【正文】 bM E h??0 1 ( )3 ? ? ?1 kN? ? m III、穩(wěn)定力矩 yM ? ??( 2 . 0 + 2 . 1 ) 1 . 0P = 2 2 2 . 7 2 + 1 . 0 2 22= 2 2 2 . 7 2 + 4 5 . 1 0 = 2 6 7 . 8 2 k N yM ? 179。（ 1++ 179。（ +179。 18] 179。（ ）179。 179。 g?t ＝ ， g?t ＝ （ ? 取 arctg ?( / 2) 由此可得 ： arctg? ???0 . 5 2 7 3 2 7 . 8 0。 二 、 洞門強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算 洞門 強(qiáng)度 檢算的 設(shè)計(jì)參數(shù) 安康端和襄樊端洞口附近圍巖級(jí)別均為 V級(jí)，可從規(guī)范中查得檢算數(shù)據(jù)如下所示： 邊、仰坡坡度： 1： ，配合 V 級(jí)圍巖曲墻襯砌 。 = 9c =(200198)179。 = 5c =(204198)179。 = 仰坡： c1 =(199198)179。連接 a, ① ,② ,? ,即為仰坡開挖線。 = c7 =(205198)179。 = c3 =(201198)179。 繪制隧道洞口邊、仰坡開挖線 洞口里程確定以后，對安康端洞口： XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 仰坡坡腳標(biāo)高： H仰=H路+h=+=208m 邊坡坡腳標(biāo)高：邊H=198m 邊坡： d1 =(210208)179。 =. ④ 、 過 o點(diǎn)作線路中心線的垂線 oo? 。 ③ 、以仰坡坡腳至開挖高度控 制點(diǎn)的水平距離 d 為半徑，用分規(guī)沿 11(或 22） 線移動(dòng)，找出與控制等高線相切于 a 點(diǎn) (即控制點(diǎn) )的圓心 o。 可見極限開挖高度 H= 在 H〈 15m的范圍之內(nèi)。 二 、 用作圖法確定進(jìn)洞里程和洞口邊、仰坡開挖線 進(jìn)洞里程的確定 在洞口地形平面 圖上用作圖法確定進(jìn)洞里程的具體步驟為： ① 、 在洞口地形平面圖上找出控制等高線。如水量較大，上述方 法不能滿足要求時(shí)，應(yīng)修建明洞接長隧道把水引到洞頂水溝中排走。這樣，不僅施工時(shí)容易發(fā)生坍方，行車后邊坡也常常滾石掉塊，危機(jī)行車安全，最后不得不再修建明洞接長隧道。 ， 邊坡及仰坡均不宜開挖過高 。對于傍山隧道因限于地形，有時(shí)無法與等高線正交，只能斜交進(jìn)洞時(shí)，其交角不應(yīng)太小XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 （不小于 45176。一般應(yīng)采取延長隧道的方法，以解決路塹棄及排水的困難。當(dāng)隧道線路通過巖壁陡立，基巖裸露處時(shí)，最好不刷動(dòng)或少刷動(dòng)原生地表，以保護(hù)山體的天然平衡。此外，地表流水都匯集在溝底，再加上洞口路塹開挖，破壞 了山體原有的平衡，更容易引起坍方，甚至不能進(jìn)洞。 理想的洞口 位置應(yīng)該選擇地質(zhì)條件良好，地勢開闊，施工方便，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理之處。洞口位置選擇是否合理，將對隧道的施工工期、造價(jià)、運(yùn)營安全等有重大的影響。 本設(shè)計(jì)為 元和觀一號(hào) 隧道，全長 101 米，坡度為 5?， V 級(jí)圍巖。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們在畢業(yè)前最后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，是對大學(xué)本科學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。 我國內(nèi)地大多是山區(qū)，地勢起伏、山巒縱橫，鐵路穿越這些地區(qū)時(shí)，往往會(huì)遇到高程障礙。從隧道所處地質(zhì)條件可將隧道分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道；從埋置的深度來分，可以分為深埋隧道和淺埋隧道；從隧道所在的位置來分，可將隧道分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道；從隧道使用 功能即用途的不同可分為交通隧道、水工隧道、市政隧道、和礦山隧道等。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 目 錄 緒 論 ................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 隧道包括的范圍很大，且種類繁多，從不同角度來區(qū)分就有不同的分類方法。然后通過施工組織設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，有步驟的進(jìn)行施工，并在施工的過程中，隨時(shí)進(jìn)行各種測量，不斷有針對性的修正支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方案，使之更趨于合理。所以，在鐵路線上，尤其是在山區(qū)鐵路線上，隧道的方案常為人們所選用，修建的數(shù)目也越來越多。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一專業(yè)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科生綜合應(yīng) 用所學(xué)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和相應(yīng)技能，解決具體的綜合能力和創(chuàng)新能力。 洞口是隧道進(jìn)出的咽喉，又是隧道施工中的主要通道。當(dāng)然，并不是 進(jìn)洞越早越好 ，而 應(yīng)從安全等多方面比較確定。因?yàn)?，在一般情況 下，埡口 溝谷在地質(zhì)構(gòu)造上是最薄弱的環(huán)節(jié)，常會(huì)遇到斷層帶、古坍方、 沖積土等不良地質(zhì)。 坡面。對處于漫坡地形的隧道，其洞門位置變動(dòng)范圍較 大。使隧道正面進(jìn)入山體，洞口結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。 ，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道。此時(shí)，往往隧道定得偏短，明塹挖得過深，邊仰坡很高。 ，可設(shè)置拉槽開溝的橋梁或涵洞，排泄水流。 總之，隧道洞口位置的選擇，應(yīng)根據(jù)地形 、地質(zhì)條件，考慮邊坡、仰坡的穩(wěn)定，結(jié)合洞外有關(guān)工程及施工難易程度，本著“早進(jìn)晚出”的知道思想，全面綜合地分析確定。為了在平面圖上查找方便，取整數(shù) 控H =211m。 ② 、在預(yù)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 11和 22，如圖 所示 。 =. 襄樊端洞口： d=(H－ h)m =()179。 綜上，可以得到進(jìn)口里程 ZDK74+526，出口里程 ZDK74+627，故隧道全長 101m。 = 2c =(200198)179。 = c6 =(204198)179。 = 洞門地形圖上，作與洞門墻平 行相距為 d1 的 11 線交 210m 等高線于 ① 點(diǎn)，作與洞門墻相距為 d2 的 22線交 209m 等高線于 ② 點(diǎn)， ?? ，以此類推。 = d2 =(211208)179。 = 4c =(203198)179。 = 8c =(207198)179。 第二節(jié) 洞門的選擇及其穩(wěn)定性檢算 一 、 洞門的選擇 元和觀一號(hào)隧道安康端洞口和襄樊端洞口均為 V級(jí)圍巖，故可選翼墻式洞門，其標(biāo)準(zhǔn)尺寸見附圖。翼墻計(jì) 算高度： ( 0. 1 0. 5 ) / 1. 25? ? ?b y yh h h ? ? ? ? ? ? ( ) m? 最危險(xiǎn)破裂面與垂直面夾角： ? （其中 ? ＝ 45176。 23（ +）179。 22+（ ） 179。 ）179。 +） 179。 +） +179。 ） +179。（ +179。（ 1++179。（ ++++）+179。 5﹪ ＝ a＝ ()179。 ]＝ atgh tg tg??? ?? ??0 1 ?? ?? m? H H b h? ? ?10? ? ? ? H h m? ? ? ?10 9 . 6 8 0 . 8 0 1 0 . 4 8 ah tg tg??? ?4 m??? . 6 5 2 6 0 . 1 H? ? ??11? ? ?18 9. 68 0. 22 35kN m? 238. 94 / hh? ? ???2 4 0()? ? ? ?18 ( ) m? / Hhh???? 10324?? kN m? 221. 84 / 圖 端、翼 墻 共同作用墻 背應(yīng)力圖 (KPa) XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 E E E??12 H H b H h h b? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 3 1 1 0 4 1 3 111( ) ( ) ( )22 ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 . 4 8 2 1 . 8 4 1 . 7 9 8 . 8 2 ( 3 8 . 9 4 2 1 . 8 4 ) 1 . 7 9 ?? kN? ② 、 端墻自重 P=[（ ）179。 179。 179。 179。 23] 179。從襯砌施工工藝方面將隧道襯砌的形式分為以下 4類： 整體式模筑混凝土襯砌 它是指就地灌筑混凝土襯砌，也稱模筑混凝土襯砌。目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道中采用。另外，噴錨支護(hù)有效地利用了洞內(nèi)凈空，提高了作業(yè)的安全性和作業(yè)效率，并能適應(yīng)軟弱和膨脹性地層中的隧道開挖，還能用于整治塌方和隧道襯砌的裂損。地下水發(fā)育或大面積淋水地段，噴射混凝土很難成形，且即使成形，其強(qiáng)度與圍巖的粘結(jié)力無法保證，錨桿與圍巖的粘結(jié)或錨固力也極難保證，難于發(fā)揮噴錨支護(hù)所應(yīng)有的作用。因此，噴錨支護(hù)就難于阻止圍巖的迅速變形和通過噴錨支護(hù)形成可靠、穩(wěn)定的承載圈。按內(nèi)外襯的組合情況可以分為： ① 噴錨支護(hù)與混凝土襯砌； ② 噴錨支護(hù)和噴射混凝土襯砌； ③ 可縮性鋼拱架（或隔柵鋼構(gòu)拱架）噴射混凝土與混凝土襯砌； ④ 裝配式襯砌與混凝土襯砌。它既能容許圍巖有一定的變形，又能限制圍巖產(chǎn)生有害變形?？傊?，復(fù)合式襯砌是一種較為合理的結(jié)構(gòu)形式，適用于多種圍巖地質(zhì)條件，有其廣闊的發(fā)展前途。鋼筋混凝土材料主要用在洞門、明洞襯砌級(jí)地震區(qū)、偏壓、通過斷層破碎帶或淤泥、流沙等不良地質(zhì)地段的隧道襯砌中，其強(qiáng)度等級(jí)對于襯砌段不應(yīng)低于 C20，對于洞門不應(yīng)低于 C15。錨桿，錨桿的桿體易用 20MnSi，也可采用 Q235 鋼筋，縫管式錨桿宜采用 16MnSi 鋼管，亦可采用 Q235 鋼管，錨桿直徑宜為 18～ 22mm。 圖1. 車輛通過曲線時(shí)的平面圖１內(nèi)d E外d外dＯ線路中線曲線半徑Ｒ車輛軸線車輛前后轉(zhuǎn)向架間距（Ｌ＝１８ｍ）車輛長度（Ｌ＝２６ｍ） 圖 曲線地段隧道加寬 平面 示意圖 圖 曲線地段隧道加寬 橫段面 示意圖 曲線隧道中線與線路中線偏移距離 從以上計(jì)算可知，曲線隧道內(nèi)外側(cè)加寬值不同，（內(nèi)側(cè)加寬大于外側(cè)加寬），斷面 加寬后，隧道中線應(yīng)向曲線內(nèi)側(cè)偏移一個(gè) d值。隧道縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括選定隧道內(nèi)線路的坡道形式、坡度大小、坡段長度和坡段間的銜接。此外，單坡隧道兩洞口的高程差較大，由此產(chǎn)生的氣壓差和熱位差也大，能促進(jìn)洞內(nèi)的自然通風(fēng)。 (a) 單 坡形(b) 人 字坡形圖1 坡道形式 圖 坡道形式 坡度大小 對于線路來說，考慮到運(yùn)營效率，應(yīng)具有良好的行車條件，線路的坡度以平坡為最好。 另一方面，考慮到隧道排水的需要，除了最大坡度限制以外，還要限制最小坡度。而在下坡 時(shí)，由于坡段過長，制動(dòng)時(shí)間過久，將使燃油失效，以致剎車失靈，發(fā)生溜車事故。因?yàn)槠虏钐髸?huì)引起車輛間仰俯不一，車鉤受到扭力，容易發(fā)生斷鉤。 三、元和觀一號(hào)隧道防排水措施 根據(jù)工程原始地質(zhì)資料，并結(jié)合工程實(shí)際和鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，在隧道 中部 襯砌 內(nèi)部設(shè)雙側(cè)排水溝、彈簧軟管盲溝（如圖 所示）?？稍诔跗谥ёo(hù)和預(yù)留變形量之間設(shè)置一層 PVC 防水板。 圍巖較差段的襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸 5～ 10m。 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 電力牽引的隧道，其長度大于 2021m 及位于隧道群地段和車站兩端時(shí)，為了使接觸網(wǎng)有良好的工作和維修條件，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置接觸網(wǎng)補(bǔ)償下錨的襯砌段。 各種設(shè)計(jì)模型或方法各有其適用的場合，也各有自身的局限性。第二類模型又稱為現(xiàn)代的巖體力學(xué)模型，它是將支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖視為一體，作為共同承載的隧道結(jié)構(gòu)體系，故又稱為圍巖 — 結(jié)構(gòu)模型或復(fù)合整體模型。二次襯砌采用筑模臺(tái)車澆筑而成，厚度為 35cm。 式中的 ? 為圍巖重度； s 為圍巖級(jí)別 ，XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 V級(jí)圍巖 s =5； 圍巖豎向壓力 q： 1 9 18 135 .62 kN/ mq ? ? ? ? 圍巖水平壓力 e ： ?e== =四、襯砌 內(nèi)力計(jì)算： 1234567891011 121314151617181920xy21221234567891011121314151617181920212223 圖 襯砌單元?jiǎng)澐? 圖 圍巖 壓力 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 根據(jù)工程類比法采用 :初襯 20cm 厚 ,二襯 35cm 厚。 表 襯砌計(jì)算參數(shù) 節(jié)點(diǎn)數(shù) (個(gè) ) 23 襯砌容重 (kN/m3 ) 23 襯砌彈性模量 (GPa) 28 水平荷載 (kN) 豎向荷載 (kN) 水平彈性抗力系數(shù) (MPa/m) 200 豎向彈性抗力系數(shù) (MPa/m) 200 墻角支座寬度 (m) 表 計(jì)算輸入數(shù)據(jù) 結(jié) 點(diǎn) 數(shù) 襯砌 x坐標(biāo) (m) 襯砌 y坐標(biāo) (m) 彈性支撐約束 水平約束 豎向約束 轉(zhuǎn)角約束 襯砌單元厚度（ m） 1 1 0 1 1 2 0 1 1 1 3 0 1 1 1 4 0 1 1 1 5 0 1 1 1 6 0 1 1 1 7 0 1 1 1 8 0 1 1 1 9 0 1 1 1 10 0 1 1 1 11 1 1 1 1 12 1