【正文】 中：e為均布側(cè)向壓力(kNm2)； 圍巖的計(jì)算摩擦角(kN)； Ht隧道高度(m)。按等效荷載高度計(jì)算公式如下：= （） (41)式中: Hp——隧道深淺埋的分界高度； hq——等效荷載高度，=； q——垂直均布壓力(kN/m2)； γ——圍巖垂直重度（kN/ m3)。3s39。X7386476434214150155016061620Y545442427375307430582498點(diǎn)號0s39。1939。1139。339。正線段馬蹄形隧道，由于直線地段建筑限界和曲線地段建筑限界的斷面尺寸差別不大，為了簡化計(jì)算，采用一種模板臺車進(jìn)行施工。長度可以靠改變編組來隨時變化，高度差別不大（因?yàn)槿说纳砀叨疾畈欢啵?，所以這些都不是車型的參考標(biāo)準(zhǔn)。（3）車輛限界的計(jì)算參數(shù)按其概率性質(zhì)應(yīng)分成兩大類即隨機(jī)因素和非隨機(jī)因素對非隨機(jī)因素應(yīng)按線性相加合成對按高斯概率分布的隨機(jī)因素應(yīng)采取均方根值合成將兩大類相加形成車輛的偏移量。 建筑限界 建筑限界是在設(shè)備限界基礎(chǔ)上，考慮了設(shè)備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。地鐵列車沿著固定軌道高速運(yùn)行，需要在特定的空間中運(yùn)行。（2）地質(zhì)條件很差時，特長地鐵的位置應(yīng)控制線路走向，以避免不良地質(zhì)字段；長地鐵的位置亦可能避開不良地質(zhì)地段，并與地鐵的走向綜合考慮；中、短地鐵可服從線路走向。施工效率的影響等做充分的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合論證。由于本隧道內(nèi)襯采用防水混凝土，要求在洞內(nèi)正式澆筑前，必須對添加防水劑混凝土做實(shí)驗(yàn)，尋找最佳配合比，同時確?；炷翉?qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。隧道開挖應(yīng)采用微震爆破等方法,加強(qiáng)監(jiān)測,減少施工過程中對圍巖以及已施作襯砌的擾動,盡量發(fā)揮圍巖的自身承載能力。本設(shè)計(jì)為施工前預(yù)設(shè)計(jì)，需根據(jù)施工觀測、洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查、巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場監(jiān)控測量等施工反饋信息，分析確定圍巖參數(shù)，最終確定和修改支護(hù)參數(shù)。二次襯砌施作前應(yīng)檢查噴射混凝土與圍巖是否密貼，二次襯砌施作完成后應(yīng)檢查二次襯砌背后與噴混凝土層之間是否存在空隙,一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時注漿回填。 洞身施工隧道施工應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行TB100032001《鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范》，按照設(shè)計(jì)程序進(jìn)行，開挖施工應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行新奧法原則。對于兩端洞口段地表水采用以截為主，排、堵、截結(jié)合的原則，即在洞口山坡按常規(guī)設(shè)置截水天溝，洞門頂部設(shè)排水溝，在邊墻背后設(shè)滲水盲溝，使洞內(nèi)外形成一個完整暢通的排水系統(tǒng)。輔助施工措施：1）長管棚：用于隧道新化端洞口。 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以新奧法原理為指導(dǎo)，除明洞外，各類襯砌均采用復(fù)合式襯砌。黃灰色，成分以石英、長石為主，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，中厚層－厚層狀，巖質(zhì)堅(jiān)硬，受構(gòu)造作用強(qiáng)烈，巖體節(jié)理發(fā)育。強(qiáng)風(fēng)化層，厚5～11m，IV級軟石，Ⅴ級圍巖，σ0＝400kPa；弱風(fēng)化層，IV級軟石，Ⅲ－Ⅳ級圍巖，σ0＝600kPa。詳述如下： 砂質(zhì)黃土（Q4dl3）：分布于隧道進(jìn)口，厚度3～8m，淡黃－褐黃色，土質(zhì)不均，含角礫，硬塑。－28176。（2）地質(zhì)資料采用《長沙地鐵3號線D標(biāo)段區(qū)間工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。 目的和意義 立題的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識的檢驗(yàn)和考察，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生對本專業(yè)的知識有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中能靈活的運(yùn)用所學(xué)專業(yè)的知識。 新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別在于：傳統(tǒng)方法認(rèn)為巷道圍巖是一種荷載，應(yīng)用厚壁混凝土加以支護(hù)松動圍巖。 (二)減少噪音 鐵路建于地底，可以減少地面的噪音。若果使用動力集中式，經(jīng)常會用推拉運(yùn)作。 在戰(zhàn)爭（如第二次世界大戰(zhàn)）時，地下鐵路亦會被用作工廠或防空洞。中國第一條地鐵線路始建于1965年7月1日，1969年10月1日建成通車，使北京成為中國第一個擁有地鐵的城市。當(dāng)時電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用蒸汽機(jī)車。但這條鐵路并不算成功，在數(shù)月后便關(guān)閉。其中，1號線及2號線成“十”字在河?xùn)|的五一廣場相交，3號線及4號線在大河西先導(dǎo)區(qū)成“”型相交，這4條線路成為市區(qū)骨干線。另外，城市軌道交通系統(tǒng)亦被用作展示國家在經(jīng)濟(jì)、社會以及技術(shù)上高人一等的指標(biāo)。更先進(jìn)的軌道交通系統(tǒng)能夠做到無人操控。由于地鐵行車速度穩(wěn)定，大量節(jié)省通勤時間，使民眾樂于搭乘，也取代了許多開車所消耗的能源。減少對圍巖的震動，以保全其整體性。同時要系統(tǒng)的掌握設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法，培養(yǎng)我們分析、解決問題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關(guān)設(shè)計(jì)、施工等具體實(shí)踐工作奠定基礎(chǔ)。5339。地域呈東西向長條形狀，地貌北、西、南緣為山地，東南丘陵為主，東北以崗地為主；山地、丘陵、崗地、平原大體各占四分之一。隧道洞身不穿過該土層。強(qiáng)風(fēng)化層，厚5～20m，III級硬土，Ⅴ級圍巖，σ0＝300kPa；弱風(fēng)化層，Ⅳ級圍巖，IV級軟石，σ0＝400kPa。巖性為壓碎砂巖、板巖，壓碎砂巖巖質(zhì)硬，具厚層狀構(gòu)造，錘擊即碎，呈碎塊狀，碎塊粒徑以40～60mm為主；壓碎板巖巖質(zhì)軟，易發(fā)生褶曲，具薄片狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙極發(fā)育。本隧道以20MnSiΦ22普通砂漿錨桿、噴射混凝土作為初期支護(hù)，以鋼筋混凝土作為二次襯砌，初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)置復(fù)合防水層。隧道超挖要求控制在設(shè)計(jì)回填量以內(nèi)，Ⅴ級圍巖段超挖部分采用噴射混凝土回填，Ⅲ、Ⅳ級圍巖段超挖部分采用模筑混凝土回填。隧道洞口段正式開工前應(yīng)完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，作好各種地質(zhì)情況的方案準(zhǔn)備，施工時不得大開挖而破壞山體穩(wěn)定。各類圍巖開挖要求按設(shè)計(jì)施工步驟進(jìn)行，先開挖地質(zhì)條件較差的一側(cè)，開挖后均應(yīng)立即進(jìn)行支護(hù)，二次襯砌應(yīng)在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的指導(dǎo)下澆筑。注漿一般按單管達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量作為注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)。 其他需說明的問題本隧道監(jiān)控系統(tǒng)涉及的預(yù)留洞室未做設(shè)計(jì)，其預(yù)留洞室大小及位置應(yīng)根據(jù)有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)計(jì)決定，當(dāng)預(yù)留洞室位于Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段，需要截?cái)嘀鞫闯跗谥ёo(hù)鋼拱架，在截?cái)嗵幮柙O(shè)置型鋼支撐梁，并適當(dāng)增設(shè)鎖腳錨桿。4) 本設(shè)計(jì)只能針對一般性地下滲水,施工過程中若發(fā)現(xiàn)有較大的地下涌水,則需另外采取對策5) 施工時應(yīng)注意變形縫的設(shè)置。第3章 隧道總體設(shè)計(jì)選線包括設(shè)計(jì)線路走向、線路路由、車站分布、輔助線分布、線路交叉形式、路線敷設(shè)方式等的選擇。但在施工中，由于水量較不均勻，在施工中充分考慮設(shè)計(jì)要求，以求達(dá)到更好的施工效率，%。（4）地鐵隧道內(nèi)外平，縱線形應(yīng)協(xié)調(diào)，亦滿足行車的安全、舒適要求。限界是確實(shí)地下鐵道與行車有關(guān)的構(gòu)筑物凈空大小和各種設(shè)備相互位置的依據(jù)，例如隧道的斷面尺寸、橋梁的寬窄‘都是依據(jù)限界確定的，限界越大，安全度越高，但工程量和工程投資也是隨著增加。建筑限界中不包括：測量誤差、施工誤差、結(jié)構(gòu)沉降、位移變形等因素。車輛限界應(yīng)包括下列計(jì)算要素：（1）車輛的制造誤差值；（2）車輛的維修限度；（3）轉(zhuǎn)向架輪對處于軌道上的最不利運(yùn)行位置；（4）轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相對于輪對的橫向及豎向位移量；（5）車體相對于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫向及豎向位移量；（6）車體相對于軌道線路的最不利傾斜位置；（7）車輛的空重車撓度差及豎向位移量；（8）因車輛制造載荷不對稱等引起的偏斜；（9）車輛一系懸掛及二系懸掛側(cè)滾位移量；（10）軌道線路的垂向及橫向幾何偏差磨耗維修限度及彈性變形量。B型地鐵列車：長19米，代表車型：北京、天津地鐵寬體車。 A型建筑限界根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 962003），A型隧道建筑限界應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) ；(2) A型區(qū)間直線地段矩形隧道建筑限界（2） A型區(qū)間直線地段圓形隧道建筑限界（3）； A型區(qū)間直線地段馬蹄形隧道建筑限界 建筑限界的確定 建筑限界的選擇本次長沙地鐵3號線D標(biāo)段區(qū)間隧道施工圖設(shè)計(jì)結(jié)合長沙地鐵實(shí)際情況，從客運(yùn)量預(yù)測結(jié)果等方面出發(fā)，確定采用A型建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。639。1439。2339。3s39。第4章 隧道洞身初期支護(hù)設(shè)計(jì)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》的圍巖分級是經(jīng)過長期工程實(shí)踐和地質(zhì)勘探而確定的，圍巖基本分級由巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個因素確定，而巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度分級采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法綜合確定，隧道圍巖級別應(yīng)在圍巖基本分級的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道工程的特點(diǎn)，考慮地下水狀態(tài)、初始地應(yīng)力狀態(tài)等必要的因素進(jìn)行修正。判斷：設(shè)隧道埋深為H（坑頂至路面的距離，m）HHp，隧道為深埋；HHp，隧道為淺埋。據(jù)正弦定理可得：T= (48) 將式(47)代入式(48)可得： (49) (410) (411) 式中: 側(cè)壓力系數(shù)；其他符號意義同前。顯然，這完全不同于傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)：認(rèn)為圍巖只產(chǎn)生荷載而不能承載，支護(hù)只是被動地承受已知荷載而起不到穩(wěn)定圍巖和改變圍巖壓力的作用。主張憑借現(xiàn)場監(jiān)控測試手段指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，并由此確定最佳的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參數(shù)、施工方法與施工時機(jī)。因?yàn)樵S多地下結(jié)構(gòu)形成病害和破損的重要原因之一是由襯砌的漏水造成的，特別是在飽和含水軟土地層中采用裝配式管片結(jié)構(gòu)，尤以襯砌防水這個矛盾最為突出，與工程成敗關(guān)系重大，必須予以足夠的重視。因工藝和防水要求，立模板灌注混凝土需要有一定的結(jié)硬時間（不小于8小時）不能立即承受荷載，故這種支護(hù)結(jié)構(gòu)通常都用作后期支護(hù)，在早期支護(hù)的變形基本穩(wěn)定后再灌注，或圍巖穩(wěn)定無需要早期支護(hù)的場合下使用。 軸對稱條件下噴層上圍巖壓力的計(jì)算1)端頭錨固型錨桿初期支護(hù)的錨噴支護(hù)選擇的錨桿是點(diǎn)錨式錨桿，點(diǎn)錨式錨桿可以視為錨桿的兩端作用有集中力，由此在洞壁上產(chǎn)生支護(hù)附加抗力，而在錨桿內(nèi)邊分布力為，其中為塑性區(qū)中任一點(diǎn)到洞室中心的徑向距離。當(dāng)錨桿有預(yù)拉力Q1作用時，則： (442)顯然，上述式子要求錨桿拉力小于錨桿錨固力。（3）噴層厚度t： (452)式中：為噴層的安全系數(shù)，~。為防止錨桿和圍巖一起坍落，錨桿的長度必須大于松動區(qū)的厚度，而且有一定的安全度，即要求：； (467)代入數(shù)據(jù)得：(468)10m ，滿足要求。= 即：t=70cm,滿足要求。代入計(jì)算數(shù)據(jù)，得：=，(滿足要求)。已知： (453) 由式（450）得：= (454) (455)式中：E圍巖變形模量； μ圍巖泊松比；由以上設(shè)計(jì)參數(shù)，代入式（455）得： (456) 由式（454）（440）有： (457) (458) (459) 式中：為錨桿外端位移值， (460) 為有錨桿時圍巖位移； (461) 則，式（455）為： (462)則將數(shù)據(jù)代入式（457），得： (463) 由公式（433）得有錨桿的塑性區(qū)半徑： (464)通過試算得：=，將=。（1）噴層除作為結(jié)構(gòu)起到承重作用外，還要求向圍巖提供足夠的反力，以維持圍巖的穩(wěn)定性，為了驗(yàn)證圍巖的穩(wěn)定，需要計(jì)算最小抗力以及圍巖的穩(wěn)定性安全系數(shù)。又由塑性圈與彈性圈交界面上的重分布應(yīng)力，利用該面上彈性應(yīng)力與塑性壓力相等的條件： (427) 式中：為環(huán)向應(yīng)力； p圍巖初始應(yīng)力。（3）復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)合式支護(hù)是柔性支護(hù)和剛性支護(hù)的組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，最終支護(hù)是剛性支護(hù)。從構(gòu)造上看，它有貼壁式結(jié)構(gòu)和離壁式結(jié)構(gòu)2種。 支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本作用就是保持坑道斷面的使用凈空，防止巖體質(zhì)量的進(jìn)一步惡化，和圍巖一起組成一個足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系，承受可能出現(xiàn)的各種荷載，諸如水、土壓力以及一些特殊使用要求的外荷載。3）現(xiàn)代支護(hù)結(jié)構(gòu)原理的另一個支護(hù)原則是盡量發(fā)揮支護(hù)材料本身的承載力。 (416) (417)側(cè)壓力視為均布壓力時： (418)圖 　淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載 各級圍巖壓力的計(jì)算 計(jì)算各級圍巖的hq和Hp：1圍巖級別 sVIVIII2拱部圓弧半徑r1 (m)3襯砌厚度d(m)4預(yù)留變形量e(m) 5路面至起拱線高度H1 (m)6隧道寬度 B=2r1+2d+2e(m)7