隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
開題報(bào)告是指開題者對(duì)科研課題的一種文字說(shuō)明材料。這是一種新的應(yīng)用寫作文體，這種文字體裁是隨著現(xiàn)代科學(xué)研究活動(dòng)計(jì)劃性的增強(qiáng)和科研選題程序化管理的需要而產(chǎn)生的。以下是小編整理的隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，歡迎閱讀。
一、課題的研究背景
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笠苍絹?lái)越大，特別是對(duì)于關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的鐵路更是有著特殊的依賴，總結(jié)其原因大致有三點(diǎn)：鐵路運(yùn)輸不僅方便快捷，而且運(yùn)量大，另一方面，以其安全，廉價(jià)的特點(diǎn)吸引了大多數(shù)的貨物運(yùn)輸，最后，在國(guó)防建設(shè)中，鐵路運(yùn)輸是必不可少和重要的環(huán)節(jié)，比如我們引以為傲的青藏鐵路，除了在經(jīng)濟(jì)建設(shè)上有著不可估量的作用，而且有著極其重要的軍事戰(zhàn)略地位。然而修鐵路就難以避開山嶺地帶，在山嶺地區(qū)可利用隧道工程克服地形或高程障礙，改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)約燃料，節(jié)省時(shí)間，減少對(duì)植被的破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；還可克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害，既能保證路線平順、行車安全、提高舒適性和節(jié)約運(yùn)費(fèi)，又能增加隱蔽性、提高防護(hù)能力和不受氣候影響。
我國(guó)內(nèi)地有許多地勢(shì)起伏、山巒縱橫的山區(qū)。鐵路穿越這些地區(qū)時(shí)，往往遇到高程障礙。而鐵路限坡平緩，無(wú)法拔起需要的高度，同時(shí)，限于地勢(shì)無(wú)法繞
避，這時(shí)開挖隧道直接穿山最為合理，他既可以使線路順直，避免許多無(wú)謂的展線縮短線路，又可以減小坡度，使運(yùn)營(yíng)條件得以改善，從而提高牽引定數(shù)，多拉快跑。所以在鐵路線上尤其是在山區(qū)鐵路上，隧道的方案常為人們所選用，修建的數(shù)量也越來(lái)越多。我國(guó)鐵路采用隧道克服山區(qū)地形的范例很多的，例如，川黔線的涼風(fēng)埡隧道，使跨越分水嶺時(shí)，拔起高度小、展線短、線路順直、造價(jià)低;越嶺高度降低96M、線路縮短了14.7 km ，占線路總延長(zhǎng)的37.75％。又比如宜萬(wàn)鐵路的建設(shè)，隧道所占比率達(dá)60％。由此可見，隧道在山區(qū)鐵路線上的作用之巨大。
二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
人類很早就知道利用自然洞穴作為住處。當(dāng)社會(huì)發(fā)展到能制造挖掘的工具時(shí)，就出現(xiàn)了人工挖掘的隧道。近代隧道興起于運(yùn)河時(shí)代，從17世紀(jì)起，歐洲陸續(xù)修建了許多隧道。
國(guó)內(nèi)外隧道施工中形成了兩大理論體系：一種20世紀(jì)20年代提出的傳統(tǒng)“松弛荷載理論”，其核心內(nèi)容是穩(wěn)定的圍巖有自穩(wěn)能力，對(duì)隧道不產(chǎn)生荷載，而不穩(wěn)定的圍巖可能產(chǎn)生坍塌，需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支承圍巖體荷載。這樣，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并坑坍塌的巖體重力。另一種是20世紀(jì)50年代提出的“巖承理論”。其核心內(nèi)容是隧道圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力，不穩(wěn)定圍巖是具有一個(gè)過(guò)程的，如在這個(gè)過(guò)程中提供必要的支護(hù)和限制，則圍巖仍然能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)�！皫r體理論”則是在新奧法的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。
國(guó)內(nèi)外隧道施工多用新奧法施工，新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱, 原文是 New Austrian Tunnelling Method 簡(jiǎn)稱 NATM , 新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲 (L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的., 它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ), 將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法。經(jīng)過(guò)一些國(guó)家的許多實(shí)踐和理論研究, 于60年代取得專利權(quán)并正式命名。 之后這個(gè)方法在西歐、北歐、美國(guó)和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā) 展, 已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)標(biāo)志之一。六十年代NATM 被介紹到我國(guó), 七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展。至今,可以說(shuō)在所有重點(diǎn)難點(diǎn)的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。新奧法理論要點(diǎn)
新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別：傳統(tǒng)方法認(rèn)為巷道圍巖是一種荷載，應(yīng)用厚壁混凝土加以支護(hù)松動(dòng)圍巖。而新奧法認(rèn)為圍巖是一種承載機(jī)構(gòu)，構(gòu)筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)（以噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成支撐環(huán)，來(lái)承受壓力，并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定，而不致松動(dòng)破壞。
新奧法將圍巖視為巷道承載構(gòu)件的一部分，因此，施工時(shí)應(yīng)盡可能全斷面掘進(jìn)，以減少巷道周邊圍巖應(yīng)力的擾動(dòng)，并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對(duì)圍巖的震動(dòng)，以保全其整體性。同時(shí)注意巷道表面盡可能平滑，避免局部應(yīng)力集中。 新奧法將錨桿、噴射混凝土適當(dāng)進(jìn)行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來(lái)支護(hù)圍巖，使噴射層與圍巖緊密結(jié)合，形成圍巖-支護(hù)系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。
新奧法的缺點(diǎn)主要有：
① 實(shí)施不僅要求有良好的施工組織和管理，也要求技術(shù)人員和量測(cè)人員都十分熟練，沒(méi)有這一點(diǎn)就易于發(fā)生錯(cuò)誤；作業(yè)質(zhì)量都與每一個(gè)人的仔細(xì)操作有關(guān)。 ② 開挖暴露出的地質(zhì)會(huì)立即改變其狀態(tài)，因此要求施工地質(zhì)人員要親臨現(xiàn)場(chǎng)，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；
③ 用能控制的施工量測(cè)，往往給施工帶來(lái)不便；
�、� 干噴射帶來(lái)的灰塵以及由于易受化學(xué)藥品的損害必須加強(qiáng)防護(hù)，尤其是對(duì)眼睛的防護(hù)，濕噴雖然可以避免此缺點(diǎn)，但在同樣條件下，不如干噴那樣有效的支護(hù)巖體 新奧法施工是從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的，又在不斷實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中得以豐富其內(nèi)容和進(jìn)一步發(fā)展，新澳法施工在我國(guó)推廣以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，通過(guò)科研、設(shè)計(jì)、施工三結(jié)合，在修建下坑、西坪、大瑤山、軍都山等鐵路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，應(yīng)用新奧法遠(yuǎn)離及其相應(yīng)的技術(shù)，取得了較大的成就。不可否認(rèn)，新奧法也存在不少缺點(diǎn)，不過(guò)經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員和科技工作者的共同努力一定可以把新奧法不斷完善，在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中發(fā)揮更加重要的作用。
三、所要進(jìn)行的主要工作和采用的方法、手段
1、依據(jù)收集的設(shè)計(jì)資料確定隧道路線方案
綜合考慮地形地質(zhì)條件、已有線路布置現(xiàn)狀、施工技術(shù)的難易程度等方面，根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》合理確定隧道的路線方案，擬定合理的平縱斷面曲線形式。
2、隧道洞門設(shè)計(jì)
隧道洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，著重考慮隧道仰坡、邊坡的穩(wěn)定，保證施工及運(yùn)營(yíng)的安全，并結(jié)合洞口有關(guān)工程及施工條件，遵循“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，綜合研究比選確定。
3、建筑限界和襯砌內(nèi)輪廓
隧道建筑接近限界采用《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)『2004』157號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱“京滬暫規(guī)“）的“京滬高速鐵路建筑接近限界”，隧道內(nèi)線間距為5m（曲線地段線間距不加寬）。隧道內(nèi)輪廓尺寸參照“京滬暫規(guī)“及“通隧（2005）0301”圖擬定，主要有：
�。�1）隧道（軌面以上）斷面有效面積為100m；
�。�2）隧道內(nèi)設(shè)雙側(cè)救援通道，救援通道寬1.5m（自線路中線外2.3m起算）、凈高2.2m，救援通道走行面高于軌面30cm；
�。�3）隧道內(nèi)設(shè)置雙側(cè)電纜槽，外側(cè)電纜槽結(jié)構(gòu)外緣距同側(cè)線路中線距離為2.2m；
�。�4）隧道底部30cm工程技術(shù)作業(yè)空間融入救援通道；
�。�5）曲線地段及下錨段襯砌內(nèi)輪廓不考慮加寬。
4、隧道內(nèi)鋪設(shè)無(wú)碴軌道，內(nèi)軌頂面至道床板底面高度為49.7cm。
5、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)，由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式組合使用，
�。�1）初期支護(hù)是永久襯砌的重要組成部分。初期支護(hù)與圍巖共同受力，既要能與圍巖共同變形，又要有足夠的強(qiáng)度和剛度能抑制圍巖的過(guò)大變形�？筛鶕�(jù)工程地質(zhì)情況、隧道凈空、覆蓋層厚度等因素選用初期支護(hù)的組成形式，主要支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有：錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、鋼架等。
�。�2）對(duì)噴射混凝土的厚度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，其厚度不應(yīng)小于8cm。拱墻初期支護(hù)噴混凝土摻用改性聚酯纖維，以減少回彈量、并減少噴混凝土的早期收縮。
�。�3）錨桿采用全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿，各種錨桿必須設(shè)置鋼托（墊）板，墊板尺寸不小于150mm×150mm×6mm，錨桿應(yīng)保證注漿的飽滿度。
�。�4）鋼筋網(wǎng)一般選用HPB235鋼筋，鋼筋直徑8mm，網(wǎng)格間距20cm～25cm，保護(hù)層不小于2cm。
�。�5）鋼架可選用由鋼筋焊接成的格柵鋼架，或由型鋼、鋼軌彎制而成，鋼架靠近圍巖側(cè)的保護(hù)層一般不小于4cm。
6、二次襯砌
（1）二次襯砌是復(fù)合式襯砌的內(nèi)層結(jié)構(gòu)，與外層的噴錨初期支護(hù)及圍巖共同組成整體的支護(hù)體系。二次襯砌采用模筑混凝土灌筑。
�。�2）二次襯砌應(yīng)根據(jù)圍巖及初期支護(hù)的變形監(jiān)控量測(cè)資料綜合分析后進(jìn)行施作。軟弱圍巖地段仰拱應(yīng)緊跟施作、及早封閉成環(huán)，二次襯砌施工不可長(zhǎng)時(shí)間滯后。
（3）圍巖變形過(guò)大或初期支護(hù)變形不收斂，又難以及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，可設(shè)置臨時(shí)仰拱或橫撐以封閉開挖面，必要時(shí)也可提前施作二次襯砌，以改善施工結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，此時(shí)二次襯砌應(yīng)考慮加強(qiáng)措施。
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