隧道优化设计感想

第一篇：隧道优化设计感想

隧道优化设计报告

学

院：公 路 学 院 姓

名：陈 外 才 完成时间：2013-2-25

二〇一二年五月二十九日

隧道优化设计感想

（陈外才）

一、公路隧道施工常见问题处置措施

1.隧道工程施工中的常见质量问题

隧道出现的质量问题主要有隧道渗漏水、衬砌开裂、衬砌背后空洞、混凝土强度劣化、通风照明不好等。隧道渗漏水不仅增加了隧道内湿度，降低路面抗滑性能，造成电路短路等事故，危及隧道运营安全，而且还易引起其他病害。由于隧道渗漏水、积水，会造成衬砌开裂，使原有裂缝发展变大，加重衬砌裂损；当地下水有侵蚀性时，会使衬砌混凝土遭受侵蚀，并且随着渗漏水的不断发展，侵蚀程度日益加重。而二次衬砌拱背混凝土灌注不满，导致拱顶厚度不够严重时外层钢筋裸露、拱顶脱空。在浇筑过程中，往往材料供应跟不上，发生机器故障、停电、出现间隙浇筑、又没有按要求进行处理，新老混凝土交接面呈水平状。其次，由于忽视初喷作用，初期支护初喷严重滞后或不作初喷。围岩情况较差时，多数情况是先立钢拱架，一次完成喷混凝土，特别是分部开挖时，尤为突出。另外，在采用台阶或分部开挖时，下半断面护挖的纵向距离过大，接长的钢架拱脚没有支撑在稳定地基上，拱脚悬空，暴露时间过长，造成拱顶下沉量过大，甚至出现塌方。

2.隧道工程施工中的常见质量问题处治措施

（1）强化施工人员的质量意识

工程质量是项目各方面、各部门、各环节工作质量的集中反映。提高工程项目质量依赖所有施工人员的共同努力。所以质量控制必须充分调动项目所有人员的积极性和创造性。这就要求加强员工质量意识的培训工作。隧道很多分项属于隐蔽工程，特别是工程地质不良、需设置仰拱的地段，锚杆的数量、喷射混凝土的厚度都应符合设计要求，这就要求驻地监理人员有很强的责任心。此外，由于建筑业劳动力密集、知识含量低，因此建筑业的质量意识培训必须得到特别的重视，让质量意识深入人心。企业可以对现场施工人员加强质量教育，开工前技术交底，进行应知应会教育，严格执行规范，严格操作规程，分项工程开工前按合同要求执行先试验再铺开的程序，开工前按技术规范向监理工程师报送试验报告，经监理工程师审核批准后再铺开施工。企业还可以通过召开施工现场观摩会，树立样板工程，推广先进经验，发挥典型引导作用。对工程质量事故要严肃处理，狠抓不放，要召开现场质量分析会，帮助承包商分析原因总结教训，制定改正措施，使其他施工单位引以为戒，不再重犯。同时还可以建立工程质量举报制度，鼓励所有参建人员、包括附近居民，对工程质量、特别是隐蔽工程的内在质量问题进行举报，一经查实，给予重奖，形成人人关心工程质量的局面。

（2）严格监控量测工作

地质学是非常复杂的，受地质运动及诸多环境因素的影响，需要人们通过量测数据、现象观察来分析、判定岩体稳定状态，因此监控量测是确保施工质量的重要措施之一。监控量测是新奥法施工的重点，是保证隧道现场施工安全和进行信息化设计施工的基础。通过对施工现场量测数据和对开挖面的地质观察以及地质超前预报等预测、预报资料的分析，对隧道围岩力学性能进行评价，进而对隧道施工方法(包括常规的、特殊的、辅助的施工方法)、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整，真正做到信息化设计施工，保证施工安全、围岩稳定、支护经济、质量良好。测量仪器、工具在使用前应作检校，保证仪器具的技术状态符合使用要求。在隧洞开挖之前，要对施工控制网进行复测，复测结果应满足规范要求。

（3）做好施工防水措施

隧道工程在设计时，一般未考虑防水措施，施工时如果处理不慎，将造成施工缝渗水，给运营和维修带来麻烦。除了规范规定的施工接缝处理方法处，还要求仰拱施工缝(横向、纵向)与铺底施工缝必需错开50cm以上，监理工程师要严格按这一要求进行控制。中墙顶防水处理是双连拱隧道防排水的关键，通过施工实践表明，采取按两个单洞独立设置防排水系统更加合理可靠，很好地解决了中墙顶渗漏水问题。对于滴水及裂纹渗漏处，可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度的沟槽，埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引人边墙排水沟内，再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵，然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。对于渗漏严重部位，可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(的凹坑，清理混凝土渣，并检查表面混凝土密实性，从渗漏部位向衬砌钻孔，其深度建议控制在衬砌厚度范围内，埋管注浆，其注浆浆液通过设计确定。

（4）完善各环节的检测系统

首先要在借鉴现有相关规范、规程的基础上，制定检测内容、检测方法和评价指标，并给出相关质量检测表格，对隧道工程可能用到的各种材料进行质量检测。然后要依据隧道的施工工序，将整个施工过程划分为开挖质量检测、初期支护质量检测、防水系统施工质量检测、二次衬砌质量检测、仰拱施工质量检测、明洞施工质量检测、检修道和电缆沟槽施工质量检测、水泥混凝土路面施工质量检测、洞口工程施工质量检测等几个环节，对每道施工工序都给出相应的检测表格。另外，隧道工程还要进行竣工检测。对洞口工程、洞身工程、隧道净空、隧道路面、防排水系统、通风系统、照明系统和其他设施(监控系统、应急系统等)都需要进行检查验收工作。最后，对于已经运营通车的隧道也要定期对其进行运营环境、服务水平及潜在隐患进行检测与评估，包括通风效果、照明效果、消防设施实施效果、监控设施实施效果、其他运营设施实施效果检测和总体目测，这样不仅可以改善运营环境，提高服务水平，更重要的是，能够对衬砌裂损及渗漏水等问題做到早发现，早处理。

1.公路隧道防排水技术

防排水系统设计

隧道的永久性防排水，是用防排水工程实现的。目前隧道防排水遵循”防．排、堵．截相结合，困地制宜．综合制理”的原则．保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水．地下水妥善处理．洞内外应形成一个完善通畅的防排不系统。国内各个隧道防排水设计都在遵循这一原则的基础上结合各个隧道的具体情况，有侧重点和针对性地进行防排水设计。排水系统设计 洞内排水

当前排水系统设计问题大部分在洞内排水设计方面，洞内排水方法主要有以下几种：

（1）喷混凝土前在集中出水点安设穿孔塑料管(或弹簧盲管)．渗漏水较大的地方安设排水板。（2）纵向设排水管，横向设弹簧排水管并与纵向排水管连通．形成纵贯隧道 的排水通道。有的在有股水或较大的淌水地段设置了纵向软式排泄水管。一般采用环向中Φ50软式透水管。纵向中Φ100软式透水管。

（3）两侧边墙墙脚设Φ100纵向软式透水管．将防水层背后水系连通。每隔几米设一道铸铁或塑料泄水管将纵向透水管与排水沟(侧沟或中央排不沟)相连。（4）在二次衬砌两侧边墙脚每隔一段距离留Φ75~Φ100mm泄水孔．在隧道路面混凝土找平层下I或二次衬砌两侧边墙脚)铺设加强型软式透水管排水盲沟(或塑料盲管)。上西柏坡隧道在中央设置了Φ500mm的排水管。洞外排水

洞外排水一般在洞口边坡仰坡外5～10m设置一条浆砌片截水天沟．避免洞外地表水流入洞内．防止洞口及边坡受地表水冲刷。有必要时在隧道轴线地表或相关范围内设置截水沟．把地表水与地下水的联系切断．减少涌水等地下灾害的发生。在岩石破碎带．采取预注浆法阻断地表水与地下水的联系．使隧道正常施工与运营。防水系统设计

早期的防水系统是在隧道内设置

内贴或外贴式防水层，现在开始采用以防水混凝土为主的防水措施。向衬砌背后压浆，使衬砌与围岩和防水层密实，也能起到很好的防水作用．但是效果难 以适应现代隧道的使用要求。现代隧道普遍采用新奥法设计与施工．衬砌结构 采用复合式．运用多道防水层，效果良好。其防水系统一般为：由土工布和防水层共同组成的复合式防水层，将地下水堵在二次模筑衬砌之外。在施工缝，沉降缝和伸缩缝等薄弱环节设置止水带或止水条，避免地下水进入隧道界内，达到防水的目的。

防水板的材料选择

目前国内较多运用以下几种：橡胶防水层．EVA合成树脂防水层．PVC复合排水板、合成树I旨LDPE板等。由厂家制作成卷，可根据具体的施工和长期运营要求，选择适合隧道的防水卷材。普遍情况下与防水布联合使用．效果更佳。橡胶止水条(带)系列

混凝土沉降缝、伸缩缝．施工缝设中埋式橡胶止水带，有的还在二衬背后搭接一层防水层。橡胶止水带安装一般采用预埋式．因为它具有构造简单．施工简便及质量可靠等优点。抗渗或防水混凝土

所采用的抗渗混凝土抗渗标号应不低于S6。目前在二次衬砌中应用的抗渗或防水混凝土．例女IAEC膨胀水泥：该水泥的物理．抗渗．抗裂．抗腐蚀、强度、膨胀、水化等性能较普通水泥好。还有在治理渗漏中应用XYPEX(水泥结晶增生剂)混凝土用来涂刷混凝土的表层，其中的催化剂使得混凝土中的水泥结晶不断反复增生，达到防水的目的。喷涂防水层

喷涂防水层采用喷涂的方法，在初期支护基面上形成一层防水层，以达到防水的目的。喷层厚度不小于2mm。喷层外应设砂浆保护层，以防止二次衬砌混凝土灌注时损伤喷层。目前这种方法在国内处于试验研究阶段。用于隧道喷涂防水层的材料主要是阳离子乳化沥青聚氯乙烯胶乳。喷涂层的优点是适应性强，没有接缝、重量轻．施工操作灵活等，是今后隧道防排水方法研究的一个重要方向。

二、寒冷地区隧道春融期冻害问题防治 季节性冰冻地区的隧道常在春融期出现渗漏并引发各种冻害，如洞顶吊冰柱，边墙挂冰溜和路面结冰等，影响安全行车，威胁结构稳定。近年来，随着新材料、新工艺的不断涌现及工程界对隧道防渗防冻问题的普遍重视，我国公路隧道的防渗防冻技术有了长足进步。但是，由于隧道防水问题本身的复杂性，加之寒冷地区温度因素的介入，更增加解决隧道防渗防冻问题的难度，以致我国北方地区的一些新建隧道在建成后不久便开始受到春融期渗漏与冰冻的困扰。为了解决季节性冰冻地区隧道的渗漏问题，国内一些学者对隧道的防冻进行了研究。导致隧道渗漏的原因很多，在寒冷地区由于排水管路封冻和衬砌壁后的冰冻使渗水下排不畅，更易引发隧道渗漏；反过来，因为渗漏水的出现，在寒冷地区的隧道内必然会发生各种冰冻。春融期寒冷地区隧道渗漏与冰冻的这种因果关系，使隧道的冻害很难用单一的工程措施或某种新材料就能很好预防。因此，在新隧道的建设中必须坚持综合防治的原则，把握好设计、施工的各个环节，才能取得理想的防范效果。如青海的大板山隧道，在隧道正下方专门设置了排水、储冰洞，并在隧道衬砌表面敷设了一层绝热保温层。1.基本方法 针对外因的对策

置换：将冻结深度内的介质置换为不易冻结的材料； 隔热：在衬砌背后或表面设置隔热材料（喷射或铺设）； 针对内因的对策

回填压注：充填背后空隙，防止背后滞水、冻结； 通畅排水：设置各种排水设施。在选择防止冻害方法时，要进行充分的调查，采取与上述目的相适应的措施。2.措施的选择

防止冻害方法可从热能方面进行分类。如图5 所示，分为隔热法和加热法。目前，一般采用隔热法。加热法正在试验中。

冻害防止方法有三类，包括防止漏水方法、隔热法、加热法，其中隔热法包括表面隔热处理法和双层衬砌隔热处理法。（1）隔热法

隔热法是在衬砌表面或一次衬砌和二次衬砌之向设置隔热材料，使围岩的热量在冬季不逸出隧道并保持隔热材料的表面温度在冰点以上而防止冻害的方法。措施有以下几种

·表面隔热处理法

·双重衬砌隔热处理法。

a 表面隔热处理法： 是在衬砌表面设置隔热材料的方法。此法，在既有隧道的冻害整治中是最一般的方法。在新建隧道中，也有采用的，但比较少。表面隔热处理法一般是由防止漏水的导水层、隔热层及防止火灾的防火层等三层构 成。构成隔热层的隔热材料多采用泡沫聚氮乙烯和泡沫聚氯苯烯，泡沫尿烷等。

初期，此法是在工地把隔热材料直接喷射到衬砌表面上，最近，一般都是在工厂把隔热材料喷射到防水板上形成隔热板、并考虑导水层的方法。既使在这种情况中，隔热板的搭接处和端部也要在工地喷射隔热材料形成所需壳体以大幅度地提高作业的效率和安全。隔热材料表面的防火层可以预先喷射在隔热板上，也可在工地装好隔热板后再喷射。

表面处理法一般有2 种。一种是称谓A 型,一种称B 型。即在衬砌表面用锚栓设防水板。板和衬砌间留有一定的空隙。作为漏水流下的通道。而后在防水板上喷射隔热材料。B 型防冻方法是在衬砌上直接涂防水层,没有A 型的那种空隙。

b 双层衬砌隔热处理法

双层衬砌隔热处理法是近期开发的一种方法。即在喷混凝土面上铺设防水板后，再喷射泡烷等隔热材料，再修筑二次衬砌的方法。与表面处理法比较，因隔热层设在衬砌中间，其厚度薄，效果比较可靠，耐久性也好。故在冻胀力大，材料易于劣化的场合采用此法较好。（2）隔热法的设计原则

1）设计原则

· 一般可只把可能发生冰柱、结冰的范围作为设计范围；但在有可能发生冻胀的场合，要推定冻胀的发生范围，设置之；

·要选择具有隔热效果和对火灾有安全性的隔热材料； ·设计的重点是决定隔热层的厚度、长度等。

第二篇：隧道施工讲座感想

桥梁学术讲座总结

学 院： 土木工程学院 专业班级： 土木0802班 学 号： 1208080218 姓 名： 徐建国

2012年1月20日

我国现行的《城市桥梁设计载荷标准》(CJ77-98)将城市桥梁称谓为：“城市内新建、改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物。”改革开放，党的富民政策，改变了人们的认识，“要致富、先修路”已成共识，公路桥梁建设以令世人惊叹的规模和速度迅猛发展，取得了巨大成就，加快交通基础设施建设已变成了人们的自觉行动。如今，在祖国的江、河、湖、海和高速公路上，不同类型、不同跨径的桥梁，千姿百态，异彩纷呈，展示着我国交通特别是公路桥梁建设的辉煌。桥梁建设的成就和技术进步，是广大桥梁科技工作者才华、智慧和汗水的结晶，充分体现了我国综合国力的增强和改革开放的成果。

我国城市桥梁建设在20世纪得到了历史性的发展，成就可概括为：实现了跨径大超越；桥型结构和技术有创新；深水大跨桥梁建设技术成熟；桥梁美学理念有所增强。同时还要看到，我国城市桥梁建设中的不足：我国城市桥梁技术的总体水平同世界领先水平相比仍存在一定差距，主要表现在理念和设计、材料、工艺技术创新上；桥梁的安全耐久性是桥梁界关注的突出问题，一些桥梁所暴露出的质量缺陷，不同程度地反映出在设计、施工、材料、养护维修、运营管理等方面存在的缺憾和不足；有的地区或有些高速公路上的桥梁，包括立交桥、天桥，桥型结构呆板、笨拙，与环境、地貌的协调不足，存在拓展空间；建设日新月异，设计、施工、科研单位的实力有所增强，水平普遍有所提高，但地区、单位之间并不平衡。

随着祖国各地城市现代化建设进程的加快，新一轮建设高潮必将来临。为此，作者提出如下对策建议，以期促进我国城市桥梁的创新和发展。

第一，应充分重视城市桥梁作为城市生命线工程极其重要的工程结构其特殊作用，切实加强城市桥梁安全度和耐久性的研究，尽快编写相关设计规范和施工技术规程，强化城市桥梁的耐久性设计。采取有效措施，通过综合治理，切实保证城市桥梁的综合品质和质量，以确保城市桥梁的使用寿命。为防止船舶撞击桥梁，应出台城市桥梁相关的设计规范和安全管理条例。

第二，应树立自主创新和集成创新的观念，努力实现原始创新，不仅仅满足规模大、跨径大和建桥的高速度，更应关注城市桥梁工程建设中的创新技术、工程质量和桥梁美学上的突破，真正实现创造性设计，给人们留下传世的城市桥梁精品。在桥梁的规划和设计阶段，运用高度发展的计算机辅助手段进行有效的快速的优化和仿真分析，虚拟显示（Virtual Reality)技术的应用使业主可以十分逼真地事先看到桥梁建成后的外型、功能，在模拟地震和台风袭击下的表现，对环境的影响和昼夜的景度等以便于决策；在桥梁美学方面，坚持科学发展观，摈异“在适用、经济、安全条件下照顾景观”的旧理念，桥梁的美学设计应成为日益重要的原则，桥梁工程师要不断提高自己的审美情趣和艺术素养，使一座桥梁成为美化环境、给人民带来欢愉的艺术品。

第三，应不断地搜集和了解国外城市大跨径桥梁的发展动态，正视我们的不足，看到我国在桥梁施工手段、检测手段，尤其是大型深海基础的施工技术、施工设备远不及美国、英国和日本等发达国家；要加紧研制大型架桥机械、大吨位张拉设备、大型海底挖掘机械等。尽快缩短与国外发达国家在建桥机具设备上的差距。第四，应加紧进行我国城市桥梁有关规范的编写、修改和完善工作，特别是弯、坡、斜和异型城市桥梁结构的相关规范，使城市桥梁设计有章可循；并尽快编写出城市大跨径桥梁的设计施工规范、修订钢桥规范等，以满足设计和施工的需要。在桥梁设计创新方面，坚持“设计是工程的灵魂、创新是设计的灵魂”的理念，合理安排设计周期，科学规划设计阶段，既要注意经济指标，又要注重安全和美观；既要创新突破，又要体现中国文化。

第五，加大轻质高性能、耐久材料的研究和推广力度，如水下不离析混凝土以及耐候钢钢板，将玻璃纤维和碳纤维增强材料从最初的加固补强材料向最终代替传统的钢材和混凝土的方向发展，积极推广铝合金钢材料在城市桥梁上的应用，以适应城市大跨径桥梁的建设需要。

第六，大力推进城市桥梁工厂化预制阶段和整体化安装工艺的进程，加强城市桥梁营建管理技术的研究，搞好设计、施工、监理、工程控制和工程经济等方面协调，加强对工程质量的控制，确保城市桥梁的工程质量。在桥梁的建造和架设阶段，人们将运用智能化的制造系统在工厂完成部件的加工，然后用全球定位系统（GPS）和遥感技术，在离工地千里之外的总部管理和控制桥梁的施工；在桥梁建设的工程质量方面，提倡合理设计周期、合理工期和合理造价的科学态度，给施工承包单位提供更新装备、提高技术的发展空间，抵制伪劣材料和欺诈行为，实现严格的监理制度；在桥梁建成交付使用后，将通过自动监控和管理系统，保证桥梁的安全和正常运行，一旦有故障或损伤，健康诊断和专家系统将自动报告损伤部位和养

护

决

策。

第七，加强国内、国际城市桥梁的学术交流，总结正反两方面的经验教训，使我国的桥梁界同行能够以多种形式在一起交流和探讨大家共同关心的问题，以推动我国城市桥梁事业的进一步发展，促进我国桥梁建设的技术进步。

我国的城市桥梁建设空前繁荣，展望我国公路建设的前景，桥梁新建、改建、加固的任务依然很重。只要坚持技术创新和可持续发展，总结经验，正视不足，认真解决桥梁建设中所存在的问题，我国的城市桥梁建设技术一定会展现更新、更高的水平。

隧道学术讲座总结

学 院： 土木工程学院 专业班级： 土木0802班 学 号： 1208080218 姓 名： 徐建国

2012年1月20日

隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程，它受天然形成的地质状态如地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素和人工开挖操作如开挖方式、支护方式、支护时间等因素影响很大。由于隧道所处的地质环境不同，其围岩稳定特性也不同，因此应采用的支护方式和开挖方式也就不一样。目前隧道的开挖方式主要有全断面开挖方法、台阶法、台阶分部开挖法、导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等[1，2]。全断面开挖方法适用于一级围岩，台阶法适用于工级围岩，上下台阶之间的距离，能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量台阶分部开挖法适用于一级围岩，一般环形井挖进尺以为宜导坑法适用于级围岩，各工序安排紧凑，能保证施工安全单双侧壁导坑法适用于围岩较差、沉降需要控制的隧道。而支护方式通常采用锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注浆、钢架支护、钢筋混凝土支护、注浆加固和预应力锚索支护等，实际应用中常常采用多次支护、联合支护等形式。本文重点分析了公路隧道的开挖与支护技术。

新奥法基本思想

20世纪60年代提出的新奥法施工方法，目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。从70年代以来，我国在地下工程的各个领域中，广泛推广渊源于新奥法隧道施工概念而发展起来的现代支护新技术—喷锚支护，至今无论在理论研究还是在工程实践中都己经有了长足的进步。新奥法隧道施工的主要特点有：①隧道施工的概念与传统的支护理论不同，新奥法的主要原理，可解释为这样一种概念，即将隧道断面周围岩石从荷载的发生者转变为承载者。②既能有效地支护围岩，同时又允许围岩变形。新奥法认为，先施做薄的辅助混凝土衬砌，监测其变形过程，待变形达到稳定状态后才可修筑永久性支护。③锚喷支护应用于破碎岩体，锚杆支护的传统概念是锚杆只能用于锚固隧道上部有可能脱落的岩石，而不能用于节理发育的破碎岩体之中。④变形动态与监测施工，新奥法通过围岩压力释放来实现二次平衡，因此通过测量围岩和支护变形动态，控制隧道稳定是新奥法的核心内容。

隧道开挖 隧道开挖的基本原则是在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。即在选择开挖方法和掘进方式时，一方面应考虑隧道围岩地质条件及其变化情况，选择能很好地适应地质条件及其变化，并能保持围岩稳定的方法和方式另一方面应考虑隧道范围内岩体的坚硬程度，选择能快速掘进，并能减少对围岩的扰动的方法和方式。隧道开挖方法实际上是指开挖成形方法。按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法、留核心土台阶开挖法、分部开挖法等。台阶开挖法，一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型，也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。台阶法适用于III,IV级围岩且含软弱夹层带或节理发育地段。根据围岩的破碎程度，台阶法又可分为长台阶法、短台阶法、超短台阶法。由台阶法变化而来，上台阶超前倍洞跨，主要应用在采用短台阶法开挖遇到土质、涌水、掌子面坍塌等段落。特点是施工调整不大，在遇到短距离围岩变化时可优先采用，能较快提高施工的安全性，但工序增多，进尺较短(一般不超过1m)。分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法、上导坑超前开挖法、单（双）侧壁导坑超前开挖法等。

光面爆破在隧道工程中的应用己经十分广泛，它不仅能提高隧道的掘进速度，科学有效的控制爆破还能避免超欠挖，保证后期支护效果。光面爆破的实质就是在隧道掘进设计断面的轮廓线上布置加密的周边眼，减小药包直径，减少装药量，采用低密度和低爆速的炸药，以控制炸药爆破能量及其作用，降低爆炸冲击波的峰值作用，削减它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩体上，减弱对原岩体的破坏作用。

支护方法

喷射混凝土。向洞室内表面围岩喷射混凝土，能使被裂隙分割的岩块体粘接起来，保持岩块体的咬合和镶嵌作用，通过提高岩块体的粘接力和摩擦力来有效的防止围岩松动，并避免或缓和了应力集中现象的发生，而且给围岩表面以抗力和剪力，使围岩处于有利于稳定的三轴应力状态，并通过喷混凝土层自身的结构刚度，来阻止不稳定体的坍塌。喷射混凝土自身有一定的刚度，能够抵抗岩土体的坍塌，并且往往和其它支护方法共同作用，承受支护结构的受压变形，因此喷射混凝土支护方法是现代隧道施工最常用的方法之一。

锚杆支护。在岩土体中打入锚杆，能约束岩土体的变形，并通过向围岩施加压力，使原来处于二轴应力状态的洞室内表面的围岩保持三轴应力状态，从而阻止了围岩体刚度的恶化，尤其是松动区内围岩的刚度。通过在岩土体中的系统锚杆的作用，在岩土体中形成了被约束变形的岩土体加固圈，形成了能够承受外部荷载的岩土体承载拱，与岩土体共同承受外部荷载，增强了岩土体的稳定性。

挂钢筋网。钢筋网通常是与锚杆连接在一起使用的，由于锚杆布设有一定的间距，而锚杆约束作用之间的岩土体就非常薄弱，易发生坍落，为此在锚杆之间用钢筋网连接，可以使松散的岩土块体处于三轴应力状态中，保持稳定作用。同时锚杆之间相互连接，减小了由于单个锚杆失效，造成局部坍落的可能性。

钢支撑。钢支撑是利用支撑结构自身的刚度来稳定岩土体，控制岩土体的变形，一般在工作面开挖完成后，按设计间距立刻安装，这样能够充分发挥钢支撑的作用，稳定岩土体。钢支撑主要用于岩土体自身稳定性极差的地层，通常有两种形式，一种是用钢筋制作的格栅钢架结构，另一种是用型钢制作的工字钢支撑。并且钢支撑经常与喷射混凝土、锚杆、钢筋网同时使用，以确保岩土体的稳定。

注浆导管超前支护。超前注浆导管在超前支护方法上其作用类似于超前锚杆，纵向支撑松散的岩体，在隧道开挖的开挖轮廓线施做，由后部的钢支撑和前方未开挖部分岩土体支撑起中间部分的岩土体，起纵向梁作用。同时由于通过对导管内注浆和砂浆锚杆注浆，浆液将进入岩土体的裂隙中，形成刚度较大的土层加固圈，提高了岩土体的稳定性。这种方法对于裂隙发育的块状岩体效果为佳，超前注浆导管的对岩土体的注浆加固作用较超前锚杆效果要突出。由于向岩土体内注入了浆液，填补了岩土体中裂隙，不但提高了岩上体的力学性能指标，同时起到了防水的作用，地下水往往会降低围岩等级，不易使岩体失稳，发生坍塌，因此，这种方法对于含水地层的支护加固效果尤其显著。

管棚超前支护。管棚施工方法主要用于岩土体的成拱效果极差的岩土体地层，这种地层由于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前方地层的陷落。为确保进洞的安全，首先在洞口部位施工管棚，采用直径较大的钢管超前布置在开挖的外轮廓线，超前的距离较大，形成纵向钢梁的作用，可以有效的减小由于岩土体自重产生的侧向压力，稳定前方地层。

新奥法施工目前己成为地下工程的主要设计施工方法之一，以其为指导的开挖、支护方式在不同的围岩级别中有着较大的区别。本文主要分析公路隧道的开挖与支护，以期能够促进公路隧道动态信息化施工发展。

第三篇：优化设计（本站推荐）

合理利用科学趣味小实验

摘要：

小学科学实验较多，教师应优化实验探究活动设计，积极利用与开发多种多样的课程资源。引入趣味小实验，更容易激发学生的探究热情，有助于学生完成知识的建构，合理利用科学趣味小实验，是提升学生的综合素养，提高教学实效的重要策略。

关键词：

优化设计 探究活动 趣味小实验 教学实效

科学教师应立足于学生综合素养的培养，科学合理地重组、整合、拓展教材，优化实验探究活动设计，激发学生的探究兴趣，提升探究能力。

1、游戏式探究活动能激发探究兴趣

由于小学生的年龄特点，他们的学习兴趣以一定的情境性为特征。教师应该从激发学生学习兴趣出发，优化或重新设计一些探究活动，将探究活动游戏化，让学生身心愉悦地在游戏式探究活动中获得科学知识，培养能力，发展科学素养。

例如，三年级下册“磁铁有磁性”一课中，有一个“磁铁能隔着物体吸铁吗”实验，教材中的实验让学生用磁铁隔着纸、布、塑料片 等物体吸铁，从而得到实验结论。笔者在教学时，将这个实验设计成一个过关挑战实验。第一关：将回形针放在书本上，不接触回形针，让回形针自由运动。第二关：将回形针黏在一块小泡沫上，放入一个装水的烧杯中，让回形针漂浮在烧杯中间，要求不接触到水取出回形针。第三关：在回形针上系上一条线，手拿线的一端，要求不接触回形针，让回形针向上竖起来。这一关让学生体会磁铁能隔着空气吸铁，且磁铁的磁力穿透是有一定距离的。

过三关的挑战活动，能大大激发学生兴趣，学生在挑战活动中体会到磁铁不仅能隔着上些固体吸铁，还能隔着一些液体和气体吸铁。在实验后的研讨环节，笔者还让学生隔着两本书、三本书、四本书吸一吸、隔着装水的大盆子吸漂浮在中间的回形针，让学生进一步体会到磁铁不是隔着所有的物体都能吸铁，它的磁力穿透力是有一定限度的。通过这样的优化设计，彻底改变了教材中枯燥单一的实验形式。

2、主题式探究活动能丰富探究内涵

主题式探究活动就是把教材中几个简单实验有机整合或深挖某个简单实验，设计成有一个明确研究主题的综合性探究活动，旨在培养学生的实验自主设计与操作能力、实验数据与现象分析能力、语言表达能力、逻辑思维能力等综合科学素养。

例如，在教科版六年级上册“电磁铁”一课中，教材编排了“制作铁钉电磁铁”和“铁钉电磁铁的南北极”两个简单实验。笔者在教学中，重新整合了教材，以“电磁铁和磁铁有哪些相同点和不同点”为研究主题，让学生开展自主式实验活动。先复习磁铁有哪些性质，然后引出电磁铁并提问：和磁铁相比，我们可以研究电磁铁的什么呢？根据学生的回答概括出本节课的研究主题：电磁铁和磁铁有哪些相同点和不同点。然后学生对照磁铁的性质开展电磁铁性质的探究。学生在长达20分钟的自主探究中，获得了电磁铁的丰富知识。在后面的研讨环节，笔者重点对每个小组电磁铁吸引回形针的数量和电磁铁的南北极情况组织了讨论：为什么每个小组的电磁铁吸引回形针的数量不一样？电磁铁的磁力大小可能和哪些因素有关？为什么有的小组钉尖是南极，有的小组钉尖是北极？电磁铁的南北极可能和哪些有关？由于学生有了的探究经历，研讨活动学生积极参与，说出了一些实验发现与猜测，但笔者并没有给予肯定回答，因为学生提出的这些假设和猜想正好可以作为下节课的研究问题进行深入探究。

在前面较长时间的实验探究过程中，学生边思考边实验，获得了大量的实验经历与发现。通过后面的集中研讨、梳理，去伪存真，学生的思维会发生碰撞，闪光出智慧的火花，这才是真正意义上的科学学习。

科学教材明确了教学目标与方向，为教师开展提供了有效素材，但教材中编排的实验并不一定就是最优化设计，有的甚至还存在着一定的问题。教师只要立足学生综合素养培养目标不动摇，有效利用身边的材料，吃透教材编写意图，科学合理地优化探究活动设计，设计出具有真正探究意义的实验活动，就能让学生在科学学习中不断成长。

除了充分利用小学教材里安排的实验外，科学教师还应根据实际 情况，利用与开发多种多样的课程资源，自行设计、补充一些趣味科学小实验。所谓趣味小实验一般是指适合小学生动手，较为安全、取材容易、成本低廉、趣味性高、操作性强、效果明显，包含一定简单科学原理的小实验。在教学中，教师如果能恰当运用趣味小实验，就能大大提高科学课堂的教学实效。

1、趣味实验更容易激发学生的探究热情

趣味小实验因其本身显著的特点，对小学生具有极强的吸引力，能迅速激发学生的好奇心。因此，将趣味性的小实验穿插于课堂教学之中，可以快速地集中学生的注意力，引发学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，把学生迅速带到学习科学的环境中。

例如，在学习四年级上册“空气中有什么”一课时，为了调动学生学习的兴趣，让学生对二氧化碳有直观的认识，笔者引入了“可乐喷泉”这个趣味小实验，由教师在教学的导入环节进行演示。将一只装有5L可乐的瓶盖拧开，放在塑料水槽中，而后将32粒曼妥思口香糖放在卷成的纸筒中并迅速倒进可乐瓶中。这时，大量的可乐溶液和二氧化碳气体会从瓶口喷涌而出，形成10厘米左右的喷泉。刚开始，学生只是用疑惑的眼光看着笔者在摆弄各种物品，当他们看到喷涌而出的可乐时，他们跃跃欲试。这时，教师再因势利导进行下面的教学效果就想而知了。

2、趣味实验有助于学生完成知识的建构

建构主义学习理论认为，教学并不是把知识经验从外部装到学生的头脑中，而是要引导学生从原有的经验出发，建构起新的经验。例如，在学习“研究透镜”一课时，学生将学习光的折射知识。课前，学生对光折射的现象多少有些了解，但并不深刻。因此笔者引入“捉迷藏的硬币”这一趣味小实验来帮助学生完成这一知识的建构。先在玻璃杯底下放上一枚一元硬币，然后在玻璃杯中平装满水，再把碟子放在上面。试一试，能否看到硬币。然后，在硬币上滴几滴水将其再次放到玻璃杯底下，试试看能否看得见硬币。学生通过分组实验发现，只能看见滴过水的硬币，而没有滴过水的硬币却神奇般消失了。两种截然不同的现象引发了学生思维的剧烈碰撞，大家热烈地讨论起来却又不能给出合理解释。在这一教学环节中，笔者借用趣味小实验，有意创设冲突或矛盾的事件来引发学生的思维产生碰撞，使他们无法对某些新的发现进行合理解释，从而产生不满意的心理。

这时，笔者故意卖个关子，让他们自己回家查阅资料寻找答案，下次上课时再来交流。带着满肚子的疑惑，学生通过各种方式想要揭开折射的谜底。在第二天的课堂上，各个小难踊跃发言，纷纷说出自己的见解，课堂气氛异常活跃，大家的学习状态都很投入。最后在教师的引导下，学生终于明白折射程序的差异是出现两种不同现象的原因。在学习中，教师可以根据教材内容，恰当设计和引入一些趣味小实验来充当“不一致的事件”，帮助学生自主探究，以建构科学知识，从而让他们在“已有的经验世界里找到新知识的生长点”。

3、趣味实验能帮助学生树立科学生活的态度

《科学课程标准》指出，应通过科学教育，使学生学会用科学的思维解决自身学习、日常生活中遇到的问题。因此，教师应注重将课 堂内的知识与生活实际相结合起来，培养学生的基本科学素养。而许多的趣味小实验本身就来源于生活，通过趣味小实验的演示和操作，学生不仅对课堂上的知识理解得更深刻，还能将课堂上的相关知识迁移运用到实际生活中去，从而达到学以致用、事半功倍的效果。

例如，在学习六年级“生态平衡”一课时，笔者引入了“雨水溶化建筑物”这个趣味小实验。这是一个对比实验。找两只玻璃杯，一杯装水，在外侧贴上“中性”两个字，一杯则在水中放一勺柠檬水并搅拌好，在外侧贴上“酸性”；再取两支粉笔，分别在上面刻上英文字母“S”；最后将两支刻字的粉笔分别放入两杯液体中。过一段时间后，倒出溶液并取出粉笔，学生会发现放入柠檬水中粉笔上，英文字母几乎看不见，而放入清水中的粉笔上的英文字母依然清晰可见。从这个对比实验中，学生可以清楚地感受到酸雨的腐蚀作用，在这个基础上，教师再对其进行环境保护的教育就会水到渠成。他们学会了将课堂上知道的环保知识运用到日常生活中，去爱护我们的地球，逐步树立起科学生活的态度。

实践证明，科学趣味小实验可操作性强，实验效果明显。在小学科学课堂教学中，恰当引入趣味小实验，能充分激发学生对科学的好奇心，并在好奇心的驱动下，自觉进行科学知识的学习，从而爱科学、学科学、用科学。合理利用科学趣味小实验，是提高科学课堂教学实效的重要策略。

参考文献

1、中华人民共和国科学（3-6年级）课程标准（北京师范大学出版社 2003）

2、后藤道夫，让孩子着迷的77*2个经典科学游戏（天津教育出版社 2003）

3、乌尔里克 伯格 77个令人惊讶的实验（湖北少年儿童出版社 20

合理利用科学趣味小实验 姓名：李如香

学校：江滨学校

科目：小学科学

日期：

2017，9，8

第四篇：隧道设计开题报告

篇一：隧道工程开题报告

一、课题的研究背景

随着社会经济的不断发展，对交通运输的要求也越来越大，特别是对于关乎国民经济命脉的铁路更是有着特殊的依赖，总结其原因大致有三点：铁路运输不仅方便快捷，而且运量大，另一方面，以其安全，廉价的特点吸引了大多数的货物运输，最后，在国防建设中，铁路运输是必不可少和重要的环节，比如我们引以为傲的青藏铁路，除了在经济建设上有着不可估量的作用，而且有着极其重要的军事战略地位。然而修铁路就难以避开山岭地带，在山岭地区可利用隧道工程克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；还可克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害，既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节约运费，又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受气候影响。

我国内地有许多地势起伏、山峦纵横的山区。铁路穿越这些地区时，往往遇到高程障碍。而铁路限坡平缓，无法拔起需要的高度，同时，限于地势无法绕

避，这时开挖隧道直接穿山最为合理，他既可以使线路顺直，避免许多无谓的展线缩短线路，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。所以在铁路线上尤其是在山区铁路上，隧道的方案常为人们所选用，修建的数量也越来越多。我国铁路采用隧道克服山区地形的范例很多的，例如，川黔线的凉风垭隧道，使跨越分水岭时，拔起高度小、展线短、线路顺直、造价低;越岭高度降低96m、线路缩短了14.7 km，占线路总延长的37.75％。又比如宜万铁路的建设，隧道所占比率达60％。由此可见，隧道在山区铁路线上的作用之巨大。

二、国内外发展状况

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的工具时，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，而不稳定的围岩可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承围岩体荷载。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坑坍塌的岩体重力。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，不稳定围岩是具有一个过程的，如在这个过程中提供必要的支护和限制，则围岩仍然能够保持稳定状态。“岩体理论”则是在新奥法的基础上提出来的。

国内外隧道施工多用新奥法施工，新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原文是 new austrian tunnelling method 简称 natm , 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹(l.v.rabcew icz)教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础, 将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。经过一些国家的许多实践和理论研究, 于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发 展, 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代natm 被介绍到我国, 七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开natm。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。新奥法理论要点

新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破

坏。

新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力

15、新奥法的缺点主要有：

① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。② 开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；

③ 用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；

④ 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体 新奥法施工是从实际经验中总结出来的，又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步发展，新澳法施工在我国推广以来，经过几十年的发展，通过科研、设计、施工三结合，在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，应用新奥法远离及其相应的技术，取得了较大的成就。不可否认，新奥法也存在不少缺点，不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用。

三、所要进行的主要工作和采用的方法，手段

1、依据收集的设计资料确定隧道路线方案

综合考虑地形地质条件、已有线路布置现状、施工技术的难易程度等方面，根据《公路路线设计规范》和《公路隧道设计规范》合理确定隧道的路线方案，拟定合理的平纵断面曲线形式。

2、隧道洞门设计

隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件，遵循“早进洞、晚出洞”的原则，综合研究比选确定。

3、建筑限界和衬砌内轮廓

隧道建筑接近限界采用《京沪高速铁路设计暂行规定》（铁建设『2004』157号）（以下简称“京沪暂规“）的“京沪高速铁路建筑接近限界”，隧道内线间距为5m（曲线地段线间距不加宽）。隧道内轮廓尺寸参照“京沪暂规“及“通隧（2005）0301”图拟定，主要有：

（1）隧道（轨面以上）断面有效面积为100m(2)；

（2）隧道内设双侧救援通道，救援通道宽1.5m（自线路中线外2.3m起算）、净高

2.2m，救援通道走行面高于轨面30cm；

（3）隧道内设置双侧电缆槽，外侧电缆槽结构外缘距同侧线路中线距离为2.2m；

（4）隧道底部30cm工程技术作业空间融入救援通道；

（5）曲线地段及下锚段衬砌内轮廓不考虑加宽。

4、隧道内铺设无碴轨道，内轨顶面至道床板底面高度为49.7cm。

5、初期支护结构设计

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，（1）初期支护是永久衬砌的重要组成部分。初期支护与围岩共同受力，既要能与围岩共同变形，又要有足够的强度和刚度能抑制围岩的过大变形。可根据工程地质情况、隧道净空、覆盖层厚度等因素选用初期支护的组成形式，主要支护结构形式有：锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢架等。

（2）对喷射混凝土的厚度进行调整时，其厚度不应小于8cm。拱墙初期支护喷混凝土掺用改性聚酯纤维，以减少回弹量、并减少喷混凝土的早期收缩。

（3）锚杆采用全长粘结型锚杆，各种锚杆必须设置钢托（垫）板，垫板尺寸不小于150mm×150mm×6mm，锚杆应保证注浆的饱满度。

（4）钢筋网一般选用hpb235钢筋，钢筋直径8mm，网格间距20cm～25cm，保护层不小于2cm。

（5）钢架可选用由钢筋焊接成的格栅钢架，或由型钢、钢轨弯制而成，钢架靠近围岩侧的保护层一般不小于4cm。

6、二次衬砌

（1）二次衬砌是复合式衬砌的内层结构，与外层的喷锚初期支护及围岩共同组成整体的支护体系。二次衬砌采用模筑混凝土灌筑。

（2）二次衬砌应根据围岩及初期支护的变形监控量测资料综合分析后进行施作。软弱围岩地段仰拱应紧跟施作、及早封闭成环，二次衬砌施工不可长时间滞后。

（3）围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可设置临时仰拱或横撑以封闭开挖面，必要时也可提前施作二次衬砌，以改善施工结构的受力状态，此时二次衬砌应考虑加强措施。

第五篇：2016隧道设计开题报告

2016隧道设计开题报告范文

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。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”～“xx”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。“xx”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。设计方案及预期效果

设计主要内容

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。

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。

设计进度

序号时间内容

13.20-3.31外文翻译 24.1-4.7搜集资料

34.8-4.15熟悉相关软件的使用方法 44.16-4.21隧道总体设计 54.22-4.27隧道衬砌结构设计 64.28-5.1隧道附属工程设计 75.2-5.7隧道施工组织方案设计

85.8-5.12完成设计说明书和相应图纸 95.13-5.15整理文档、准备答辩 10答辩

主要参考文献

(1)公路隧道设计规范(jtgd70-XX),人民交通出版社，XX(2)公路隧道施工技术规范(jtgf60-XX),人民交通出版社，XX(3)夏永旭.隧道结构力学计算，人民交通出版社，XX(4)彭立敏,刘小兵.隧道工程，中南大学出版社，XX(5)关宝树.隧道工程设计要点集,人民交通出版社,XX(6)关宝树.隧道工程施工要点集,人民交通出版社,XX(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,XX

(8)李晓红.隧道新奥法及其量测技术,科学出版社，XX(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。