本科毕业设计开题报告

1、选题的目的和意义

随着我国交通基础设施建设的不断深入，隧道工程已经成为公路系统中的重要组成部分，它对优化道路线形、缩短公路里程有重大影响，同时对促进周边地区环境保护、景观美化和当地经济发展及国防建设也具有深远影响。

本次毕业设计结合十白高速公路地形地质条件，进行相应隧道洞口位置、洞身初期支护与二次衬砌、隧道施工组织方案的设计，使学生掌握一般公路隧道的设计流程和主要方法，熟悉隧道施工方案选择的基本依据和过程，具备一定的综合分析、设计和解决实际问题的能力。

2、研究现状

建国后30年所修建的公路等级均较低，线形指标要求不高。五十年代，我国仅有公路隧道30多座，总长约2500m，且单洞长度都很短。六七十年代，我国干线公路上曾修建了一些百米以上的隧道，但标准也很低。进入八十年代，公路隧道的发展逐渐加快，具有代表性的工程有深圳梧桐山隧道和珠海板樟山隧道，福建鼓山隧道和马尾隧道，甘肃七道梁隧道等。到1990年底，我国建成的千米以上隧道已有十余座。在大型公路隧道建设中，技术也随着不断提高，并学习和引进了很多国外先进技术。福建鼓山隧道，洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置和闭路电视监控及雷达测速系统，这是我国第一座现代化的公路隧道。为适应公路隧道建设的发展，八、九十年代，交通部组织编写了公路隧道的设计、施工、通风照明设计、养护技术等规范，对我国公路隧道建设起到了促进与推动作用。   “八五”～“九五”期间是我国公路隧道建设迅速发展的时期。经过这十年的建设，公路隧道的勘察、设计、施工和营运等一系列技术日益成熟。“九五”期间新建隧道504座，27.8万延米。还建成了多座特长或宽体扁坦隧道，如中梁山隧道(3100m×2)、缙云山隧道(2450m×2)、大溪岭隧道(4116m×2)、二郎山隧道(4200m×2)、飞鸾岭隧道、真武山隧道等。目前，公路隧道的单洞长度越来越长，修建技术与营运技术日趋复杂，都将遇到大量的技术课题。

公路隧道多采取双洞4车道，加上路缘、余宽、检修道，内空建筑宽度一般在9.25m～10.50m，属于大断面隧道；近年来，随着交通量增大和等级提高，许多省份开始采取双洞6车道的跨度(甚至双洞8车道)，这种高宽比为0.6左右的扁平状大断面隧道在设计与施工中受力较为复杂，结构与围岩及地下水的相互作用问题，开挖过程中的力学问题(亦称施工力学)等一直是前沿课题。

目前公路隧道存在的主要工程技术问题有：(1)设计中，由于荷载不明且围岩参数不清，喷锚支护和二次衬砌设计参数采取工程类比或套用规范，对于每一座隧道来讲，这样做具有很大的主观性，与实际山体情况不符合。(2)防排水技术落后，对地下水探测手段差、隧道渗漏水严重。(3)施工中，围岩动态信息反馈技术差，预报准确率低，喷射混凝土回弹率高(严重时达65%)。(4)营运通风、照明、防灾等设施工程设计水平较低，缺乏综合性考虑，长度4000m以上的公路隧道通风中尚有亟待解决的问题，有待研制静电吸尘装置，为今后修建特长隧道作技术准备。(5)隧道内交通监测与控制水平落后，目前几座隧道的交通监控设备均为进口，这方面影响了我国公路隧道的发展。(6)水底隧道技术还有待开发。

二、设计方案及预期效果

(一)设计主要内容

1、研究路线所在地区的自然条件等及其对隧道设计、施工和运营维护的影响，提出在该地区修建隧道的理由。

2、隧道总体设计

（1）隧道横纵断面设计（包含隧道断面设计图、建筑限界和内轮廓图）

（2）洞口位置的选择

（3）洞门的设计（包含洞门设计图）

3、隧道衬砌结构设计

（1）隧道初衬支护参数的选择（用工程类比法设计）

（2）二衬结构的配筋设计（采用荷载结构法，支护内力用设计软件，结构配筋用手算结合软件设计，包含各级围岩衬砌设计图）

4、隧道附属工程设计

（1）隧道防排水设计

（2）隧道运营通风设计

（3）隧道运营照明设计

5、隧道施工组织方案设计

（1）隧道开挖方案设计（包含各级围岩不同施工方案的比选）

（2）隧道施工组织设计（就掘进、爆破、支护等主要施工工序的工时、进度进行设计）

（3）隧道监控量测设计（包含目的、方法、过程和设计方案）

6、完成隧道综合设计说明书（含衬砌结构计算书）和相应设计图纸。

(二)主要解决的问题

①董家湾隧道总体设计

包括：隧道横断面设计（包含隧道断面设计图、建筑限界和内轮廓图）、洞口位置选择、以及洞门的设计（包含洞门设计图）。

②董家湾隧道衬砌结构设计

包括：隧道初衬支护参数的选择（用工程类比法设计）、二衬机构的配筋设计（采用荷载结构法，支护内力用设计软件，结构配筋用手算结合软件设计，包含各级围岩衬砌设计图）。

③董家湾隧道附属工程设计

包括：隧道防排水设计、隧道运营通风设计、隧道运营照明设计。

④董家湾隧道组织方案设计

包括：隧道开挖方案设计（包含各级围岩不同施工方案的比选）、隧道施工组织设计（就掘进、爆破、支护等主要施工工序的工时、进度进行设计）、隧道监控量测设计（包含目的、方法、过程和设计方案）

⑤完成董家湾隧道综合设计说明书

含衬砌结构计算书和相应设计图纸。

三、设计进度

（1）公路隧道设计规范（JTG D70-2004）, 人民交通出版社，2004

（2）公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）, 人民交通出版社，2009

（3）夏永旭. 隧道结构力学计算，人民交通出版社，2004

（4）彭立敏, 刘小兵. 隧道工程，中南大学出版社，2009

（5）关宝树. 隧道工程设计要点集, 人民交通出版社, 2003

（6）关宝树. 隧道工程施工要点集, 人民交通出版社, 2003

（7）李宁军, 曹文贵, 刘生. 隧道设计与施工百问, 人民交通出版社, 2004

（8）李晓红. 隧道新奥法及其量测技术, 科学出版社，2002

（9）张庆贺，朱合华. 土木工程专业毕业设计指南-隧道及地下工程分册. 中国水利水电出版社，1999

（10）有关隧道设计图纸。

五、指导老师意见