京滬高速鐵路客運專線張夏隧道設計

1、# # 大 學 本科畢業(yè)設計（論文）京滬高速鐵路客運專線張夏隧道設計年 級: 學 號: *姓 名:#專 業(yè):土木工程指導老師:# 2009 年 46月#大學土木工程學院院 系 土木工程學院 專 業(yè) 地下工程 年 級 2005級 姓 名 # 題 目 京滬高速鐵路客運專線張夏隧道設計 指導教師 # 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)畢 業(yè) 設 計 任 務 書班 級 土木2005-04班 學生姓名 # 學號 20050112 發(fā)題日期：2009年 4 月 8 日 完成日期：2009年 6 月 10 日題 目 京滬高速鐵路客運專線張夏隧道

2、設計 1、 本論文的目的、意義 本次畢業(yè)設計，結合京滬高速張夏隧道地形地質條件，進行隧道洞口位置 、洞門結構、洞身初期支護與二次襯砌的設計。此次畢業(yè)設計可使同學掌握一般鐵路隧道的設計流程和主要方法，鍛煉學生對鐵路隧道結構的設計能力。通過畢業(yè)設計的全過程，使學生具備初步直接參加大型隧道工程的設計能力，并具有一定得綜合分析和解決實際問題的能力。 2、學生應完成的任務 （1） 隧道設計說明書，主要包括： 中文摘要（不少于500字）、英文摘要（要求與中文摘要對應）； 目錄；前言； 工程概況、設計意圖、結構計算及施工方法等。 結論 參考文獻 （2）隧道設計圖紙 隧道橫斷面設計圖；比例：1：2001：50

3、0 隧道縱斷面設計圖；比例：1：2000； 隧道進口設計圖（平面圖、正面圖和側面圖） 比例：1：2001：500 隧道出口設計圖（平面圖、正面圖和側面圖） 比例：1：2001：500 隧道襯砌結構圖 比例：1：2001：500 結構內力圖 配筋圖 隧道優(yōu)化施工方法圖 隧道優(yōu)化施工組織圖 （3）畢業(yè)設計指導日志、實習日志及實習報告、外文翻譯 （4）其他未盡事宜、按學校文件辦理 （5）設計說明書及論文要求用計算機打印 （6） 設計圖紙要求：一般用CAD繪制。 3、論文各部分內容及時間分配：（共 12 周）第一部分 原始資料的閱讀、整理，理解基本要求 （4月7日4月19日）第二部分 隧道襯砌內輪廓的

4、擬定及洞口位置選擇；（4月20日4月26日） 第三部分 隧道洞門設計； （4月27日5月10日） 第四部分 隧道襯砌設計 （5月10日5月24日）第五部分 出口段結構配筋設計 （5月25日6月7日） 第六部分 隧道附屬工程設計、施工組織設計 （6月8日6月10日） 第七部分 設計說明書及圖紙檢查、修改、輸出 （6月11日6月12日） 評閱及答辯 備 注 指導教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日 京滬高速鐵路客運專線張夏隧道設計摘要京滬高速鐵路是國內投資規(guī)模最大、技術含量最高的一項工程,也是我國第一條具有世界先進水平的高速鐵路,正線全長約1318公里,與既有京滬鐵路的走向大體并行,全線為新

5、建雙線,設計時速350公里,初期運營時速300公里,共設置24個客運車站。該項工程預5年左右完成,2010年投入運營。京滬高速鐵路建成后,與既有京滬鐵路實現客貨分流。新建的高速鐵路為客運專線,既有的京滬鐵路為貨運主線。屆時,北京至上海高速列車全程運行時間只需5小 時,比目前京滬間特快列車縮短9小時左右,年輸送旅客單方向可達8000余萬人,大大釋放既有京滬鐵路的能力,使既有京滬線單向年貨運能力達1.3億噸以 上,使其成為大能力貨運通道,從而滿足京滬通道客貨運輸需求,從根本上解決京滬通道運輸能力緊張的狀況,真正實現“人便其行、貨暢其流”。張夏隧道進口里程為DK427+980，出口里程DK428+6

6、72，隧道全長692米。隧道主要穿越低山區(qū)，具有復雜環(huán)境條件下隧道工程特點。 根據該工程特殊地質情況與大斷面張夏隧道的特點，對隧道VI、V級圍巖下的支護結構、各種圍巖條件下的施工方法、監(jiān)測、洞門等進行設計。本隧道采用全封閉防水型襯砌結構，利用ANSYS軟件，根據隧道埋深與地質的情況，得出隧道在山嶺段二次襯砌中的受力與變形進行驗算，并得出驗算結果。高速鐵路與一般鐵路的最大區(qū)別是要考慮到空氣動力學效應，因此在襯砌的擬定上，不僅考慮了機車車輛類型、行車條件、線路條件等，同時也結合了高速列車隧道空氣動力學的影響。關鍵詞：高速鐵路隧道；結構驗算；有限元分析。Part Of The Tunnel Desi

7、gn Of In Beijng-Shanghai High-Speed Rail Passenger Line In Zhangxia,ABSTRACTBeijng-Shanghai High-Speed Rail Passenger Line is the largest and the highest technological content of a project, but also China's first world-class high-speed railway. The whole line of it is about 1318 kilometers, with

8、 the existing Beijing-Shanghai railway parallel to the general, across the board for the new two-lane, the design speed 350kilometers, the initial period operation speed 300 kilometers, altogether establishes 24 passenger stations. After the completion of the Beijing-Shanghai high-speed railway, wit

9、h already has the Beijing to Shanghai railroad realization passengers and cargo to diverge. By then, the Beijing-Shanghai high-speed train running the whole time just five hours, than at present between the Beijing-Shanghai express train about nine hours shorter, in a one-way passenger transport up

10、to 8,000 million, a significant release of both the capacity of the Beijing-Shanghai Railway, so that the existing Beijing-Shanghai line of one-way cargo capacity was 130 million tons more than the ability to become a major freight routes, the Beijing-Shanghai route to meet passenger and freight tra

11、nsport demand, a fundamental solution to the Beijing-Shanghai-channel transport capacity of the state of tension, real " people by their deeds, smooth flow of goods. "This in the domestic construction milestone, technical standards, the highest standards of green - green-wide passengerBeij

12、ng-Shanghai High-Speed Rail Passenger Line .The import mileage of Zhangxia tunnel is DK427+980, export mileage isDK428 +672, and the total length of this tunnel is 672 meters. This tunnel pass through low-relief terrain. This project characteistics has the complex environment. According to the speci

13、al geological conditions and engineering large section of the Liuyang River Tunnel features, many things had been designed, such as the rock-supporting structure under the IV- V of the tunnel, the construction methods in all kinds of rock under the conditions, monitoring and so on. The tunnel was cl

14、osed by the whole structure of water-resistant lining. According to the depth and geological condition of the tunnel, the forces and deformations of the 2nd lining for the obtained tunnel had been calculated, by the using of ANSYS software. High-speed railway with the greatest difference between con

15、ventional rail is to take into account the aerodynamic effects, and therefore the formulation of the lining, not only takes into account the type of rolling stock, road conditions, route conditions, as well as a combination of high-speed train tunnel aerodynamic effects of .Key words: high-speed rai

16、lway tunnel; structure checking calculation; numerical analyses with the finite element method; 目錄第章 緒論及隧道概況11.1工程概況1隧道工程位置1隧道建設規(guī)模11.2工程地質和水文地質特征2地層巖性21.2.2.地質構造31.2.3.土石工程分級31.2.4.地震31.2.5.土壤最大凍結深度0.5m。31.2.6.水文地質特征31.3隧道圍巖分級41.4各段巖土工程條件評價及工程措施建議5隧道進口明挖段評價5隧道洞身段5第章 張夏隧道總體設計72.1設計依據及范圍7設計采用的標準、規(guī)范及規(guī)程

17、7設計范圍72.2總體線位72.3隧道縱坡72.4隧道建設規(guī)模72.5軌道類型72.6主要技術標準與設計原則8主要技術標準8隧道建筑限界及襯砌內輪廓82.7主體設計原則102.8隧道洞門設計102.9主體地建工程設計11暗挖隧道段設計11明挖法暗埋段及引道段設計122.10防排水設計17隧道防排水設計方案18隧道防排水設計原則18截堵水措施18排水措施182.11監(jiān)控量測182.12溶洞的處理方案及施工報警設計192.13施工階段超前地質預測預報192.14耐久性設計19耐久性設計原則20隧道結構耐久性設計20第3章 隧道洞門結構設計233.1 洞口位置選擇23隧道進口位置選擇23隧道出口位置

18、選擇233.2 洞門選擇23洞門擬設計23洞門建筑材料253.3洞門結構驗算26洞門荷載的計算26洞門結構驗算27第4章 施工方案設計304.1淺埋暗挖段30淺埋暗挖段V級圍巖地層30淺埋暗挖段VI級圍巖地層32蓋挖法施工（本隧道可以根據實際情況采取此法）344.2張夏隧道洞口的施工方法344.3通風364.4防塵364.5排水364.6超前支護與初期支護37超前小導管注漿加固地層37中空注漿錨桿施工37錨桿鋼筋網37型鋼鋼架施工37大管棚施工工序38濕噴砼施工方法394.7隧道二次襯砌39正洞施工方法39鋼筋制作安裝39砼施工40襯砌背后注漿40仰拱施工40管溝施工414.8隧道防水施工41

19、概述41防水層施工414.9內砼路面施工方法及洞內附屬施工41水泥砼路面整平層施工41水泥砼路面面層施工42接縫43施工縫43填縫43洞內附屬工程43第5章 防排水方案445.1 設計說明445.2各種施工縫防水措施455.2.1.暗挖法地下工程防水設計455.2.2.明挖法地下防水475.3防水層485.4防水板49第6章 支護設計與計算496.1支護設計506.2隧道襯砌結構驗算50基本原理50主動荷載結構模型751隧道初砌承受的荷載及分類516.3計算建模53圍巖彈簧模型的選取和討論53二次襯砌模型的選取和討論54作用在襯砌上的荷載計算556.4牛頓-拉普森法求解(nropt)626.5

20、結果輸出626.6隧道配筋計算656.6.1 V級超淺埋段即出口段配筋計算656.6.2 V級淺埋段配筋計算686.6.3 V級深埋段配筋計算716.6.4 IV級淺埋段配筋計算746.6.5 IV級深段配筋計算766.7 隧道長期安全性評價78第7章 監(jiān)控量測817.1隧道監(jiān)測的目的817.2隧道監(jiān)控量測項目選擇817.3量測方法827.4量測頻率86參考文獻89結束語90致謝91附錄一 實習報告92附錄二 外文翻譯96第章 緒論及隧道概況1.1工程概況京滬高速鐵路跨越河北、山東、安徽、江蘇等四省，聯絡北京、天津、上海等三大直轄市，經行濟南、徐州、南京等大城市；全長約1318km較1463k

21、m的既有線縮短155km。全線共設車站24個，平均站間距離約55km。初期最高速度，高速列車以250km/h300km/h，中速列車采用160km/h。遠期高速列車的最高速度為350km/h，并逐漸減少中速列車的開行數量，直至全跑高速列車。隧道工程位置張夏隧道進口里程為DK427+980，出口里程DK428+672，全長692m。低山區(qū)，地形起伏較大，進口處山坡坡度約10°，出口坡度約為15°，洞內有4.5下坡，隧道位于R=7000m的曲線上，隧道洞身植被較少。隧道建設規(guī)模張夏隧道工程范圍1020m，暗洞段長692m，全隧道共設置四座豎井，隧道建設規(guī)模見下表1-1表1-1

22、張夏隧道建設規(guī)模表類別里程長度（m）備注起始里程終止里程隧道建筑長度DK427+980DK429+0001020隧道長度DK427+980DK428+672692分段情況進口明挖暗埋段DK427+980DK427+99515洞身暗挖段DK427+995DK428+657662出口明挖暗埋段DK428+657DK428+67215出口引道敞開段DK428+672DK430+0003281.2工程地質和水文地質特征地層巖性隧道區(qū)除局部表覆第四系上更新統(tǒng)坡洪積層（），主要有分布于山頂古滑移體堆積層及其底部少量壓碎巖體，以及分布于洞身的寒武系下統(tǒng)（1）的粉砂巖夾頁巖，灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁巖等，各地層分布、

23、厚度詳見縱斷面圖。現將各地層巖性簡述如下：（1）第四系上更新統(tǒng)坡洪積層（ ）新黃土：褐黃色，堅硬，具大孔隙，含少量角礫。粉質黏土：黃褐色，堅硬，含碎石及頁巖碎片。碎石土：淺褐黃色、黃褐色、淡黃色，中密，稍濕，成份以灰?guī)r為主，少量頁巖，一般粒徑2060mm，最大100mm，充填粉質黏土，局部為頁巖碎片，局部含灰?guī)r塊石。(2）古滑移體堆積物灰?guī)r塊石，物質來源為寒武系中統(tǒng)（2）鮞狀灰?guī)r、泥質條帶灰?guī)r，局部夾灰綠色泥灰?guī)r薄層，呈松散至半膠結的巖石塊體，張節(jié)理發(fā)育，最大間距可達2m,局部節(jié)理裂隙充填方解石晶體，塊體粒徑巨大，產狀凌亂，局部呈假巖層狀（DK428+610附近為170°32

24、6;、350°27°），結合鉆探及物探結果，最大厚度約48m。具溶蝕現象，局部為溶洞，最大可達2.1m，多為全填充，充填黏土含碎石，個別為空洞。壓碎巖：灰褐色，壓碎結構，呈碎石夾土狀，碎石成分為石灰?guī)r，一般粒徑2060mm，最大100mm，古滑移體下推時攜帶或堆積擠壓形成。（3）寒武系下統(tǒng)（1）頁巖：豬肝色，強風化弱風化，頁理發(fā)育。粉砂巖夾頁巖：紫紅色，薄中層狀，局部夾薄層泥灰?guī)r，全風化弱風化。頁巖夾泥灰?guī)r：紫紅色，夾灰黃色及灰綠色條紋，強風化弱風化。粉砂質灰?guī)r：紫紅色，淺紅色，夾灰黃色條紋，細粒砂狀結構，塊狀構造，中厚層狀，弱風化，局部夾薄層泥灰?guī)r。 泥灰?guī)r：灰黃色，泥質

25、結構，層理發(fā)育，弱風化，局部夾薄層灰?guī)r?；?guī)r：青灰色，弱風化，隱晶結構、局部泥質結構。1.2.2.地質構造隧道區(qū)地處魯中隆斷區(qū)的泰山凸起地帶，該區(qū)為下古生界蓋層出露區(qū)，中生代長期處于隆起狀態(tài)，主要發(fā)育不同方向的脆性斷裂。新生代構造活動較強烈，主要表現為上隆遭受強烈剝蝕，又加上地質條件的差異性，使本區(qū)寒武系張夏組石灰?guī)r產生了眾多重力式滑移體，成為本區(qū)新構造運動行跡的一個重要特征。隧道通過的滑移體據推測在上更新世之前形成，兼具滑坡與崩塌的特征，其垂直落距大，滑移距離短，無明顯的滑面。根據濟南及張夏地區(qū)區(qū)域地質特點，結合本次勘察鉆探及物探成果以及調繪情況綜合考慮，該滑移體現處于穩(wěn)定狀態(tài)。1.2.3.

26、土石工程分級 新黃土、粉質黏土 ； 碎石土、壓碎巖 塊石土 ； 灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r（弱風化） 粉砂巖夾頁巖（全、強風化） （弱風化） 粉砂質灰?guī)r （弱風化） 泥灰?guī)r夾頁巖（弱風化） 泥灰?guī)r （弱風化） 1.2.4.地震根據中國地震動參數區(qū)劃圖（GB18306-2001）附錄A中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖，本場地地震動峰值加速度為0.05g(地震基本烈度為度）。1.2.5.土壤最大凍結深度0.5m。1.2.6.水文地質特征 隧道內少量基巖裂隙水。1.3隧道圍巖分級根據鐵路工程地質勘察規(guī)范（GB100122001）附錄E，在白堊系全風化段，彈性波速在2000m/s以下。弱風化完整段，砂質泥巖彈性波速一般

27、在20002600m/s之間，圍巖等級為VIV級。完整砂巖層彈性波速個別達到30003500m/s，個別鉆孔的泥質砂巖彈性波速接近3000m/s。整個區(qū)域內巖層強度較低，地層以軟質類巖層為主。隧道通過弱風化軟巖巖體，巖體較完整，隧道圍巖基本分級一般為IV級，隧道通過全強風化軟巖巖體以及高階地土層時，圍巖分級一般為低至V級，隧道通過河漫灘土層時，圍巖分級一般低至VI級。綜合考慮隧道場址巖土層的巖性特征與分布特征，以及地下水和洞身埋深，隧道基本分級主要見表1-3表1-3隧道圍巖基本分級表圍巖分級主要工程地質特征結構特征和完整狀態(tài)圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)VI欠壓實稍壓實人工填土，軟塑性可塑性的沖洪積成因

28、粘土及砂土、軟土、碎石土、地下水豐富，遇水軟化，崩解的殘積土及溶洞充填物粘性土上呈松軟狀，飽水砂土、碎石上呈松散稍密、中密狀圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)V硬塑性土層、全強風化巖及風化谷、遇水軟化崩解，溶洞巖溶呈塊石、碎石狀，泥質膠結，膠結差，或為溶洞，易輸錢化崩解或突水、突泥、涌水圍巖易坍塌，處理不當會出現大坍塌，側壁經常小坍塌，或大量突水突泥IV碎屑巖弱風化帶，巖石完整。呈中至厚層狀，大部分為較軟巖，但巖體完整拱部無支護時 可產生較大的坍塌，側壁有時失去穩(wěn)定 ，有水時，易風化、軟化崩解隧道圍巖分級表起訖里程圍巖級別長度（m）DK427+980DK428+03050DK428+030DK428+120

29、IV90DK428+120DK428+370250DK428+370DK428+610IV240DK428+610DK428+660551.4各段巖土工程條件評價及工程措施建議張夏隧道工程設計范圍 DK427+980DK428+672，長692m。張夏隧道主要通過地層為寒武系下統(tǒng)（1）的粉砂巖夾頁巖，灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁巖等，兼具滑坡與崩塌的特征，其垂直落距大，滑移距離短，無明顯的滑面，自穩(wěn)能力相對較差，隧道設計及施工時應充分考慮。1.4.1隧道進口明挖段評價DK427+980DK427+995為一丘間小山坡，地面高程為143.189144.670米，地面起伏不平。開挖地層主要有人工填土、殘坡積粉

30、質粘土、粉砂巖夾頁巖、泥灰?guī)r泥、灰?guī)r。圍巖籌等級為V級，巖土施工籌等級為IIIIV級。隧道進口地處地層為殘坡積層以及含粉砂巖夾頁巖、泥灰?guī)r泥、灰?guī)r全強風化層，多為軟巖，由于軟巖強風化層易軟化崩解、易風化，工程性質相對較差，暗挖易塌，明挖應采取的支護措施 ，應加強支護，防止發(fā)生邊坡坍塌和人工填土滑坡，此外，由于土體及全風化層屬可壓縮地層，設計中應加強地基變形計算，不能滿足要求進行地基處理。進口建議邊仰坡坡率為1：1.51：1.75，邊仰坡控制高度6米，設計時應盡量降低邊仰坡高度，放緩邊坡坡坡率?；坶_挖應加強排水工作，以防雨水辦公浸泡軟坑壁及坑內巖上，以防基坑壁坍塌。1.4.2隧道洞身段根據物探

31、資料：DK428+221往小里程方向為粉砂巖與頁巖為主，大里程方向以石灰?guī)r為主，與砂巖泥灰?guī)r呈順層接觸。里程DK128+130推測為砂礫巖與泥質砂巖分界線。DK428+442 DK428+645巖性單一，主要為石灰?guī)r，夾雜泥灰?guī)r。綜合分析鉆探、物探、測井及水文地質試驗資料，特別須注意的地段有： DK428+120DK428+370段，圍巖破碎, 隧道洞身穩(wěn)定性差，洞內施工放小炮，防止洞頂掉塊、突水、冒泥，應加強排水和加固措施。隧道洞身經過的地層絕大部分為軟巖或極軟巖，易風化、易軟化崩解，開挖后應及時支護。第章 張夏隧道總體設計2.1設計依據及范圍2.1.1設計采用的標準、規(guī)范及規(guī)程1、鐵路隧道

32、設計規(guī)范2、鐵路隧道防排水技術規(guī)范3、混凝土結構設計規(guī)范4、錨桿噴射混凝土支護規(guī)范5、新建時速300350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定（鐵建設【2004】47號）6、時速350公里客運專線鐵路雙線隧道復合式襯砌（通隧【2005】0301）7、地下工程防水技術規(guī)范（GB50108）8、客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設【2005】160號）2.1.2設計范圍張夏隧道工程設計范圍 DK427+980DK428+672，長692m。2.2總體線位隧道位于R=7000m的曲線上，隧道洞身植被較少。2.3隧道縱坡張夏隧道經過地區(qū)為低山區(qū)，地形起伏較大，進口處山坡坡度約為10°，出

33、口坡度約為15°，洞內有4.5下坡。2.4隧道建設規(guī)模隧道工程范圍1020m，暗洞段長692m，全隧道共設置三座豎井，隧道建設規(guī)模見第一章節(jié)。2.5軌道類型隧道采用雙式無碴軌道，軌道高度49.7cm.2.6主要技術標準與設計原則主要技術標準1.鐵路等級：客運專線；2.正線數目：雙線；3.最小曲線半徑：一般9000m，困難7000m；4.正線線間距：5m5.最大坡度:206.到發(fā)線有效長度：700m7.牽引種類：電力；8.列車運行方式：自動控制；9.行車指揮方式：綜合調度集中；隧道建筑限界及襯砌內輪廓1、隧道建筑限界本隧道按京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定（鐵建設【2004】157號）執(zhí)行，建

34、筑限界下圖2.1所示。 圖2.1 隧道建筑限界圖(cm)2、隧道襯砌內輪廓為滿足隧道緩解空氣動力學效應的要求，隧道軌面以上(或救援通道底面以上)有效面積保持100,雙線隧道凈空有效面積100.19，內設雙側救援通道，救援通道寬1.5m、高2.2m,工程技術作業(yè)空間0.3m。隧道內線間距5m。隧道底部結構按無砟道床設計。隧道斷面均采用曲墻帶仰拱形式，級圍巖設置鋼筋混凝土底板，級以下圍巖設置仰拱，仰拱與邊墻采用圓順連接，仰拱矢跨比一般不小于112，連接部半徑為1.6m。軌面自溝槽頂面下移30cm，雙側水溝方案，各設置兩槽一溝，道兩側溝槽頂面寬1.60m，電纜槽寬分別為35cm、30cm，水溝寬30

35、cm，深均為30cm。電纜槽設置蓋板，能開啟維護。溝槽邊線距同側線路中線2.2m。軌上斷面均采用單心圓形式。圖2.2 隧道襯砌內輪廓（cm）2.7主體設計原則隧道設計使用年限：100年主體結構安全等級：一級隧道按百年一遇高水位設計，按三百年一遇水位校核，并滿足低水位的設計要求隧道抗震設計應滿足相關規(guī)范的要求，洞門、洞口敞開段及洞身淺埋段應滿足國防對鐵路的要求為確保運營安全，暗挖地段二次襯砌按受全部荷載設計，初期支護是隧道主體結構的組成部分，必須滿足施工安全和控制地面沉降的要求。運營期間隧道抗浮穩(wěn)定安全系數1.1。結構允許裂縫開展寬度0.2mm，允許出現貫穿裂縫。防水等級：一級，地下水位在拱頂以

36、上深度50m地段采用全封閉不排水方式，50m地段采用容許少量排水的方式。2.8隧道洞門設計隧道進口里程DK427+980，主要為粉砂巖與頁巖互層，以粉砂巖為主，洞門采用帽檐斜切式；出口里程DK428+672，以灰?guī)r、泥灰?guī)r及頁巖為主，洞門也采用帽檐斜切式。2.9主體地建工程設計暗挖隧道段設計（一）襯砌類型暗挖段隧道按噴錨構筑法原理進行設計，采用復合式初砌。（二）結構設計 初期支護的主要作用是保證施工安全和控制地面沉降，其支護參數依據工程類比并輔以必要的理論分析，以及考慮機械開挖及弱爆破法施工的工藝特點確定。初期支護是主體結構的一部分。對采用全封閉防水型式地段，二次襯砌按承受排水系統(tǒng)地段，二次襯

37、砌按承受全圍巖壓力荷結構模式進行計算。（三）暗挖隧道段施工方法1.一般地段本隧道IV級圍巖地段均為深埋，因此一般情況下考慮采用三臺階法施工，必要時對臨時仰拱采用鋼架噴射混凝土封閉。深埋段V級圍巖采用雙側壁導坑臨時仰拱法施工，必要時對臨時仰拱采用鋼架噴射混凝土封閉。開挖時時刻注意，若圍巖類別劃分與實際不符，立即改變施工程序。2.進出口淺埋段隧道進出口淺埋段、風化層較厚段采用雙側壁導坑法施工。（四）暗挖隧道段超前支護1.一般地段IV級圍巖設置長3.5m的42mm中空注漿超前錨桿，局部破碎地段注漿加固圍巖，超前錨桿環(huán)向間距是1.0m。V級圍巖設置長3.5m的42mm的超前小導管注漿，超前小導管環(huán)向間

38、距是0.8m。IV級加強地段格柵間距0.8m/榀，V級加強地段格柵間距0.6m/榀。臨時支護各種技術參數與永久支護相同。2.淺埋段為保證進洞安全以及洞身DK428+110DK428+380段下穿滑移體地段，采用108mm長管棚超前支護，保證隧道進洞安全。明挖法暗埋段及引道段設計（一）設計范圍本隧道明挖結構設計范圍共有兩段，分為：進口端洞身拱形明挖暗埋段（DK427+980DK427+995）、出口端洞身拱形明挖段（DK428+657DK428+672）。共計30m（二）圍護結構1、設計原則（1）本工程的基坑采用明挖順作，圍護結構為基坑開挖時候的擋土結構，使用階段不參與主體結構受力。（2）圍護結

39、構要確保施工期安全穩(wěn)定，控制其變形和沉降，防止對周圍環(huán)境產生明顯不利影響。（3）基坑開挖深度10m的安全等級為二級；開挖深度10m的安全等級為三級。2、基坑圍護結構的計算荷載作用在圍護結構上的荷載為施工荷載，水土壓力，考慮地面超載20KPa。3、圍護結構概況表2-1 圍護結構概況表工程段里程長度(m)基坑深度（m）基坑寬度（m）支護類型進口段DK427+980DK427+9951522.9224.4116.51：1放坡+噴錨支護進口端洞身段DK427+995DK428+65766216.0223.316.5上釘墻+局部注漿4、土釘施工要求（1）土釘支護施工必須進行土釘的現場抗拔試驗，用來確定極

40、限荷載，并據此估計土釘的界面極限粘結強度;（2）測試釘進行抗拔試驗時的注漿體抗壓強度一般不小于6KPa。試驗采用分級連續(xù)加載;（3）土釘質量進行驗收時，試驗數量為土釘總數的1，且不少于3根；抗拔力平均值應大于設計抗拔力。5、施工鉆孔灌注樁的一般要求（1）成孔要求:成孔垂直偏差1/100，樁位偏差不得大于100mm； （2）鋼筋籠的施工必須按設計要求配筋的整體性和剛度，要求鋼筋籠必須在同一平臺上整體制作或整體預拼裝。鋼筋籠的加強和吊點均由施工單位自行決定，但必須防止吊裝時產生過大變形造成入孔困難和碰撞孔壁；（3）預埋插筋，接駁器和預埋件要求位置準確，嚴格符合規(guī)范要求，若預估不能滿足時應及時提出，

41、以便加大余量，滿足使用和后續(xù)工序的要求；（4）鋼筋籠考慮整段吊下，鋼筋接頭，在同一斷面上焊接接頭不超過鋼筋總根數的50；（5）鋼筋間全部用焊接而不用綁扎，縱橫向鋼筋相交部位須蹼焊，以增加鋼筋籠的整體剛度;（6）為確保主筋保護層厚度，隔一定距離應在鋼筋籠的主筋上焊接定位鋼筋，以保證保護層厚度和鋼筋籠的垂直度。6、支撐系統(tǒng)及基坑開挖施工要求（1）基坑開挖前須采取有效的措施抽干地下水；（2）基坑開挖必須在圍護結構達到設計強度后方可進行；（3）土方開挖開挖基坑土體分層分段對稱開挖，縱向按限定（6m）的長度逐段開挖，并控制兩邊坡的穩(wěn)定，橫向分層（33.5m）分小段（約6m）開挖。盡量控制開挖面范圍，具體

42、開挖施工步驟應事先征得設計單位同意；開挖期間應及時安裝鋼管支撐或土釘，支撐安裝應開槽，施工不得超挖；主體結構完成并達到強度和抗浮穩(wěn)定性后方可拆除全部降水井；土方開挖不得超挖，基坑暴露時間不得過長，墊層宜邊挖邊筑，并考慮基坑隆起的影響；土方開挖時，棄土堆放應遠離基坑頂邊線1.5倍開挖深度以外，若必須靠近基坑邊臨時堆土，則堆土高度不得高于0.5m；(4) 支撐軸力及預加軸力支撐安裝完畢后，應及時檢查各節(jié)點的連接狀況，經確認符合要求后方可施加預加軸力，預加軸力的施加應在支撐的兩端同步對稱進行；預加軸力應分級施加，重復進行，加至設計值時，應再次檢查各連接節(jié)的情況，必要時對節(jié)點進行加固，待穩(wěn)定后鎖定。7

43、、基坑加固及防水針對本工程地質與水文條件以及周邊環(huán)境情況，采用周邊帷幕止水與坑底降水相結合的方式，抽干基坑內的地下水，過到無水作業(yè)、穩(wěn)定基坑的目的。具體為：鉆孔樁墻圍護地段;樁間采用高壓旋噴樁止水，坑底采用坑外降水；土釘墻與放坡開挖地段；采用止水帷幕（擺噴樁）和坑外降水相結合；止水帷幕施工時應針對不同地層進行試驗取水泥摻量，但水泥最小摻量不應小于18，旋噴樁qu2MPa。8、基坑降水DK428+224+442段有少量基巖裂隙水基坑采用坑內井點降水，降至坑底以下3m。其他段基坑降水采用基坑外降水，基坑內的水位穩(wěn)定于基坑開挖面以下不小于0.5m。為避免地面水流入基坑，應在冠梁上砌磚防護，砌體高度高

44、于地面不小于10cm。9、測量定位本工程平面定位以線路中線為準。放線時請按圍護平面圖坐標及尺寸進行量測定位，注意嚴格按照線路縱斷面上的標高確定各里程處的標高。（三）主體結構1、設計原則（1）結構設計使用年限為100年；結構安全等級為一級;（2）結構抗?。嚎垢》€(wěn)定安全系數1.1。2、明挖段結構形式明挖段結構形式包括明挖拱形斷面和U型槽。明挖段總長度為60m，敞開段長60m。在進出口拱形段各設一段30m的風機加寬段。進出口段U型結構底板設置抗拔樁，抗拔樁作為主體結構的一部分參與結構受力。3、結構設計計算荷載（1）永久荷載結構自重：鋼筋混凝土容重取25KN/m。 覆土壓力：覆土=1820KN/m（覆

45、土厚度按后期回填土標高計算）;水平水土壓力：側向土壓力采用靜止土壓力公式計算;墻外水土壓力采用水土合算。浮力與地基反力；水浮力取100，地基基床系數根據地質資料選取?；炷潦湛s；混凝土收縮應力按降溫15考慮。（2）可變荷載地面超載；運營階段按20KN/m列車荷載；按京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定（鐵建設【2004】159號）計算。施工荷載；一般按1.5KN/ m設備荷載：按實際取值。（3）偶然荷載 地震荷載：按100年基準期超越概率10的場地地震烈度設防要求進行結構抗震承載能力、變形驗算、按超越概率2的烈度進行承載能力驗算。4、主要的計算原則（1）結構的設計充分考慮工程地質條件和各階段應力變化的特點

46、，滿足強度、剛度、施工、穩(wěn)定性、抗浮和耐久性等要求。結構設計時分別按施工階段和正常使用階段進行結構強度計算，并進行裂縫寬度控制計算。在各種荷載短期效應組合作用下，并考慮長期效應組合的影響，混凝土構件裂縫寬度不超過0.2mm；（2）結構抗浮穩(wěn)定驗算時，取抗浮安全系數1.1；（3）結構按抗震等級四級采取構造加強措施；（4）結構荷載考慮了永久荷載、可變荷載、偶然荷載；（5）結構計算考慮地下水位變化不同荷載的組合。5、抗浮進口明挖段，進口端洞身明挖段依靠自重及覆土能夠滿足抗浮要求。6、 結構縱向不均勻沉降控制沿縱向每隔30m左右及在結構、地基或荷載發(fā)生明顯變化的部分，應設置變形縫，變形縫寬度一般為10

47、mm，在底板變形縫處設置抗剪措施，防止縫兩側的結構發(fā)生豎向錯動。7、 一般構造要求（一）構件主鋼筋混凝土保護層厚度（1）底板、頂板、側墻：50mm；（2）抗拔樁為70mm；（3）頂梁、底板鋼筋根據保護層厚度相應設置。（二）鋼筋錨固長La(受拉鋼筋)（1）底板、頂板、側墻：50mm；（2）抗拔樁為70mm；（3）頂梁、底板鋼筋根據保護層厚度相應設置。（二）鋼筋錨固長La(受拉鋼筋)1、未做說明或標注的鋼筋錨固長度La按以下處理：底板、頂板、側墻：30d；其他內部構件：30d；I級鋼筋末端應做180°彎鉤，彎鉤末端直線長度不應小于10d，d為鋼筋直徑。2、鋼筋接頭所有橫向主鋼筋接頭不得設

48、于框架節(jié)點范圍內，頂、底板和外墻和內側橫向主鋼筋接頭應盡可能避免設置在跨中；鋼筋接頭應錯開布置（焊接、綁扎、搭接相同）接頭中點錯開距離：55d，500mm接頭區(qū)段內受力鋼筋接頭允許百分率：50；梁板中縱鋼筋當直徑25mm，采用焊接（單面焊：10d，雙面焊：5d）；當直徑25mm，可采用搭接，末注明鋼筋搭接頭長度均為42d，錨固長度均為30d，末注明直角鉤長度時為3d；箍筋及拉筋應滿足抗震要求，鋼筋末端采用135°彎鉤末端直線長度不應小于10d，且不小于50mm；鋼筋機械連接的連接區(qū)段長度為35d（d為被連接鋼筋中的較大直徑）。I級接頭的接頭百分率可取100，II級接頭的接頭百分率不應大于50；梁內箍筋均采用封閉形式，當梁內鋼筋有多排時， 應增加直線段、箍筋在二排、三排或四排鋼筋以下彎折。（三）頂、中、底板及側、中墻箍筋加密設