【導讀】畢業(yè)設計。目錄。畢業(yè)設計

　　

【正文】 道通風照明設計規(guī)范》的要求設計，為保證行車安全，照明計算行車車速采用 40Km/h,洞外環(huán)境取 3500cd/m2 。隧道內(nèi)照明設計亮度見下表： 表 101 隧道內(nèi)照明設計亮度 區(qū) 段 亮度（ cd/m2） 長度 (m) 入口段 22x2 過渡段 1 26x2 過渡段 2 44x2 中間段 (基本照明 ) 全隧道 應急照明 全隧道 燈具及燈具布置形式 隧道內(nèi)照明采用高壓鈉燈，基本照明按兩側(cè)交錯式布燈，間距取 5米。照明燈具安裝高度為 ，所有燈具均位于隧道建筑限界以外。 隧道內(nèi)應急照明采用洞外不間斷電源供電，應急照明燈平時兼基本照明。 洞外引道照明 在隧道洞外引道應布設路燈，由設計規(guī)范確定引導照明路面 設亮 度為 ，長度為 60 米。 畢業(yè)設計 20 照明組合方式 隧道內(nèi)照明按晴天、陰天、 夜間和深夜分四級控制。 晴天：洞內(nèi)全部燈具開啟，洞外路燈關(guān)閉。 陰天：加強燈開啟部分，基本燈全開 ,洞外路燈關(guān)閉。 夜間：加強燈全關(guān)，基本燈全開 ,洞外路燈開啟。 深夜：加強燈全關(guān)，基本燈開啟一半 ,洞外路燈開啟。 11 監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng) 系統(tǒng)概況 杵嶺 公路隧道屬長隧道，在重點保證運營安全的前提下，本著“實用、可靠、經(jīng)濟”的原則，考慮設置監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)。該公路隧道按其長度和交通狀況，交通工程等級為 A級。設置八個監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)： 1）交通監(jiān)視和控制系統(tǒng)； 2）通訊系統(tǒng)； 3）環(huán)境檢測系統(tǒng)； 4）運營通風系統(tǒng)； 5）照明系統(tǒng)； 6）報警、消防系統(tǒng)； 7）供電系統(tǒng)； 8）中央控制系統(tǒng)。 交通監(jiān)視控制系統(tǒng) 系統(tǒng)由中控室的交通監(jiān)控計算機、閉路電視系統(tǒng)、可變情報板、可變限速標志、視頻車輛檢測器、入口信號燈及車道表示器等組成。 閉路電視系統(tǒng)：洞內(nèi)攝像機間距 160m，洞口各設一臺，以及與其相關(guān)的顯示及傳輸、控制系統(tǒng)。視頻車輛檢測器攝像頭與 CCTV 系統(tǒng)合用。 交通信號燈或車道表示器：洞內(nèi) 250m,洞口各一道。 可變情報板：洞內(nèi) 3000m，洞口各一道。 可變限速標志：洞內(nèi) 1000m，洞口各 一道。 洞口各設一道超高監(jiān)測系統(tǒng)。 通信系統(tǒng) 畢業(yè)設計 21 系統(tǒng)由緊急電話、電視監(jiān)控、廣播和無線通信組成。 緊急電話系統(tǒng)：洞內(nèi) 250m 一處，設于前進方向右側(cè)。 有線廣播系統(tǒng)：間距 160m，設于前進方向左側(cè)。 無線通信：由四信道基站、光中繼器、天線、光傳輸設備等組成。 通風系統(tǒng) 針對隧道的交通量、交通特征、自然地理條件、工程條件、經(jīng)濟和技術(shù)條件，綜合比選后采用射流風機縱向式通風。通風設計按單洞雙向行車考慮。 通風控制： 1）正常狀態(tài)： CO≤ 150ppm。煙霧濃度 VI≤ (透過率 %)。 2）阻滯狀態(tài)： 20min 內(nèi) CO≤ 300ppm； 3）火災發(fā)生時風機采用緊急狀況進行排煙，洞內(nèi)縱向風速 。 通報、報警系統(tǒng) 1）手動報警按鈕： 50m 一處，設于消防栓箱上； 2）自動報警裝置：設于消防栓箱上； 3）火災檢測器：貫穿全隧道的感溫光纖電纜； 4）緊急電話： 50m 一處； 5）交通信號燈、情報板：按有關(guān)上述規(guī)定設置。 消防系統(tǒng) 1）滅火器： 50m 一處， 2個一組，設于消防栓箱中； 2）消防栓箱： 50m 一處，既能噴水，也能噴泡沫 。 救援系統(tǒng) 1）兩洞口均設隧道 管理所消防隊，消防車 2輛（其中一輛為干粉消防車），救援車一輛； 2）地方專業(yè)消防隊。 供電系統(tǒng) 供電電源：均由 110kv 變電站出線，用 35kv 架空線路分別供至兩洞口，在兩端洞口各設 35/10kv 變電所向隧道供電。隧道兩端洞口電源互為備用（單回路供電）。本隧道照明、通信、信號、監(jiān)控、報警、監(jiān)測、消防、通風等電力負荷均為一級負荷。洞口及洞內(nèi)風機房變配電設施均設置防雷接地設施。 中央控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要由綜合控制臺、模擬顯示屏幕、監(jiān)視器柜、中心計算機網(wǎng)絡構(gòu)成。實施中畢業(yè)設計 22 心控制的項目有：通風控制、照 明、交通流檢測與控制、環(huán)境檢測、光強檢測、閉路電視、緊急電話、無線廣播、無線通信、火災報警等。 各系統(tǒng)的啟動、運行與停止的控制裝置集中設置于管理所內(nèi)。監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡由雙中心計算通過以太網(wǎng)工作站、模擬顯示屏幕操作站、通信工作站組成。 12 環(huán)境保護 采用隧道方案有著節(jié)約土地資源，減少對地表生態(tài)環(huán)境的破壞，起著保護生態(tài)環(huán)境之作用。在隧道設計中考慮了環(huán)境保護因素，盡量避免因人為的因素而導致新的山體病害的產(chǎn)生，盡量進少對工程附近的歷史文物、風景區(qū)、建筑、居民生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的不良影響。為此，在環(huán)保設計中主要 考慮了采取以下幾個措施： 1）在隧道設計時采用早進洞、晚出洞的原則，減少深挖路段，保護自然坡體及植被。 2）在隧道設計時，考慮隧道開挖對隧道頂?shù)乃暮娃r(nóng)作物的影響，避免地表水流失，以保護地表植被。 3）隧道開挖石渣盡可能縱向調(diào)配，作路基填料。棄方根據(jù)實際情況，集中堆放在專門棄渣場地。渣體堆放時，應做好坡腳擋墻防護，以防止洪水沖走，形成人為泥石流，并在棄渣頂覆蓋土層，復墾還田或植樹造林。 4）洞口設計注意和周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，洞口邊仰坡開挖嚴禁放大炮，并作永久防護（護坡工程），防護采用綠色（植物）防護。 5）隧道 內(nèi)及洞頂水的排放，結(jié)合周圍環(huán)境排放。 6）做好施工場地竣工后的清理、綠化及復耕還田工作，保護自然環(huán)境。 7）施工中對環(huán)境可能產(chǎn)生危害的廢水，化學漿液，處理后方可排放。 畢業(yè)設計 23 13 拱形曲墻式襯砌結(jié)構(gòu)計算 基本資料 公路等級 次干路Ⅱ級 圍巖類別 Ⅴ類 圍巖容重 318 /s KN m? ? 襯砌材料 C25 混凝土 彈性抗力系數(shù) 60. 18 10 /K K N m?? 材料容重 323 /h KN m? ? 彈性模量 10hE KPa?? 二襯厚度 d= 圖 13— 1 襯砌結(jié)構(gòu)斷面 荷載確定 圍巖豎向壓 力 根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》 (JTG D702021)的有關(guān)計算公式及已知的圍巖參數(shù)，代入公式： 2 Sq ???? ? ? ? (131) 其中： S—— 圍巖的級別，取 S=5；γ —— 圍巖容重，取γ =18 KN/m3；ω —— 寬度影響畢業(yè)設計 24 系數(shù)，由式ω =1+i(B5)計算 ， B為隧道寬度， B=+2 =，式中 為一側(cè)平均超挖量 。B5 時，取 i =，ω =1+ ()= 所以圍巖豎向荷載 5 1 2q= 2 18 = K N /m? ? ? ? 式中 ： 為折減系數(shù) ， 此處超挖回填層重忽略不計。 計算襯砌自重 根據(jù)中南大學主編的《隧道工程》第五章的規(guī)定： 20g= 0. 5 ( ) = 0. 5 ( 0. 45 0. 45 29 .5 13 .2 75 K N / mnhd d r? ? ? ? ? ? ? (132) 根據(jù)我國復合式襯砌圍巖壓力現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)和模型實驗，并參考國內(nèi)外有關(guān)資料，建議Ⅱ類圍巖襯砌承受 80%60%的圍巖壓力，為安全儲備這里?。?67 KN/m2 （ 1）全部垂直荷載 2q = 6 7 + g = 7 8 .2 7 5 K N /m (133) （ 2）圍巖水平均布壓力 2e = 0 .4 q = 0 .4 7 8 .2 7 5 = 3 1 .3 1 K N /m?? (134) 其中： Ⅴ 類圍巖壓力的均布水平力 11e=( )q32? ，這里取中間值 襯砌幾何要素 襯砌幾何尺寸 內(nèi)輪廓線半徑： r m?? 內(nèi)徑所畫圓曲線的終點截面與豎直軸的夾角：α =176。 拱頂截面厚度 0d = m ,拱底截面厚度 nd =。 半拱軸線長度 S 及分段軸長△ S 1 1 0 2 .4 8 6 4 3 .1 4 5 .7 1 0 .1 9 0 61 8 0 1 8 0S r m? ?? ? ? ? ? (135) 將半拱軸長度等分為 8段，則 (136) 10 .1 90 6 / 8 1. 27 38Sm? ? ?畢業(yè)設計 25 881 . 2 7 3 8 4 . 3 1 8 1 00 . 2 9 5 1 0hSE ?? ? ? ?? (137) 各分塊截面中心幾何要素 1）與豎直軸的夾角 i? 由于所要平均分配的弧長均在同一園周上，因此，各弧段對應的圓心角也是相等的，即 1 / 8 ? ?? 21 1 2 .8 1 0 8 2 5 .6 2 1 6??? ? ? 32 1 2 .8 1 0 8 3 8 .4 3 2 4??? ? ? 43 1 2 .8 1 0 8 5 1 .2 4 3 2??? ? ? 54 ??? ? ? 65 1 2 .8 1 0 8 7 6 .8 6 4 8??? ? ? 76 1 2 .8 1 0 8 8 9 .6 7 5 6??? ? ? 87 1 2 .8 1 0 8 1 0 2 .4 8 6 4??? ? ? 1 2 .8 1 0 8 8 1 0 2 .4 8 6 4? ? ? ? 角度閉合差 0???。 2）接縫中心點坐標計算 計算時采用以下計算公式： ( 0 5 / 2) siniix ??? (138) ( 0 5 / 2) (1 c os )iiy ?? ? ? ? (139) 具體數(shù)值見表 131。 計算位移 單位位移： 用辛普生法近似計算（《結(jié)構(gòu)力學教程Ⅰ》第 8章詳細介紹計算原理），按計算列表進行。單位位移的計算見表 131。 8611 11 4 . 3 1 8 1 0 1 0 5 3 . 4 9 7 6 4 5 . 4 9 0 0 1 00 hhM Ss dsE I E I? ???? ? ? ? ? ? ? ?? (1310) 86121 2 2 1 0 4 . 3 1 8 1 0 2 8 3 5 . 0 0 0 2 1 2 2 . 4 1 5 3 1 0shhMM SydsE I E I?? ???? ? ? ? ? ? ? ? ?? 畢業(yè)設計 26 （ 1311) 2 2 86222 0 4 . 3 1 8 1 0 1 2 9 1 9 . 5 2 2 2 = 5 5 7 . 8 6 5 0 1 0S hhM SydsE I E I? ???? ? ? ? ? ? ?? (1312) 計算精度校核為： 6611 12 222 ( 45 .4 90 0 2 12 2. 41 53 55 7. 86 50 ) 10 84 8. 18 56 10? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? (1313) 2 86( 1 ) 4 . 3 1 8 1 0 1 9 6 4 3 . 0 2 0 2 8 4 8 . 1 8 5 6 1 0hssSyEI? ????? ? ? ? ? ? ? (1314) 閉合差 0?? 。 表 131 單位位移計算表 截面 α (176。 ) sinα cosα x y d 1/I y/I y2/I (1+y)2/I 積分系數(shù)1/3 0 1 1 4 2 2 3 4 4 2 5 4 6 2 7 4 8 1 ∑