高速铁路隧道毕业设计.doc

第1章绪论
研究背景
随着我国社会、经济的高速发展,全社会客运量和货运量都成倍增长。铁路在长途运输中占有明显优势。高速铁路是现代化铁路的重要标志,隧道是关键的基础工程之一。高速铁路的修建为了获得更好的线路线性,为了环保的需要,必然会出现大量的隧道群。目前我国大规模、高标准的铁路建设全面展开,客运专线对隧道的工程质量、耐久性、环境与水土保持、运营管理等提出了更高的要求。
近几年来,从引进时速200公里高速列车技术,到自主开发时速350公里、380公里“和谐号”动车组;从京津城际铁路运营到京沪高铁即将开通,中国迅速跨入引领世界的“高铁时代”!而我国多山的特点使得对隧道技术的研究对实现高铁时代具有了更为重要的意义。
国内外研究现状
高速铁路隧道与常速铁路隧道最大的区别就是当列车以高速通过隧道时,产生的空气动力学效应对行车、旅客舒适度、列车相关性能和洞口环境的不利影响十分明显,因此,在隧道断面确定的时候必须考虑到空气动力学效应。施工方面,目前各国的高速铁路隧道施工方法仍以新奥法为主,以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测控制围岩的变形,充分发挥围岩的自承能力的施工方法。新奥法是按照实际观察到的围岩动态的各项指标来指导开挖隧道的方法。新奥法
施工原则可以归纳为充分保护,并利用围岩的自承能力;施工要点为控制爆破、
锚杆支护和施工监测;实施方法为设计、施工和监测三位一体的动态模式。隧道的开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。
断面开挖方法的选择要注重开挖方法的多样性。如开挖隧道的TBM法、矿山法、不是相互排斥的方法,而是可以选择、可以组合的方法。在选择开挖方法时,一方面要考虑隧道围岩地质条件一方面要考虑坑道范围内岩石的坚硬程度。高速铁路隧道大部分属于大断面隧道,为了减少开挖对围岩的扰动,充分“保护围岩”,同时减小震动,保护隧道附近对震动有较高要求的结构物,选择部分地质件适宜的隧道采用铣挖机、单臂掘进机、液压破碎机、大功率挖掘机等装备开挖,将是一个发展趋势,这种采用非钻爆法施工的工法会逐步完善。同时,国内外铁路隧道施工机械的发展正朝着高速、高精的数控技术发展。
国内外隧道施工都充分证实了在高速铁路隧道施工阶段,重视和加强地质超前预报,最大限度地利用地质理论和先进的地质超前预报技术,预测开挖工作面前方的地质情况,对于安全施工、提高工效、缩短施工周期、避免事故损失都具有重要意义。随着科学技术的发展,超前地质预报的仪器设备也更加精密。国内外隧道施工期地质超前预报技术方法的发展主要经历了地质法阶段、超前平行导坑阶段、超前水平钻孔阶段、无力探测法阶段。目前应用较广的有TSP超前预报,和地质雷达超前预报法。TSP超前预报系统具有适用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰小、费用少等优点,可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、产状、及岩石动力参数。地质雷达对隧底、边墙、隧顶外围岩的不良地质探测效果最好,在超前平行导坑中应用可对正洞起到超前地质预报的作用。
设计内容
(1)计算IV级、V级围岩荷载,确定不同的围岩级别条件下衬砌类型,衬砌长度,二衬厚度和计算配筋,进行洞身二衬结构检算,并绘制衬砌结构横剖面图,结构配筋图。
(2)按工程类比法确定不同的围岩级别条件下隧道的初支结构及形式。
(3)进行隧道总体施工方案设计,包括总体施工部署、进洞方案、洞身不同围岩段开挖方法等。
(4)设计具体的施工工艺,包括开挖、出碴、初支、二衬、防水工程、量测及其它相关施工工艺,绘制相应的施工工法步序图,防水结构图,监测布置图以及其它必要附图。
隧道总体方案
本隧道是以“新奥法”为理念,利用围岩的‘自穏自承’的能力。虽然由于地质情况不太理想导致使用‘钻爆法’往往会出现较大的安全隐患以及一系列安全事故,但是这里的地下水不发育就让很多事故出现的概率降低。要考虑的是开完之后的一些衬砌的风华和雨水的问题。为了防止洞口边坡仰坡坍滑我们决定采用‘削竹式’的洞门,以及明洞形式。连拱式的洞身。
削竹式洞门是一种为了高速隧道而经过改造的一种洞门形式,它首先确保了环境,保证了洞门附近的边坡仰拱的稳定。其次好的洞门给你留下美的感受,削竹式洞门能起到修饰周围生态环境的有机结合的作用。最重要的是其独特的造型能够降低“音爆”的效果,并且在车体进洞的之前完美的脱离空气的乱流。是适用于高速铁路的一种洞门。
卢家山二号隧道概况
工程概况
卢家山二号隧道线路是一条双线双向的铁路隧道,全长216米。隧道进口里程
DK136+155,出口里程DK136+371。本隧道线路应用于高速铁路设计时速250公里。
地质概况
卢家山二号隧道全程地质较单一,为第四系残积粉质黏土、黄褐色、硬塑、~1m,侏