一、毕业设计（论文）选题的依据（包括课题来源、依托的项目名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状，附主要参考文献）
1、课题的由来
21世纪是隧道和地下工程大力发展的世纪。隧道发展是解决地面交通紧张，土地资源保护的有力措施，从而满足交通，保护环境，使城市成为人与自然相和谐。隧道的开发与利用可以大大缩短行车路程，提高行车效率。同时，隧道的建设环境也是多方面的，在山岭地带，可以克服高程障碍、缩短行程、节约燃料、节省时间、改变道路线形，使行车更加舒适、减少植被破坏、保护生态环境；还可以克服塌方、雪崩、泥石流等地质灾害对行车造成的影响。隧道的建设过程也同样不受地面环境的影响，而且适合各种地形，所以隧道的发展是广阔的。
2、隧道在交通事业中的地位和其发展意义
随着现代化高速公路的发展，公路隧道在公路工程中的作用和地位日益重要，公路隧道的建成，对完善国家的公路网络结构，突破交通屏障，改善我国陆地上的运输，加强经济文化联系，构建和谐社会，推动国家特长公路隧道的建设都具有十分重要的意义。
3、国内外公路隧道发展概况
我国公路隧道的建设发展相对迟缓。近几年由于高速公路建设的加快，公路隧道的数量已开始成倍的增长，据不完全统计，到1999年底，我国已建成的公路隧道达1096座，单洞总延长超过340km。我国已建成的公路隧道有八达岭隧道、秦岭终南山隧道等等，其中秦岭终南山隧道长度达到新高，长度超过18km。目前世界上已建成公路隧道，最长的首推瑞士的长16.918km的圣哥达隧道，世界上长度大于10km的公路隧道有很多，其中通过阿尔卑斯山最高峰下连接法国和意大利的勃朗峰（Mt.Blance）隧道，全长11.6km，道路宽7.0m，从顶板到路面高6m，断面呈马蹄形，衬砌厚80cm，法国侧入口标高为1274m，意大利侧标高为1381m，最大埋深约2500m，双车道相向运行，最高限速为80km/h。
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其更加重要的作用。
4、隧道技术未来的发展走向和提高
今后隧道技术的研究方向为非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全等方面。我国是发展中国家，经济和技术力量基础还不太强，在隧道技术开发研究是，应在引进同时，立足于国内技术力量，提高我国的隧道技术水平。
本次毕业设计资料
二车道高速公路隧道
设计行车速度：80 km/h；
地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度设防；
路面基本照明亮度：4.5 cd/m2；
CO允许浓度：250 ppm；
烟雾允许浓度：0.007m-1。
工程概况
大风山隧道是一座双洞四车道分离式隧道。位于福建省古田县境内。右洞起止桩号为：YK2+643～YK3+755，长1112米，左洞起止桩号为：ZK2+642～ZK3+792，长1150米，属长隧道。大风山隧道左洞纵向坡度为0.875％的单向坡，右洞纵向坡度为0.83％的单向坡。
地形地貌
隧道位于福建省古田县境内，隧址区属滇东南中低山区地貌，地势北高南低，最高海拔528.7米，最低海拔330.7米。，地形起伏较大，山势较陡，坡面植被较发育，隧道进、出口段坡坡度较缓，约25°～30°。
气象
路线所经区域属亚热带湿润季风气候，温暖湿润为该地区气候的显著特色。年平均气温15℃-22℃，从西北向东南递升。一月5℃-13℃，七月25℃-30℃。最低气温-9.5℃(1961年1月18日，最高气温为43.2℃。无霜期240-330天，木兰溪以南几乎全年无霜。年平均降水量800-1900毫米，沿海和岛屿偏少，西北山地较多。每年5-6月降水最多夏秋之交多台风，常有暴雨。
地震
本区地震基本烈度为Ⅵ度。
工程地质
隧址区地层主要由凝灰熔岩，残坡积粘性土，中风化岩。
水文地质条件
隧道左右进出口处地下水贫乏，其他处地下水富水性一般，开挖中地下水多以潮湿状或点滴状出露；水文地质条件相对较简单。
6、本次毕业设计的意义
通过本次的毕业设计可以培养和提高我们的综合能力，让我们能够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。熟悉工程设计中较为常用的设计规范及技术标准，能正确地应用各种设计标准图集以及相关的设计资料。掌握公路隧道结构设计的内、方法和基本步骤，并了解公路隧道的一般特点和各种新的设计要求，力求使设计达到美观、实用、安全、经济。并且我们更加学会了使用建筑绘图软件、数据处理和现代化计算工具。毕业设计将理论知识与实践操作相结合，让我们更加系统地学习和自我提高。
参考文献
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二、设计或研究内容、预期目标及拟解决的关键问题（此部分为重点阐述内容）
（一）隧道总体设计
隧道洞口选择、纵断面设计、横断面设计、紧急停车带、横向通道
（二）洞门设计
1、洞门位置选择
依据具体工点的地形、地质、水文等条件，结合工程施工安全、环境保护要求、洞口相关工程加以全面研究，综合比较其经济、技术上的合理性和安全性。
2、洞门形式的选择
洞门形式的选择应适应地形、地质的需要，同时考虑施工方法和施工需要。
3、隧道洞门强度、稳定性检算
（三）衬砌设计（重点）
1、初期支护
根据围岩等级确定初期支护的类型、厚度、密度等
2、二次支护
根据围岩等级确定二次支护的类型、厚度、密度等
3、围岩压力计算
计算断面的确定，临界埋深的计算，深埋隧道围岩压力计算，浅埋隧道围岩压力计算
4、衬砌内力计算
荷载结构法或者地层结构法任选一
荷载结构法：（对各级围岩、深埋及浅埋隧道分别进行计算）
根据围岩等级进行计算简图的选择，衬砌几何要素的确定，主动荷载作用下的衬砌内力计算，弹性抗力作用下的内力计算，衬砌总内力计算，计算结果图示（包括轴力，弯矩，剪力等），受力合理性验算（验算偏心距是否合理）。
也可以选用软件计算，软件可以选用同济曙光公路隧道模块，Ansys，Marc, Abaqus等，熟悉软件各参数的含义，并选用合理的地层物理力学参数（主要是弹性抗力系数）。
地层结构法：
软件可以选用同济曙光正反分析模块，Ansys，Marc，Abaqus,Flac2d,3d等，熟悉软件各参数的含义，并选用合理的地层（包括衬砌结构）物理力学参数（主要是弹性模量，伯松比，摩擦角，粘聚力等）。
5、二次衬砌截面配筋验算
对于荷载结构法才用到，按照地下结构钢筋混凝土结构设计的原理对二次衬砌进行配筋计算。
（四）隧道施工方案设计（重点）
根据各级围岩的特点设计隧道施工方案。
洞口施工方案设计
洞身施工设计
爆破设计
(五) 隧道通风设计
根据交通流预测，隧道长度及隧道通风照明设计规范设计隧道内的通风
（六）隧道照明设计
根据隧道，洞口，洞外司机视觉感官及隧道通风照明设计规范设计隧道内的照明
（七）隧道防排水设计
（八）概算编制
1、隧道主要工程量计算
2、概算编制的依据，编制范围和建安工程费。
三、研究方案（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等）
1.地质评价：隧道区工程地质条件较复杂，隧道穿越背斜，岩石中节理裂隙发育，局部具挤压破碎现象，见小褶曲、挠曲等，附近岩体很破碎，隧道所在地段区域稳定性较差，地质条件一般，可以修建隧道。
2.围岩等级的确定：依据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）及查阅得到的工程地质与水文地质情况，定性确定围岩等级。
3.隧道平面设计：根据地质、地形、路线走向、通风等因素确定隧道的平曲线线形。隧道平面线形原则上采用直线，避免曲线。本隧道地质条件较为简单，平面线形采用直线，可避免曲线线形中由于视距问题而造成的断面不统一，以及相互过渡时施工难度的增加，同时利于通风。设计时速100km/h，根据地形地质资料，确定采用直线隧道。分离式独立双洞的最小净距，按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定。
4.隧道纵断面设计：隧道纵断面设计的主要内容包括选定隧道内线路的坡道形式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接等。隧道内的纵坡形式，依据隧道长度及地形确定，一般为单向坡，若为地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡。纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度及相关指标应符合有关规范的规定。隧道洞外连接线应与隧道线形相协调，并符合“规范”有关条文规定。
5.隧道横断面设计：依据确定的公路等级以及《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）的相关规定来确定出隧道建筑限界，依据拟定的施工方法，在保证隧道内任何设备均不得布置在建筑眼界内的条件下，确定隧道的横断面内轮廓线和外轮廓线。
6.洞口段地质评价及洞门类型选择：依据隧道洞口段地质情况、水文情况及地形条件对洞口段地质进行评价，并依此选择洞门类型。
7.洞门设计：根据洞口地形、地质及衬砌类型等不同的情况和要求，洞门结构主要有隧道门和明洞门两大类型。洞门宜与隧道轴线正交，地质条件好，同时洞门还得结合环境保护、洞外有关工程及施工条件以及运营要求，通过经济技术比较来确定。
8.洞门强度和稳定性验算：采用挡墙式洞门时洞门墙可视作挡土墙，按极限状态验算其强度，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。验算包括强度、抗倾覆、抗滑动、偏心距以及基底应力验算，验算时应符合《公路路基设计规范》、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》。
9.隧道明洞设计
（1）明洞长度确定：依据进口段围岩等级、地形条件、洞门位置等确定是否存在超浅埋段。根据坍落拱高度与隧道上覆土厚度、地面坡度和隧道纵坡等确定明洞长度。
（2）明洞设置：在保证明洞内轮廓线与暗洞内轮廓线一致的前提下，根据工程类比法，确定明洞衬砌的材料、几何尺寸及配筋。采用荷载结构法计算明洞衬砌结构内力，并对拱顶、负弯距偏心最大截面和轴心受压截面进行强度验算和裂缝宽度验算。
10.隧道衬砌结构设计
（1）确定衬砌结构形式与荷载计算：包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载。一般岩石地下建筑的荷载以作用在衬砌结构上的静荷载为主。
（2）衬砌内力计算：国内采用的设计方法有四种模型，深埋隧道中的整体式衬砌、浅埋隧道中的整体或复合式衬砌及明洞衬砌等应采用荷载-结构法。
（3）衬砌结构设计：采用荷载—结构法，即地层对结构的作用只是产生作用在衬砌结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载作用下产生内力和变形。围岩压力根据《公路隧道设计规范》推荐的工程类比方法计算；弹性抗力按经验法确定其分布形式及方程，并根据局部变形协调条件符合文克勒假定计算出最大抗力值。衬砌采用一般结构力学方法求解。
（4）衬砌验算：隧道衬砌和明洞按破坏阶段验算构件截面强度。即根据混凝土和石砌材料的极限强度，计算出偏心受压构件的极限承载能力，与构件实际内力相比较，计算截面的抗压（或抗拉）强度安全系数K检查是否满足规范所要求的数值。衬砌的任一截面均应满足强度安全系数要求，否则必须修改衬砌的形状与尺寸，重新计算，直到满足要求为止。
11.防水、排水设计
（1）隧道排水设计方案：为保证公路隧道结构安全和必须的运营条件，因符合《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）。隧道排水系统应当设计成为一个完整的排水体系。隧道首先应当设计完善的地表及洞口排水管沟，隧道排水系统不同位置的排水能力应根据水力计算确定。
（2）隧道防水设计方案：包括围岩注浆、复合式防水层、防水混凝土以及变形缝和施工缝处理。
12.通风、照明设计
（1） 通风设计：确定通风方式，计算空中有害物质容许浓度，计算需风量，通风计算。
（2） 照明设计：隧道照明设计包括中间段照明、入口段照明、过渡段照明、出口段照明和接近段减光措施。
13.施工方案设计 施工方法：本设计采用新奥法施工。
四、设计或研究计划进度
2013年3月15日-2013年3月25日
描绘及熟悉原始，查找必要的资料，开题报告。
2013年3月26日-2013年3月31日
确定洞门位置、洞门类型、洞口开挖范围和截水沟的位置。
2013年4月01日-2013年4月7日
洞门结构设计及检算。
2013年4月8日-2013年4月14日
绘制进出口洞门图和纵断面图。
2013年4月15日-2013年4月21日
衬砌结构设计及检算。
2013年4月22日-2013年4月28日
绘制衬砌结构横断面图。
2013年4月29日-2013年5月03日
施工方案的选择，组织机构设置和施工队伍的分工。
2013年5月04日-2013年5月15日
临时工程和总体工程进度安排监控量测和施工控制测量。
2013年5月15日-2013年5月23日
安全、质量、工期和环境等保证措施。
2013年5月23日-2013年5月26日
整理资料，准备答辩。
设计（论文）的预期成果与特色或创新之处
经过计算设计完成一份设计计算书和一套安全、经济、合理、美观的隧道初步设计图纸。
六、指导教师意见
指导教师签字：
年 月 日
七、系（部）审核意见
系（部）主任签字：
年 月 日
