【正文】 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文）鐵路隧道施工組織設計畢業(yè)論文緒 論隨著我國鐵路建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展，鐵路隧道已經(jīng)越來越得到國家的重視。在貫穿我國山區(qū)的新建鐵路線上，修建了大量的隧道，使我國鐵路隧道的座數(shù)和總延長量，都躍居為世界各國的前列，同時還積累了豐富的經(jīng)驗，擁有了較先進的技術(shù)，也為鐵路隧道的設計提供了大量的資料和數(shù)據(jù)。近年來計算機技術(shù)的發(fā)展，對隧道的發(fā)展注入了活力，越來越多的新型技術(shù)被用于隧道工程的實踐中，如：隧道的管線位移應力應變分析可以考慮采取數(shù)值模擬，把隧道與管線當作一個系統(tǒng)考慮——將隧道施工與管線的變形作為一個整體計算。這樣就可以通過采用不同的單元模擬不同土體、管－土接觸關(guān)系、管線類型以及考慮不同的隧道施工方法等，從而實現(xiàn)對“隧道－管線”的整體分析。以及許多隧道的維護、整治和科研中計算機都成來一件有力的武器，隧道事業(yè)的腳步是越來越快，超長隧道、電氣化隧道被人類更多的關(guān)注。隧道工程的理論方面，分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法，已經(jīng)從結(jié)構(gòu)力學的計算轉(zhuǎn)到以矩陣分析的方式用計算機計算，并進一步用有限元方法進行分析；從不地層壓力視為外力荷載，到把圍巖和支護結(jié)構(gòu)組成受力統(tǒng)一體系的共同作用理論；從過去認為地層為松散介質(zhì)，進行考慮巖體的彈性、塑性和黏性，以及各種性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，擬出各種能進一步體現(xiàn)巖性的模型，進行受力的分析；在隧道的設計計算理論中已經(jīng)引入了不確定性的概念，現(xiàn)在正向可靠度設計過渡。本文首先，通過該地區(qū)的地質(zhì)、地形條件確定隧道的位置及控制高程，結(jié)合一些實際條件計算繪制邊、仰坡的開挖線的有關(guān)數(shù)據(jù)并在地形圖上繪制開挖線、做縱斷圖；然后，根據(jù)地質(zhì)條件和圍巖級別選擇合適的隧道洞門，查閱相關(guān)資料進行穩(wěn)定性檢算，以便確定洞門能否合格；接下來，根據(jù)洞門和地下水情況確定合適的隧道襯砌，并依照計算程序進行襯砌強度檢算，看是否符合規(guī)范要求，如果不合格通過調(diào)整必要的資料來重新檢算；最后，按照以上設計進行施工組織設計，安排施工進度及主要施工方法，合理調(diào)配施工機械設備，還要組織有效的質(zhì)量保證措施及安全保證措施，這樣就完成本設計的主要內(nèi)容。通過這次設計不僅培養(yǎng)了我們獨立思考問題的能力，也給我們在以后的工作中提供了扎實的理論基礎(chǔ)。第一章 隧道位置的選擇及縱斷面設計第一節(jié) 隧道位置的選擇第二節(jié) 隧道縱斷面設計隧道宜設在直線上，應盡量采用較大的曲線半徑，并盡量避免設在反向曲線上。為了保證隧道內(nèi)列車能安全平順地行使，機車能夠牽引足夠的列車重量，同時考慮將隧道內(nèi)的水順利排出洞外以及通風要求等因素，必須對隧道內(nèi)線路的縱斷面進行合理地設計。隧道縱斷面設計的主要內(nèi)容包括選定隧道內(nèi)線路坡道形式、坡度大小、坡段長度和坡段間的銜接等。一、 坡道形式二、 坡度大小三、 坡段長度第二章 洞門的選擇及穩(wěn)定性檢算第一節(jié) 洞口位置的選擇一、 選擇洞口位置的原則根據(jù)陳家院子隧道位置的具體情況，確定洞口位置如下：地質(zhì)條件：巖層由二層組成，、中密飽和的石質(zhì)的灰?guī)r，由沙粘土充填。鈣質(zhì)膠結(jié)、細晶結(jié)構(gòu)質(zhì)堅硬性脆，節(jié)理發(fā)育、節(jié)理面見方解石脈。圍巖等級：由地質(zhì)條件確定，巖層為較破碎的軟巖，所以可確定為Ⅳ級圍巖。 二、 用作圖法確定進洞里程和洞口邊、仰坡開挖線當線路的方向確定后，可采用作圖法來確定進洞里程和邊、仰坡開挖線。（一） 進洞里程的確定在洞口地形平面圖上用作圖法確定進洞里程：在洞口地形平面圖上找出控制等高線。選定仰坡的極限開挖高度H在隧道縱斷面地質(zhì)圖上粗略地擬定進洞位置，定出進洞的路基標高，則控制等高線標高為：H路=2246(++)==+=2250m為了在洞口地形平面圖上查找方便， 可取整數(shù)（但要保證開挖高度H在極限范圍內(nèi)），所以選H=18m。在預先選定的洞口附近，以洞門墻寬度B為距離，作對稱于線路中心線的平行線Ⅰ－Ⅰ和Ⅱ－Ⅱ，由標準圖得洞門墻寬度。以仰坡坡腳至開挖高度控制點的水平距離d 為半徑，用分規(guī)沿Ⅰ－Ⅰ（或Ⅱ－Ⅱ）線移動，找出與控制等高線相切于a點(即控制點)的圓心o。其中d值可根據(jù)洞門構(gòu)造圖及仰坡坡率m求出，即d＝(H－h(huán))m=[(+)1]=，其中h為路基面至仰坡坡腳的高度，H是仰坡的極限開挖高度。過o點作線路中心線的垂線oo。以洞口里程至仰坡坡腳的的水平距離b=++(+)=（由洞門圖查得），作oo線的平行線pp,則pp線為洞口里程位置。圖21 洞口里程的確定 同理可確定： 出洞：H路== H= H控=+=2250m d=[(+)]= b=隧道長度DK431+065DK429+610=1455m在實際設計中，若有幾個控制點時，可根據(jù)“早進晚出”的原則，綜合考慮洞口附近的地形、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，經(jīng)詳細比較，才能最后確定洞口位置的最佳方案。(二) 繪制隧道洞口邊、仰坡開挖線為了布置洞頂排水設施和洞口附近其它建筑物，需要定洞口邊、仰坡開挖范圍，在洞口地形平面圖上繪制邊、仰坡開挖線（即路塹邊坡坡面及洞門仰坡坡面與地面的交線）。洞門位置確定后，可計算仰坡坡腳標高，= H路+（++）=+=，仰坡坡率為m=1, 即可計算各等高線距仰坡坡腳的水平投影距離：=()1= =()1= =()1= =()1=邊坡坡腳標高為H邊=H路=,邊坡坡率為n=1,即可計算邊坡坡腳的水平投影距離：=()1= =()1= =()1= =()1= =()1= 繪制邊、仰坡開挖線如圖21： 圖22邊、仰坡開挖線第二節(jié) 洞門形式的選擇一、 洞門結(jié)構(gòu)的構(gòu)造 洞門是用以保護洞口、排放流水并加以建筑裝飾的支擋結(jié)構(gòu)物。它聯(lián)系襯砌和路塹，是整個隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分，也是隧道進出口的標志。對于鐵路隧道，隧道的場地就是其進出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標高線交點之間的距離。此外，洞門是隧道的咽喉，也是隧道的外露部分，在保證安全的同時，還應根據(jù)實際情況，選擇適合的洞門形式，并應適當進行洞門美化和環(huán)境美化。洞門的作用有以下幾方面：根據(jù)洞口地形、地質(zhì)及襯砌類型等不同的情況和要求，洞門結(jié)構(gòu)主要有以下兩大類型：—隧道門指修建在不設明洞的隧道洞口的支擋結(jié)構(gòu)物，包括環(huán)框時洞門、短墻式洞門、翼墻式洞門、柱式洞門、臺階式洞門、斜洞門和耳墻式洞門等?！鞫撮T主要配合明洞結(jié)構(gòu)類型設計，明洞有拱形明洞和棚洞之分，相應明洞門也分拱形明洞門和棚式明洞門兩大類。棚式明洞門并不單獨設置，通常在棚洞洞口端橫向頂梁上加設端墻，以攔截落石，避免其墜入線路影響行車安全。二、 洞門形式的選擇根據(jù)陳家院子隧道所處地段的地質(zhì)、地形及水文條件，選擇耳墻式隧道門比較合適。耳墻式洞門即帶耳墻的翼墻式洞門，它是工程實踐中總結(jié)、提高和發(fā)展起來的一種洞門類型。翼墻式洞門洞口開挖范圍較窄，可節(jié)約土石方，減少圬工量；惟其形式似大涵洞，墻頂雖有水溝，因截水面小作用不大，端墻范圍外仰坡坡面匯水只能通過沿翼墻背后的坡面流下，導致坡面長期受水沖刷，易出現(xiàn)溝槽，養(yǎng)護部門不得不將邊坡全面鋪砌。為改進其不足，后多將翼墻式洞門端墻兩側(cè)各接出一個耳墻至邊坡內(nèi)，呈帶耳墻的結(jié)構(gòu)，形成耳墻式洞門。這種洞門結(jié)構(gòu)形式對于排泄仰、邊坡地表匯水，阻擋洞頂風化剝落體，效果良好，并可大大減少對坡面的沖刷，洞口顯得寬敞，結(jié)構(gòu)式樣比較美觀，而且對于邊、仰坡坡度不一致的洞口，設計時亦便于處理。設計這種洞門是因為它適用、經(jīng)濟、美觀。第三節(jié) 洞門檢算一 、 基本計算數(shù)據(jù)仰坡率： 巖體內(nèi)摩擦角：內(nèi)軌面至路基面高： 襯砌加寬值：巖土容重： 圬工計算容重：基底容許壓應力：基底摩擦系數(shù)：墻身仰角：查表得： 二、洞門尺寸的擬定,按規(guī)范要求作洞門正面主要尺寸圖2．按工程類比初選洞門主墻厚b=，翼墻厚1米。圖23 洞門圖（cm）三、翼墻穩(wěn)定性和強度檢算翼墻計算條帶為洞門端墻墻趾前之翼墻寬1米的條帶，如圖圖24翼墻、端墻側(cè)面圖(cm)計算高度：翼墻墻身偏心距檢算：（1）、墻背主動土壓力： （2）、傾覆力矩（對B點）： （3）、穩(wěn)定力矩： 自重： 穩(wěn)定力矩： （4）、偏心計算： （合格）（5）、墻身應力計算： 四、端墻的檢算檢查端墻最不利的II部分： 尺寸及數(shù)據(jù)： （） 則： 主動土壓力： 傾覆力矩：穩(wěn)定力矩： 五、 端墻與翼墻共同作用檢算尺寸計算共同作用部分的寬度（見Ⅲ部分）b =+=H+ h == H== =H== KN/m主動土壓力E === 洞門端墻自重：==翼墻自重：=端墻和翼墻共同作用滑動穩(wěn)定性檢算K= ==﹥ (合格)第三章 襯砌形式的選擇及強度檢算第一節(jié) 鐵路隧道襯砌的形式及適用條件一、 隧道襯砌形式