襯砌結(jié)構(gòu)計算簡圖彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別見圖3、4、5。圖 SEQ 圖 * ARABIC 3襯砌結(jié)構(gòu)彎矩圖圖 SEQ 圖 * ARABIC 4襯砌結(jié)構(gòu)剪力圖圖 SEQ 圖 * ARABIC 5襯砌結(jié)構(gòu)軸力圖1.4截面驗算，確定截面尺寸與鋼筋配置1.4.1正截面抗彎承載力

11、驗算頂板與底板跨中設(shè)計彎矩為315.81KNm，支座處設(shè)計彎矩為：KNm。側(cè)墻設(shè)計彎矩為-207.6KNm?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取mm，則mm。查表得，。最小配筋率 %正截面抗彎設(shè)計計算見表1。表 SEQ 表 * ARABIC 1正截面抗彎設(shè)計計算表位置頂板跨中頂板支座側(cè)墻外側(cè)設(shè)計彎矩M（KNm）315.81207.6207.60.1380.0910.0910.9250.9520.9520.1490.5180.0960.5180.0960.23%0.56%0.23%0.56%0.23%側(cè)墻內(nèi)側(cè)豎向受力鋼筋及水平分布鋼筋按構(gòu)造要求配，選用14鋼筋。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102010）9.

12、4.4條規(guī)定，墻水平和豎向分布鋼筋配筋率不宜小于0.20%，則：豎向分布筋間距mm，取mm。水平分布鋼筋間距mm，取mm。板縱向分布鋼筋根據(jù)構(gòu)造配，選用14鋼筋。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102010）9.1.6條規(guī)定，單位寬度內(nèi)配筋面積不宜小于受力方向跨中板底鋼筋截面面積的1/3，則板縱向分布鋼筋間距mm，取mm。1.4.2斜截面抗剪承載力驗算根據(jù)剪力圖，板的剪力設(shè)計值為347.81KN。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102010）6.3.3條規(guī)定，（V=347.81KN，故抗剪承載力滿足要求。1.4.3正截面抗壓承載力驗算從軸力圖上可以看出，頂板與底板軸力非常小，故僅對側(cè)墻進(jìn)行

13、抗壓驗算即可。側(cè)墻所受軸力設(shè)計值為378.93KN。m=548mmmmmm，取，取mm（滿足要求）mmmm mmmm故不考慮墻內(nèi)側(cè)鋼筋的受壓承載力進(jìn)行驗算。（滿足要求）mm0滿足要求，故鋼板樁入土深度取3m。1.2頂撐計算與選擇根據(jù)1.2.1的計算可知，每延米作用在頂撐上的軸力為20.75KN。頂撐選擇為9mm厚500的鋼管，間距取5m。則頂撐的正應(yīng)力為N/mm2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼材的屈服應(yīng)力，故頂撐滿足要求。1.2板樁厚度計算由板樁彎矩圖可以看出，最大正彎矩出現(xiàn)在的作用點，則支護(hù)結(jié)構(gòu)所受最大彎矩為KNm板樁設(shè)計彎矩KNm鋼板樁選擇400125的熱軋U型鋼板樁，鋼材牌號為Q235級，強(qiáng)度設(shè)計值為215

14、N/mm2，每延米板面抗彎剛度為1340cm3。則N/mm2215N/mm2故鋼板樁強(qiáng)度滿足要求。3施工方案確定采用明挖法施工，將整個隧道分為兩部分進(jìn)行先后施工，以減少對交通的妨礙?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用400125的U型熱軋型鋼，實行小鎖口打入。打樁時采用機(jī)械打入，施工完畢鋼板樁進(jìn)行回收。施工工藝流程：根據(jù)施工圖及高程放設(shè)沉樁定位線按定位線控設(shè)沉樁導(dǎo)向槽整修平整施工機(jī)械行走線沉設(shè)圍護(hù)鋼板樁將圍護(hù)鋼板樁送至指定標(biāo)高挖土澆筑水泥砂漿墊層鋪防水層主體結(jié)構(gòu)施工填土拔除鋼板樁路面恢復(fù)4施工過程4.1施工準(zhǔn)備對施工場地進(jìn)行圍擋，設(shè)置警告標(biāo)志、交通導(dǎo)向標(biāo)志。設(shè)計施工期間臨時交通路線。對施工場地進(jìn)行清理，管線移位

15、，場地內(nèi)的樹木、綠化帶、建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行清理、拆除或搬遷，在施工完成以后按要求恢復(fù)。查找施工場地附近可用的水源、電源、通信網(wǎng)絡(luò)等，實現(xiàn)通水、通電、通信。組織施工設(shè)備、人員、材料進(jìn)入施工場地，為施工做好準(zhǔn)備。4.2施工場地布置施工場地布置充分考慮施工作業(yè)的空間要求，材料堆放要求，材料加工車間的空間需要，以及臨時生產(chǎn)、生活設(shè)施的需要。施工場地布置見施工場地布置圖。4.3土體開挖基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工之后方可進(jìn)行土體開挖。在基坑的一端進(jìn)行放坡，以利于施工機(jī)械出入。用反鏟式挖掘機(jī)挖土、裝土，渣土車運土至棄渣場。運土過程應(yīng)注意對環(huán)境的保護(hù)。土體開挖到一定高度設(shè)置頂撐。4.4隧道基礎(chǔ)處理土體開挖至設(shè)計標(biāo)高時，

16、澆筑300厚的水泥砂漿墊層。墊層上設(shè)置兩氈兩油防水層。再進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工。4.5隧道構(gòu)筑施工隧道構(gòu)筑施工過程，應(yīng)控制測量精度，使隧道尺寸達(dá)到設(shè)計要求。在隧道中央設(shè)置一道變形縫，將隧道分為兩部分施工。每段內(nèi)澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，變形縫處做好防水處理。混凝土接縫處設(shè)置施工縫，做好防水。綁扎鋼筋時，應(yīng)注意勿使鋼筋穿透防水層，破壞防水效果。4.6隧道防水及基坑回填防水層施工時要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別注意防水卷材間的搭接寬度。避免施工過程對防水層的破壞。基坑回填時應(yīng)按照相關(guān)要求恢復(fù)管線等。最終恢復(fù)路面。4.7恢復(fù)交通施工完畢，路面恢復(fù)以后即可恢復(fù)交通。撤除標(biāo)識語、警告牌等。4.8隧道內(nèi)裝飾施工隧道內(nèi)部墻、頂進(jìn)行涂料粉刷，底板采用料石鋪面。5隧道輔助施工5.1定位測量，供水，供電，施工場地布置圖見施工場地布置圖5.2施工組織與管理成立項目部，確定相關(guān)管理人員、勞務(wù)人員。確定施工工期，對人員、機(jī)械、材料進(jìn)行管理。5.3施工主要工序及循環(huán)鋼板樁施工基坑開挖與架設(shè)頂撐澆筑基礎(chǔ)墊層隧道外防水層施工主