【正文】 ) 8 土壓力系數(shù)： t g t g t g t gt g t g t g? ? ? ?? ? ? ? ???? ??( ) (1 )( ) (1 ) tg ? ? ?? ? ? ?( 0 . 5 2 7 3 0 . 1 ) ( 1 0 . 1 0 . 3 5 0 8 )( 2 7 . 8 0 4 5 ) ( 1 0 . 5 2 7 3 0 . 3 5 0 8 ) ? bEh????21 ? ? ? ? ?21 1 8 6 . 6 4 0 . 1 5 6 6 1 . 02 kN? II、 傾覆力矩： 0 11 6 2 . 1 4 6 . 6 4 1 3 7 . 5 433bM E h k N m? ? ? ? ? III、 穩(wěn)定力矩： P＝ [179。 22+（ 179。 +） XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 +179。（ +179。（ +++2/3179。 ] ＝ XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 tg ? ??1 ,故 arctg????0 . 8 3 8 . 6 6 tg tg tg tg tg tg tg tg tg tgtgtg tg tg tg tg? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ?222( 1 )( )( )( 1 )( 1 ) ( 1 ) ? 612cm363cm 圖 端墻、端墻與翼墻共同作用檢算 條帶示意圖 t g t g t g t gt g t g t g? ? ? ?? ? ? ? ???? ??( ) (1 )( ) (1 )＝ atgh tg tg??? ?? ??0 1 ?? ?? m? H b h? ? ? ? ? ? ? H h m? ? ? ?10 4 . 8 1 0 . 6 3 5 . 4 4 ah tg tg??? ?4 m??? . 6 5 2 6 0 . 1 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 H? ? ??11? ? ?18 m? / hh? ? ???2 4 0()? ? ? ?1 8 (1 . 3 0 0 . 6 3 ) 0 . 2 2 3 5kN m? / Hhh???? 10324? kN m? / b1:110hoH1b10 50 30 120a501:110 (a) (b) 圖 端墻檢算圖式 E E E??12 H H H h h? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 3 1 0 4 1 311( ) 0 . 5 ( ) ( ) 0 . 522 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?115 . 4 4 1 1 . 3 0 0 . 5 ( 5 . 4 4 1 . 3 0 ) ( 1 9 . 3 5 1 1 . 3 0 ) 0 . 522 ?? kN? 圖 端墻墻背應(yīng)力圖 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 ② 、 穩(wěn)定力矩 yM ? ? ? ? ?1P=[() 22 222 ? ? ? ? ?1 0 . 2 2 0 . 8 3 2 2 0 . 8 3 0 . 8 3 2 22? ? ? ? ? ?1+ 0 . 6 0 . 0 2 5 2 3 0 . 1 0 . 1 2 3 ] 0 . 52 =+ = ③ 、傾覆力矩 M0 H h E H h h E? ? ? ? ?0 1 0 1 1 0 4 211M ( ) ( )33 ? ? ? ? ? ?115 . 4 4 1 5 . 3 7 4 . 1 4 8 . 3 333 kN m? ? ④ 、 偏心、應(yīng)力檢算 MMP?y0C= ?? m? be C b? ? ? ? ? ? ? 0 . 2 4 0 . 3 1 0 . 3 0 . 3 322 Pebb? ??? 6(1 ) ?? ? ??6 8 . 9 4 6 0 . 3 1(1 )1 . 1 0 . 5 1 . 1 kN m? ? / aM P a M P a0 . 3 4 1 . 5[]0 . 0 9 0 . 2s= = （滿足要求） 端墻與翼墻共同作用時穩(wěn)定性檢算 ① 、 端墻墻背主動土壓力 E XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 端墻總高度為 端墻與翼墻共同作用時的計算寬度 1b 為： m BbB??1 2 ?? 2 m? b ? ? ? ?6. 96 1. 790. 5 ( ) 522﹪ m? a＝ ()179。 179。 179。模筑襯砌的特點(diǎn)是：對地質(zhì)條件的適用性較強(qiáng)，易于按需要成形，整體性好，抗?jié)B性強(qiáng)，并適用于多種施工條件， 如可用木模板、鋼模板或襯砌模板臺車等。 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 噴錨支護(hù)是目前常用的一種圍巖支護(hù)手段，適用于各種圍巖地質(zhì)條件，但是若作為永久襯砌，一般考慮在Ⅰ、Ⅱ級圍巖良好、完整、穩(wěn)定、的地段中采用。 復(fù)合式襯砌 復(fù)合式襯砌不同于單層厚壁的模筑混凝土襯砌，它把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種形式、方法、和材料施工的，也可以是不同形式、方法、時間和材料制作的。二次襯砌完成后，襯砌內(nèi)表面光滑平整，可以防止外層風(fēng)化，裝修內(nèi)壁，增強(qiáng)安全感。石料和混凝土預(yù)制塊，用強(qiáng)度等級不低于 M10 的水泥砂漿砌筑襯砌。 關(guān)于 W和 d的取值也可直接從規(guī)范表中查得。它的缺點(diǎn)是在施工階段，下坡進(jìn)洞的一端，出于上部的水自然地流向下部開挖工作面，使開挖工作受到干擾，不但需要隨時抽水外排，而且影響到電爆破的絕緣質(zhì)量；運(yùn)渣時，空車下坡重車上坡，運(yùn)輸效率低?！惰F路隧道設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，隧道內(nèi)線路不得設(shè)置為平坡，最小的允許坡度應(yīng)不小于 3?，在最冷月平均氣溫低于 5℃的地區(qū)和地下水發(fā)育的隧道宜適當(dāng)加大坡度。從安全的觀點(diǎn)出發(fā)，兩坡段間的代數(shù)差之 i? 不應(yīng)大于重車方向的限坡值 允i 。 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 50 號漿砌片石地面坡陡于1 :1. 25 3020 b 20606025 圖 天溝 圖 彈簧軟管盲溝 四 、 隧道襯砌的其他構(gòu)造要求 隧道洞口段，比隧道中段受力復(fù)雜，除了受有橫向的豎直與水平荷載以外，還受有縱向的推力荷載。 第三節(jié) 隧道 襯砌 檢算 一 、 襯砌檢算模型 目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計方法可以歸納為以下 4種設(shè)計模型： 工程類比法：參照過去隧道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法； 以現(xiàn)場量測和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè) 計方法，例如以洞周位移量測值為根據(jù)的收斂 — 約束法； 作用與反作用模型，即荷載 — 結(jié)構(gòu)模型，例如彈性地基圓環(huán)計算和彈性地基框架計算等計算法； 連續(xù)介質(zhì)模型，包括解析法和數(shù)值法。 二 、 襯砌結(jié)構(gòu)的選擇 元和觀一號隧道，圍巖級別為 V 級，所以采用噴錨支護(hù)，復(fù)合式襯砌。 由《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》可知，單線電氣化鐵路在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)化分時，要不少于 16 個單元，在本設(shè)計中，把 V級圍巖襯砌劃分為 22 個單元 ,如圖 所示。 二次襯砌： V 級圍巖二次襯砌 35cm,為曲墻式襯砌。 從各國的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)踐看，目前在設(shè)計隧道的結(jié)構(gòu)體系時，主要采用兩類計算模型：第一類模型是以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體，圍巖作為荷載主要來源，同時考慮其對直支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形 起約束作用；第二類模型則相反，是以圍巖為承載主體，支護(hù)結(jié)構(gòu)則約束和限制圍巖向隧道內(nèi)變形。 不 設(shè)仰拱的隧道應(yīng)做底板，單線隧道其厚度不得小于 20cm。此外，還務(wù)必做好洞門的排水，在洞門的端墻、翼墻和邊仰坡上設(shè)置排水設(shè)施，詳細(xì)情況參看附圖 VII。這將有利于列車的安全運(yùn)行。但坡度不能太大，若坡度超過了線路最大允許的限制坡度，機(jī)車的牽引能力達(dá)不到，不是列車爬不上去，就是必須減輕列車的牽引重量。一般可采用簡單的單坡形或不復(fù)雜的人字坡形，如圖 所示。 在本隧道設(shè)計中： R=20xxm， v =120km/h， 可得： E ?? 20xx cm? W ? ? ?1 4050 2. 7 5. 47 220xx cm? XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 o內(nèi)2dEGCAHF WR?2 4400 cm? W =8450/20xx+179。此外，還應(yīng)滿足就地取材 、降低造價、施工方便及易于機(jī)械化施工等要求。 復(fù)合式襯砌是先在開挖好的洞壁表面噴射一層早強(qiáng)的混凝土（有時也 同時施作錨桿、鋼筋網(wǎng)或局部鋼筋網(wǎng) ） ， 凝固后形成薄層柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)（初期支護(hù)）。堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)，往往有水，施工時缺乏足夠的自穩(wěn)能力和一定的穩(wěn)定時間。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時，可加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架，這樣構(gòu)成的一種支護(hù)形式，簡稱為“噴錨支護(hù)”。因此，除了巖體完整而又不易分化的穩(wěn)定巖層中，可以只開成毛洞以外，其他在所有的地層中的隧道，都需要修建支護(hù)結(jié) 構(gòu)，即襯砌。 179。 221/2179。 端墻計算條寬度取 ，據(jù) 計算，計算帶高度為 （也可從圖中量?。嬎銞l帶中線距線路中線為 。（ +179。 +） +179。 ＝ ++++ ＝ 200664764504016 020 050 圖 翼墻自重計算圖式 yM ＝ 179。 23+（ 179。 地層容 重： 18 kN/ 3m 地層計算摩擦角： ? =45176。 = c6 =(205198)179。同理，作與路塹坡腳線平行且相距 ic ，交等高線于各點(diǎn)并連接即得邊 坡開挖線， 如圖 所示。 = c4 =(202198)179。 ⑤ 、以洞口里程至仰坡坡腳的 水平距離 b=（由洞門圖 計算得 到 ）為間距，作 oo?線的平行線 pp? ,則 pp? 線為 安康端 洞口里程位置 (如圖 所示 )。 表 11 洞口邊仰坡控制 圍巖 級別 Ⅰ～Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ～Ⅵ 坡 率 貼壁 1： 1： 1： 1： 1： 1： 1 1： 1： 1： 高度 m ＜ 15 ＜ 20 25左右 ＜ 20 25左右 ＜ 15 ＜ 18 20左右 ＜ 15 ＜ 18 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 同理， 假設(shè)襄樊端洞口取在里程為 ZDK74+520 處，則 襄樊端洞口數(shù)據(jù)（極限開挖 高度 取 15m） 為 ： H路 =，控 制等高線標(biāo)高： 控H =H路 +H=+15=。 ，有利于施工場地布置時，可利用棄碴有計劃、有目的地改造洞口場地，以便布置運(yùn)輸便道，材料堆放場，生產(chǎn)設(shè)備用地及生產(chǎn)、生活用房等。過去，從單純的經(jīng)濟(jì)條件出發(fā)，把隧道洞口位置選定在所謂的隧道與明洞的等價點(diǎn)上。如工期允許，可根據(jù)“土方調(diào)配”來確定隧道洞口位置。所以，洞口最好選在溝谷一測，讓出溝心作為泄水的通道。所以在隧道線路設(shè)計中，洞口位置的選擇是一項(xiàng)很重要的工作。它對培養(yǎng)我們這些土木工程專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都起著非常重要的作用。本畢業(yè)設(shè)計主要涉及交通隧道中鐵路隧道的設(shè)計和施工方法。在地下工程中，用以保持地下空間作為運(yùn)輸孔道的，稱之為“隧道”。它既可使線路順直，避免許多無謂的展線，使線路縮短，又可以減小坡度，使運(yùn)營條件得以改善，從而提高牽引定數(shù)，多拉快跑。 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 第一章 洞口位置、形式選擇及檢算 第一節(jié) 洞口位置的 確定 一 、 選擇 洞口位置 的原則 隧道位置選定以后，隧道長度由它的兩端洞口位置確定（即隧道長度為其進(jìn)出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標(biāo)高線交點(diǎn)之間的距離）。為此，在選擇隧道洞口位置時應(yīng)注意以下幾個原則： ，不要與水爭路。 ，延長隧道提前進(jìn)洞。并根據(jù)具體情況，采取斜交進(jìn)洞、臺階式正交洞門或者修建一段明洞。所以，應(yīng)根據(jù)開挖控制高度及坡度來決定洞口位置。 5? +198． 81=198． 84m， 則：控H =H路 +H=+13=。 從標(biāo)準(zhǔn)圖中可計算出： h=. 安康端洞口： d=(H－ h)m =()179。 = 仰坡： 1c =(199198)179。 = c9 =(207198)179。 = c3 =(202198)179。 具體邊仰坡坡開挖線見附圖。（ +）179。 +2 179。（ +179。 +） 179。 ） +179。 [()179。 221/2179。 179。 裝配式襯砌 裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊件，這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運(yùn)到坑道內(nèi)用機(jī)械將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌，這種襯砌到的特點(diǎn)是：拼裝成環(huán)立即受力，便于機(jī)械化施工，改善勞動條件，節(jié)省勞力。 在某些不良地質(zhì)、大面積涌水地段和特殊地段很難成形，不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌。目前多數(shù)都是 外襯和內(nèi)襯兩層。為了防止地下水流入或滲入隧道內(nèi)，可以在外襯和內(nèi)襯之間設(shè)防水層，其材料可采用軟聚氯乙烯薄膜、聚氯乙烯XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1