【正文】 時速 200km 及以上鐵路隧道設(shè)計與施工方案 題　目 時速 200km 及以上鐵路隧道設(shè)計與施工一、課題研究背景隨著我國社會、經(jīng)濟的高速發(fā)展，全社會客運量和貨運量都成倍增長。鐵路在長途運輸中占有明顯優(yōu)勢。高速鐵路是現(xiàn)代化鐵路的重要標(biāo)志，隧道是關(guān)鍵的基礎(chǔ)工程之一。高速鐵路的修建為了獲得更好的線路線性，為了環(huán)保的需要，必然會出現(xiàn)大量的隧道群。目前我國大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)的鐵路建設(shè)全面展開，客運專線對隧道的工程質(zhì)量、耐久性、環(huán)境與水土保持、運營管理等提出了更高的要求。近幾年來，從引進時速 200 公里高速列車技術(shù)，到自主開發(fā)時速 350 公里、380 公里“和諧號”動車組；從京津城際鐵路運營到京滬高鐵即將開通，中國迅速跨入引領(lǐng)世界的“高鐵時代”！而我國多山的特點使得對隧道技術(shù)的研究對實現(xiàn)高鐵時代具有了更為重要的意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前各國的隧道施工方法以新奧法為主，新奧法是以噴射混凝土錨桿作為主要支護手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。新奧法是按照實際觀察到的圍巖動態(tài)的各項指標(biāo)來指導(dǎo)開挖隧道的方法。新奧法施工原則可以歸納為充分保護，并利用圍巖的自承能力；施工要點為控制爆破、錨桿支護和施工監(jiān)測；實施方法為設(shè)計、施工和監(jiān)測三位一體的動態(tài)模式。隧道的開挖方法是影響圍巖穩(wěn)定的重要因素之一。斷面開挖方法的選擇要注重開挖方法的多樣性。如開挖隧道的 TBM 法、礦山法、不是相互排斥的方法，而是可以選擇、可以組合的方法。在選擇開挖方法時，一方面要考慮隧道圍巖地質(zhì)條件，一方面要考慮坑道范圍內(nèi)巖石的堅硬程度。高速鐵路隧道大部分屬于大斷面隧道，所以開挖時應(yīng)盡量采用機械化施工，以減少人工勞動強度，加快施工速度。國內(nèi)外鐵路隧道施工機械的發(fā)展正朝著高速、高精的數(shù)控技術(shù)發(fā)展。國內(nèi)外隧道施工都充分證實了在高速鐵路隧道施工階段，重視和加強地質(zhì)超前預(yù)報，最大限度地利用地質(zhì)理論和先進的地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)，預(yù)測開挖工作面前方的地質(zhì)情況，對于安全施工、提高工效、縮短施工周期、避免事故損失都具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超前地質(zhì)預(yù)報的儀器設(shè)備也更加精密。國內(nèi)外隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)方法的發(fā)展主要經(jīng)歷了地質(zhì)法階段、超前平行導(dǎo)坑階段、超前水平鉆孔階段、無力探測法階段。目前應(yīng)用較廣的有 TSP 超前預(yù)報，和地質(zhì)雷達超前預(yù)報法。 TSP 超前預(yù)報系統(tǒng)具有適用范圍廣、預(yù)報距離長、時間短、對施工干擾小、費用少等優(yōu)點，可推斷斷層和巖石破碎帶等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、產(chǎn)狀、及巖石動力參數(shù)。地質(zhì)雷達對隧底、邊墻、隧頂外圍巖的不良地質(zhì)探測效果最好，在超前平行導(dǎo)坑中應(yīng)用可對正洞起到超前地質(zhì)預(yù)報的作用。三、本設(shè)計主要工作及方法，查閱文獻。，根據(jù)工程類比的方法，分別確定其初支結(jié)構(gòu)和形式。 “荷載 結(jié)構(gòu) ”模式計算襯砌在荷載所用下的內(nèi)力和變形，采用有限元軟件進行數(shù)值計算和分析。，采用破損階段法進行二襯結(jié)構(gòu)檢算，并繪制橫剖面圖，結(jié)構(gòu)配筋圖。，進行施工方法選擇。四、預(yù)期目標(biāo)設(shè)計得到不同圍巖級別下的隧道襯砌結(jié)構(gòu)。進行二次襯砌的結(jié)構(gòu)強度檢算并完成配筋，畫出配筋圖。完成施工方案和施工工藝的設(shè)計。五、進度計劃第 1～3 周：熟悉資料，查閱文獻，外文翻譯，寫出開題報告；第 4～6 周：結(jié)構(gòu)設(shè)計檢算并繪制相應(yīng)圖紙；第 7～9 周：施工方案及爆破設(shè)計；第 10～ 14 周：初支、防水及二襯等施工工藝設(shè)計、監(jiān)測設(shè)計；第 15 周：文整，答辯。指導(dǎo)教師簽字 時間 　　年　月日摘要合武線盧家山二號隧道是時速 350km 的高速鐵路隧道。該隧道屬于大斷面的短隧道。主要設(shè)計內(nèi)容包括：各級圍巖荷載計算、利用有限元軟件進行二襯的內(nèi)力計算、開挖方法設(shè)計、爆破設(shè)計、復(fù)合式襯砌設(shè)計、防水以及監(jiān)測等。本設(shè)計中采用了新奧法施工，盡量保護圍巖，發(fā)揮圍巖的自承能力。進口和出口段采用明挖法修建拱式明洞；洞身段 III 級圍巖段采用臺階法進行施工，爆破開挖；IV 級圍巖段采用臺階法預(yù)留核心土進行施工，機械開挖；V 級圍巖段采用了 CRD法進行施工，機械開挖，同時采用超前錨桿進行超前預(yù)支護。設(shè)計中介紹了開挖方法的具體施工流程。施工工藝方面，整個施工過程中進行監(jiān)控量測，保證施工安全和施工質(zhì)量。施工期間還采用地質(zhì)雷達法和超前鉆探取芯法進行超前預(yù)報，進一步保證了施工的安全進行。此外設(shè)計中還給出了初期支護、二次襯砌和防排水施工工藝的措施和方案。關(guān)鍵詞：高速鐵路隧道新奧法結(jié)構(gòu)計算爆破設(shè)計監(jiān)控量測Abstract,itisthehigh,maindesigncontentsinclude:calculationofdifferentsurroundingrockload,calculationofinternalforceinthesecondlining,designofexcavation,designofblasting,designofpositelinings,designofwaterproofandmonitoring,etc.NATMisadoptedinthisdesign,withthepurposeoftrytoprotectthesurroundi，stepsmethodisusedandblastingexcavation； forlevelIVsurroundingrock,threestepsreservecoresoilisusedandmechanicalexcavation。forVlevelsurroundingrock,CRDmethodisadoptedandmechanicalexcavation,meanwhile,advancedboltisbuiltovertheVlevels,theclearmethodandconstructionprocessisintroducd.ruction,monitoringmeasurementsmustconductedFrombeginningtoend,inordod,n,primarysupport,secondaryliningandwaterproofanddrainageconstructioncraftareintroduced.Keywords:HighspeedRailwaytunnelNATMStructurecalculationBlastingdesignMonitoringmeasurement目錄第 1 章 緒論 1 研究背景 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 本設(shè)計主要內(nèi)容 2第 2 章 盧家山二號隧道概況 3第 3 章 結(jié)構(gòu)計算 4 二襯結(jié)構(gòu)計算原理 4 荷載計算 4 荷載計算公式 4 荷載計算 6 襯砌內(nèi)力計算 7 二次襯砌強度檢算及配筋 11 強度檢算公式 11 強度檢算及配筋 13 隧道的結(jié)構(gòu)形式以及支護參數(shù) 14第 4 章 隧道施工 18