公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活性和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。公路隧道是公路工程结构的重要组成部分，是公路工程的“咽喉”。所谓隧道，通常指用作地下通道的工程建筑物，以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断面在2m2以上者均为隧道。其中我们可以从不同角度上来区分，如按地层分，可分为岩石隧道（软岩、硬岩）、土质隧道；按所处位置分，可分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道；按施工方法分，可分为矿山法、明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法等；按埋置深度分，可分为浅埋和深埋隧道；按断面形式分，可分为圆形、马蹄形、矩形隧道等；按国际隧道协会（ITA）定义的断面数值划分标准分，可分为特大断面（100 m2）、大断面（50 —100m2）、中等断面（10—50m2）、小断面（3—10 m2）、极小断面（3m2以下）；按车道数分，可分为单车道、双车道、多车道。根据本次毕业设计要求，我们需要设计一种隧道以满足某双向二车道高速公路行车要求。

其中，人类很早就知道利用自然洞穴作为住处。当社会发展到能制造挖掘工具时，就出现了人工挖掘的隧道。近代隧道兴起于运河时代，从17世纪起，欧洲陆续修建了许多隧道。

国内外隧道施工中形成了两大理论体系：一种是20世纪20年代提出的传统“松弛荷载理论”，其核心内容是稳定的围岩有自稳能力，对隧道不产生荷载，而不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承岩体荷载。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能坍塌的岩体重力。另一种是20世纪50年代提出的“岩承理论”。其核心内容是隧道围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力，不稳定围岩丧失稳定是具有一个过程的，如在这个过程中提供必要的支护或，则围岩仍然能够保持稳定状态。“岩承理论”则是在新奥法设计施工的基础上提出来的。

而本次毕业设计为怀新高速公路船溪隧道(右线)，该隧道按照双向两车道设计，采用分离式方案。隧道设计速度100km/h，路面宽度为27m（整幅）13.5m（分幅），洞内路面设计荷载：BZZ-100。隧道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月份起渐增；4-8月为雨水期，降水量最大。大气降水是本区地下水地表水主要补给来源。根据1:20万芷江幅区域地质调查报告，结合初勘及本次平面地质调查，隧道区内地质条件较为复杂。主要构造形迹为北北东、北东东及北东向，其中区域性构造为新晃—怀化主干断裂，其走向为70°—75°，全长约300km。该断层控制着芷江、新晃等小型断陷盆地的分布，是一条多期活动的区域性断裂。隧道区岩层产状由东—西由倾向南西西（或北西西）渐变至倾向南东东，倾角在进口端较缓，向西变陡，具体为：进口段250°-280°∠35°-65°，至yk3+000附近变为270°-280°∠74°-85°在yk3+400附近至yk3+0变为100°-108°∠74°-80°。岩层走向与隧道走向呈大角度相交。隧道区节理较发育，调查统计表明：进口段发育节理裂隙主要有四组：①走向88-95°，倾向北西或南东，倾角80-85°，②走向340-350°，倾向北东，倾角69°，③走向300-325°，倾向北东或南西，倾角50-55°，④走向360°，倾向东，倾角80°。以前两组较发育，平面上呈“X”型展布，裂隙间距为0.5-1.5m，裂隙面较平直，多呈闭合—微张型，延伸不长。后两组裂隙间距较大，为后期形成，野外可见前两组裂隙被后两组裂隙切割的现象。出口段发育节理裂隙主要有四组：①走向0-20°，倾向北西或南东，倾角54-88°，②走向310-330°，倾向南西或北东，倾角45-87°，③走向270-280°，倾向北东或南西，倾角66-87°，④走向60°，倾向北西，倾角85°。以前两组较发育，裂隙面较平直，多呈闭合—微张型，裂隙间距为0.5-1.0m，延伸较长。后两组裂隙间距较大，延伸较短。

2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。

选题依据和方案：通过阅读了相关资料结合课题，我以以下几点要求为依据，如工程地质概况、第四系全新统（Qh）、第四系更新统（Qp）、石炭系中上统（C2＋3）、区域地质构造、地震、水文地质条件等地质资料及条件，拟定设计方案。本设计为怀新高速公路船溪隧道(右线)结构及施工组织设计，其功能是满足现代生活和交通出行的需求，为当地人们出行提供最大的方便。根据设计荷载要求，公路等级要求以及隧道围岩情况等选择合理的施工方法，力求使设计达到美观、实用、安全、经济。根据上述条件在设计时考虑了两种方案：方案（1）是矿山法。方案（2）是新奥法。由于新奥法具有设计先进，施工方便、安全、用料少、费用少等优点。因此比较后决定采用方案（2）。

根据所提供的工程地质资料完成该隧道的毕业设计，具体内容如下：

    1、进行隧道横断面优化设计；

    2、隧道衬砌设计（包括结构设计、内力验算与分析）；

    3、隧道支护结构设计（包括结构设计、内力验算与分析）；

    4、根据规范规定确定洞门及洞门结构设计（包括洞口位置的确定、洞门形式的比选及其结构验算）；

    5、隧道附属设施设计（包括防排水及路面设计、通风设计、照明设计和消防设计）；

    6、隧道施工设计（包括辅助施工设计和施工方案设计）；

    7、隧道施工组织设计；

    8、监控量测设计。

与其他设计不同，毕业设计是我们把所学的理论知识与实践相结合的综合练习，是我们离开学校取得学位证书的最后一个环节，也是我们在大学本科阶段的一个极其重要的环节。通过本次的毕业设计可以培养及提高以下的能力：

（1）熟悉工程设计中常用的设计规范及技术标准，并能正确地应用各种设计标准图集以及相关的设计资料。

（2）综合运用所学的基础理论知识和专业知识，正确地解决工程设计中的各种实际问题，了解工程设计人员实际设计工作的内容、初步掌握工程设计的基本方法，并能在设计中正确地考虑影响设计的各项因素。

（3）熟练地运用相关计算软件和绘图软件，提高绘制施工图的技法，所绘工程图纸应符合国家建筑制图的统一标准，并能正确清晰地表达设计意图。

（4）掌握低山—丘陵隧道结构设计的内容、方法和步骤，并了解低山—丘陵隧道的一般特点和各种新的设计要求。结合隧道所处自然条件及工程地质和水文地质等状况，选择合适的衬砌结构形式和洞门结构形式。根据隧道的功能及各项技术指标选择适当的照明和通风设备等。根据设计荷载要求、公路等级要求以及隧道围岩情况等选择合理的施工方法，力求使设计达到美观、实用、安全、经济。

（5）学会使用现代化的计算工具、数据处理手段和计算绘图方法。在计算的过程中，将理论知识与实际应用结合起来，培养实际运用操作设计软件的能力。

3. 工作进度及具体安排。

    3月28日—4月16日   收集资料、查阅文献、外文翻译、开题报告；

    4月17日—4月30日   隧道几何设计；

    5月01日—5月08日   隧道衬砌结构设计；

    5月09日—5月15日   隧道洞门设计；

    5月16日—5月22日   隧道防排水及路面设计；

    5月23日—5月29日   隧道机电设计；

    5月30日—6月01日   隧道施工设计；

    6月02日—6月10日   隧道施工组织设计；

6月16日              文档整理、毕业答辩。

主要参考文献

[1] 公路隧道设计规范[M].北京：中华人民共和国交通出版社.2004                               

[2] 公路隧道施工技术规范[M].北京：人民交通出版社.2009                    

[3] 彭立敏、刘小兵主编.交通隧道工程[M].长沙：中南大学出版社.2003                     

[4] 吴焕通、崔永军主编.隧道施工及组织管理指南[M].北京：人民交通出版社.2004

[5] 陈鹏.“零仰坡”进洞法与盖挖法在环保型隧道施工中的应用.铁路建筑技术[J]，2009，（6）：75～78

[6] 交通部重庆公路科学研究所主编.公路隧道通风照明设计规范[M].北京：人民交通出版社.2000                             

[7] 郑颖人主编.地下工程锚喷支护设计指南[M].北京：中国铁道出社.1988  

[8] 铁路隧道设计规范[M].北京：中国铁道出版社.2005                    

[9] 关宝树主编.隧道工程设计要点集.人民交通出版社.2003                          

[10] 关宝树主编.隧道工程施工要点集.人民交通出版社.2002                   

[11] 刘武成主编.土木工程施工组织学[M].北京：中国铁道出版社.2003        

[12] 陈建勋，李建安.公路隧道二次衬砌厚度的优化[J].交通运输工程学报.2006，6（3）：69～72

指导教师：           

           年    月    日

教研室主任：           

                                          年    月    日