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铁路隧道基础知识
为便于大家掌握铁路隧道的基础知识,对我们今后的施工有一个基本的概念,特搜集相关资料,和大家共同学****探讨。下面,根据铁路隧道施工的相关程序,制定相应的学****内容,需要指出的是,因为我们大多是非工程类隧道专业的学员,所以我们讲的内容都比较简单,不涉及深奥的概念,仅对相关知识做简略介绍,使大家建立隧道施工的基本观念,希望大家认真学****在具体的工作中在逐步探索。不足之处,请大家提出来,以便更好的提高讲课效果,我的讲解内容分以下几个方面:
一铁路隧道概述
二围岩的基本知识
三隧道开挖知识
四隧道安全支护及衬砌
五辅助工作
六隧道施工组织管理
今天主要学****铁路隧道概论和围岩的基本知识。
一、铁路隧道概述
铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
在19世纪60年代以前,修建的隧道都用人工凿孔和黑***爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时,首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时,开始采用***炸药代替黑***,使隧道施工技术及速度得到进一步发展。
至1950年,世界铁路隧道最多的国家有意大利、日本、法国和美国。日本至20世纪70年代末共建成铁路隧道约3800座,总延长约1850公里,其中5公里以上的长隧道达60座,为世界上铁路长隧道最多的国家。1974年建成的新关门双线
隧道,长18675米,为当时世界最长的海底铁路隧道。1981年建成的大清水双线隧道,长22228米,为世界最长的山岭铁路隧道。连接本州和北海道的青函海底隧道,长达53850米,为当今世界最长的海底铁路隧道。 20世纪60年代以来,隧道机械化施工水平有很大提高。全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发展和新奥法的应用为隧道工程开辟了新的途径。掘进机的采用彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。盾构构造不断完善,已成为松软、含水地层修建隧道最有效的工具.
中国于1887~1889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮球岭隧道,是中国的第一座铁路隧道,长261米。此后,又在京汉、中东、正太等铁路修建了一些隧道。京张铁路关沟段修建的4座隧道,是用中国自己技术力量修建的第一批铁路隧道。其中最长的八达岭铁路隧道长为1091米,于1908年建成。中国在1950年以前,仅建成标准轨距铁路隧道238座,总延长89公里。自20世纪50年代以来,隧道修建数量大幅度增加,1950~1984年期间共建成标准轨距铁路隧道4247座,,成为世界上铁路隧道最多的国家之一。
中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里,%%。 在隧道勘测和开挖过程中,须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。围岩的类别的确定,为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。
隧道设计包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。此外,隧道设计还包括洞门设计,以及开挖方法和衬砌类型的选择等。 隧道贯通控制测量隧道测量是为了保证测量的中线和高程在隧道贯通面处的偏差不超出规定的限值。
中线平面控制山岭隧道洞外及洞内都采用主副闭合导线法,即在主导线上测角并用光电测距仪量距,在副导线上只测角不量距。由主副导线所组成的多边形,只平差其角度,不平差其长度。这样主副导线法比三角网法简单实用,比单一导线法可靠。中国大瑶山双线隧道即采用主副闭合导线法作为中线平面控制。 高程控制短隧道应用普通水平仪,长隧道应用精密水平仪即能保证需要达到的精度。高程贯通极限误差为±50毫米。