畢業(yè)論文-貴廣高速鐵路隧道設(shè)計(jì)與施工

高速鐵路隧道設(shè)計(jì)與施工學(xué)生姓名指導(dǎo)教師何家莊隧道是位于貴廣鐵路線上的高速鐵路隧道。該隧道全隧均為V級圍巖，隧道洞身全為可溶巖，對隧道的穩(wěn)定性有很大的影響，因此隧道施工過程中的開挖和支護(hù)方法很重要，從開挖到支護(hù)完成的整個(gè)過程應(yīng)保證隧道本身的穩(wěn)定性。本隧道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：各級圍巖荷載計(jì)算、復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)、利用有限元軟件進(jìn)行二襯的內(nèi)力計(jì)算、開挖方法設(shè)計(jì)、爆破設(shè)計(jì)、防水以及監(jiān)測等。本隧道采用新奧法施工，盡量保護(hù)圍巖，使圍巖發(fā)揮自承能力。進(jìn)口和出口段采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法進(jìn)洞；洞身段采用三臺階法進(jìn)行施工，光面爆破，同時(shí)采用超前錨桿進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)。施工方案里面介紹了各開挖方法施工的開挖工序和支護(hù)工序，光面爆破的爆破參數(shù)設(shè)計(jì)，工程的防水設(shè)施以及施工監(jiān)控量測的設(shè)計(jì)等。還介紹了在本隧道施工中遇見不良地質(zhì)問題時(shí)的處理措施。關(guān)鍵詞：高速鐵路隧道新奧法三臺階法監(jiān)控量測設(shè)計(jì)V,thewholetunnelbodyisinkarst,thestabilityoftnsurethestabilityofthetunnelitself.Themaincontentsoftunneldesign:finthesecondlining,designofexcavation,designofblasting,designofwaterproofandmonitoring,etc.rock.ImportandexportsegmentsusingriConstructionprogramwhichintroducedeverymethodofconstructionoftheexcavationprocessandsupportingprocesses,smoothblastingblastingparametersdesign,waterproofconstructionengineeringfacilitiesandthedesignofmonitoringandmeasuring.Alsodescribestheconstructionowhenperformingtreatmentmeasures.Keywords:High-speedrailwaytunnelNATMThreestepmethodDesignof目錄 1.1研究背景 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2第2章工程概述 2.1工程范圍及位置 2.2地形地貌 32.3工程地質(zhì)及水文地質(zhì)特征 3 32.3.2地質(zhì)構(gòu)造及地震動(dòng)參數(shù) 2.3.3水文地質(zhì)特征 42.3.4不良地質(zhì)及特殊巖土 42.3.5環(huán)境工程地質(zhì) 42.4工程地質(zhì)條件評價(jià) 4第3章隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)原則 63.1.1設(shè)計(jì)依據(jù) 63.1.2設(shè)計(jì)原則 3.2主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.2.2建筑限界及內(nèi)輪廓的確定 73.2.3隧道襯砌橫截面形狀及尺寸擬定 83.3荷載計(jì)算 93.3.1荷載計(jì)算的原理 93.3.2荷載計(jì)算 3.4襯砌內(nèi)力計(jì)算 3.5二次襯砌強(qiáng)度檢算及配筋 3.5.1強(qiáng)度檢算公式 3.5.2強(qiáng)度檢算及配筋 3.6隧道的結(jié)構(gòu)形式以及支護(hù)參數(shù) 第4章施工方案 4.1隧道總體施工方案 4.2進(jìn)洞方案 4.2.1進(jìn)洞方案概述 4.2.2環(huán)形開挖預(yù)留核心土法 4.3正洞施工方案 4.3.1正洞施工方法概述 4.3.2三臺階法施工 4.4爆破設(shè)計(jì) 4.4.1上臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 4.4.2中臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 4.4.3下臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 4.4.4落底爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 4.5不良地質(zhì)處理方案 4.5.2紅粘土 4.6施工工藝 4.6.1超前注漿小導(dǎo)管 4.6.2初期支護(hù) 4.6.3隧道防排水施工工藝 4.6.4二次襯砌施工工藝 4.6.5裝渣與運(yùn)輸 4.7監(jiān)控量測 4.7.1監(jiān)控量測目的 4.7.2量測項(xiàng)目及流程 4.7.3監(jiān)控量測方法 4.7.4數(shù)據(jù)的分析和反饋 錯(cuò)誤!未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 致謝 附錄A外文資料翻譯 附錄B相關(guān)圖紙 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1在世界最前列。2010年底，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)到9.1萬公里，居世界第二位；投入運(yùn)營的高速鐵路營業(yè)里程達(dá)到8358km,居世界第一位。順、行車的安全、提高舒適度和節(jié)約運(yùn)費(fèi)，又能增加隱蔽性、提高防護(hù)能力。在我國，鐵路隧道的修建比較廣泛。秦嶺隧道全長18456m,最大埋深1600m,是目前我國洞身最長、埋置最深、工程規(guī)模最大的隧道。設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h,走完全程大約需要15分鐘的時(shí)間；2006年8月23日上午中國最長的鐵路隧道——2005公里的烏鞘嶺特長隧道實(shí)現(xiàn)雙線開通，其中左線彈性整體道床設(shè)計(jì)時(shí)速為200km/h;在國外，日本于1964年便建成了世界上第一條高速鐵路東海新干線，其后又相繼完成多條新干線，目前已形成2175km的新干線，并且還有新建干線和改造既有的計(jì)劃。在日本5條新干線的建設(shè)計(jì)劃中，隧道的工程量也是相當(dāng)可觀的。北陸新干線輕井—長野段，長83.6km,隧道約占44%(36.8km);東北新干線宮內(nèi)—八戶段，長60.0km,隧道約占85%(51.5km);九州新干線八代—西鹿兒島段，長121.2km,隧道約占70%(87.7km)。在這些線路上也出現(xiàn)了幾座長隧道，如巖手隧道長25.8km,紫尾山隧道長10.0km等。德國于1980年初期動(dòng)工修建的從漢諾威茲堡新干線，長327km,隧道總延長達(dá)成諒解118km,占線路長度的37%,包括長達(dá)10.7km的蘭得呂肯隧道。另一條從曼海姆到斯圖加特線路，長100km,隧道約占30%(30km)。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2國內(nèi)外隧道施工多用新奧法施工，它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變(2)襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算及整理，計(jì)算配筋，進(jìn)行洞身二次襯砌結(jié)構(gòu)檢算，并繪制襯(4)施工方案設(shè)計(jì)：包括主要施工方法的確定、主要施工工藝方法、施工組織、 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3第2章工程概述道，跨黔、桂、粵三省區(qū)，何家莊隧道里程處于DK118+580~DK119+426段，全長溶蝕丘峰洼地地貌，地形波狀起伏，地面高程750～810m,隧道進(jìn)出口丘坡多為線，全長846m,最大埋深僅53m。2.3工程地質(zhì)及水文地質(zhì)特征2.3.1地層巖性(1)紅黏土(Q4dl+el):灰褐色、褐黃色，硬塑狀，含碎石角礫10~40%,坡面一般厚0～2m,隧道進(jìn)出口附近及洞身淺埋凹槽處較厚，最厚達(dá)6~8m。屬Ⅱ級普通土。(2)白云巖夾泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r(Eol):灰色、黃灰色、淺肉紅色，中層狀至巨厚2.3.2地質(zhì)構(gòu)造及地震動(dòng)參數(shù)本區(qū)為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀N50E/30NW,線路方向基本垂直巖層走向。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4度0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。2.3.3水文地質(zhì)特征隧道洞頂?shù)乇硭话l(fā)育，在進(jìn)出口外有些溝水和塘水分一高差50米的低矮緩丘，坡面有厚層覆蓋粘土層，不利于地表水下滲，總體來說，2.3.4不良地質(zhì)及特殊巖土(1)巖溶：全段均處于可溶巖區(qū)，基巖露頭少，少見溶蝕現(xiàn)象，勘探巖芯基本未2.3.5環(huán)境工程地質(zhì)2.4工程地質(zhì)條件評價(jià)段內(nèi)覆土為紅黏土，進(jìn)出口端須放緩邊、仰坡；隧道洞身全為可溶巖，巖溶弱~中等發(fā)育，隧道開挖有遇溶洞、管道裂隙水的可能；全隧淺埋，埋深最大僅44m,基巖節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體很破碎?？傊?，段內(nèi)工程地質(zhì)條件較差。(1)全隧洞身均為白云巖夾泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r，巖體很破碎，施工中如爆破震動(dòng)過大容易造成洞頂垮塌、掉塊，施工中應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)襯砌。(2)隧道進(jìn)、出口土層厚2～6m(局部可能達(dá)6～10m),為紅黏土，因此進(jìn)出口端邊、仰坡宜適當(dāng)放緩并防護(hù),并設(shè)置良好的截排水設(shè)施。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5(3)全隧洞身均為可溶巖，施工中有遇到溶洞、溶隙、巖溶水的可能，隧道洞身里程段落V 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6第3章隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》3.1.2設(shè)計(jì)原則(1)隧道建筑物應(yīng)按滿足100年正常使用的永久性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建成的隧道應(yīng)能適(2)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合周圍環(huán)境狀況，通過對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)(4)結(jié)構(gòu)的凈空尺寸除應(yīng)滿足建筑限界要求外，尚應(yīng)考慮施工誤差、測量誤差、(5)斷面形狀和襯砌形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、埋深、施工方法等條件，3.2主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)73.2.1設(shè)計(jì)思路Ansys軟件計(jì)算內(nèi)力，根據(jù)Ansys得出的內(nèi)力圖及數(shù)據(jù)，取最不利情況進(jìn)行配筋及抗3.2.2建筑限界及內(nèi)輪廓的確定根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》,結(jié)合何家莊隧道為單洞雙線隧道，建筑限界圖如圖圖3-1隧道建筑限界圖根據(jù)隧道建筑限界圖，并結(jié)合類似工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本隧道的內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)如圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8圖3-2隧道內(nèi)輪廓圖3.2.3隧道襯砌橫截面形狀及尺寸擬定(1)初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形(2)二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓(3)在確定開挖斷面輪廓時(shí)，還應(yīng)考慮初期支護(hù)厚度并預(yù)留適當(dāng)?shù)淖冃瘟?。本?道設(shè)計(jì)的預(yù)留變形量為10cm。3.3.1荷載計(jì)算的原理隧道埋深不同，確定圍巖壓力的計(jì)算方法也不同，采用荷載結(jié)構(gòu)法原理進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)檢算時(shí)，所需計(jì)算的荷載為由巖體松動(dòng)、崩塌而產(chǎn)生的豎向和水平均布壓力，因此首先應(yīng)判斷深淺埋分界。h,——等效荷載高度值。系數(shù)2～2.5在松軟的圍巖中取高限，而在較堅(jiān)硬圍巖中取低限。當(dāng)隧道覆蓋層(2)當(dāng)隧道為深埋時(shí)，采用我國《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的單線、雙線、及多線鐵路隧道按破壞階段設(shè)計(jì)時(shí)垂直壓力公式：s——圍巖級別，如Ⅲ級圍巖s=3;o——寬度影響系數(shù)，其值為o=1+i(B-5),其中B為坑道寬度(m);i——B每增加一米，圍巖壓力的增減率(以B=5m為基準(zhǔn)),當(dāng)B<5時(shí)取i=0.2,水平均布松動(dòng)壓力。按表3-1中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算(一般取平均值)。圍巖級別V水平均布壓力(3)當(dāng)隧道為淺埋時(shí)，分兩種情況①我國《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦，當(dāng)隧道埋深h小于或等于等效荷載高度h,時(shí)(即n≤h。),圍巖垂直均布壓力為q=yhK圍巖級別ⅢVθ60°~70°50°~60°40°~50°30°~40°3.3.2荷載計(jì)算h=0.45×21~1×[I+i(B-5)]=0.45×[1+0.1×(14.05-5)]=14mH,=2.5h?=2.5×14=35mh=14m。h<h?,所以按超淺埋計(jì)算。選取DK118+600里程處斷面，最大埋深h=14m,重度選取y=18.5kN/m3。圍巖垂直均布壓力為：q=yh=18.5×14=259kNm=(259+0.5×18.5×12.34)×tan2((2)里程DK118+600至DK118+745為V級圍巖，總選取DK118+745里程處斷面，最大埋深h=35m,重度選取?-18.5kNm由表(3-2)取φ。=45,θ=0.6×45°=27,則tan45°=1,tan27°=0.51。代入式(3-6)圍巖豎向壓力：水平方向壓力：(3)里程DK118+745至DK119+036,總長291m,最大埋深：h=44m。屬于深埋，取重度y=18.5kNm3。由式(3-2)可得，圍巖豎向壓力：q=yh。=18.5×14.04=259.740kNm(4)里程DK119+036至DK119+392,總長356m,最大埋深：h=35m。淺埋。選取DK119+036里程處斷面，最大埋深35m,取重度y=18.5kNm。圍巖豎向壓力：水平方向壓力：(5)里程DK119+392至DK119+426,總長34m,最大埋深：h=14m。超淺埋。選取DK119+392里程處斷面，埋深14m。3.4襯砌內(nèi)力計(jì)算本隧道處于V級圍巖段，二次襯砌按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算采用荷載—結(jié)構(gòu)模型，采用有限元Ansys進(jìn)行模擬。單元類型為二維梁單元，梁單元寬度為單位寬度，梁的高度按二次襯砌實(shí)際厚度考慮。圍巖抗力采用彈簧單元模擬，彈簧施加范圍及數(shù)量根據(jù)試算中結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，圍巖彈性抗力系數(shù)按規(guī)范選值，僅當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生朝向圍巖方向的位移時(shí)添加彈簧單元。計(jì)算時(shí)，參數(shù)選擇如表3-3,計(jì)算模型見圖3-3。結(jié)構(gòu)及圍巖容重(kN/m3彈性抗力系數(shù)彈性模量泊松比C30混凝土V級圍巖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-3計(jì)算模型圖為V級圍巖，超淺埋，選取DK118+600里程處斷面。利用ansys有限元軟件得到的二襯彎矩圖和軸力圖如圖3-4和圖3-5,部分節(jié)點(diǎn)的軸力彎矩?cái)?shù)據(jù)見表3-4。圖3-4超淺埋段二襯彎矩圖(單位：N·m)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-5超淺埋段二襯軸力圖(單位：N)節(jié)點(diǎn)位置軸力(N)拱頂拱肩拱腳最大軸力處仰拱為V級圍巖，淺埋，選取DK118+745里程處斷面。利用Ansys有限元軟件得到的二襯彎矩圖和軸力圖見圖3-6和3-7,部分節(jié)點(diǎn)的軸力彎矩?cái)?shù)據(jù)見表3-5。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-7淺埋段二襯軸力圖(單位：N)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)表3-5淺埋段二襯部分節(jié)點(diǎn)內(nèi)力表節(jié)點(diǎn)位置軸力(N)彎矩(N·m)拱頂拱肩拱腳最大軸力處仰拱為V級圍巖，深埋，選取DK119+036里程處斷面。利用Ansys有限元軟件得到的二襯彎矩圖和軸力圖見圖3-8和3-9,部分節(jié)點(diǎn)的軸力彎矩?cái)?shù)據(jù)見表3-6。圖3-8深埋段二襯彎矩圖(單位：N·m)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-9深埋段二襯軸力圖(單位：N)節(jié)點(diǎn)位置軸力(N)彎矩(N·m)拱頂拱肩拱腳最大軸力處仰拱3.5二次襯砌強(qiáng)度檢算及配筋3.5.1強(qiáng)度檢算公式n——軸向力(MN);?！獦?gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對于隧道襯砌，明洞拱圈及墻背回填緊密的邊墻，可取g=1.0,對于其他構(gòu)件，應(yīng)按長細(xì)比查得；a——軸向偏心力影響系數(shù)，其值查《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》可得；h——截面的厚度(m);b——截面的寬度(m)。②從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中R,——混凝土的抗拉極限強(qiáng)度；e?！孛嫫木鄬炷辆匦螛?gòu)件，按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的安全系數(shù)及材料強(qiáng)度數(shù)時(shí)，由抗拉強(qiáng)度控制承載力，不必檢算抗壓。③混凝土矩形截面的大偏心受壓構(gòu)件(x≤0.55h。),其截面強(qiáng)度按下列公式計(jì)算：此時(shí)，中性軸的位置按下式確定：于a,與a?重心之外時(shí)，則取負(fù)號。如計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí)，則混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)大于等于2a,如不符合，應(yīng)式中n——軸向力(MN);e,e'——鋼筋A(yù),與A,的重心到軸向力作用點(diǎn)的距離(m)。④鋼筋混凝土矩形截面的小偏心受壓構(gòu)件(x>0.55h。),其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)表3-7、3-8及3-9是強(qiáng)度檢算和配筋檢算所需的參數(shù)表。 材料種類混凝土砌體荷載組合主要荷載附加荷載主要荷載主要荷載+附加荷載破壞原因混凝土或砌體達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度荷載組合主要荷載主要荷載+附加荷載破壞原因鋼筋達(dá)到計(jì)算強(qiáng)度或混凝土達(dá)到抗壓或抗剪極限強(qiáng)度混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級強(qiáng)度種類符號抗壓彎曲抗壓抗拉隧道襯砌結(jié)構(gòu)屬于偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)≤0.552時(shí)，可不檢算裂縫寬度；當(dāng)>0.55/,時(shí)最大裂縫寬度下列公式計(jì)算：o—最大裂縫寬度(mm)a——構(gòu)件受力特征系數(shù)，對軸心受拉構(gòu)件取α=2.7,對受彎和偏心受壓構(gòu)件取α=2.1,對偏心受拉構(gòu)件取α=2.49——裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，9=1.1-0.65fa(pσ),其中p。為按有效受拉混凝土面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率，即時(shí)，取=0.01(當(dāng)。<0.4時(shí)，取。=0.4;當(dāng)φ>1.0時(shí)，取g=1.0;對直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取。=1.0);y——縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)，變形鋼筋取0.7,光面鋼筋取1.0;c,——最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離(mm),當(dāng)c,<20時(shí)，取C,=20;當(dāng)C,>65時(shí)，取C,=65;d——鋼筋直徑(mm)當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時(shí)，d=4A,lu,此處u為縱向受拉鋼筋截面周長的總和；a,——縱向受拉鋼筋的應(yīng)力(MPa);E,——鋼筋的彈性模量。3.5.2強(qiáng)度檢算及配筋解出安全系數(shù)k,值，同時(shí)用得出的k,值與規(guī)范要求k值進(jìn)行比較。當(dāng)k,≥k時(shí)，則可以認(rèn)為是安全的，不用進(jìn)行配筋驗(yàn)算，可以按最小配筋率配筋，否則需要驗(yàn)算配(1)V級圍巖超淺埋地段：檢算截面為矩形，b=1000mm,h=550mm,混凝土為C30,Rw=28.1MPa,由公式由e。/h=0.49>0.20,可知此處由抗裂性控制承載力?？沽研钥刂瞥休d力時(shí)安全系數(shù)檢算：即抗裂性不符合規(guī)范要求，需要配筋。鋼筋采用HRB335,設(shè)保護(hù)層厚度a,=50mm,Rg=360MPa,根據(jù)規(guī)范要求受壓構(gòu)件最小配筋率可知，單側(cè)縱向鋼筋面積不應(yīng)小于0.2%×b×h=1100mm2。采用對稱配筋，取每側(cè)鋼筋為4①20,。,為短柱，則n=1。由式則x-√e-AY2+2R?Ag-Age)(R,b)-(a-h)x≤0.55h。=275mm,為大偏心受壓。R,bx=28.1×1000×122.4=3439.44kN≥2.4×1283.8=3081.12kN滿足強(qiáng)度要求。果下表所示。由位置大小偏裂縫配筋配筋后安全系數(shù)仰拱6小偏心不必檢算最大軸力8小偏心不必檢算最大彎矩(拱頂)8大偏心不必檢算拱腰5小偏心不必檢算拱肩8大偏心不必檢算由上表可知，鋼筋混凝土中采用的鋼筋為4①20,保護(hù)層厚度為50mm,縱向鋼筋采用①10@250,箍筋采用φ8@250。(2)V級圍巖淺埋地段：拱頂為彎矩最大處：彎矩計(jì)算值：M=5檢算截面為矩形，b=1000mm,h=550mm,混凝土為C30,Rw=28.1MPa,由e。/h=0.37>0.20,可知此處由抗裂性控制承載力。抗裂性控制承載力時(shí)安全系數(shù)檢算：。滿足強(qiáng)度要表3-11各特征點(diǎn)的配筋結(jié)果位置彎矩大小偏心裂縫判別寬度配筋配筋后安全系數(shù)K仰拱小偏心不必檢算最大軸力小偏心不必檢算最大彎矩(拱頂)大偏心不必檢算拱腰小偏心不必檢算拱肩小偏心不必檢算由上表可知，鋼筋混凝土中采用的鋼筋為5φ22。保護(hù)層厚度為50mm,縱向鋼筋石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)深埋段配筋設(shè)計(jì)計(jì)算及檢算方式和淺埋段類似，故不贅述!表3-12各特征點(diǎn)的配筋結(jié)果位置彎矩大小偏心判別裂縫寬度配筋配筋后安全系仰拱小偏心不必檢算最大軸力小偏心不必檢算最大彎矩(拱頂)大偏心不必檢算拱腰不必檢算拱肩不必檢算采用φ10@250,箍筋采用φ8@250。3.6隧道的結(jié)構(gòu)形式以及支護(hù)參數(shù)噴射混凝土設(shè)置部位長度錨桿間距(m)(環(huán)×縱)鋼筋網(wǎng)鋼架二次襯砌聚丙砌部位厚度網(wǎng)格間距縱向間距拱墻仰拱/底板V級洞口段V拱墻I鋼鋼IV洞I型鋼鋼架注：①表中帶*者為鋼筋混凝土；③噴射混凝土強(qiáng)度等級為C25,鋼筋混凝土強(qiáng)度等級為C30。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第4章施工方案何家莊隧道全長846米，為短隧道，故采用單方向開挖。全隧為V級圍巖，DK118+580至DK118+600和DK119+392至DK119+426為隧為超淺埋，開挖邊仰坡后，進(jìn)洞時(shí)采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法。DK118+600至DK119+392為淺埋和深埋段，采用三臺階法爆破施工。采用超前注漿小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)進(jìn)出口段應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)因此噴層厚度為30cm,正洞段噴層厚度為28cm。拱墻均設(shè)置鋼筋網(wǎng)。在施工過程中應(yīng)遵循新奧法施工的基本原則，即“少擾動(dòng)、早支護(hù)、勤測量、止突水突泥災(zāi)害事故發(fā)生。采取切實(shí)可行的工程處理措施防止開挖后出現(xiàn)地表水下4.2.1進(jìn)洞方案概述隧道進(jìn)、出口土層厚2～6m(局部可能達(dá)6～10m),為紅粘土，均為超淺埋，進(jìn)洞時(shí)，洞口超淺埋段只有20m,且覆土為紅粘土所以為安全起見和順利進(jìn)洞，采用擾動(dòng)4.2.2環(huán)形開挖預(yù)留核心土法開挖中部核心土的方法，示意圖如圖4-1,其施工流程可參照圖4-2。(1)環(huán)形開挖每循環(huán)長度為0.8m;(2)開挖后及時(shí)實(shí)作噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐，鋼架之間采用鋼筋連接，并應(yīng)加鎖腳錨桿，全斷面初期支護(hù)完成距拱部開挖段面不宜超過8m;(3)預(yù)留核心土面積的大小應(yīng)滿足開挖面穩(wěn)定的要求；(4)當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差，圍巖自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開挖前應(yīng)在拱部設(shè)計(jì)開挖輪廓線以(5)上部弧形，左、右側(cè)墻部，中部核心土開挖各錯(cuò)開5m進(jìn)行平行作業(yè)。圖4-1環(huán)形開挖預(yù)留核心土法示意圖施施工至4米每循環(huán)進(jìn)尺0.8m每循環(huán)進(jìn)尺0.8m核心土開挖仰拱施工圖4-2環(huán)形開挖預(yù)留核心土法施工流程圖4.3正洞施工方案4.3.1正洞施工方法概述4.3.2三臺階法施工三臺階法施工(見圖4-3),即上中下三個(gè)同時(shí)開挖中臺階及下臺階，形成上、中、下三臺階同時(shí)并進(jìn)的施工方法。將隧道斷面石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(1)上臺階開挖：在拱部超前支護(hù)施工后，沿隧道開挖輪廓線環(huán)向開挖上臺階。開挖進(jìn)尺控制在每循環(huán)3m拱架。開挖后立即出噴5cm混凝土封閉，并架設(shè)鋼架。按(2)中臺階開挖：開挖進(jìn)尺控制在每循環(huán)3m,開挖后立即出噴5cm混凝土封閉，并架設(shè)I20a鋼架。按照設(shè)計(jì)要求施作鎖腳錨(3)下臺階開挖：開挖進(jìn)尺控制在每循環(huán)3m,開挖后立即出噴5cm混凝土封閉，并架設(shè)I20a鋼架。按照設(shè)計(jì)要求施作鎖腳錨(4)隧道仰拱開挖：隧道所處圍巖軟弱破碎，因此仰拱應(yīng)單獨(dú)開挖。仰拱按每圖4-3三臺階法施工圖效率，節(jié)省支護(hù)費(fèi)用和時(shí)間，加快工程進(jìn)度，保證施工安全都十分重4.4.1上臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì)上臺階斷面面積S=32.45m2,高度3.64m,炮眼利用率假設(shè)為η=0.90,因隧道含水量較弱，故可以采用2號巖石銨梯炸藥。藥卷直徑為φ32,每米質(zhì)量為y=0.78kg,炮眼直徑為φ40,最小抵抗線取w=50cm。單位炸藥消耗量q=1.1kgm3.,裝藥系數(shù)掏槽眼r=0.5,輔助眼r?=0.4,周邊眼r,=0.4,綜合考慮各類炮眼的裝藥系數(shù)選取階斷面設(shè)置一個(gè)直徑為100mm的空眼。以下計(jì)算的炮眼數(shù)僅為裝藥炮眼。根據(jù)公式可得，炮眼數(shù)實(shí)際取106個(gè)炮眼。每循環(huán)炮眼深度取為1.5m,本設(shè)計(jì)所取炮眼利用率為0.93,則每循環(huán)進(jìn)尺為取掏槽眼深度較炮眼深度加深0.2m。由于隧道含水量較弱，因此選用的為2號巖石銨梯炸藥，藥卷直徑為32mm,長度為200mm,每卷質(zhì)量為0.15kg。施工單位常用的鉆孔設(shè)備和選用的藥卷直徑，確定炮眼直徑為40mm。①掏槽眼根據(jù)上臺階斷面大的特點(diǎn)，決定采用復(fù)式楔形掏槽。共布置10個(gè)掏槽眼，其中深掏槽眼6個(gè)，其深度在每循環(huán)炮眼深度的基礎(chǔ)上加深0.2m,即深度為1.7m;淺掏槽眼4個(gè)，深度為1m。②周邊眼根據(jù)工程實(shí)際情況，選取光爆孔間距為500mm,最小抵抗線為W=500mm,光爆孔密集系數(shù)k=0.8。周邊眼向外傾斜，底眼距輪廓線為100mm。按照上臺階斷面的周長總長度為27.77m和炮眼間距，可得計(jì)算周邊眼的個(gè)數(shù)為實(shí)際取56個(gè)。眼個(gè)數(shù)為40個(gè)，間距為500mm。y=SLη②按裝藥系數(shù)計(jì)算單孔裝藥量及總裝藥量掏槽眼裝藥系數(shù)x=0.5,輔助眼裝藥系數(shù)x=0.4,周邊眼裝藥系數(shù)r=0.4。為了保證光爆效果，取周邊眼的裝藥系數(shù)為r=0.35。因單個(gè)炮孔的裝藥卷數(shù)、裝藥量和6個(gè)深掏槽眼：實(shí)際取為4.5卷.4個(gè)淺掏槽眼：實(shí)際取為2.5卷。56個(gè)周邊眼：實(shí)際取為3卷。實(shí)際取為3卷。Q=(6×0.675)+(4×0.375)+(56×0.45)+(40×0.45)=48.75kg(6)上臺階炮眼布置圖(圖4-4)及爆破參數(shù)表(表4-1)圖4-4上臺階炮眼布置圖炮眼種類孔數(shù)單孔裝藥量總裝藥量/kg掏槽眼46輔助眼周邊眼總計(jì)4.4.2中臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì)炮眼直徑為40mm①周邊眼根據(jù)工程實(shí)際情況，選取光爆孔間距為500mm,最小抵抗線為w=600mm,光爆孔密集系數(shù)k=0.8。周邊眼向外傾斜，底眼距輪廓線為100mm。則周邊眼數(shù)目為：實(shí)際取為45個(gè)。輔助眼個(gè)數(shù)為N=149-45=104個(gè)，間距為500mm。Q=1.0×49.89×1.5×0.90=67.3545個(gè)周邊眼：實(shí)際取為3卷。104個(gè)輔助眼：實(shí)際取為3卷。Q=104×0.45+(45×0.45)=67.05kg(6)中臺階炮眼布置圖(圖4-5)及爆破參數(shù)表(表4-2)&D炮眼種類孔數(shù)單孔裝藥量輔助眼周邊眼總計(jì)4.4.3下臺階爆破參數(shù)設(shè)計(jì)下臺階斷面面積為43.26m2,由于中臺階爆破后，為下臺階的爆破提供了臨空面，因此不再設(shè)置掏槽眼，因下臺階的斷面積大于40m2,所以單位耗藥量取為g=1.0kgm3,其他參數(shù)，如裝藥系數(shù)等均與上中臺階所取一致。(1)計(jì)算炮眼數(shù)目根據(jù)式(4-1)可得，炮眼數(shù)目實(shí)際取炮眼數(shù)目為129個(gè)。(2)每循環(huán)炮眼深度及炮孔直徑每循環(huán)炮眼深度和上臺階一致，取炮眼深度為1.5m,炮眼直徑為40mm。①周邊眼根據(jù)工程實(shí)際情況，選取光爆孔間距為500mm,最小抵抗線為W=500mm,光爆孔密集系數(shù)k=0.8。周邊眼向外傾斜，底眼距輪廓線為100mm。實(shí)際取為40個(gè)。②輔助眼石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)輔助眼個(gè)數(shù)為N=129-40=89個(gè)，間距為500mm。①總裝藥量②單孔裝藥量及總裝藥量40個(gè)周邊眼：實(shí)際取為3卷。89個(gè)輔助眼：實(shí)際取為3卷。每循環(huán)進(jìn)尺的實(shí)際總裝藥量為此計(jì)算值比按體積公式計(jì)算的總裝藥量略小，但基本上是一致的，所以按此值進(jìn)行裝填炸藥。(5)計(jì)算結(jié)果詳見下面的下臺階炮眼布置圖(圖4-6)及爆破參數(shù)表(表4-3)。圖4-6下臺階炮眼布置圖表4-3下臺階爆破參數(shù)表炮眼種類孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg輔助眼周邊眼總計(jì)4.4.4落底爆破參數(shù)設(shè)計(jì)落底的斷面面積為20.01m2,單位耗藥量取為1.1kg/m3,其余參數(shù)與上中下臺階一致。(1)計(jì)算炮眼數(shù)目實(shí)際取炮眼數(shù)目為66個(gè)。(2)每循環(huán)炮眼深度及炮孔直徑每循環(huán)炮眼深度和上臺階一致，取炮眼深度為1.5m,炮眼直徑為40mm。(3)炮眼間距和排距①周邊眼根據(jù)工程實(shí)際情況，選取光爆孔間距為500mm,最小抵抗線為W=500mm,光爆孔密集系數(shù)k=0.8。周邊眼向外傾斜，底眼距輪廓線為100mm。實(shí)際取為29個(gè)。②輔助眼輔助眼個(gè)數(shù)為N=66-29=37個(gè)，間距為500mm。①總裝藥量②單孔裝藥量及總裝藥量29個(gè)周邊眼：單孔裝藥卷數(shù)=0.35×1.5+0.2=2.625卷實(shí)際取為3卷。37個(gè)輔助眼：單孔裝藥卷數(shù)=0.4×1.5÷0.2=3卷單孔裝藥量=3×0.15=0.45kg實(shí)際取為3卷。每循環(huán)進(jìn)尺的實(shí)際總裝藥量為此計(jì)算值比按體積公式計(jì)算的總裝藥量略小，但基本上是一致的，所以按此值進(jìn)行裝填炸藥。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(5)落底炮眼布置圖(圖4-7)及爆破參數(shù)表(表4-4)圖4-7落底炮眼布置圖表4-4落底爆破參數(shù)表炮眼種類孔數(shù)單孔裝藥量總裝藥量/kg輔助眼周邊眼總計(jì)4.5不良地質(zhì)處理方案本隧道全隧洞身均為可溶巖，施工中有遇到溶洞、溶隙、巖溶水的可能，隧道洞身施工中應(yīng)加強(qiáng)截排水措施，巖溶隧道施工中加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作，防止突水突泥災(zāi)害事故發(fā)生?？扇軒r隧道施工中，應(yīng)加強(qiáng)綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，可溶巖隧道及路塹施工應(yīng)對基底進(jìn)行物探測試，采取措施防止隱伏溶洞危害。在施工中遇到溶洞并有水流時(shí)，宜排不宜堵。對于能進(jìn)行封堵的巖溶水，采用預(yù)注漿的方法對巖溶水進(jìn)行封堵。對比較大的巖溶水，在查明水源流向極其隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵洞等設(shè)施，渲泄水流。施工時(shí)遇到已經(jīng)停止發(fā)育、跨徑較小、無水的溶洞時(shí)，可以根據(jù)其與隧道相交的位置，采用混凝土或者片石予以回填封閉，根據(jù)地質(zhì)情況是否需要加深基礎(chǔ)。拱部以上空溶洞，可視溶洞的巖石破碎程度，采用噴錨支護(hù)加固或加設(shè)護(hù)拱及拱頂回填的辦石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4.5.2紅粘土根據(jù)地勘資料可知，隧道進(jìn)、出口土層厚2～6m(局部可能達(dá)6～10m),為紅黏口段隧道開挖輪廓邊墻兩側(cè)分別設(shè)置5排豎向注漿鋼管，排距2.5m,縱向間距4m,下滑力，注漿鋼管的管底標(biāo)高低于原隧道仰拱底高程4m。4.6.1超前注漿小導(dǎo)管①小導(dǎo)管鉆孔安裝前，對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射10cm厚的混凝土封閉。上每隔15cm交錯(cuò)鉆眼，眼孔直徑為8mm。見圖4-8。③鉆孔直徑為80mm,環(huán)向間距為35cm,鋼管沿開挖輪廓線在拱部180。范圍內(nèi)布置，外插角為15°,見圖4-9。④小導(dǎo)管插入后應(yīng)外露出約0.2m,便于連接注漿管，并且用塑膠泥將導(dǎo)管周圍石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-8小導(dǎo)管示意圖圖4-9注漿小導(dǎo)管環(huán)向布置示意圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)噴混凝土封閉設(shè)備就位不好效果檢查圖4-10超前注漿小導(dǎo)管施工流程圖(3)注漿①導(dǎo)管施工完成后開始注漿，注漿前對所有孔眼安裝止?jié){塞，同時(shí)對管口與孔口②水泥漿液采用拌和機(jī)制漿，采用液壓注漿機(jī)漿液注入導(dǎo)管鋼管內(nèi)，注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況，確認(rèn)正常后作壓漿試驗(yàn)，確定合理的注漿參數(shù)，據(jù)以施工。③注漿分兩步完成，當(dāng)?shù)谝淮巫{的漿液充分收縮后，進(jìn)行第二次注漿，以使導(dǎo)管填充密實(shí)。注漿采取注漿終壓和注漿量雙控措施，注漿壓力以0.5~1.0MPa為宜，持壓3~5mm后停止注漿，注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍。若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填，方可終止注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發(fā)④注漿過程應(yīng)程派專人負(fù)責(zé)，填寫“注漿記錄表”,記錄注漿時(shí)間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4.6.2初期支護(hù)桿聯(lián)合支護(hù)形式。隧道開挖完成后，先噴射5cm厚度的混凝土封閉開挖面，然后打體受力，以抑制圍巖變形。采用濕噴法施工。濕噴混凝土要求初噴厚度控制在5cm圖4-11噴射混凝土工藝流程圖噴射混凝土配合比：可按經(jīng)驗(yàn)選擇后通過試驗(yàn)確定采用灰骨比為1:4.5;骨料含砂率50%;水灰比0.45。噴第一層時(shí)，水泥：砂：石=1:2:2,以利于混凝土與巖 面的粘結(jié)和減少回彈。水泥選用普通硅酸鹽水泥的標(biāo)號為42.5級，細(xì)骨料采用堅(jiān)硬的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5,含水率控制在6%。粗骨料采用堅(jiān)固耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15mm。速凝劑摻量為水泥用量的4%。(2)施噴注意事項(xiàng)①噴射混凝土分段、分片自下而上順序進(jìn)行，每段長度不超過5m;動(dòng)，螺旋直徑20～30cm,以使混凝土噴射密實(shí)；③噴嘴與受噴面盡量保持垂直，同時(shí)與受噴面保持一定的距離，其距離取0.8~④后一層噴射在前層混凝土終凝后進(jìn)行，噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)在其終凝1~2小時(shí)后進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不小于7d;鋼筋網(wǎng)①鋼筋采用經(jīng)檢驗(yàn)合格的φ6.5鋼筋，加工前須除銹；網(wǎng)格尺寸為20×20cm,誤②鋼筋網(wǎng)片采用梅花形焊接。③鋼筋網(wǎng)片示意圖如圖4-12(單位：cm)。凝土面的高低起伏進(jìn)行鋪設(shè)，與受噴巖面的間隙不得大于30mm;②鋼筋網(wǎng)片與錨桿端部焊接牢固，網(wǎng)片與網(wǎng)片之間的搭接長度為30mm～50mm,鋼筋網(wǎng)表面保護(hù)層厚度不小于3cm,不允許將錨桿、鋼筋外露；③雙層鋼筋網(wǎng)片施工時(shí)第一層鋼筋和第二層鋼筋網(wǎng)之間應(yīng)用鋼筋支撐。④鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固，噴射混凝土?xí)r不晃本隧道中隧道的拱頂和拱墻均采用φ25中空注漿錨桿施工，長度為4.0m,環(huán)縱錨桿施工采用YT-28鑿巖機(jī)作為鉆孔機(jī)具，鉆頭采用合金鉆頭。圖4-13正洞中空注漿錨桿布置圖注砂漿：標(biāo)號不小于20#,水灰比W/C=0.45:1～0.5:1初凝時(shí)間13min左右，終凝時(shí)間15min左右；注漿終壓0.8MPa;錨桿長度4m;①錨桿安裝作業(yè)應(yīng)在初噴混凝土后及時(shí)進(jìn)行；b.準(zhǔn)備好鉆孔機(jī)具。c.鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)定出孔位、角度做出標(biāo)記，孔位允許偏差為15mm。d.錨桿安裝前先清孔，排除巖屑?xì)堅(jiān)?。利用鉆機(jī)將安裝好錨頭的中空錨桿頂入鉆孔，在桿尾安裝墊板螺母固定錨桿。錨桿外露長度應(yīng)小于5%。度不得短于設(shè)計(jì)長度的95%。注漿是否飽滿，可根據(jù)孔口是否有漿溢出，桿體到位后錨桿制作錨桿制作各項(xiàng)工前準(zhǔn)備錨桿孔位測量工錨桿鉆機(jī)就位鉆錨桿孔錨桿孔清孔★錨孔成孔檢查安裝錨桿及排氣管+蟲t錨桿抗拔力檢錨桿竣工驗(yàn)收注漿設(shè)備就位機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)攪拌砂漿圖4-14中空注漿錨桿施工工藝流程圖鋼架在洞外的加工廠內(nèi)進(jìn)行加工，加工前先按1:1的比例進(jìn)行放樣，確定主要 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)型鋼鋼架采用I20a型鋼制作，縱向連接鋼筋采用HRB335φ22帶肋鋼筋。每側(cè)安設(shè)φ50mm,壁厚3.5mm,L=4.0m,2根鎖腳錨管將其鎖定，各部開挖完成后，各部初鋼架應(yīng)在初噴混凝土厚度達(dá)5cm后架立，因正洞采用臺階法施工，為減少初支混凝土墊塊，復(fù)噴混凝土包裹，且保護(hù)層厚度不小于4cm,確保鋼架與巖面密貼及受圖4-15型鋼鋼架工藝流程圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)等級為一級。檢查初期支護(hù)背后壓漿及表面情況檢查初期支護(hù)背后壓漿及表面情況割除外露超長的鋼筋、錨桿，平整支護(hù)表面安裝環(huán)縱向透水盲管隱蔽檢查合格鋪設(shè)防水板材料檢驗(yàn)和試驗(yàn)臺架定位安裝施工縫和變形縫止水帶不合格隱蔽檢查進(jìn)入下一道工序不合格圖4-16隧道防水施工流程圖間縱向排水盲管沿縱向布設(shè)于左、右墻角水溝底上方，為φ80透水管；環(huán)向排水盲管為φ50軟式透水盲管，沿隧洞環(huán)向布設(shè)，環(huán)向盲管每隔8m設(shè)置，每隔5m在水溝隧道初期支護(hù)與二襯之間采用鋪設(shè)柔性防水層，防水層采用ECB防水板加土工布緩沖墊層，土工布重量不應(yīng)小于350kg/m2。(1)將墊襯橫向中線同隧道中線對齊。(2)由拱頂向兩側(cè)邊墻鋪設(shè)。(3)采用與防水板同材質(zhì)的φ80mm的專用塑料墊圈壓在墊襯上，使用射釘或(4)墊襯縫搭接寬度不小于5cm。(5)錨固點(diǎn)應(yīng)垂直基面并不得超出墊圈平面，錨固點(diǎn)呈梅花形布置。錨固點(diǎn)間距，拱部為0.6m,邊墻為1.0m,凹凸處應(yīng)適當(dāng)增加錨固點(diǎn)。(1)防水板需環(huán)向鋪設(shè)，相鄰兩幅接縫錯(cuò)開，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處錯(cuò)開不小于規(guī)定值。(2)防水板長短邊的搭接均以搭接線為準(zhǔn)。防水板搭接處采用雙焊縫焊接，焊接寬度不小于10mm,且均勻連接，不得有假焊、漏焊、焊焦、焊穿等現(xiàn)象。(3)防水板鋪設(shè)應(yīng)自上而下進(jìn)行，鋪設(shè)時(shí)根據(jù)基面平整度的不同，應(yīng)留出足夠(4)在檢查焊接質(zhì)量和修補(bǔ)質(zhì)量時(shí)，嚴(yán)禁在加熱的情況下進(jìn)行，更不能用手撕。施工縫、變形縫是防水的薄弱環(huán)節(jié)，因此必須按規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求認(rèn)真施作。施工縫采用中埋式橡膠止水帶，每10m一道。變形縫在地層顯著變化處、斷面明顯變化處設(shè)置，采用背貼式橡膠止水帶加中埋式鋼邊橡膠止水(1)保證施工縫黏貼止水條處混凝土面光滑、平整、干凈，施工縫鑿毛時(shí)不被(2)止水條的安裝確保“密貼、牢固、混凝土澆筑前無膨脹失效”,使用氯丁膠A7黏貼并加鋼釘固定，接頭用氯丁膠斜面黏貼緊密。(3)止水帶的安裝確?！熬又?、平順、牢固、無裂口脫膠”,并在澆筑混凝土的過程中注意隨時(shí)檢查，防止止水帶移位、卷曲。(4)各種貫通的施工縫、變形縫的止水條、止水帶的安裝確保形成全封閉的防(5)澆注混凝土前，先將混凝土基面充分鑿毛并清洗干凈。采用手工鑿毛時(shí)，對施工縫的清洗必須徹底，必要時(shí)還要用鋼刷刷干凈。(6)混凝土澆注時(shí)，確保新舊混凝土結(jié)合良好，使混凝土結(jié)合處有20~30mm厚的水泥砂漿。水平施工縫可先鋪設(shè)厚20~30mm的與混凝土等強(qiáng)度的防水砂漿。隧道襯砌混凝土既是外力的承載結(jié)構(gòu)，也是防水的最后一道防線，因此要求襯砌既要有足夠的強(qiáng)度，還要具有一定的抗?jié)B性。襯砌采用防水混凝土，抗?jié)B等級不低于P8。為了更好地滿足設(shè)計(jì)要求，施工中要加強(qiáng)管理，對混凝土施工過程進(jìn)行全程控制。4.6.4二次襯砌施工工藝施工方法二次襯砌采用整體自行式模板臺車，輸送泵灌注，混凝土由項(xiàng)目部攪拌站集中拌和，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，人工配合，背附式振搗器搗固。施工前準(zhǔn)備整體自行式模板臺車，施工前在洞外組裝并調(diào)試好各部件的工作狀態(tài)，檢查好各部位尺寸，保證進(jìn)洞后投入正常使用。斷面檢查：根據(jù)隧道中線和水平測量，檢查開挖斷面是否符號設(shè)計(jì)要求，欠挖部分按規(guī)范要求進(jìn)行修鑿，并做好斷面檢查記錄。按監(jiān)理批準(zhǔn)的配合比嚴(yán)格輸入。水泥、砂、碎石存量必須比每環(huán)襯砌用量多50%。臺車就位前必須檢查防水系統(tǒng)鋪設(shè)情況是否符合要求。根據(jù)隧道中線和高程，測量確定襯砌臺車對軌道位置，軌道鋪設(shè)應(yīng)穩(wěn)固，其位移和沉降量均符合施工誤差要求。軌道鋪設(shè)和臺車就位后，都應(yīng)進(jìn)行位置、尺寸檢查。將襯砌輪廓尺寸擴(kuò)大5cm。擋頭模板制作安裝應(yīng)安裝穩(wěn)固，擋頭模板用木板加工，現(xiàn)場拼鋪，以便于巖壁間的縫隙嵌堵嚴(yán)密?；炷烈r砌質(zhì)量 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)其次對模板要及時(shí)修整，鏟除表面混凝土碎屑和污物，并均勻涂刷脫模劑或機(jī)油。(1)壓漿孔設(shè)在拱頂，每5m隧道預(yù)留1個(gè)注漿孔；(2)壓漿孔底部孔口緊貼外防水層，為確保壓漿孔不被堵塞以及不刺破防水層，(3)二次襯砌混凝土灌注56天后，從注漿管逐孔壓入1:1水泥漿液，充填二次4.6.5裝渣與運(yùn)輸墾，并于坡角設(shè)擋碴墻。正洞裝碴設(shè)備采用輪胎走行鏟斗式裝渣機(jī)2臺，大于15t自卸式汽車4~6臺，用于出碴運(yùn)輸。 4.7.1監(jiān)控量測目的(1)掌握圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)，利用監(jiān)測結(jié)果為設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全。(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計(jì)算和判斷后進(jìn)行預(yù)測和反饋，以便為工程和環(huán)境安全提供可靠的信息。(3)積累資料和經(jīng)驗(yàn)，為以后的同類工程提供類比依據(jù)。(4)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)也是確定預(yù)留變形量的重要依據(jù)量測項(xiàng)目量測項(xiàng)目通常分為必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目。必測項(xiàng)目是指導(dǎo)施工時(shí)必須進(jìn)行的常規(guī)量測，用來判斷圍巖穩(wěn)定及襯砌受力狀態(tài)，知道設(shè)計(jì)施工的經(jīng)常性量測。選測項(xiàng)目是指在重點(diǎn)和有特殊意義的隧道或區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充的量測，用來判斷隧道開挖過程中圍巖的應(yīng)力狀態(tài)、支護(hù)襯砌效果。選測項(xiàng)目量測技術(shù)較復(fù)雜，費(fèi)用較高，通?？筛鶕?jù)實(shí)際需要，選取部分項(xiàng)目進(jìn)行量測。針對何家莊隧道的特點(diǎn)，監(jiān)控量測項(xiàng)目詳見下表。量測項(xiàng)目量測部位量測儀器及方法洞內(nèi)外觀察工作面及已開挖部位觀察記錄地質(zhì)素描凈空水平收斂變形5~10m設(shè)一量測斷面收斂儀拱頂下沉5~10m設(shè)一量測斷面水平儀、收斂儀地表沉降洞內(nèi)50m范圍內(nèi)水平儀監(jiān)控量測流程圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)選取量測項(xiàng)目選取量測項(xiàng)目確定量測頻率淺埋地段地表拱頂下沉量調(diào)整施工程序及支護(hù)參數(shù)監(jiān)控量測設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理分析現(xiàn)場量測圖4-17監(jiān)控量測流程圖4.7.3監(jiān)控量測方法拱頂下沉量測與凈空水平收斂量測應(yīng)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行，并用相同的量測頻率。間距按下表采用。應(yīng)從下表根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離較高的一個(gè)量第一個(gè)監(jiān)測斷面布置在明暗洞交界里程往洞內(nèi)方向2m處，拱頂下沉測點(diǎn)原則上表4-16拱頂下沉及凈空變形量測間距表圍巖級別量測斷面間距(m)V石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)表4-17拱頂下沉、凈空變形及地表沉降量測頻率表位移速度(mm/d)量測斷面間距開挖面距離(m)量測頻率1~2次/d1次/d1次/2~3d1次/3d1次/7d(1)水平凈空收斂變形量測方法主要采用收斂計(jì)，測點(diǎn)的縱向間距按圍巖級別而定。地質(zhì)條件差的地段，應(yīng)從密布點(diǎn)。圍巖表位移觀測點(diǎn)鉆孔埋設(shè)于圍巖內(nèi)，埋沒深度不小于0.2m。測點(diǎn)在觀測斷面距離開挖面2.0m的范圍內(nèi)埋設(shè)，并在爆破后24小時(shí)內(nèi)下一次爆破前測讀初讀數(shù)。收斂測樁在安裝埋設(shè)后應(yīng)注意保護(hù)，避免因測樁損壞而影響觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因收斂計(jì)是機(jī)械式儀器，為了減少觀測時(shí)的人為誤差，觀測時(shí)應(yīng)盡可能由固定人員對觀測設(shè)備操作，并測讀三次取其平均值，以保證觀測精度。拱頂下沉量測點(diǎn)x凈空變形量測點(diǎn)圖a環(huán)形開挖預(yù)留核心土法監(jiān)測 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖b三臺階法監(jiān)測圖4-18各開挖方法拱頂下沉及凈空變形測點(diǎn)布置(2)拱頂下沉量量測方法拱頂下沉觀測采用精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺及鋼掛尺，測量觀察點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，從而計(jì)算出拱頂下沉量，觀測精度為(1mm)。拱頂下沉觀測起始讀數(shù)在宜3~6小時(shí)內(nèi)完成，其它量測應(yīng)在開挖后最遲24小時(shí)內(nèi)完成，且在下一循環(huán)開挖前完地表下沉量測的測點(diǎn)應(yīng)與凈空水平收斂及拱頂下沉量測的測點(diǎn)布置在同一斷面內(nèi)。需要進(jìn)行橫斷面方向地表下沉量測時(shí)，其測點(diǎn)間距應(yīng)采取2~5m,在同一量測斷面內(nèi)應(yīng)取7~11個(gè)測點(diǎn)。地表下沉量測應(yīng)在開挖工作面前石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-19地表下沉量測范圍及測點(diǎn)布置圖4.7.4數(shù)據(jù)的分析和反饋進(jìn)行分析處理，同時(shí)要注明開挖方法和施工工序以及 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)本隧道設(shè)計(jì)復(fù)合式襯砌，二襯厚度為55cm,經(jīng)過計(jì)算檢算結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)的目的，最終確定的配筋參數(shù)為超淺埋段和深埋段采用的鋼筋為4φ20,淺埋段配筋為5φ22,保護(hù)層厚度均為50mm,縱向鋼筋采用φ10@250,箍筋采用φ8@250。工字型鋼I20a,每榀間距為0.7m。(包含上臺階布置一個(gè)空眼)。炮眼深度掏槽眼為1.7m,周邊眼和輔助眼為1.5m,裝藥炮孔直徑為40mm,空眼的直徑為100mm。挖上部臺階，上部開挖完成后施作上部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)。上臺階施工至3m后，臺階開挖3m后，開挖下部臺階，及時(shí)封閉初期支護(hù)。出渣方式采用無軌運(yùn)輸，裝碴設(shè)備采用輪胎走行鏟斗式裝渣機(jī)2臺，大于15t自卸式汽車4~6臺，用于出碴運(yùn)輸。針對段內(nèi)覆土為紅粘土，采取地表注漿加固措施：施參考文獻(xiàn)[1]朱永全，宋玉香等.隧道工程[M].北京：中國鐵道出版社，2005[2]關(guān)寶樹.隧道工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003[3]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003[4]葉見曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第2版)[M]..北京：人民交通出版社，2005[5]池建斌，路清獻(xiàn)等.計(jì)算機(jī)輔助制圖[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2003[6]宋兆全.畫法幾何及工程制圖(第2版)[M].北京：中國鐵道出版社，2004[7]中鐵一局.客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[M].北京：中國鐵道出版社，2005[8]劉釗，余才高，周振強(qiáng).地鐵工程設(shè)計(jì)與施工[M].北京：人民交通出版社，2004[9]于書翰，杜謨遠(yuǎn).隧道施工[M].北京：人民交通出版社，1999[10]鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2005[11]鐵路隧道施工規(guī)范[S].2005[12]李黎明.ANSYS有限元分析實(shí)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005[13]MingChen,WenboLu,ChangpingYi.BlasanUndergroundPowerhouse[J].TunnellingandUndergroun[J].TunnellingandUndergroundSpaceTec 致謝本設(shè)計(jì)的完成是在高老師的耐心指導(dǎo)下完成的，每當(dāng)我在設(shè)計(jì)過程中遇到問題不能解決時(shí)，高老師不辭勞苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)能夠順利的進(jìn)行。高老師在我的設(shè)計(jì)進(jìn)行中直至修改的過程中付出了寶貴時(shí)間和精力，在此向高老師表示衷心的感謝。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中高老師不僅是我們良師，還恰似我們的益友。高老師“精益求精，立足實(shí)踐”的精神值得我學(xué)習(xí)，也是我走上工作崗位后所必須具有的精神，他給予我的教導(dǎo)我想不僅僅用于現(xiàn)在，在以后工作生活中，也會(huì)是一個(gè)正確的引導(dǎo)。同時(shí)還要感謝和我同一組的幾位同學(xué)，是你們在我平時(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問題，并指出我在設(shè)計(jì)上的不足之處和誤區(qū)，使我能及時(shí)改正錯(cuò)誤、彌補(bǔ)不足，才得以是我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，在此表示深深的謝意。最后還要感謝大學(xué)四年來給我授課的所有老師們，以及陪伴我度過四年大學(xué)生活的同學(xué)們，感謝你們在我的生活和學(xué)習(xí)上給予的關(guān)懷和幫助。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)附錄A外文資料翻譯"fspurmurmrwft'hllEaglneeragNufima/fljuunthletmnol,at73e4nulrngcrowmgPnglnushanhilcriticalphame.thejaintventurecuntractorbroughrbiughlyetfciantcnmtnocticmnygurpmentanlfreshplanntscevutsonworkwascaruedoutuslrgamethodmmmicinghannfulloosenmgofadjacentgnmundmassEnginccertnuttocordsPaghuashanpnjcctwasimplemeniedsuaceastially.Thcexcuvutedlengthof250m.murtingaaguficantmilestunurintheprogressoftheTHSRprnyect.Thispaperimtreduuentheliningluchrnqurusedincoratructingthiakeytimnd.andantheanalysixofwerkpmdhucuvitythruughtheutlvalic2005EheicrBVAllptsnsrofEnwonTunaet,Aithnnafisn,TTaiwanhasvastuninhahitadmountandusregions.About95%ofthenutonalpopolatonof24milhoeliveonthehurowstripufcoastimthewesternpanofthelstanCiwasentiomalintemitytransporattntereitytavel,andwithGovernsentofhcialslookingtothehigh-peedrouteslnkingmajorcilies,whichhavetamously·CoreaglondmganthatTelE-milluiMJrwwenpoollnutruedutwPIH.I.m1fplsmapecentsahfw(BPTeg)overcrowdmgtraffe,andimprovetheregioraldevelopmenthalancestgmificanlly.Thdetallefpruposaltoconstructanew345-kmocommrtingalongtheextenstvelydevdeliveryappruach,wheretheprivcithermtunnelsaremviaducts;owingtothe石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)corridorthroughwhichthesystaellityinvolvingprivatemvestnent.TheL/S$13billunmakethisprojoctoneofthelargestconstructionprojccxpextations,notonlyintermsofthesocio-ecdevelopnemtinTaiwan.butalsoasamilestoneolechnologymitmtives.Therefore,theconceaomatreeunsuninrecogniredthereqontime,withinbudgetandtoquality.specitications.tDelaryeddelrveryofeivilwarkoftheTHSRproyeerwilaffectthethereforetheseverepenaltiInthepreplanmmgphaeoftheTHSRproject,tunnelingwapproxmscly47kmoftnnelmgofwach39kmareminedand8kmareCutandCovertunnels.Borausewfthecomplexityanduncerfaidyinturnelcxcavation.themajorrunnelingworkofthe48tunnelswasplacedonthecriticalpathofcivilconstructionschecnucialmrssianinthecnncalpaahoftheenhreTHSRprojeet.Taensureeffectivemanagementofthisvrtaltunnelprpject,thejomtventurebetweenBilfimgerBcrgerAGofGermanyuodthelocalmimmizmykurmfulloosenmgoftheadjacentgrvundmptujectwasperformedsuccessfully.TheupperhalfoftunnelandwaseumpletedtwemontheurlierthanschthePaghuashantunnelevenrecordedthehestmoneucaVadedlenythof250mirtheTHfSRprojeetThismvestigaresandanastnuctionofthiscriticaltumnel.includinggeneralgeologacalinformation,canstructirotechniques,supportingpruducthtty,equipnentandfacilitics,maragementap-particularlyforcontractswithDesign-Buildutdpressure-tobecompleteTheTHSRprojedevntairsfivemajortulong,ofwhichthelongesttsthePaghunshantuntwin-tracktunnelwithrypicalhorseshue-shaof130m2excavNedThetunneltsalignedapproximatelynorth-south,andrangesthemostpopulatedregionalongthewestandthereforethetunnwiththeelevationoftGravelformatonencounteredatTwwan|14,15].Toavuidthelikelyeffectofgroexcavntion.thelevelofthePaghuishaafthePaghuashanTemnce,theToukoshan,FommationinthenorthemZoneoftheFaghuashanantiefline,inwfichthe石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)Paghuashantunnelwancaca(1mllionygarsngo).Thesedrmentsofthelowerlevelsofthisseveralhundrodmetersofaverhunden.Thedeposatinnofthisflowdirecnons.Inareasofcununtsofundweredeposited.Theinvestigationgunulthehinnelareasescavateddiffetingcuntenofcobblesutethemostfqgnoundintheamaofthetumdl.Further.enideneedurmgescavatiollofthetunnethasthowiwthatevenwithauverof compactedtoahighdegree17.geotechncalassessmenandrockclassficanonofthastunnelctassifiedimtaclast-supported,matnic-supported.wtheprineiplesaftheNewAustrianTunneltngMethod(NATM).Thisincthodconodersthebehaviorandreactionofthesumoundinggroundmrss,angetherwiththeinstallationpfawas:dcterminedbythegroundbehaviot,consideringthegeologicnlandhydro-geological.overburden.experiencegainedundersimilarcondiuonsandgeoiechnicalprocice.theGeutexhnicalEevaluationofthugroundencounteredandinterpyetabonoftheB.C.DandD0[9].Tm>A0BtD石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PJLmwut4uomeDranFig1.Pncantageufvanoamuppontycyehnglengthoftheunsupportedcaviry,andthearnountoftheFig5.SpocialetcaidarithbAsignifiesverygoodgrowithout,orwitsverymisimized,afterbreaexcavationfaceisgenemdlystnecessary,C'lassesDandpercentagesofvarioussupport