隧道位置的选择及纵断面设计毕业论文.docx

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1、隧道位置的选择及纵断面设计毕业论文绪 论2第一章隧道位置的选择及纵断面设计1第一节隧道位置的选择1第二节隧道纵断面设计1一、坡道形式1二、坡度大小2三、坡段长度2第二章 洞门的选择及稳定性检算4第一节洞口位置的选择4一、选择洞口位置的原则4二、用作图法确定进洞里程和洞口边、仰坡开挖线6第二节洞门的选择及其稳定性检算8一、洞门选择8二、洞门强度及稳定性检算8第三章衬砌形式的选择及强度检算20第一节曲线隧道净空加宽 20一、加宽原因20二、加宽值的计算21第二节铁路隧道衬砌的形式及适用条件21一、隧道衬砌形式21二、隧道衬砌的构造要求24第三节隧道衬砌强度计算25一、隧道衬砌结构类型的选择25二、

2、隧道衬砌结构的检算25第四节 隧道的防排水措施及其它设备50一、隧道防排水措施防水50二.道床及轨道形式50三、通风照明和供配电51第四章新烧坡岭隧道施工组织设计52第一节施工总原则52一、工程概况52二、施工原则53第二节主要工程项目施工54一、主要工程项目施工方法54二、主要工程项目施工工艺 63三、施工主要机械设备67第三节施工要求及保证措施67一、施工进度安排67二、质量目标68三、质量标准：68四、质量保证措施72五、安全保证措施73结束语76致谢77主要参考文献 78附录79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

3、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级围岩衬砌图第一章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

4、。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。隧道纵断而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

5、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，而娅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

6、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加。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 允=限一曲式中i允-设计中允许采用的最大坡度；脑-按照线路等级规定的限制最大坡度；，曲-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

7、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%o,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

8、。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

9、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，

10、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。建国以来，这一教训是十分深刻的。例如，宝成线1956年洞口加方占全线的22.6%,中断行车占全线中断行车时间的59.6%。119座隧道洞口位置都有不同程度的接长，接长的洞身和加建明洞的总长度达到4000m以上。不但工程费用增加很多，而且给运营和维修带来极大的麻烦。多年实践的体会，总结出一个指导思想，即“早进晚出:意思是在决定隧道洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞

11、。这样做，虽然隧道长度稍稍长了一些，但却安全可靠得多。从全面观点出发，这样做是值得的、合理的。当然，所谓早和晚都是相对的，并不意味着进洞越早越好，出洞越晚越好。不应当盲目地把隧道定得很长很长，而是应当更着重从安全方面来考虑问题。在一般情况下，这一指导思想是符合实际的。通过实践总结出以下儿点经验：1、洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下水不太丰富的地方。避开不良地质，如落石、崩塌、滑坡、岩堆、流砂、泥石流、多年冻土、盐岩、雪崩、冰川等对结构物会造成危害的地方。如遇到不良地质地段，宜早进洞或加接明洞，还可以设柔性刚性网防护，对于有些大型危石或集中落石区，根据具体情况分别采用清除、支顶、锚杆、锚

12、索加固等措施处理，保证隧道运营安全。2、洞口不宜设在垃口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。因为，在一般情况下，境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、古坍方、冲积土等松散地质。止匕外，地面流水都汇集在沟底，再加上洞口路堑的开挖，破坏了山体原有的平衡，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，让出沟心,留出泄水的通路。3、洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构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，也应使交角不要太小，而且要有相应的补救措施，如采用斜洞门或台阶式洞门。切忌隧道中线与地形

13、等高线平行。铁路隧道设计规范规定：当地形等高线与线路中线斜交角在4560。之间，地面横坡较陡，地质条件较好(单线I山、双线III级围岩)时可采用斜交洞门，其端墙与线路中线的交角不应大于45。4、当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去。5、为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不宜使山体扰动太甚,也不宜使新开出的暴露面太大。一般情况下，各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度可参考表2-1 o表2-1洞口边仰坡控制围岩级别IIIIIIIVVVI坡率贴避1 ： 0. 31 ： 0. 5

14、1 ： 0. 51 ：0. 751 ：0. 751 ： 11 ：1.251 ：1.251 ：1.5同度(m) 152025左右2025左右 15 1820左右 15 186、若洞口附近遇到水沟或水渠横跨线路时; 应慎重处理，当线路横沟进洞时;设置桥涵净空不宜太小以免后患。当地行条件不适于设置桥涵时，应结合地形、地质情况、水流大小，经过技术经济比较，采取相应的工程措施，如扩大洞门墙顶水沟，将水引离隧道；利用明洞洞顶做过水渡槽引接；当洞顶水沟流量大，对隧道施工、运营不利时;应结合地形、地质条件，改沟排出。7、若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露，止匕时，最好不刷动原生坡面，不开挖山体。因为山体经过若干年的地质构造运动，内力已经自行调整，达到了稳定的平衡。如不扰动，它是稳定的。一旦挖开，尤其是刷方太甚，原有的平衡遭到破坏，反到会产生移动,出现坍方。所以，天然平衡不宜破坏，尽管纵坡超出了限值，仍以不动为好。此时，可以贴壁进洞，只把洞门墙留出一定的空档，用以档截小量的剥落碎块即可。8、洞口以外必须留有生产活动的场所。隧道洞口一般都在山地沟谷中，地势狭窄,而施工有许多工序是在洞外进行的，需要一定的场地。尤其是隧道不断深入，就不断地出磴，堆卸以后，地面就显得狭小。因此，在选定洞口位置时，要考虑到场地的布置。例如，需要有布置运输便道的位置，弃磴的地点，材料堆放的用地以及生产、生活的