隧道洞门选择及稳定毕业设计论文
- 格式:doc
- 大小:5.66 MB
- 文档页数:90
隧道洞口段位置的选择洞口是隧道进出的咽喉和施工的主要通道,也是整个隧道的薄弱环节。
洞口位置选择是否合理,将对隧道的施工工期、质量和安全有重大的影响。
所以在隧道线路设计中,洞口位置的选择是一项很重要的工作。
决定隧道洞口位置时,应坚持“早进晚出”的原则,即隧道宜长不宜短,适当延长洞口隧道的长度,尽量避免对山体的大挖大刷,先做明洞段以便顺利进入暗洞施工阶段,反之出洞的时候就要晚一点,让隧道洞口周围的山体岩土及植被得到妥善保护,尽量维护原有的生态地貌。
在隧道施工中,洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差,应遵循尽量减少对岩体扰动的原则,以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。
理想的洞口位置应选择地质条件良好,地势开阔,施工方便,施工造价合理之处。
但在实际工程中难以完全满足这些要求,在选择隧道洞口位置时应综合考虑以下几个原则。
(1)洞口尽可能设在山体稳定、地质条件好、地下水不大丰富的地方。
洞口部分在地质上通常是不稳定的,应当考虑避开滑坡、崩塌、泥石流等不良地质地段。
确定洞口位置时,对边、仰坡稳定应着重考虑,并结合洞外相关工程和施工难易,通过技术经济比较确定,以免造成难以整治的病害,危及施工和运营安全。
(2)洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处,不要与水争路。
在一般情况下,垭口沟谷在地质构造上是最薄弱的一环,常会遇到断层带或褶曲带、冲积土等松散地质。
此外,地面流水都汇集在沟底,再加上洞口路堑的开挖,破坏山体原有的平衡,更容易引起塌方,甚至不能进洞。
所以洞口最好放在沟谷一侧,留出泄水通路。
(3)洞口应尽可能设在路线与地形等高线相垂直的地方。
施工中尽量使隧道正面进入山体,邻近建(构)筑物不致受到偏侧压力。
傍山隧道,限于地形有时无法做到上述要求,只能斜交进洞时也应使交角不宜太小,而且要有相应的补救措施,如采用斜洞门或台阶式洞门。
当地形等高线与线路中线斜交角为45°~60°,地面横坡较陡,地质条件较好时,可采用斜交洞门,其端墙与线路的交角不应小于45°,切忌隧道中线与地形等高线平行。
公路隧道洞门设计探讨(全文)Abstract:Highway tunnel portal structure design should not only meet the use function, but also pay attention to the coordination and match it with the surrounding environment, satisfy the landscape features. Due to highway tunnel entrance landscape design research on the ecological environment, the sustainable development and use of natural resources and cultural resources has very important significance, highway tunnel entrance landscape design in highway construction project were attention degree enhances unceasingly. After studying and summing the around tunnel portal data, the features of portal are discussed to come to the conclusion and a new design concept is proposed.Key words:Highway tunnel;portal ;environment;culturalA XX:洞门的作用从功能上来讲,公路隧道的洞门一般有两个作用,一是最基本的结构使用功能,由于洞门附近岩土通常都比较破碎柔软,易于失稳,所以洞门应能承受岩石和土层的压力,维护围岩稳定,具有一定的抗滑动性和一定的抗倾覆稳定性;二是景观功能,修建隧道洞门时,应做到尽量不扰动周边环境,使洞口与周围环境相协调。
隧道设计毕业论文隧道设计:挑战与创新隧道设计是土木工程领域中的重要研究方向,涉及到交通、能源、环境等众多领域。
在现代社会中,隧道的建设和设计对于城市发展和交通运输起着至关重要的作用。
本文将探讨隧道设计的挑战与创新,以及对未来隧道建设的展望。
首先,隧道设计面临的挑战之一是地质条件的不确定性。
地质条件是隧道设计中最重要的考虑因素之一,但由于地质结构的复杂性,地质勘探的难度较大。
地质条件的不确定性给隧道设计带来了很大的挑战,需要工程师们充分考虑地质风险,采取相应的设计措施,确保隧道的安全性和稳定性。
其次,隧道设计还面临着环境保护的压力。
随着人们对环境保护意识的提高,隧道设计需要更加注重环境友好型。
在设计过程中,需要考虑隧道对周边环境的影响,采取相应的措施减少噪音、振动和空气污染等不良影响。
同时,隧道设计还需要充分考虑生态保护,保护野生动植物的栖息地,减少对生态系统的破坏。
另外,隧道设计还需要面对交通需求的不断增加。
随着城市化进程的加快和人口的增长,交通需求不断增加,对隧道设计提出了更高的要求。
设计师们需要考虑如何提高隧道的通行能力、减少拥堵,同时保证交通的安全性和便利性。
这需要充分考虑交通流量、车速、车辆类型等因素,采用先进的交通管理系统和技术手段,以满足日益增长的交通需求。
隧道设计的创新也是不可忽视的。
随着科技的不断进步,隧道设计也在不断创新。
例如,隧道施工技术的创新,如使用先进的隧道掘进机和钻孔爆破技术,可以提高施工效率和质量。
此外,隧道材料的创新也是重要的方向,如使用新型材料来提高隧道的抗压能力和耐久性。
另外,隧道设计还可以结合智能交通系统和信息技术,实现隧道的智能化管理和运营。
对于未来隧道建设,我们可以展望更多的创新和发展。
随着人工智能和自动驾驶技术的发展,未来的隧道设计可以更好地适应交通需求,提供更加安全和高效的交通服务。
同时,隧道设计还可以更加注重可持续发展,结合可再生能源和节能技术,减少对环境的影响。
目录绪论 .................................................. 错误!未定义书签。
第一章洞口位置、形式选择及检算.. (2)第一节洞口位置的确定 (2)一、选择洞口位置的原则 (2)二、用作图法确定进洞里程和洞口边、仰坡开挖线 (3)第二节洞门的选择及其稳定性检算 (6)一、洞门的选择 (6)二、洞门强度及稳定性检算 (6)第二章隧道衬砌设计及强度检算 (17)第一节隧道衬砌的类型及建筑材料 (17)一、隧道衬砌的形式 (17)二、隧道衬砌的建筑材料及要求 (19)第二节隧道衬砌的一般构造要求 (19)一、曲线隧道净空加宽 (19)二、隧道纵断面设计 (21)三、元和观一号隧道防排水措施 (22)四、隧道衬砌的其他构造要求 (23)第三节隧道衬砌检算 (24)一、衬砌检算模型 (24)二、衬砌结构的选择 (24)三、围岩压力计算 (24)四、衬砌内力计算: (25)第三章施工组织设计 (38)第一节概述 (38)一、隧道概况 (38)二、施工原则 (38)第二节工程量计算 (39)一、开挖土方量 (39)二、洞门部分工程量 (39)三、衬砌部分工程量 (40)第三节施工进度、工期和布置 (40)一、工期进度安排 (40)二、施工任务划分 (41)三、施工场地布置 (42)第四节主要工程项目施工 (44)一、控制测量 (44)二、洞口工程 (44)三、洞内施工 (46)第五节施工要求及保证措施 (48)一、质量目标 (48)二、质量标准 (48)三、质量保证措施 (51)结束语 (55)致谢 (56)参考文献 (1)附录I:衬砌内力计算程序附录II:外文文献及翻译附录III:隧道进洞里程图附录IV:襄樊端洞口开挖线附录V:安康端洞口开挖线附录VI:元和观一号隧道纵断面图附录VII:进出口洞门图附录VIII:V级围岩曲墙式衬砌图绪论为达到各种不同的使用目的,在山体内或地面下修建的建筑物,统称为“地下工程”。
3 洞口与洞门3.1 洞口工程理想的洞口位置应选在地质条件好,地势开阔,施工方便,技术、经济合理之处。
选择隧道洞口位置时一般应注意以下几个原则:洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处,不要与水争路;洞口应避开不良地质地段,如断层、滑坡、岩堆、岩溶、流沙、泥石流、多年冻土等,以及避开地表水汇集处;不破坏或少破坏地表坡面;减少洞口路堑段长度,延长隧道提前进洞;洞口线路宜与等高线正交;当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时,隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度,以防洪水灌入隧道;为了确保洞口的稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高;当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时,可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞,排泄水流;当洞口地势开阔,有利于施工场地布置时,可利用弃渣有计划、有目的地改造洞口场地,以便布置运输便道,材料堆放场,生产设施及生活用房等。
合理地选择洞口位置,是保护环境和保证顺利施工、安全营运及节省工程造价的重要条件,隧道洞口位置的选择,应根据地形地质条件,考虑边坡、仰坡的稳定,结合洞外有关工程及施工难易程度,本着“早进晚出”的指导思想,全面综合地分析确定。
该隧道洞口位置受地形或气象的影响,隧道轴线基本近似与坡面正交,施工前采取清刷、支挡等措施消除洞口山坡局部土石失稳及危石存在的隐患,保证了施工安全。
由于成洞面处边坡及仰坡高度接近15m,洞口段设了一段明洞,保证了边仰坡的稳定,降低了坡面高度和施工难度,对洞口自然景观也有一定的美化作用,减少土方开刷量和堆渣场的用地,保护环境。
通过设置管棚超前支护和型钢支架强行掘进,待进入稳定土层后,改用锚喷支护,形成隧道挖掘后的承力体系,保证开挖隧道的安全。
在进行洞口段的施工前,应先做好山坡上截水沟,明洞段的边坡防护工程及仰坡防护工程应边开挖边喷锚。
3.2 洞门工程隧道洞门形式的选择与隧道大跨度地形、地质条件以及隧道照明需要有关。
洞门是隧道的咽喉,也是外露部分,要适当进行洞门和洞口环境的美化和协调。
铁路隧道明洞及洞门施工方案引言铁路隧道的施工是一个庞大的工程,其中涉及到多个环节,每一个环节都需要精心的设计和施工。
其中,明洞及洞门的设计与施工显得尤为关键,本文将从明洞和洞门两个方面进行讨论,提出一套可行的施工方案。
明洞施工方案明洞是铁路隧道施工中较为重要的一环,它直接影响到隧道的整体结构和强度。
以下是一套健全的明洞施工方案:1. 首先进行地质勘探明洞施工前需要进行地质勘探,以确保施工地点的地质条件是否合适。
根据勘探结果,以及设计人员的要求,可以降低明洞的坡度和弧度等。
2. 创建安全的施工环境在明洞施工时,必须首先考虑工人的安全。
需要做好防雷、防水、防洪、通风排水等工作,保证施工环境安全可靠。
同时,施工现场应按照标准化的要求,设置安全警告标志,防止工人误操作,引发事故。
3. 按照设计要求,进行桩基础施工桩基础是明洞施工中一个重要的环节。
需要严格按照设计要求进行桩基础施工,保证明洞的整体结构和强度。
对于地层不稳定的区域,可以使用注浆桩等技术手段进行加固。
4. 采用爆破、掘进技术进行洞壁开挖在做好前期工作后,可以开始进行明洞壁体施工。
一种常用的方式是采用爆破、掘进技术进行洞壁开挖。
需要根据实际情况,选择合适的技术,确保施工安全和效率。
5. 做好交通管理明洞施工是一个大型工程,需要对施工现场周边的交通进行有效的管理,确保施工不会对周边的交通造成太大的影响。
同时还需要考虑施工车辆的进出问题,做好施工现场内部交通管理。
洞门施工方案洞门作为铁路隧道的重要部分,需要考虑到其实用性和美观性等多个方面的要求,以下是一套可行的方案:1. 洞门的外形设计洞门的外形设计应该遵循铁路隧道的整体风格,同时还需要考虑到其实用性和美观性等要求。
在设计洞门的外形时,需要充分考虑到周边环境、交通等目标客户的需求。
2. 洞门结构的设计洞门的结构设计需要保证其承重能力和耐久性。
在结构设计方面,需要根据实际需要确定洞门的尺寸和形状。
同时,还需要根据洞门所处地区的气候条件等因素,选择合适的材料。
× × × × × ×毕业设计说明书(论文)作者: ··学号:··········学院: 建筑工程学院专业: 城市地下空间工程题目: 徐州九里山隧道设计指导者:(姓名) (专业技术职务)评阅者:(姓名) (专业技术职务)····年··月毕业设计说明书(论文)中文摘要本毕业设计题目是徐州九里山隧道设计,该隧道横跨东西走向的九里山,隧道设计为全长200m、设计时速为100km/h的双向六车道公路隧道。
本设计的主要任务有以下几种:①隧道断面及内轮廓的设计;②隧道洞门形式的确定及验算;③隧道衬砌结构设计及相应的配筋设计;④隧道通风照明及防排水设计;⑤隧道的施工组织设计。
本隧道的围岩主要为Ⅱ类围岩为主,属于石质隧道,开挖采用全断面开挖方式。
隧道采用双洞式单向三车道分开施工,平面设计为直线,纵坡采用单面坡,坡度为2%,隧道断面为拱形曲墙式断面,以端墙式为洞门形式,隧道整体采用复合式衬砌,选用HRB335钢筋作为衬砌的配筋。
通风采用SDS-900型的射流风机进行机械通风,隧道洞内外均设置高压钠灯照明,以防排截堵综合治理为理念综合设计防排水系统。
关键字九里山隧道,洞门设计,Ⅱ类围岩,复合式衬砌,通风与照明设计,防排水系统设计毕业论文外文摘要Title D e s i g n o f J i u l i s h a n Tu n n e l i n X u z h o uAbstractThe title of this graduation project is the design of Jiulishan Tunnel in Xuzhou, which spans Jiulishan in east-west direction. It is a two-way six-lane highway tunnel with a designed total length of 200m and a designed speed of 100km/h. The main design contents of this design are as follows: ①The design of tunnel section and inner contour; ②Determination and checking calculation of tunnel portal form; ③Tunnel lining structure design and corresponding reinforcement design; ④Ventilation lighting and waterproof and drainage design of tunnel;⑤Tunnel construction organization design. The surrounding rock of this tunnel is mainly Class II,which belongs to stone tunnel, and the excavation adopts full-section excavation method. The tunnel adopts double-hole unidirectional three-lane separate construction, the plane design is straight line, the longitudinal slope adopts single-side slope, the gradient is 2%, the tunnel section is arched curved wall section, the end wall type is the portal form, the whole tunnel adopts composite lining, and HRB335 steel bar is selected as the reinforcement of the lining. SDS-900 jet fan is used for mechanical ventilation. High-pressure sodium lamps are installed inside and outside the tunnel for illumination, so as to comprehensively design the waterproof and drainage system based on the concept of comprehensive treatment of prevention of drainage, interception and blockage.Keywords jiulishan tunnel, cave gate design, class ii surrounding rock, composite lining, ventilation and lighting design, design of waterproof and drainage system目录1 概述 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 工程设计范围 (1)1.3 主要设计原则及标准 (1)2 工程地质概况 (2)2.1 地形地貌 (2)2.2 气候条件 (2)2.3 地层岩性 (2)2.4 地质构造 (2)2.5 水文地质条件 (2)2.6 围岩等级 (3)3 隧道总体设计 (3)3.1 一般规定 (3)3.2 隧道位置选择 (3)3.3 隧道线性设计 (3)3.4 隧道纵断面设计 (4)3.5 隧道横断面设计 (4)3.6 隧道建筑限界 (4)3.7 隧道内轮廓断面优化 (5)4 隧道洞门 (6)4.1 洞门形式的确定 (6)4.2 计算参数和洞门各部尺寸的拟定 (6)4.3 洞门计算 (9)4.3.1 洞门土压力计算 (9)4.3.2 抗倾覆验算 (11)4.3.3 抗滑动验算 (12)4.3.4 基底合力偏心距验算 (13)4.3.5 墙身截面偏心距及强度验算 (13)5 围岩衬砌结构设计 (14)5.1 参数确定 (14)5.2 初期支护 (14)5.3 围岩的荷载确定 (15)5.4 Ⅱ级围岩衬砌几何要素 (16)5.5 半拱轴线长度s及分段轴长∆s (16)5.6 各分块接缝中心几何要素 (17)5.7 位移计算 (20)5.7.1 单位位移的计算 (20)5.7.2 主动荷载在基本结构中引起的位移—载位移 (20)5.7.3 单位弹性抗力及其摩擦力引起的位移—载位移 (24)5.7.4 弹性地基上的刚性梁(墙底)位移 (28)5.8 解力法方程 (28)5.9 被动荷载和主动荷载分别产生的衬砌内力的计算 (30)5.10 求解最大抗力值 (31)5.11 计算衬砌总内力 (32)5.12 验算衬砌截面强度 (33)5.13 衬砌结构内力图 (34)6 Ⅱ级围岩衬砌配筋计算 (34)6.1 基本参数 (34)6.2 最大正弯矩作用下配筋的计算 (35)6.3 最大负弯矩作用下配筋的计算 (38)6.4 验算裂缝宽度 (40)6.5 小结 (42)7 隧道通风设计 (44)7.1 通风方式的确定 (44)7.2 基本条件 (44)7.3 设计需风量 (45)7.4 通风设计 (49)8 隧道照明设计 (56)8.1 基本条件 (56)8.2 隧道照明设计 (56)8.2.1 入口段照明 (56)8.2.2 中间段照明 (59)8.2.3 洞外引道路段 (59)8.3 灯具布置计算 (59)9 防水与排水设计 (62)9.1 防排水总则 (62)9.2 防水 (62)9.3 排水 (65)9.3.1 外环截水沟 (66)9.3.2 隧道衬砌排水系统设计 (66)9.3.3 洞口防排水 (67)10 隧道施工组织设计 (67)10.1 隧道洞口施工 (67)10.2 隧道洞身施工 (68)10.3 安全及环保要求 (74)结论 (76)致谢 (77)参考文献 (79)1 概述1.1 设计依据(1)《公路隧道设计规范》JTG 3370.1-2018(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004(3)《隧道工程防水技术规范》CECS 370:2014(4)《公路隧道照明设计细则》JTG/T D70/2-01-2014(5)《城市道路照明设计标准(CJJ45)》(6)《公路隧道通风照明设计规范》JTJ 026.1-1999(7)《混凝土结构设计规范》GB 50010-20101.2 工程设计范围(1)隧道横纵断面设计(包含隧道内轮廓图、建筑限界);(2)隧道洞口位置的选择以及洞门的形式的确定和参数设计;(3)隧道Ⅱ类围岩衬砌结构的设计与计算,以及设计相关的验算;(4)绘制隧道Ⅱ类围岩衬砌结构图及结构配筋图;(5)隧道衬砌结构的配筋选型与裂缝宽度的验算;(6)隧道机械通风设计;(7)隧道南北洞口照明设计;(8)隧道防水与排水系统设计;(9)隧道施工方式的选择及其施工组织设计。
浅谈隧道洞门选择及洞门验算浅谈隧道洞门选择及洞门验算【摘要】本文针对隧道,根据上步对地质地貌,水文特点,工程概况的了解。
选择出合适的隧道洞门结构和位置,并确定隧道的进口、出口里程及开挖线。
其中比较重要的是对隧道洞门结构尺寸的确定及验算。
【关键词】隧道洞门选择验算1前言在地下工程的广泛范围中,用以保持地下空间作为交通孔道的,称之为“隧道”。
隧道端部外露面一般都修筑为保护洞口和排放流水的挡土墙式结构,称为洞门。
洞门的选择是隧道整体的首要任务。
现以新平湾隧道为例进行说明。
2设计背景及地质水文特征2.1工程概况隧道位于低山丘陵区。
地形陡竣,沟梁相间,山间沟谷多呈“U”型,沟谷中现已开恳为稻田,多呈阶梯状分布,海拔高程为200~230m,相对高差20m~40m,山体自然坡度约50°,山坡坡面处植被茂密。
隧道总长为51m该隧道洞身位于V级围岩。
隧道进口因北线线相隔,交通不便;隧道出口位于陡坡,交通非常不便。
.最大季节冻土深度为5cm,年最大降雨量1369.7mm。
2.3工程地质特征工点范围内地层为第四系全新统洪积的粉质黏土;下伏白垩系砾岩夹砂岩。
岩性详述如下:1.粉质黏土(Q4pl1):分布于山坡坡脚及山间沟谷中,厚0.5~4m。
灰黄色2.砾岩夹砂岩(KCg+Ss):在山坡处出露地表,在沟谷中下伏于粉质黏土之下。
紫红色夹棕红色,碎屑结构,层状构造,节理较为发育。
注:因砾岩及砂岩胶结较差,抗风化能力较差,均按强风化层考虑。
工点内沿山体坡面处据调查未发现地下水出露。
山间沟谷中为季节性流水沟,勘测期间沟谷中地表径流较小,主要是稻田灌溉水。
沟谷中地下水水位埋深0~2m,属第四系松散层中的孔隙水,水量丰富,水质较好,其补给来源主要为稻田灌溉水及大气降水。
水质较好,对圬工无侵蚀性。
3洞门选择及检算。
绪论随着我国铁路建设事业的蓬勃发展,铁路隧道已经越来越得到国家的重视。
在贯穿我国山区的新建铁路线上,修建了大量的隧道,使我国铁路隧道的座数和总延长量,都跃居为世界各国的前列,同时还积累了丰富的经验,拥有了较先进的技术,也为铁路隧道的设计提供了大量的资料和数据。
近年来计算机技术的发展,对隧道的发展注入了活力,越来越多的新型技术被用于隧道工程的实践中,如:隧道的管线位移应力应变分析可以考虑采取数值模拟,把隧道与管线当作一个系统考虑——将隧道施工与管线的变形作为一个整体计算。
这样就可以通过采用不同的单元模拟不同土体、管-土接触关系、管线类型以及考虑不同的隧道施工方法等,从而实现对“隧道-管线”的整体分析。
以及许多隧道的维护、整治和科研中计算机都成来一件有力的武器,隧道事业的脚步是越来越快,超长隧道、电气化隧道被人类更多的关注。
隧道工程的理论方面,分析结构内力的方法,已经从结构力学的计算转到以矩阵分析的方式用计算机计算,并进一步用有限元方法进行分析;从不地层压力视为外力荷载,到把围岩和支护结构组成受力统一体系的共同作用理论;从过去认为地层为松散介质,进行考虑岩体的弹性、塑性和黏性,以及各种性质的转变,拟出各种能进一步体现岩性的模型,进行受力的分析;在隧道的设计计算理论中已经引入了不确定性的概念,现在正向可靠度设计过渡。
本文首先,通过该地区的地质、地形条件确定隧道的位置及控制高程,结合一些实际条件计算绘制边、仰坡的开挖线的有关数据并在地形图上绘制开挖线、做纵断图;然后,根据地质条件和围岩级别选择合适的隧道洞门,查阅相关资料进行稳定性检算,以便确定洞门能否合格;接下来,根据洞门和地下水情况确定合适的隧道衬砌,并依照计算程序进行衬砌强度检算,看是否符合规范要求,如果不合格通过调整必要的资料来重新检算;最后,按照以上设计进行施工组织设计,安排施工进度及主要施工方法,合理调配施工机械设备,还要组织有效的质量保证措施及安全保证措施,这样就完成本设计的主要内容。
绪论 (2)第一章隧道位置的选择及纵断面设计 (3)第一节隧道位置的选择 (3)第二节隧道纵断面设计 (3)一、坡道形式 (3)二、坡度大小 (4)三、坡段长度 (4)第二章洞门的选择及稳定性检算 (6)第一节洞口位置的选择 (6)一、选择洞口位置的原则 (6)二、用作图法确定进洞里程和洞口边、仰坡开挖线 (8)第二节洞门的选择及其稳定性检算 (10)一、洞门选择 (10)二、洞门强度及稳定性检算 (10)第三章衬砌形式的选择及强度检算 (22)第一节曲线隧道净空加宽 (22)一、加宽原因 (22)二、加宽值的计算 (23)第二节铁路隧道衬砌的形式及适用条件 (23)一、隧道衬砌形式 (23)二、隧道衬砌的构造要求 (26)第三节隧道衬砌强度计算 (27)一、隧道衬砌结构类型的选择 (27)二、隧道衬砌结构的检算 (27)第四节隧道的防排水措施及其它设备 (52)一、隧道防排水措施防水 (52)二.道床及轨道形式 (52)三、通风照明和供配电 (53)第四章新烧坡岭隧道施工组织设计 (54)第一节施工总原则 (54)一、工程概况 (54)二、施工原则 (55)第二节主要工程项目施工 (56)一、主要工程项目施工方法 (56)二、主要工程项目施工工艺 (65)三、施工主要机械设备 (69)第三节施工要求及保证措施 (69)一、施工进度安排 (69)二、质量目标 (70)三、质量标准: (70)四、质量保证措施 (74)五、安全保证措施 (75)结束语 (78)致谢 (79)主要参考文献 (80)附录 (81)附图1:新烧坡岭隧道进口平面图附图2:新烧坡岭隧道出口平面图附图3:新烧坡岭隧道进口开挖线示意图附图4:新烧坡岭隧道出口开挖线示意图附图5:新烧坡岭隧道纵断面图附图6:新烧坡岭隧道洞门图附图7:新烧坡岭隧道VI级围岩衬砌图附图8:新烧坡岭隧道V级围岩衬砌图绪论为了达到各种不同的使用目的,在山体内或地面下修建的建筑物,统称为“地下工程”。
在地下工程中,用以保持地下空间作为运输孔道的,称之为“隧道”。
众所周知,我国是一个多山国家,特别是我国的西部大部分是山区,地势起伏,山峦纵横,铁路穿越这些地区时,往往会遇到高程障碍。
而铁路限坡平缓,无法拔起所需要的高度,同时,限于地形又无法绕避,这时,开挖隧道直接穿山而过最为合理。
它既可使线路顺直,避免许多无谓的展线,使线路缩短,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,尤其是在山区铁路线上,隧道的方案常为人们所选用,修建的数目也越来越多。
以交通为用途的隧道,两端均从地面引入。
隧道端部外露面,一般都修筑为保护保护洞口和排放水的挡土墙式结构,称之为“洞门”。
如果洞口容易坍塌或有落石的危险时,还要在洞门和洞身间修筑明洞。
洞身衬砌、洞门和明洞组成了隧道的主体支护结构,作用是保持岩体的稳定和行车的安全。
此外为了保证隧道的正常使用,还需设置一些附属建筑物。
隧道的附属建筑物是为了运营管理、维护养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等而修建的,包括:避车洞、边仰坡、排水天沟、防排水设备,通风系统等。
隧道的主体支护结构和隧道的附属建筑物组成了隧道建筑物。
隧道的发展历程与人民的生活水平和生产能力密切相关。
古代的隧道都是修筑在可以自身稳定而无须支承的岩层里,靠人的双手和原始的简单工具开挖。
一座隧道往往需要十几年或几十年的漫长时间才能完成。
自从发明安全炸药以后,人们就用爆破的方法取代了人工挖掘。
机械钻孔出现以后,又进一步以钻机钻取炮眼,取代人力捶击钢钎这种落后的方式。
混凝土这一建筑材料出现后,支护坑道的方法就由砌筑的砖块结构改为就地浇灌的混凝土衬砌。
铁路的兴起,推动了铁路隧道的发展。
许多国家都在铁路跨越山岭的地方以隧道方式穿过,有效的改善了铁路线路的技术条件,提高了运输能力。
以后由于贸易的发展,国际间内河交通日趋联系密切,于是航运隧道也应运而生城市交通越来越繁忙以致经常堵塞,又出现了地下铁道。
建国之初,我国正处于国民经济恢复时期。
在短短的三年之内,有关部门把全国原有铁路线上被破坏和发生病害的隧道都一一进行了修复。
在成渝线上修复了13座隧道,在宝天线上改建了136座隧道,并完成了天兰线上的48座隧道,把当时支离破碎、断断续续的铁路基本修整完好。
目前,我们修建隧道的技术日趋成熟,在克服不良地质的困难条件方面,已经取得了修建各种隧道的主动权。
在海拔5070m的高原上修建了全长1338m的风火山铁路隧道,该隧道轨面标高为4905m;在零下40摄氏度的严寒地区修建了枫叶岭隧道;在黔桂线上,克服了20003m/h大量涌水的困难,修建了长沙隧道;在贵昆线上,面对瓦斯量达603m/h的威胁,修成了岩脚寨隧道。
实践证明,我国已经能够在各种不良地质条件下修建隧道了。
随着经济的不断发展,今后应当加强隧道环境和地质的现场量测及实验室的试验,以便于各种不同性质的围岩能模拟出较为符合实际的计算模型和计算理论;施工方面要进一步提高开挖技术和支护方法,配备完善的施工机械,以目前的半机械化程度,提高到全机械化,再进一步达到洞内无人,洞外遥控的高度安全化;要提倡采用科学的管理方法,用调查的信息,制订施工计划,又用实测的信息反馈不断调整计划,达到最优方案,实现质量高、进度快、浪费少、造价低的目的。
总之,认识事物并改造事物使之为人类服务是我们责无旁贷的责任,只要我们不断的去实践,不停的向前探索,就一定会把隧道的建设事业推向前进。
第一章隧道位置的选择及纵断面设计第一节隧道位置的选择隧道位置与线路是互为相关的。
在一般的情况下,当一段线路的方案比选一旦确定以后,区段上隧道的位置就只能依从于线路的位置大体决定,最多是上、下、左、右很小幅度内作些小的移动而已。
但是,如果隧道很长,工程规模很大,投资很多,工期时间很长,技术上也有一定的困难,属于本区段的重点控制工程时,那么这一区段的线路就得依从于所选定的最优位置,然后线路以相应的引线凑到隧道的位置上来。
所以,隧道位置的选定是与线路的选定同时考虑的,不可分开考虑。
要选择好隧道线路位置,一般来说,主要应对沿线的地形、地质作详尽的了解,充分掌握这两方面的资料,认识它们之间的内在联系,分清主次,统筹研究,处理好近期与远期、隧道工程与其它工程的关系,就可以选择出较为理想的隧道线路位置和恰当的隧道进出口位置。
第二节隧道纵断面设计为了保证隧道内列车能安全平顺地行驶,机车能够牵引足够的列车重量,同时考虑将隧道内的水顺利排出洞外以及通风要求等因素,必须对隧道内线路的纵断面进行合理地设计。
隧道纵断面设计隧道内线路坡的主要内容包括选定道形式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接等。
一、坡道形式隧道处于地层之内,除了地质有变化以外,线路的坡形本来不受什么限制,用不着采用复杂多变的形式。
一般可采用简单的单坡形或不复杂的人字坡形,如图1-1所示。
(a)单坡形(b)人字坡形图1、1 坡道形式单坡多用于线路的紧坡地段或是展线的地区,因为单坡可以争取高程,拔起或降落一定的高度。
人字行坡道多用于长隧道,尤其时越岭隧道。
因为越岭无需争取高程,而垭口两端都是沟谷地带,同是向下的人字形坡道,正好符合地形条件。
两种不同的坡形适用在不同的隧道,设计时应结合隧道所在地段的地形、工程地质与水文地质、线路纵断面、牵引类型、隧道长度、施工条件、运营要求等具体情况全面考虑。
二、坡度大小对于线路来说,考虑到运营效率,应具有良好的行车条件,线路的坡度以平坡为最好。
但是,天然地形是起伏不定的,为了能适应天然地形的形状以减少工程数量,需要随着地形的变化设置与之相适应的线路坡度。
但坡度不能太大,若坡度超过了线路最大允许的限制坡度,机车的牵引能力达不到,不是列车爬不上去,就是必须减轻列车的牵引重量。
所以设计坡度时,注意应不超过限制坡度限i 。
如果在平面上有曲线,还需为克服曲线的阻力,再减去一个曲线的当量坡度。
即曲限允i i i -=式中 允i ─设计中允许采用的最大坡度;限i ─按照线路等级规定的限制最大坡度;曲i ─曲线阻力折算的坡度折减量;三、坡段长度隧道内的线路坡段也不宜太短,因为坡段太短就意味着变坡点多而密集,列车行驶就不平稳,司机操纵要随时调整。
当列车经过变坡点时,受力情况也跟着变化,车辆间会发生相互的冲撞,产生附加力和附加加速度。
如果坡段太短,一列车在行驶中,同时跨越两个变坡点,车体、车钩都在同时受到不利的影响,有时会因此发生事故。
另外,如果隧道内坡度变化甚多,也将给施工和运营养护增加困难。
所以,从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发,隧道内坡段长度最好不小于列车的长度,考虑到长远的发展,坡段长度最好不小于远期到发线的长度。
对于凸形纵段面的分坡平道,当货物列车以接近计算速度通过时,允许分坡平道长度缩短至200m 。
坡段长最小为200m 。
本设计中的隧道坡道为单坡形,因为本隧道的坡段为233米,可以单口掘进,而且施工及测量都比较方便。
坡度为6‰,因为坡度超过了线路最大的限制坡度,机车的牵引力达不到。
另外,坡段太长列车有停车或出现车轮打滑的情况;太短的话,就意味着变破点多而密,列车行驶不稳,司机操纵要随时调整。
第二章洞门的选择及稳定性检算第一节洞口位置的选择一、选择洞口位置的原则隧道的位置确定以后,隧道的长度是由它的两端洞口位置来决定的。
而隧道的造价大小和施工难度在很大程度上是与其长度密切相关的。
一般情况下,隧道进洞以前,总要有一段引线路堑。
当路堑深度达到一定程度时就开始进洞。
因此,决定洞口位置实质上就是决定从引线路堑转为隧道最适宜的转换点。
隧道洞口位置选择恰当,隧道和路堑的安全稳定程度就高,总的造价也最合理。
反之,选择得不恰当。
就会产生路堑边坡坍塌、崩解,隧道上方的仰坡滚石掉块,危及行车安全。
必要时,还得花较多的费用接修明洞。
所以,洞口的位置应审慎比较而决定。
确定隧道洞口位置时,应当结合地形特征、地质和水文地质条件、施工技术、运营条件以及附近相关工程,全面考虑,详细比较决定。
而其中最主要的是考虑边坡的稳定和仰坡的安全,其次才是经济因素。
过去为了节省投资,从经济方面考虑得多一些,把隧道洞口位置选定在所谓隧道与明堑的等价点上。
认为明堑造价一般都是低于隧道造价的。
但是每米的明堑造价是随着明堑的挖深增大而显著增大的。
当明堑挖深达到某一程度,其每米造价已上升到与每米隧道的施工与运营换算造价相等时,就是明堑转入隧道最经济合理的地方。
这样单纯从经济观点来判断的方法,往往定出的隧道偏短,洞口缩在山体以内很深,明堑挖深很大,边坡及仰坡很高。
施工时,常易发生塌方。
行车后,又常滚石掉块,危及行车。
最后不得不再修明洞来接长隧道。
与最初愿望相反。
节省不了工程费用发到加倍耗费投资,还对施工和运营造成后患。