鐵路隧道畢業(yè)設計.doc

西 南 交 通 大 學 本科畢業(yè)設計廈門深圳鐵路客運專線巖腳隧道設計年 級:2003級學 號:20030241姓 名:韓松專 業(yè):地下工程與隧道工程指導老師:鐘新樵 2007年6 月 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第I頁院 系 土木工程系 專 業(yè) 地下工程與隧道工程 年 級 2003 姓 名 韓松 題 目 廈門深圳鐵路客運專線巖腳隧道（單線電氣化）設計 指導教師 鐘新樵 評 語 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第III頁畢業(yè)設計（論文）任務書班 級 03地隧2班 學生姓名 韓松 學號 20030241 發(fā)題日期：2007 年 4 月23 日 完成日期： 6 月20 日題目：廈門深圳鐵路客運專線巖腳隧道（單線電氣化）設計 1、本論文的目的、意義：目的:畢業(yè)設計是對大學四年學習知識的檢驗和考察，通過這次畢業(yè)設計使學生對本專業(yè)的知識有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的學習工作中能靈活的運用所學專業(yè)的知識。意義：畢業(yè)設計是大學四年來最重要的一項學習內容，是對四年所學知識的總結與運用。通過大學四年的學習，在課程設計的基礎上，運用學過的基礎理論和專業(yè)知識，結合工程實際，參考國家有關規(guī)范、標準、工程設計圖集及其他參考資料，獨立地完成所要求的設計任務。同時要系統(tǒng)的掌握設計計算步驟、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，從事有關設計、施工等具體實踐工作奠定基礎。2、學生應完成的任務 (1) 畢業(yè)設計說明書一份(15000)； (2) 隧道平、縱斷面設計圖各一張(2號圖紙)； (3) 隧道進、出口洞門(結構)設計圖各一張(2號圖紙)； (4) 隧道內各級圍巖支護結構圖一張(3號圖紙)； (5) 隧道施工程序圖一張(2號圖紙)； (6) 隧道防排水布置圖一張(3號圖紙)； (7) 10000字符的英文獻翻譯 。 3、設計各部分內容及時間分配：（共10周）第一部分 布置設計任務，熟悉設計資料及要求，確定隧道內凈空 （ 1周 ） 第一部分 隧道進出、口位置的確定 （0.5周） 第三部分 隧道平、縱斷面設計（洞門設計） （1.5周） 第四部分 級圍巖支護結構設計計算（兩種方法） （2.5周） 第五部分 選擇施工方法 （1.5周） 第六部分 外文翻譯、繪圖及文整工作，機動（實習） （ 2周） 評閱及答辯 （ 1周） 備 注 指導教師：鐘新樵 2007年4月 20 日審 批 人： 年 月 日 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第VIII頁摘 要 客運專線是以客運為主的快速鐵路。目前在我國，鐵路等級除、級外又增加了“客運專線”等級，時速200至350km/h的鐵路統(tǒng)稱為客運專線，曲線半徑一般在2200m以上。本設計是廈門深圳鐵路客運專線巖腳隧道（單線電氣化）初步設計，設計速度為250km/h。里程為DK112+734DK114+225。 本設計主要包括：隧道進、出口洞口位置比選及洞門形式的選擇，隧道平、縱斷面設計及構造設計，V級圍巖襯砌結構設計、計算及檢算，施工組織設計及工程量計算四個部分。 洞口位置比選和洞門形式的選擇主要根據(jù)地形條件，結合防排水要求，以“早進洞，晚出洞”為原則確定洞口位置，并根據(jù)土壓力的大小確定本隧道的進口洞門形式為擋墻式洞門。出口 平、縱斷面設計及構造設計主要包括平面線形和縱坡形式及坡率的確定，平面設計包括直線和曲線（R=7000m，L=1426.22m，T=714.63m，l=220m），縱坡形式采用單向坡，坡率為3.5，同時對建筑限界的確定做了較為詳細的說明。 襯砌結構設計和結構計算是本設計的重點。首先根據(jù)規(guī)范的要求初步擬定橫斷面的斷面形式和各部分尺寸，計算作用在隧道結構上的荷載并將其轉化為集中力，運用ANSYS軟件計算出結構的內力并繪制內力圖和變形圖。 施工組織設計主要包括施工方法選擇、施工組織措施、施工進度計劃和工程量計算等。關鍵詞： 客運專線；隧道；單車道；初步設計AbstractThe passenger transportation special line is by the passenger transportation primarily fast railroad. At present in our country, the rail road rank except I, II, III level outside increased the passenger transportation special line the rank, the speed has been called 200 to the 350km/h railroad as the passenger transportation special line, the curve radius generally above 2200m. This design is the Xiamen - Shenzhen railway transportation special line crag foot tunnel (single track electrification) the preliminary design, the speed of the design is 250km/h. The course is DK112+744 - DK114+225. This design mainly contains: choosing the entrance and outlet position and the portal form; plane and longitudinal section design , tectonics design; structural design , calculate for the fifth level surrounding rock and check out the result; design for organizing the construction and calculation of volume.Choosing the entrance, outlet position and the portal form mainly based on topographic condition and considering waterproof and drainage requirement, abidance the principle of “the earlier entrance, the late outlet”.Choose a reasonable portal form based on the amount of earth pressure. Plane and longitudinal section design, tectonics design mainly contains designing the plane alignment, grade form and gradient. Plane and longitudinal section design include straight lines and curve lines(R=7000m，L=1426.22m，T=714.63m，l=220m)，the grade form is unidirectional, and gradient is 3.5， At the same time, this paper make a detailed declaration on determination of building line.The structure design and calculate for tunnel lining is the focal point. According to the requirement of specification, define the form of cross section and each size. Calculate loads on the tunnel and convert it into concentrated force. Make out the internal force and diagram by ANSYS, draw the internal force and deformation diagram.The design for organizing the construction mainly contains the choosing of job practice, measures of job practice, construction schedule program, and calculation of volume, and so on.Keywords: passenger dedicated railway line; tunnel; One-lane; preliminary design 目 錄第1章 緒 論11.1 設計依據(jù)與原則11.1.1 設計依據(jù)11.1.2 主要設計原則11.2 工程地質及水文地質21.2.1 概況21.2.2 地層巖性21.2.3 地質構造及地震動參數(shù)31.2.4 水文地質條件31.2.5 環(huán)境工程地質31.2.6 隧道工程地質條件4第2章 隧道平、縱斷面設計72.1 隧道平面設計72.2 隧道縱斷面設計72.2.1 隧道內縱坡形式確定72.2.2 隧道內縱坡坡率的確定72.3 隧道凈空的確定82.3.1 限界8第3章 隧道洞口位置和洞門的確定113.1 隧道洞口位置確定的要求：113.2 隧道洞口位置的比選：113.2.1 方案的擬定113.2.2 方案的比選：123.3 隧道洞門的設計133.3.1 隧道洞門的設計原則:133.3.2 隧道洞門形式的選擇：133.3.3 洞門構造及基礎設置應遵循下列規(guī)定：14第4章 V級圍巖襯砌結構計算及檢算154.1 襯砌形式確定154.2 襯砌設計規(guī)定154.3 復合式襯砌154.4 模型理想化164.4.1 支護結構的理想化164.4.2 圍巖的理想化174.4.3 外荷載理想化等效節(jié)點荷載174.4.4單元和節(jié)點編號，邊界條件174.5 荷載計算及二次襯砌計算184.5.1 深淺埋段的確定184.5.2 V級圍巖襯砌結構計算：18第5章 其他洞內附屬設施設計235.1 防排水設計235.1.1 一般規(guī)定235.1.2 防水235.1.3 排水245.1.4 洞口防排水245.2 運營通風和照明255.2.1 運營通風255.2.2 照明255.3 其它設施255.3.1消防設施25第6章 施工組織設計266.1 概述266.1.1 編制原則266.1.2 施工原則276.2 施工方法的選擇276.3 各種施工工藝296.3.1 砂漿錨桿施工工藝和方法296.3.2濕噴砼施工工藝和方法306.3.3 隧道防排水板施工工藝和方法316.4 二次襯砌施工工藝和方法326.4.1 施工工藝326.4.2 施工方法326.5 施工進度計劃356.5.1 施工進度計劃概述356.5.2 施工進度計劃的編制原則和內容36第7章 工程量的計算387.1 進口洞口及洞門工程量計算387.1.1 挖方量計算387.1.1.2 圬工量計算397.2 出口洞口及洞門工程量計算407.2.1 挖方量計算407.2.2 圬工量計算41設計總結43致謝44參 考 文 獻45附錄1 ANSYS 各節(jié)點坐標應力表46附錄2 ANSYS 計算隧道二次襯砌內力表49 西南交通大學本科畢業(yè)設計 第52頁第1章 緒 論1.1 設計依據(jù)與原則1.1.1 設計依據(jù)1 由設計院提供的廈門深圳鐵路客運專線巖腳隧道平、縱斷面和橫斷面圖；2 鐵路隧道設計規(guī)范行車速度：250km/h； 隧道內設整體道床、鋼軌60kg/m。1.1.2 主要設計原則1.1.2.1 設計原則1 在地形、地貌、地質、氣象、社會人文和環(huán)境等調查的基礎上，綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。2 地質條件很差時，特長隧道的位置應控制路線走向，以避開不良地質地段；長隧道的位置亦應盡可能避開不良地質地段，并與路線走向綜合考慮；中、短隧道可服從路線走向。3 根據(jù)鐵路等級和設計速度確建筑限界。在滿足隧道功能和結構受力良好的前提下，確定經濟合理的斷面內輪廓。4 隧道內外平、縱線形應協(xié)調，以滿足行車的安全、舒適要求。5 根據(jù)隧道長度、交通量及其構成、交通方向以及環(huán)保要求等，選擇合理的通風方式，確定通風、照明、交通監(jiān)控等機電設施的設置規(guī)模。必要時特長隧道應作防災專項設計。6 應結合鐵路等級、隧道長度、施工方法、工期和營運要求，對隧道內外防排水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、輔助通道、棄渣處理、管理設施、交通工程設施、環(huán)境保護等作綜合考慮。 7 當隧道與相鄰建筑物互有影響時，應在設計與施工中采取必要的措施。1.2 工程地質及水文地質 1.2.1 概況該隧道長1481m，測區(qū)屬低山丘陵地貌，相對高差約30210米，最高峰標高為222 m，山坡的自然坡度為1040，局部為較陡，進、出口為緩坡，被全、強風化層所覆蓋，其余地段大部基巖裸露，緩坡及山頂雜草，竹木叢生，植被茂密，進口有水泥路通達，交通較為方便，出口處有山間小路，交通不便。1.2.2 地層巖性測區(qū)覆蓋層為第四系全新統(tǒng)：坡、洪積（Q4dl+pl）粉質黏土及坡、殘積（Q4dl+el）粉質黏土；下伏基巖為燕山早期第三次侵入黑云母花崗巖（52（3）c）及上侏羅統(tǒng)上組中段兜嶺群組凝灰熔巖（J3dl2b），各層巖性由新至老分述如下：坡、洪積層（Q4dl+pl）粉質黏土：褐黃色，硬塑,其中夾有少量的花崗巖質角礫，厚26m。屬級普通土。分布于隧道進口附近低洼溝槽處。坡、殘積層（Q4dl+el）粉質黏土：褐黃色、褐紅色，硬塑,其中夾有少量的花崗巖質角礫，厚02m。屬級普通土。廣泛分布于隧道范圍內地表。凝灰熔巖（J3dl2b）：暗綠色、灰色、灰白色、黃褐色，碎屑結構，塊狀構造，節(jié)理裂隙發(fā)育極其發(fā)育，節(jié)理面呈銹黃色，有次生礦物，隧道測區(qū)內主要出露弱風化帶，與下伏黑云母花崗巖呈角度不整合接觸。 黑云母花崗巖（52（3）c）：灰白色，中粗粒花崗結構，塊狀構造，主要由斜長石、鉀長石、石英和黑云母及少量鋯石組成，全風化層厚度變化較大，進口附近處厚1025m，出口附近厚1015m，屬級硬土。強風化層進口附近處厚08m，出口附近厚014m，為級軟石，夾粒徑0.53m的弱風化球狀體 。弱風化層節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，屬級次堅石。1.2.3 地質構造及地震動參數(shù)隧道測區(qū)內未見斷層出露，在隧道洞身位置DK112+779m及DK113+883m處為凝灰熔巖與黑云母花崗巖的接觸帶，接觸帶附近地下水發(fā)育，巖體較破碎。測區(qū)處地震動峰值加速度為0.10g，地震動反應譜特征周期為0.40s。1.2.4 水文地質條件（一）地表水進口處附近緊鄰漳江，出口處亦緊鄰山間河流，洪水期水量均較大。低丘地表水為地表溝水，為間歇性流水，無常年流水，水量隨季節(jié)變化大。（二）地下水地下水主要為表現(xiàn)為第四系孔隙水及基巖裂隙水兩類：地下水主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水。由于洞身范圍內第四系覆蓋層厚度不大，以粘性土為主，第四系孔隙潛水不發(fā)育，并且隨季節(jié)動態(tài)變化大，由地表水補給?；鶐r裂隙水發(fā)育程度受基巖風化程度、裂隙發(fā)育程度、裂隙貫通性的影響。全風化巖屬弱含水層，富水性差，強風化巖和弱風化巖的導水性和富水性主要受構造裂隙控制，具各向異性，總體地下水量不大，但分布不均，局部可能水量較大。（三）水化學特征及其侵蝕性根據(jù)相鄰工點取地表水作水質分析，屬HCO3-.Cl-Na+型，對砼具中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蝕。取地下水作水質簡分析, 屬HCO3-.Cl-Na+.Ca2+型，對砼具中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蝕。根據(jù)鐵路混凝土結構耐久性設計規(guī)范，在環(huán)境作用類別為化學腐蝕環(huán)境時，水中相關離子對鋼筋混凝土結構的腐蝕作用等級為H1。1.2.5 環(huán)境工程地質該隧道范圍內植被茂密，灌木雜草叢生，水土保持良好，環(huán)境工程地質條件好，鐵路建設易造成植被破壞，水土流失，對環(huán)境地質造成一定程度上的破壞，具體表現(xiàn)為：1 隧道施工將會大量砍伐林木、破壞植被，易造成水土流失。2 隧道洞身開挖，降低地下水位，對附近居民的生活用水及植物生長造成一定影響。3 隧道施工將會產生大量的棄渣，棄渣應定點堆放；棄渣場的選擇至關重要，選擇不當，將會誘發(fā)新的環(huán)境地質問題，如：滑坡、泥石流等。4 隧道施工可能誘發(fā)地面塌陷及地表水漏失等破壞地質環(huán)境條件的問題。5 花崗巖可能存在放射性,隧道開挖會對周圍環(huán)境產生一定影響。1.2.6 隧道工程地質條件（一）隧道工程地質概況及工程地質條件評價測區(qū)屬丘陵地貌，地形稍有起伏，測區(qū)范圍覆蓋層一般厚02m，下伏基巖為燕山早期第三次侵入黑云母花崗巖（52（3）c）及上侏羅統(tǒng)上組中段兜嶺群組凝灰熔巖（J3dl2b），基巖風化層厚度變化大，全風化層進口附近處厚1025m，出口附近厚1015m，強風化層進口附近處厚08m，出口附近厚014m，花崗巖殘積層及全、強風化具有遇水軟化、崩解，強度急劇降低的特點，隧道進出口均從覆蓋層及全、強風化層中穿過；隧道洞身位置DK112+779m及DK113+883m處為凝灰熔巖與黑云母花崗巖的接觸帶，附近地下水發(fā)育，巖體破碎；花崗巖可能存在放射性，地下水對砼具中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蝕；除隧道進、出口及接觸帶附近工程地質條件較差外，其余地段工程地質條件較好。（二）隧道工程圍巖分級及主要工程地質問題分析表6-1 隧道工程圍巖分級及主要工程地質問題分析編號里程范圍長度（m）地層及構造圍巖分級主要工程地質問題建議工程措施備注1DK112+744 +79046凝灰熔巖及黑云母花崗巖地下水侵蝕性、淺埋、花崗巖全、強風化層遇水易軟化、洞身圍巖上軟下硬加強對水樣的復查，加強圍巖支護2DK112+79081020凝灰熔巖地下水侵蝕性及接觸帶影響加強對水樣的復查，加強圍巖支護3DK112+810 +86050凝灰熔巖地下水侵蝕性加強對水樣的復查4DK112+860DK113+830970凝灰熔巖地下水侵蝕性加強對水樣的復查5DK113+830+86030凝灰熔巖地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護6DK113+860 +91050凝灰熔巖地下水侵蝕性及接觸帶影響加強對水樣的復查，加強圍巖支護7DK113+910DK114+070160黑云母花崗巖地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護8DK114+07013060黑云母花崗巖地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護9DK114+13022595黑云母花崗巖地下水侵蝕性、淺埋、花崗巖全、強風化層遇水易軟化、洞身圍巖上軟下硬加強對水樣的復查，加強圍巖支護（三）隧道進出口工程地質條件進口段洞身位于花崗巖殘積層、全、強風化層中，屬淺埋段，洞口附近左邊有危巖落石，工程地質條件較差。出口段洞身位于花崗巖殘積土及強風化層中，埋深很淺，施工中成拱困難，極易坍方，工程地質條件較差。（四）物理力學參數(shù)值表1-2 物理力學參數(shù)值地層代號地層巖性巖性狀態(tài)基本承載力0kPa天然密度g/cm3凝聚力ckPa內摩擦角（）鉆孔樁極限摩阻力i（KPa）飽和極限抗壓強度(MPa)臨時邊坡率永久邊坡率粉質黏土(Q4dl+pl)硬塑1801.85221860/1:11:1.25粉質黏土(Q4el+dl)硬塑1801.85221860/1:11:1.25凝灰熔巖（J3dl2b）W42201.9252265/1:1.25W34002.3/45150/1:0.75W212002.6/65/20/1:0.3黑云母花崗巖（52（3）c）W42001.9202565/1:1.25W34002.3/45150/1:0.75W215002.65/65/30/1:0.3第2章 隧道平、縱斷面設計2.1 隧道平面設計隧道平面線形凡在地形、地質條件可能情況下，應盡量采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線，這主要是基于兩點理由：第一、取直線于通風有利，如果曲線尤其是小半徑曲線，通風阻力增大，對自然通風不利，同時會增大機械通風量；第二、如果隧道取較小半徑曲線，通常需設置超高和加寬，這將使施工變得復雜，斷面不統(tǒng)一以及它們的相互過渡都給施工增加難度。巖腳隧道內線路因地形、地質等條件限制而需設計成曲線，里程DK112+744DK113+650為直線段，里程DK113+650DK114+230為曲線段，其曲線要素如下：圓曲線半徑 R=7000m曲線長 L=1426.22m切線長 T=714.63m緩和曲線長 l=220m2.2 隧道縱斷面設計2.2.1 隧道內縱坡形式確定隧道縱坡是采用單向坡還是人字坡，國內兩種情況均有。地下水發(fā)育的長隧道宜用人字坡。隧道坡度不宜小于3。隧道縱面線形受隧道進、出洞口地形、地質控制，既要盡可能減小隧道縱坡以利營運通風，又要滿足隧道排水需要。由于巖腳隧道全長位于2700米的長坡道上，坡度為3.5，且滿足隧規(guī)要求：“位于長大坡道上長度大于400m的隧道，其坡度不得大于最大坡度按規(guī)定折減后的數(shù)值”，也滿足隧道通風及排水需要，故采用單面坡方案。 2.2.2 隧道內縱坡坡率的確定隧道縱面線形應考慮行車安全性、營運通風規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求，隧道縱坡不應小于0.3%，一般情況不應大于3%；受地形等條件限制時,鐵路的中、短隧道可適當加大，但不宜大于4%；當采用較大縱坡時，必須對行車安全性、通風設備和營運費用、施工效率的影響等作充分的技術經濟綜合論證。結合本隧道實際情況，巖腳隧道是中隧道，采用坡度為的3.5單向坡。2.3 隧道凈空的確定2.3.1 限界2.3.1.1 限界定義 限界是確定車道周圍構筑物凈空的大小，是管線和設備安裝相互位置的依據(jù)，是專業(yè)間共同遵守的技術規(guī)定，它應經濟、合理、安全可靠。2.3.1.2 限界的制定原則1 限界應依據(jù)車輛的輪廓尺寸和技術參數(shù)、施工方法、設備安裝等綜合因素進行分析計算確定。2 限界一般是按平直線路的條件進行制定。而曲線的限界應在直線地段限界的基礎上根據(jù)車輛的有關尺寸以及不同曲線半徑、超高分別進行加寬和加高。3 在制定限界時，對結構施工、測量、變形誤差，設備制造和安裝誤差，設計、施工、運營過程中難于預計的其它因素在內的安全留量等，都應分別進行研究確定。2.3.1.3 鐵路隧道的凈空。建筑限界是指隧道襯砌等任何建筑物不得侵入的一種限界。鐵路隧道由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。主體建筑物是為了保持坑道穩(wěn)定，提供鐵道足夠的交通空間而修筑的。一般由洞身襯砌和洞門（包括洞外的接長明洞）組成；附屬建筑物是為養(yǎng)護維修、供電、通風、通信、排水等的需要而修建的，包括大小避車間，電纜溝槽，通風機房及風道，通信要求的無人增音站洞，供電要求的承力索的下錨裝置和維修接觸網(wǎng)使用的絕緣梯車洞等。1. 直線隧道凈空。鐵路隧道凈空是指隧道襯砌內輪廓所包絡的空間。新建鐵路隧道的凈空是根據(jù)國家標準規(guī)定的鐵路隧道建筑界限，并考慮遠期隧道內軌道的類型的要求確定。建筑界限是隧道結構（襯砌）不得侵入的一種空間范圍，其制定的基礎是機車車輛限界（車輛限界是車輛形式在平直路段上運動的最大包絡線），再在車輛限界外側考慮洞內設備（通信、照明等）設置尺寸要求，擬定出設置接近限界，最后在設備限界外側考慮隧道內線路的可能偏移和施工、測量方法的誤差，確定建筑限界。一般隧道凈空比隧道限界稍大一些，因為凈空除了滿足限界尺寸要求外，還應該考慮襯砌結構受力合理等因素。2. 曲線隧道凈空加寬列車行使在曲線上，由于車輛是剛性體造成車輛中心線（兩轉向架中心軸連線）與線路中心線出現(xiàn)偏移，在車輛兩端向曲線外側偏移、中間部分向曲線內側偏移。另外，由于曲線地段上線路外軌要設超高（克服離心力），引車輛在垂直位置的傾斜，而造成限界向曲線內側產生偏移。因此為了保證列車安全通過曲線隧道，必須將隧道凈空作適當?shù)募訉?。這就是曲線隧道斷面加寬。結合本隧道的曲線要素，加寬值為15cm。與直線隧道內襯砌內輪廓各段的幾何尺寸可能多的保持一致是曲線隧道斷面加寬的基本原則。這樣可以使施工簡便。2.3.1.4廈門深圳單線電氣化巖腳隧道的凈空確定 廈門深圳客運專線巖腳隧道是是單線電氣化隧道，按250km/h客貨共線鐵路兼顧雙箱運輸?shù)碾p線隧道內輪廓取標準凈空斷面。 各種預留空間要求如下：1. 安全空間 在隧道側邊位置設置尺寸為0.8m（寬）2.2m（高）的安全空間。安全空間內包括安放施工設施（0.3m寬）或開關柜（0.4m寬）的空間。2. 救援通道 在隧道側邊位置設置貫通的救援通道，用于自救或外部救援，尺寸為1.5m（寬）2.2m（高），要求距中心線最少2.3m，在救援通道位置內包括放施（0.3m安放設施空間）或寬度為0.4m安放開關柜的空間。建筑限界和救援通道交叉無關，因為救援通道只在車輛停止時使用。本設計取200cm160cm的接援通道。3. 技術作業(yè)空間 沿隧道襯砌預留寬為0.3m環(huán)形空間，用于安放施工輔助設施（如立腳手架），作為預留的襯砌補強或安裝建筑材料的空間。但不能利用預留的空間來滿足隧道施建設的施工誤差。本設計為0.3m。第3章 隧道洞口位置和洞門的確定3.1 隧道洞口位置確定的要求：隧道洞口位置應根據(jù)地形,地質,水文條件,同時結合環(huán)境保護,洞外有關工程及施工條件,運營要求,通過綜合分析比較確定. 隧道應早進洞,晚出洞,同時應符合下列要求:1. 隧道洞口的設置,應減少對原有坡面的破壞；2. 當洞口處有坍方,落石,泥石流等威脅時,應盡早進洞；3. 線路跨溝或沿溝進洞時,應結合防排水工程,確定洞口位置；4. 漫坡地形的洞口位置,宜結合棄渣的處理,填方利用,排水以及有利施工等因素,綜合分析確定；5. 洞口段應結合地形,地質條件和施工方法等確定加固措施,必要時可采取地表注漿.3.2 隧道洞口位置的比選：3.2.1 方案的擬定 該隧道的基巖風化層厚度變化大，全風化層進口附近處厚1025m，出口附近厚1015m，強風化層進口附近處厚08m，出口附近厚014m。隧道進口有水泥路通達，交通較為方便，出口處有山間小路，交通不便。進口段洞身位于花崗巖殘積層、全、強風化層中，屬淺埋段，洞口附近左邊有危巖落石，工程地質條件較差。出口段洞身位于花崗巖殘積土及強風化層中，埋深很淺，施工中成拱困難，極易坍方，工程地質條件較差。遵循以上洞口位置的要求和結合安全，經濟性綜合考慮后，分別對隧道進口和出口各擬定三種方案進行比選。進口方案的擬定：方案一：設在DK112+739處方案二：設在DK112+749處方案三：設在DK498+744處出口方案的擬定： 方案一：設在DK114+220處 方案二：設在DK114+230處 方案三：設在DK114+225處具體的位置見下圖hs1、2、3、4。3.2.2 方案的比選：3.2.2.1 隧道進口方案的比選方案一：方案一的開挖量是三種方案中最少的，工程量也是最少的，符合“早進洞，晚出洞”的原則，也符合“宜長不宜短”的設計原則；但洞門的埋深較淺，洞門不穩(wěn)定。方案二：洞門的埋深是三種方案中最大的，洞門比較穩(wěn)定。但洞門的邊仰坡的開挖量較大，刷坡過長，經濟上不劃算。且該地段坡度較陡，不利于施工機具的展開和工程機械的作業(yè)，又不符合“早進洞，晚出洞”的原則。方案三：方案三的開挖高度位于一、二方案之間，開挖量不大，且洞門較一方案穩(wěn)定，避免了“大挖大刷”，經濟上也較三方案劃算。故選方案三。3.2.2.2 隧道出口的方案比選方案一：方案一的開挖量是三種方案中最少的，工程量也是最少的，符合“早進洞，晚出洞”的原則，也符合“宜長不宜短”的設計原則；但洞門的埋深較淺，洞門不穩(wěn)定。且洞口W3和W4的分界處，地質條件差。方案二：洞門的埋深是三種方案中最大的，洞門比較穩(wěn)定。但洞門的邊仰坡的開挖量較大，刷坡過長，經濟上不劃算。且該地段坡度較陡，不利于施工機具的展開和工程機械的作業(yè)，又不符合“早進洞，晚出洞”的原則。方案三：方案三的開挖高度位于一、二方案之間，開挖量不大，且洞門較一方案穩(wěn)定，避免了“大挖大刷”，經濟上也較三方案劃算。故選方案三。3.3 隧道洞門的設計3.3.1 隧道洞門的設計原則:1. 隧道洞口應設置洞門,其結構形式有端墻式,柱式,翼墻式,臺階式,選用時應根據(jù)洞口的地形,地質條件和工作特點而定；2. 當線路中線與洞口地形等高線斜交,經技術經濟比較不宜采用正交洞門,且圍巖分類在四類及以上時,可采用斜交洞門,其端墻與線路中線的交角不應小于45度.在松軟地層中,不宜采用斜交洞門；3. 設置通風簾幕的洞門或通風道洞門與隧道洞門相連時,洞門的結構形式應結合通風設備和要求一并考慮；4. 位于城鎮(zhèn),風景區(qū),車站附近的洞門,必要時應考慮環(huán)境協(xié)調和建筑美觀的要求；3.3.2 隧道洞門形式的選擇：洞門的形式很多，從構造形式、建筑材料以及相對位置等可以劃分許多類型。目前，我國公路隧道的洞門形式有：端墻式、翼墻式、臺階式、柱式、削竹式、喇叭口式等。它們的適用條件及特征如表3-1： 表3-1 各種洞門形式項目端墻式翼墻式臺階式柱式削竹式喇叭口式適用的圍巖條件軸線與坡面基本正交，邊仰坡坡率為1：0.31：0.5邊仰坡坡率為1：0.751：1.5邊仰坡坡率為1：0.51：1.25邊仰坡坡率為1：0.51：0.75洞門周圍地形平緩地形地質條件較好，洞口周圍開闊；積雪地帶易吹入雪特征易于施工抗滑、抗傾覆性能較好可減少靠山側仰坡開挖高度，一般與偏壓襯砌配合使用洞口受地形限制，無法布置翼墻式洞門模型板、配筋較費事，耗資較大模型板、配筋較費事，耗資大巖腳隧道進出口屬級圍巖，比較破碎，軟弱，再綜合考慮其他地質情況、地形條件、各種洞門形式的適用條件以及經濟條件后，該隧道采用端墻式洞門形式。又由于洞門的邊坡刷坡較大，故在洞門兩側修筑擋土墻。祥圖見hs5、6。3.3.3 洞門構造及基礎設置應遵循下列規(guī)定：1洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于1.0m，洞門墻頂高出仰坡腳不小于0.5m。2. 洞門墻應根據(jù)實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結合其他工程類比確定。3洞門墻基礎必須置于穩(wěn)固地基之上，應視地形及地質條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|地基的深度不應小于1.0m，嵌入巖石地基的深度不應小于0.5m；基底標高應在最大凍結線以下不小于0.25m；地基為凍脹土層時，應進行防凍脹處理?；茁裰蒙疃葢笥趬吀鞣N溝、槽基底的埋置深度。4松軟地基上的基礎，可采取加固基礎措施。5洞門結構應滿足抗震要求。第4章 V級圍巖襯砌結構計算及檢算4.1 襯砌形式確定依據(jù)鐵路隧道設計規(guī)范之規(guī)定：“鐵路隧道應作襯砌，根據(jù)隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求可分別采用噴錨襯砌、整體式襯砌、復合式襯砌。本隧道是按時速250km/m設計，內凈空較大,故采用復合式襯砌。4.2 襯砌設計規(guī)定襯砌設計應符合下列規(guī)定：襯砌斷面宜采用曲邊墻拱形斷面。1. 隧道圍巖較差地段應設仰拱。仰拱曲率半徑應根據(jù)隧道斷面形狀、地質條件、地下水、隧道寬度等條件確定。路面與仰拱之間可采用混凝土或片石混凝土填充。當隧道邊墻底以下為整體性較好的堅硬巖石時，可不設仰拱。2. 隧道洞口段應設加強襯砌。加強襯砌段的長度應根據(jù)地形、地質和環(huán)境條件確定。 3. 圍巖較差地段的襯砌應向圍巖較好地段延伸510m。4. 偏壓襯砌段應向一般襯砌段延伸，延伸長度應根據(jù)偏壓情況確定，一般不小于10m。4.3 復合式襯砌復合式襯砌是由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式。復合式襯砌設計應符合下列規(guī)定：1初期支護宜采用錨噴支護，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護形式單獨或組合使用。錨桿支護采用全長粘結錨桿。2二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結構，襯砌截面宜采用連接圓順的等厚襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。3在確定開挖斷面時，除應滿足隧道凈空和結構尺寸外，還應考慮圍巖及初期支護的變形，并預留適當?shù)淖冃瘟?。預留變形量的大小可根據(jù)圍巖級別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護情況等，采用工程類比法預測。巖腳隧道的圍巖等級為V級圍巖，