隧道課程設(shè)計(jì)---曲線隧道加寬

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　<<地下工程設(shè)計(jì)原理與方法>></p><p>　　曲線隧道曲墻式襯砌設(shè)計(jì)</p><p><b>　　題目：曲線隧道加寬</b></p><p><b>　　班級(jí)：土木091班</b>

2、</p><p>　　姓名： </p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</

3、b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　計(jì)算以下條件的曲線隧道凈空加寬值，并畫出雙線曲墻式襯砌的內(nèi)輪廓線，標(biāo)注詳細(xì)尺寸。設(shè)計(jì)該隧道的初期支護(hù)及二次襯砌的支護(hù)參數(shù)，并采用彈性鏈桿法檢算支護(hù)強(qiáng)度是否滿足隧道設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。</p><p><b>　　①雙線隧道；</b></p&

4、gt;<p><b>　?、陔娏恳?；</b></p><p>　?、坌熊囁俣萔=150km/h；</p><p>　?、芮€半徑為學(xué)號(hào)最后三位數(shù)的10倍。</p><p>　?、輫鷰r級(jí)別為Ⅴ級(jí)，深埋隧道</p><p><b>　　二、凈空加寬計(jì)算</b></p>&l

5、t;p>　　雙線曲線隧道加寬值計(jì)算</p><p>　　W1=d內(nèi)1+d內(nèi)2=4050/R+2.7E=11.46cm</p><p>　　W2=d外=4400/R=0.97cm</p><p>　　W3=8450/R+HE/150/2=22.25cm (假定外側(cè)線路的外軌超高大于內(nèi)側(cè)的外軌超高)</p><p>　　W=W1+W2+W3

6、=34.68cm</p><p>　　曲線隧道中線與線路中線偏移距離</p><p>　　雙曲線隧道內(nèi)側(cè)線路中線至隧道中線的距離d1=200-（W1-W2-W3）=211.76cm</p><p>　　雙曲線隧道外側(cè)線路中線至隧道中線的距離 d2=200+（W1- W2+ W3）=232.74cm</p><p>　　曲線隧道與直線隧道襯砌的

7、銜接方法</p><p>　　隧道襯砌施工中，對(duì)不同寬度的襯砌斷面的銜接，可采用在襯砌斷面變化點(diǎn)錯(cuò)成直線臺(tái)階的錯(cuò)臺(tái)階法及自加寬斷面終點(diǎn)向不同加寬斷面延伸1m范圍內(nèi)逐漸過(guò)渡的順坡法。</p><p><b>　　三、襯砌內(nèi)輪廓圖</b></p><p>　　該線路屬雙線電力牽引鐵路隧道，要求取曲墻式襯砌，按照規(guī)范制圖如下：(圖示單位: mm)&l

8、t;/p><p>　　1加寬前襯砌的內(nèi)輪廓圖</p><p><b>　　2加寬后的襯砌輪廓</b></p><p><b>　　四、支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　超前支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　由于圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)，屬于軟巖

9、，巖體破碎至極破碎，全部極軟巖及全部極破碎巖。采用超前管硼鋼架支護(hù)。</p><p>　　超前管硼鋼架支護(hù)參數(shù)選擇：</p><p>　　1.超前管棚管徑可選用φ32～φ40mm鋼管，一般選用φ32mm鋼管，特殊地質(zhì)條件可選用φ80mm鋼管。</p><p>　　2.管硼鋼管長(zhǎng)度（L）一般選用3.5～4.0m,特殊地段可采用8.0～10.0m。鋼管長(zhǎng)度</p

10、><p><b>　　L=a+b+c</b></p><p>　　*注：abc值可根據(jù)地質(zhì)情況、每循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺來(lái)確定。</p><p>　　1.管棚應(yīng)沿隧道開挖輪廓線向外傾斜，其傾斜角一般不宜大于10℃。</p><p>　　2.管硼鋼管沿隧道拱部開挖輪廓線布設(shè)，布設(shè)寬度一般為鋼架跨度的1/2～1/3。</p>

11、<p>　　3.管棚橫向間距視地質(zhì)條件而定，一般為0.2～0.4m,沿拱部開挖外輪廓布置。</p><p>　　鋼架制作1.鋼架可用H175、H125、H160型鋼彎制，亦可用主筋直徑不小于22mm的鋼筋焊接而成的隔柵構(gòu)架，鋼架間距一般為0.5～1.0m。</p><p>　　2.鋼架外輪廓線尺寸為隧道開挖外輪廓線尺寸減去鋼架與圍巖間縫隙5cm。隧道開挖外輪廓線尺寸為初期支護(hù)設(shè)

12、計(jì)厚度加上二次模注襯砌厚度,再加上預(yù)留隧道開挖沉落量，還要加隧道貫通誤差預(yù)留量。</p><p>　　3.型鋼彎制鋼架，按鋼架設(shè)計(jì)尺寸下料，鋼架分節(jié)長(zhǎng)度一般為4.0m左產(chǎn)品稅右一節(jié)。</p><p>　　4.鋼架彎制有兩種方法</p><p><b>　　靠模熱彎法；</b></p><p>　　簡(jiǎn)易壓床定位柱冷彎法。&

13、lt;/p><p>　　5.網(wǎng)構(gòu)桁鋼架在胎模內(nèi)焊接而成。</p><p>　　6.按設(shè)計(jì)在型鋼鋼架腹板上制孔。</p><p>　　7.制作鋼架連接板，并焊于每節(jié)鋼架兩端。</p><p>　　8.在放好樣的地坪上（水泥地面）試拼鋼架，檢查鋼架彎前形狀尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后方準(zhǔn)批量生產(chǎn)。</p><p><b&

14、gt;　　管棚施工示意圖</b></p><p>　　二、一次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　一次襯砌選用噴射混凝土。因?yàn)樗粌H能在施工期間維護(hù)坑道的穩(wěn)定或暫時(shí)穩(wěn)定，而且還能與二次襯砌一起發(fā)揮永久作用。</p><p>　　噴射混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p>　　噴射混凝土配比（濕噴）</p><p>

15、　　三、二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　二次襯砌選用混凝土襯砌。作業(yè)方法：先修仰拱，后修邊墻和拱圈由下而上的修筑方法。</p><p><b>　　1混凝土的配比設(shè)計(jì)</b></p><p>　　混凝土配比強(qiáng)度應(yīng)該大于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)強(qiáng)度取18到24MPa.</p><p><b>　　2水灰比 ＜

16、65％</b></p><p><b>　　3單位用水量</b></p><p>　　4混凝土的搗固方法及標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　五、圍巖壓力計(jì)算:</b></p><p>　　圍巖壓力的計(jì)算：q=rh h=o.45×2s-1w w=1+i(B-5) i=0.

17、1 h=o.45×24×1.536=11.0592m q=11.0592×23=254.36kpa e=q×0.45=114.46kpa</p><p>　　彈性連桿半結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　六、計(jì)算襯砌內(nèi)力</b></p><p>　　由以上三個(gè)表格數(shù)據(jù)可?。?lt;/p>

18、<p>　　NJ=6RZ =20E =2.8e7QH=82.944 QV=207.36</p><p>　　TKH=1.7e5 TKV =1.7e5HA=0.7</p><p><b>　　輸入文件格式：</b></p><p>　　6,23,2.8e7,114.46,254.36,1.7e5,1.7e5,0.7

19、</p><p>　　-4.55,-0.25,0,0,1,1,0.7</p><p>　　-5.03,2.37,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-4.55,4.60,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-3.81,5.80,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-2.27,7.12,1,1,1

20、,1,0.7</p><p>　　0,7.73,0,0,1,0,0.7</p><p><b>　　輸出數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　七、強(qiáng)度檢算</b></p><p><b>　　(1)強(qiáng)度檢算方法</b></p><p>　　襯砌結(jié)構(gòu)

21、內(nèi)力算出后，需進(jìn)行隧道襯砌截面強(qiáng)度檢算，其強(qiáng)度檢算按破損階段法或容許應(yīng)力法進(jìn)行。</p><p>　　隧道和明洞襯砌按破損階段檢算構(gòu)件截面強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)所受的不同荷載組合，在計(jì)算中應(yīng)分別選用不同的安全系數(shù)，并不應(yīng)小于表4.3所列數(shù)值。</p><p>　　表4.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)[13]</p><p>　　拱形隧道襯砌屬偏心受壓構(gòu)件，其截面強(qiáng)度檢算

22、根據(jù)軸力偏心距的大小可分為兩種情況：</p><p>　　1)抗壓強(qiáng)度控制()</p><p>　　混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式(4.3)</b></p><p>　　式中 ——《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的強(qiáng)度安全系數(shù)；</p><p>　　——截面的

23、實(shí)際軸力；</p><p>　　——構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對(duì)于隧道襯砌，可取1；</p><p>　　——混凝土或砌體結(jié)構(gòu)的極限抗壓強(qiáng)度，對(duì)于混凝土，取19.0；</p><p>　　——截面寬度(計(jì)算長(zhǎng)度)，取1m；</p><p>　　——截面厚度(襯砌厚度)；</p><p>　　——軸力偏心影響系數(shù)，可按下式計(jì)算：

24、</p><p>　　——截面軸力偏心距。</p><p>　　2)抗拉強(qiáng)度控制()</p><p>　　混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p>　　式(4.4) </p><p>　　或

25、 式(4.5)</p><p>　　式中 ——《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的強(qiáng)度安全系數(shù)；</p><p>　　——混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，對(duì)于混凝土，取2.0 。</p><p><b>　　(2)強(qiáng)度檢算</b></p><p>　　按照上述襯砌截面強(qiáng)度檢算方法，利用Excel軟件進(jìn)行檢算，襯砌強(qiáng)度安全系數(shù)