【正文】 9 片、聚乙烯等防水卷材，或用噴涂乳化瀝青及“ 881”等防水劑。噴射混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)采用 C20，所以的水泥應(yīng)優(yōu)先采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，也可采用礦渣硅酸鹽水泥，必要時(shí)可采用特種水泥。 二、隧道縱斷面設(shè)計(jì) 為了保證隧道內(nèi)行車(chē)能安全平順地行駛，機(jī)車(chē)能夠牽引足夠的列車(chē)重量，同時(shí)考慮將隧道內(nèi)的水順利排出洞外以及通風(fēng)要求等因素，必須對(duì)隧道內(nèi)線路的縱斷面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)就采用單坡 形式。 3 、 坡段長(zhǎng)度 隧道內(nèi)線路的坡形單一，但不宜把坡段定得太長(zhǎng)，尤其是單坡隧道，列車(chē)上坡將會(huì)使機(jī)車(chē)疲勞或超負(fù)荷。 其中 允i =限i 曲i 式中 允i —— 設(shè)計(jì)中允許采用的最大坡度； 限i —— 按照線路等級(jí)規(guī)定的限制最大坡度； 曲i —— 曲線阻力折算的坡度折減量。所以，規(guī)范規(guī)定隧道洞口段應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)襯砌，并宜與洞身整體砌筑，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形等條件確定，一般單線隧道洞口應(yīng)設(shè)置不小于 5m 長(zhǎng)的模筑混凝土襯砌。數(shù)值計(jì)算法目前主要是有限單元法。初期支護(hù)采用：開(kāi)挖后打入 長(zhǎng)的錨桿，在圍巖破碎段鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后噴混凝土。 內(nèi)力計(jì)算 參數(shù) 如下所示。 初期支護(hù)：需在拱、墻位置設(shè)置錨桿，錨桿長(zhǎng)度為 ，間距為 ，并且在拱墻、仰拱鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，在必要時(shí)要鋪設(shè)鋼拱架。由于地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)受到各種復(fù)雜因素的影響，因此經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法往往占據(jù)一定的位置。 偏壓襯砌段延伸至一般襯砌段內(nèi) 5m 以上。 另外，由于隧道所處地區(qū)降水相對(duì)較多，還必須做好洞頂防排水，有利于防止地表水沖刷邊仰坡和隔斷地表水對(duì)隧道圍巖內(nèi)水的補(bǔ)給。如果隧道很長(zhǎng)，又不想改動(dòng)坡度，可以設(shè)置緩坡段，給機(jī)車(chē)一個(gè)緩和時(shí)間。但是，天然地形是起伏不定的，為了能適應(yīng)天然地形的形狀以減少工程數(shù)量，需要隨著地形的變化設(shè)置與之相適應(yīng)的線路坡度。 坡道形式 隧道處于地層之內(nèi)，除了地質(zhì)有變化時(shí)以外，線路的坡形本 來(lái)不受什么限制，用不著采用復(fù)雜多變的形式。 第二節(jié) 隧道襯砌的一般構(gòu)造要求 一 、 曲線隧道凈空加寬 曲線隧道加寬 內(nèi)側(cè)加寬： 1W ＝ 1內(nèi)d ＋ 2內(nèi)d ＝ R4050 ＋ (cm) 外側(cè)加寬： 2W ＝ d外 ＝ R4400 (cm) 總加寬： W ＝ 1內(nèi)d ＋ 2內(nèi)d ＋ 外d ＝ R8450 ＋ (cm) 式中 ： E — 曲線外軌超高值，其最大值不超過(guò) 15cm,且 E ＝ （ cm），其中 v為鐵路遠(yuǎn)期行車(chē)速度。 二 、 隧道襯砌的建筑材料及要求 修建隧道襯砌的材料，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐久性，在某些環(huán)境中，還必須具有抗凍、抗?jié)B和抗侵蝕性。目前最通用的是外襯是噴錨支護(hù)，內(nèi)襯是整體式混凝土襯砌。膨脹性圍巖和不良地質(zhì)圍巖，如黏土質(zhì)膠結(jié)的砂巖、粉砂巖、泥巖等軟巖，開(kāi)挖后極易風(fēng)化、潮解，遇水泥化、軟化、膨脹，造成較大的 圍巖壓力，穩(wěn)定性極差，甚至流坍。 噴錨支護(hù) 噴射混凝土是以壓縮空氣為動(dòng)力，將摻有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成為漿狀，噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成的。 = ③ 、翼墻自重 翼墻自重的計(jì)算與設(shè)計(jì)施工要求有關(guān)，當(dāng)翼墻較短時(shí)，一般要求與翼墻整體施工，其自重按整個(gè)翼墻重量計(jì)算，當(dāng)翼墻較長(zhǎng)，整體施工有困難時(shí)，可分段施工，此時(shí)可考慮最不利情況，即按第一段墻重計(jì)算，本檢算為分段施工，翼墻自重取距端墻底 3m范圍內(nèi)的翼墻計(jì)算： 圖 共同作用下翼墻自重 計(jì)算 示意圖 由圖得： xx???1 . 2 5 2 . 08 . 7 4 0 . 1 8 . 7 4 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 ?? ? ? ? ? ? ?0 . 4 0 . 5[ 2 4 . 0 3 1 . 0 1 6 . 5 1 0 . 6 1 . 0 3 . 0 52? ? ? ? ?( 2 4 . 0 3 1 6 . 5 1 ) ( 0 . 6 ) 1 82 ??( 4 8 3 . 3 8 8 3 2 . 9 6 ) 0 . ???12()C P P fK E??? xm????? ? ?8 . 7 4 0 . 1 2 . 2 5 8 . 7 4 8 . 7 4 0 . 1 l h m? ? ? ? ? ?113 . 0 0 . 1 3 . 0 0 . 1 6 . 5 7 3 . 6 6 lh h m? ? ? ? ?121 y y y yh h h hAh? ? ?? ? ? ?21 2 . 0 0 . 1( 3 . 0 )2 1 0 2 ??? ? ? ? ? ? ?8 . 7 4 3 . 6 4 2 . 0 1( 3 . 0 8 . 7 4 / 1 0 ) 8 . 7 4 / 1 0 8 . 7 422 m? hhAh?? ? ? 21221 1( / 10) / 1022 ?? ? ? ? ? 23 . 6 4 6 . 5 7 1( 3 . 0 6 . 5 7 / 1 0 ) 6 . 5 7 / 1 0 m? P V V V V V??? ? ? ? ?2 1 2 3 4 2 5() ? ? ? ? ? ?( 0 . 4 0 . 5 ) 0 . 3 / 2 ( 3 . 0 8 . 7 4 / 1 0 ) ] 2 2 ? KN ④ 、 滑走穩(wěn)定檢算 一般僅檢算抗滑穩(wěn)定： (滿(mǎn)足要求 ) XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 第二章 隧道 襯砌設(shè)計(jì)及 強(qiáng)度 檢算 第一節(jié) 隧道 襯砌的 類(lèi)型及建筑材料 一 、 隧道襯砌的形式 隧道開(kāi)挖以后，坑道周?chē)貙釉械钠胶庠獾狡茐?，引起坑道的變形甚至崩塌?179。 179。 = +++++? ﹒ m IV、 基底偏心、應(yīng)力檢算 MMP?y0C= ?? m? jbeC??2 ?? = m?jb （滿(mǎn)足要求） jjPebb? ??? 6(1 ) ?? ? ??2 6 7 . 8 2 6 0 . 2 8(1 )2 1 . 0 2 . 0 kN m? / M P a M P a?? ? ? [ ] 1 . （滿(mǎn)足要求） V、穩(wěn)定檢算 傾覆穩(wěn)定系數(shù) K0 ： yMKM? ? ? ?0 0 1 . 9 2 1 . （滿(mǎn)足要求） 滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù) CK ：C PfK E ?? ? ?2 6 7 . 8 2 0 . 4 （滿(mǎn)足要求） 端墻檢算 ① 、 端墻墻背主動(dòng)土壓力 E 計(jì)算條帶取 圖中截面 II 所示。 +） +XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 179。（ 1++ 179。 18] 179。 179。 二 、 洞門(mén)強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算 洞門(mén) 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 。 = 5c =(204198)179。連接 a, ① ,② ,? ,即為仰坡開(kāi)挖線。 = c3 =(201198)179。 =. ④ 、 過(guò) o 點(diǎn)作線路中心線的垂線 oo? 。 可見(jiàn)極限開(kāi)挖高度 H= 在 H〈 15m 的范圍之內(nèi)。如水量較大，上述方 法不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)修建明洞接長(zhǎng)隧道把水引到洞頂水溝中排走。 ， 邊坡及仰坡均不宜開(kāi)挖過(guò)高 。一般應(yīng)采取延長(zhǎng)隧道的方法，以解決路塹棄及排水的困難。此外，地表流水都匯集在溝底，再加上洞口路塹開(kāi)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。洞口位置選擇是否合理，將對(duì)隧道的施工工期、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)安全等有重大的影響。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們?cè)诋厴I(yè)前最后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，是對(duì)大學(xué)本科學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。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(lái)分，可以分為深埋隧道和淺埋隧道；從隧道所在的位置來(lái)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。 隧道包括的范圍很大，且種類(lèi)繁多，從不同角度來(lái)區(qū)分就有不同的分類(lèi)方法。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(lái)越多。 洞口是隧道進(jìn)出的咽喉，又是隧道施工中的主要通道。因?yàn)椋谝话闱闆r 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)。對(duì)處于漫坡地形的隧道，其洞門(mén)位置變動(dòng)范圍較 大。 ，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。 ，可設(shè)置拉槽開(kāi)溝的橋梁或涵洞，排泄水流。為了在平面圖上查找方便，取整數(shù) 控H =211m。 =. 襄樊端洞口： d=(H－ h)m =()179。 = 2c =(200198)179。 = 洞門(mén)地形圖上，作與洞門(mén)墻平 行相距為 d1 的 11 線交 210m 等高線于 ① 點(diǎn)，作與洞門(mén)墻相距為 d2 的 22 線交 209m 等高線于 ② 點(diǎn)， ?? ，以此類(lèi)推。 = 4c =(203198)179。 第二節(jié) 洞門(mén)的選擇及其穩(wěn)定性檢算 一 、 洞門(mén)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(mén)，其標(biāo)準(zhǔn)尺寸見(jiàn)附圖。 23（ +）179。 ）179。 +） +179。（ +179。（ ++++）+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 m? / hh? ? ???2 4 0()? ? ? ?1 8 (1 . 6 6 0 . 8 0 ) 0 . 2 2 3 5kN m? / Hhh???? 10324?? kN m? / 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。 23] 179。目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道中采用。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(wú)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。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。總之，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。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。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(zhǎng)度和坡段間的銜接。 (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(duì)于線路來(lái)說(shuō)，考慮到運(yùn)營(yíng)效率，應(yīng)具有良好的行車(chē)條件，線路的坡度以平坡為最好。而在下坡 時(shí)，由于坡段過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)時(shí)間過(guò)久，將使燃油失效，以致剎車(chē)失靈，發(fā)生溜車(chē)事故。 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）。 圍巖較差段的襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸 5～ 10m。 各種設(shè)計(jì)模型或方法各有其適用的場(chǎng)合，也各有自身的局限性。二次襯砌采用筑模臺(tái)車(chē)澆筑而成，厚度為 35cm。 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 1 1 1 13 1 1 1