【正文】 ......................................................75五、安全保證措施 ......................................................76結(jié)束語 ...................................................................79致 謝 ...................................................................80主要參考文獻(xiàn) .............................................................81附錄 .....................................................................82附圖 1：新燒坡嶺隧道進(jìn)口平面圖附圖 2：新燒坡嶺隧道出口平面圖附圖 3：新燒坡嶺隧道進(jìn)口開挖線示意圖附圖 4：新燒坡嶺隧道出口開挖線示意圖附圖 5：新燒坡嶺隧道縱斷面圖附圖 6：新燒坡嶺隧道洞門圖附圖 7：新燒坡嶺隧道 VI 級(jí)圍巖襯砌圖附圖 8：新燒坡嶺隧道 V 級(jí)圍巖襯砌圖XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一章 第一節(jié) 隧道位置的選擇隧道位置與線路是互為相關(guān)的。在一般的情況下，當(dāng)一段線路的方案比選一旦確定以后，區(qū)段上隧道的位置就只能依從于線路的位置大體決定，最多是上、下、左、右很小幅度內(nèi)作些小的移動(dòng)而已。所以，隧道位置的選定是與線路的選定同時(shí)考慮的，不可分開考慮。第二節(jié) 隧道縱斷面設(shè)計(jì)為了保證隧道內(nèi)列車能安全平順地行駛，機(jī)車能夠牽引足夠的列車重量，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)行合理地設(shè)計(jì)。一、坡道形式隧道處于地層之內(nèi)，除了地質(zhì)有變化以外，線路的坡形本來不受什么限制，用不著采用復(fù)雜多變的形式。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2（a）單坡形 （b） 人字坡形圖 1 坡道形式單坡多用于線路的緊坡地段或是展線的地區(qū)，因?yàn)閱纹驴梢誀幦「叱蹋纹鸹蚪德湟欢ǖ母叨?。因?yàn)樵綆X無需爭取高程，而埡口兩端都是溝谷地帶，同是向下的人字形坡道，正好符合地形條件。二、坡度大小對(duì)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。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。如果在平面上有曲線，限i還需為克服曲線的阻力，再減去一個(gè)曲線的當(dāng)量坡度。當(dāng)列車經(jīng)過變坡點(diǎn)時(shí)，受力情況也跟著變化，車輛間會(huì)發(fā)生相互的沖撞，產(chǎn)生附加力和附加加速度。另外，如果隧道內(nèi)坡度變化甚多，也將給施工和運(yùn)營養(yǎng)護(hù)增加困難。對(duì)于凸形縱段面的分坡平道，當(dāng)貨物列車以接近計(jì)算速度通過時(shí)，允許分坡平道長度縮短至 200m。 本設(shè)計(jì)中的隧道坡道為單坡形，因?yàn)楸舅淼赖钠露螢?233 米，可以單口掘進(jìn)，而且施工及測量都比較方便。另外，坡段太長列車有停車或出現(xiàn)車輪打滑的情況；太短的話，就意味著變破點(diǎn)多而密，列車行駛不穩(wěn)，司機(jī)操縱要隨時(shí)調(diào)整。而隧道的造價(jià)大小和施工難度在很大程度上是與其長度密切相關(guān)的。當(dāng)路塹深度達(dá)到一定程度時(shí)就開始進(jìn)洞。隧道洞口位置選擇恰當(dāng)，隧道和路塹的安全穩(wěn)定程度就高，總的造價(jià)也最合理。就會(huì)產(chǎn)生路塹邊坡坍塌、崩解，隧道上方的仰坡滾石掉塊，危及行車安全。所以，洞口的位置應(yīng)審慎比較而決定。而其中最主要的是考慮邊坡的穩(wěn)定和仰坡的安全，其次才是經(jīng)濟(jì)因素。認(rèn)為明塹造價(jià)一般都是低于隧道造價(jià)的。當(dāng)明塹挖深達(dá)到某一程度，其每米造價(jià)已上升到與每米隧道的施工與運(yùn)營換算造價(jià)相等時(shí)，就是明塹轉(zhuǎn)入隧道最經(jīng)濟(jì)合理的地方。施工時(shí)，常易發(fā)生塌方。最后不得不再修明洞來接長隧道。節(jié)省不了工程費(fèi)用發(fā)到加倍耗費(fèi)投資，還對(duì)施工和運(yùn)營造成后患。例如，寶成線 1956 年洞口坍方占全線的 ﹪，中斷行車占全線中斷行車時(shí)間的﹪。不但工程費(fèi)用增加很多，而且給運(yùn)營和維修帶來極大的麻煩。意思是在決定隧道洞口位置時(shí)，為了施工及運(yùn)營的安全，寧可早一點(diǎn)進(jìn)洞，晚一點(diǎn)出洞。從全面觀點(diǎn)出發(fā)，這樣做是值得的、合理的。不應(yīng)當(dāng)盲目地把隧道定得很長很長，而是應(yīng)當(dāng)更著重從安全方面來考慮問題。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5通過實(shí)踐總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好地下水不太豐富的地方。如遇到不良地質(zhì)地段，宜早進(jìn)洞或加接明洞，還可以設(shè)柔性剛性網(wǎng)防護(hù)，對(duì)于有些大型危石或集中落石區(qū)，根據(jù)具體情況分別采用清除、支頂、錨桿、錨索加固等措施處理，保證隧道運(yùn)營安全。因?yàn)椋谝话闱闆r下，埡口溝谷在地質(zhì)構(gòu)造上是最薄弱的一環(huán)，常會(huì)遇到斷層帶或褶曲帶、古坍方、沖積土等松散地質(zhì)。所以，洞口最好放在溝谷一側(cè)，讓出溝心，留出泄水的通路。傍山隧道限于地形，有時(shí)無法做到上述要求，只能斜交進(jìn)洞時(shí)，也應(yīng)使交角不要太小，而且要有相應(yīng)的補(bǔ)救措施，如采用斜洞門或臺(tái)階式洞門。 《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)?shù)匦蔚雀呔€與線路中線斜交角在 45176。之間，地面橫坡較陡，地質(zhì)條件較好（單線Ⅰ～Ⅲ、雙線Ⅰ～Ⅱ級(jí)圍巖）時(shí)可采用斜交洞門，其端墻與線路中線的交角不應(yīng)大于 45176。 為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過高，不宜使山體擾動(dòng)太甚，也不宜使新開出的暴露面太大。表 21 洞口邊仰坡控制圍巖級(jí)別Ⅰ～Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ～Ⅵ坡 率貼 避1﹕ 1﹕ 1﹕1﹕51﹕0.751﹕11﹕1.251﹕1.251﹕1.5高度(m) ﹤15 ﹤2025 左右﹤2025 左右﹤15 ﹤1820 左右﹤15 ﹤18XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6若洞口附近遇到水溝或水渠橫跨線路時(shí)，應(yīng)慎重處理，當(dāng)線路橫溝進(jìn)洞時(shí)，設(shè)置橋涵凈空不宜太小以免后患。 若洞口前方巖壁陡立，基巖裸露，此時(shí)，最好不刷動(dòng)原生坡面，不開挖山體。如不擾動(dòng)，它是穩(wěn)定的。所以，天然平衡不宜破壞，盡管縱坡超出了限值，仍以不動(dòng)為好。 洞口以外必須留有生產(chǎn)活動(dòng)的場所。尤其是隧道不斷深入，就不斷地出碴，堆卸以后，地面就顯得狹小。例如，需要有布置運(yùn)輸便道的位置，棄碴的地點(diǎn)，材料堆放的用地以及生產(chǎn)、生活的房屋面積，都要預(yù)先估計(jì)到。二、用作圖法確定進(jìn)洞里程和洞口邊、仰坡開挖線當(dāng)線路的方向確定后，可采用作圖法來確定進(jìn)洞里程和邊、仰坡開挖線。首先根據(jù)表 21 選定仰坡的極限開挖高度 H 值在隧道縱斷面地質(zhì)圖上粗略地?cái)M定進(jìn)洞位置，定出進(jìn)洞的路基標(biāo)高 ，為了在路H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)） 。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Ⅰ－Ⅰ（或Ⅱ－Ⅱ）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。過 o 點(diǎn)作線路中心線的垂線 oo’。如圖 21 所示 圖 洞口開挖線的確定在實(shí)際設(shè)計(jì)中，若有幾個(gè)控制點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)“早進(jìn)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(xì)比較，才能最后確定洞庫位置的最佳方案。洞門位置確定后，可計(jì)算仰坡坡腳標(biāo)高 =226m，仰H=,仰坡坡率為 m=，231m 等高線距仰坡坡腳的水平距離，根據(jù)洞門構(gòu)造控圖及仰坡坡率 m 可求出 d=對(duì)于 230m 等高線： d 1=(230226)=對(duì)于 229m 等高線 d 2=(229226)=對(duì)于 228m 等高線 d 3=(228226)=對(duì)于 227m 等高線 d 4=(227226)=對(duì)于 226m 等高線 d 5=(226226)=0m仰坡開挖在洞門地形圖上，作與邊墻平行相距為 d 的線交 230m 等高線于①點(diǎn)。作與路塹坡腳平行且相距為 c 的1c線，交 227m 等高線于②、③ 連接①、②、③。 (方法同上見附圖 4)第二節(jié) 洞門的選擇及其穩(wěn)定性檢算一、洞門選擇新燒坡嶺隧道的進(jìn)出口均為Ⅴ級(jí)圍巖，故由可選翼墻式洞門，其標(biāo)準(zhǔn)尺寸可見 （附圖 6）二、洞門強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算由隧道洞口附近為ⅴ級(jí)圍巖可由設(shè)計(jì)規(guī)范查出：計(jì)算摩擦角 φ=44176。?地層重度 =17KN/m179。???基底摩擦系數(shù) =端墻高度為：H=混凝土容重 =23KN/m179。[τ]=850 kN/m178。w?l?XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9一．端墻檢算 最危險(xiǎn)破裂面與垂直面之間的夾角計(jì)算，端墻計(jì)算簡圖如圖 所示： （a） b(b)圖 (a) (b) 端墻計(jì)算簡圖XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10(一) 端墻墻背主動(dòng)土壓力 E端墻計(jì)算條帶寬度取 ，據(jù)計(jì)算計(jì)算條帶高度為 6m，如圖 及圖 圖 洞門圖b= (69/25)???a= m1.[503(.25)]69????? ??4239。 取 ω=37176。 =XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11H1 ????。 =h4..06atg?????1 ????Ｈ 240()1(.47)???２ 1 ?31210310413().()()????????EHh )kN?? (二)　傾覆力矩 0M 11042()()33HhEhE?? .? 0()kNm?(三)　穩(wěn)定力矩 yM 墻身自重： 11[().?????p ]25? ?65kN?XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12 圖 端墻截面圖 穩(wěn)定力矩： . 2[82][()]??????yM .9(??0..) 13848)]?[173(501.][.6(..)]3 .??? 675kNm?(四) 偏心及應(yīng)力檢算 ??? （可以）1..328..??6().???? （可以）.(1)[]3kNMppm???????? 二．翼墻墻身截面偏心、應(yīng)力檢算，計(jì)算截面如圖 所示XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13　　　　　 圖 翼墻墻身截面圖(一)　翼墻墻背主動(dòng)土壓力：取距翼墻基底 的截面為計(jì)算截面，計(jì)算寬度取 1m，翼墻計(jì)算高度 為：bh()???? 93? ， ， 則 0???.67tg?39。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20d內(nèi) 2HGABEFOCD車 輛 長 度 （ L=26m）車 輛 前 后 轉(zhuǎn) 向 架 間 距 （ l18）d外 外d內(nèi)dE曲 線 半 徑 R線 路 中 線 車 輛 軸 線第三章 襯砌形式的選擇及強(qiáng)度檢算第一節(jié) 曲線隧道凈空加寬一、加寬原因 車輛通過曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架中心點(diǎn)沿線路運(yùn)行，而車輛本身卻不能隨線路彎曲仍保持其矩形形狀。 圖 車輛通過曲線時(shí)的平面圖由于曲線外軌超高，車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，使車輛限界上的控制點(diǎn)在水平方向上向內(nèi)移動(dòng)了一個(gè)距離（d 內(nèi) 2） ，如下圖 所示圖 車輛通過曲線時(shí)的橫斷面圖XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21二、加寬值的計(jì)算新燒坡嶺隧道在線路曲線上，隧道需要加寬，設(shè)計(jì)隧道軌道類型為重型，取，曲線半徑 R=2500m。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。從襯砌施工工藝方面將隧道襯砌的形式分為以下 4 類：（一） 、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。模筑襯砌的特點(diǎn)是：對(duì)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(tái)車等。目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道中采用。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時(shí)，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)” 。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。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(jí)圍巖良好、完整、穩(wěn)定、的地段中采用。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。堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)，往往有水，施工時(shí)缺乏足夠的自穩(wěn)能力和一定的穩(wěn)定時(shí)間。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。（四） 、復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌是與噴錨支護(hù)和新奧法施工結(jié)合起來進(jìn)行的。在施工的同時(shí)，定期地量測支護(hù)變形的信息，把這些信息反饋的施工和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中去，據(jù)以確定內(nèi)襯的最佳施作時(shí)間，以及內(nèi)襯的適宜厚度。復(fù)合式襯砌既能調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力。根據(jù)鐵道科學(xué)研究院和隧道工程局共同進(jìn)行的模型實(shí)驗(yàn)和有限元分析，驗(yàn)證結(jié)果表明：復(fù)合襯砌的極限承載能力比同等厚度的單層模筑混凝土襯砌可以提高 20%～30%，并且如能