特長鐵路隧道設計與施工

指導教師完成日期2010年06月16日特長飲路凝道設計與施工畢業(yè)設計成績單學生姓名學號班級專業(yè)地下工程畢業(yè)設計題目特長鐵路隧道設計與施工指導教師姓名指導教師職稱副教授指導教師得分評閱人得分答辯小組組長得分年畢業(yè)設計任務書特長鐵路隧道設計與施工土木工程班級地下06—1學生姓名土木工程分院導師姓名導師職稱副教授隧道名稱：太行山隧道一、設計內(nèi)容以太行山隧道進口為工程背景，主要進行以下內(nèi)1。國內(nèi)外現(xiàn)狀調(diào)研(包括國內(nèi)外特長鐵路隧道發(fā)展現(xiàn)狀及典型工程實例、與自己的研究對象有關的不良地質(zhì)隧道的國內(nèi)外現(xiàn)狀等)。2.根據(jù)具體工程環(huán)境及地質(zhì)條件確定具體施工方法.3.設計依據(jù)及原則：包括設計應遵循的主要規(guī)范規(guī)程及主要原則.及整理、結構配筋計算.5.施工組織設計：包括施工總體部署(主要應包括施工準備、施工場地布置、施工臨時設施設計、不同區(qū)段的施工方法等),主要施工方法、工序及工藝(包括爆破、出碴運輸、超前支護、噴射混凝土、錨桿、鋼架、防排水、二次襯砌、施工監(jiān)測等),施工輔助作業(yè)、不良地質(zhì)地段的工程措施、機械配套、指導性施工進度計劃等。施工方法圖平、橫、剖面圖，典型工法步序圖、施工監(jiān)測測點布置圖等.6.外文翻譯等相關文檔和完整的設計報告書。二、基本要求1。通過調(diào)研，掌握特長鐵路隧道的主要施工方法及其適用條件；2。熟悉隧道襯砌結構設計計算方法及計算內(nèi)容；3.掌握隧道施工中主要施工工藝及施工步序。三、主要技術指標(另見具體資料)四、應收集的資料及參考文獻1?，F(xiàn)行《鐵路隧道設計規(guī)范》;2.現(xiàn)行《鐵路隧道施工規(guī)范》;3?！端淼拦ぶ煊廊斡裣憔?；4?，F(xiàn)行《混凝土結構設計規(guī)范》;5.《鐵路工程設計技術手冊.隧道》五、進度計劃第1周熟悉資料，查閱文獻，選擇設計區(qū)段；第2周寫出開題報告；第3周外文翻譯；第4～7周隧道襯砌結構設計；第8～11周施工組織設第12周文整；第13周答辯特長欽路超道設計與施工畢業(yè)設計開題報告特長鐵路隧道設計與施工學生姓名羅翔學號班級地下06—1專業(yè)土木工程太行山特長隧道位于石太客運專線小寨車站和盂縣車站之間.隧道穿過高度為兩線間距35m。左線隧道長27839m,右線27848m,旅客列車設計行車速度25074m的坡度為6‰的上坡，出口段長68m的坡度為11‰的上坡，其余部分的坡度設計、監(jiān)理、施工單位，采用鉆爆法施工，全隧道共設進口1個、斜井9個、出口1個，共11處施工通道，在24個工作面同時展開施工。在太行山隧道施工過程中，工作人員通過采用長隧道硬質(zhì)圍巖快速施工技術、長距離掘進施工通風技術研究、雙車道斜井無軌運輸快速施工技術、軌道斜井有軌運輸快速施工技術、長隧道控制測量技術等，以及多斜井多工作面同時開挖的高效組織模式，為國際和國內(nèi)形成膨脹巖石膨脹勢判定統(tǒng)一標準提供了寶貴的參考依據(jù)，為中國特長隧道建設積累了寶貴經(jīng)驗。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著我國城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，城市地下空間資源已經(jīng)被視作一種寶貴的空間資源，已經(jīng)成為城市基礎設施建設的發(fā)展方向。鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設鐵路供機車車輛通行的建筑物。20世紀初期，歐美一些國家就已經(jīng)建成了一些特長鐵路隧道，如瑞士和意大利間的修建的辛普朗鐵路隧道長19.8公里。進入新世紀后，越來越多的特長隧道相繼建成：2000年挪威的萊爾多(LaerdaI)隧道全長24500m;1980年瑞士的圣哥達(Saint-Gothard)隧道全長16918m;1978年奧地利的阿爾貝格(ArIberg)隧道全長在國內(nèi)，特長鐵路隧道的修建也比較廣泛.如秦嶺隧道全長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。設計時速為80公里，走完全程大約需要15分鐘的時間；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現(xiàn)雙線開通，其中左線彈性整體道床設計時速為200km/h;東秦嶺隧道位于秦嶺山脈深處，是西南鐵路的“咽喉”動脈工程，也是我國已通車的長大雙線鐵路隧道之一，該隧道全長12.26km.隧道的修建，不僅給地理資源節(jié)約了空間，而且給各種運輸節(jié)約了時間。三、設計研究內(nèi)容1。隧道結構設計依據(jù)隧道施工的相應的技術規(guī)范，例如《鐵路隧道設計規(guī)范》、《鐵路隧道施工規(guī)范》、《客運專線鐵路隧道工程施工技術指南》等對隧道進行設計，其設計內(nèi)容主要包括：二次襯砌斷面的幾何尺寸擬定、荷載計算、計算模型的建立、襯砌結構的計算及其對計算結果的整理，通過對計算結果的分析和強度檢算，對不符合要求的結構的進行配筋計算。2。施工組織設計施工組織主要內(nèi)容：包括施工總體部署(主要應包括施工準備、施工場地布置、施工臨時設施設計、不同區(qū)段的施工方法等),主要施工方法、工序及工藝(包括爆破、出碴運輸、超前支護、噴射混凝土、錨桿、鋼架、防排水、二次襯砌、施工監(jiān)測等),施工輔助作業(yè)、不良地質(zhì)地段的工程措施、機械配套、指導性施工進度計劃等.條件將項目劃分為不同的區(qū)段，并設計各區(qū)段豎井、斜井或其他輔助坑道的數(shù)目及其具體位置，努力做到依靠科技、精心組織、合理安排.做到與施工單位、監(jiān)理單位和設計單位協(xié)作，合理運用施工人員、機具、物料、證工期和安全施工的前提下的最佳解決方法。四、主要研究方法根據(jù)設計隧道的工程環(huán)境、施工要求及相應的水文地質(zhì)條件，擬定隧道的襯砌斷面形式、荷載確定并且建立計算模型.隧道的結構計算利用ANSYS軟件建立結構—荷載模型，對隧道的結構安全性和結構在修建過程中的可靠性做出評價。根據(jù)工程環(huán)境和圍巖地質(zhì)條件對隧道選擇不同施工方法、初期支護、二次襯砌以及其他防護措施等。例如在該工程V級圍巖中斷層破碎帶及影響帶選擇臺階法開挖；又如礦山法隧道復合式結構的襯砌結構按“荷載一結構”計算模式，按局部變形理論計算地層被動壓力。明確各種施工工藝的主要技術指標和施工中的運輸方式、考慮各種變形影響。準備各種施工應附圖以及編寫好工程適用的施工組織設計：①組織相關管理人員認真研究本工程各項目的特點，針對項目特點及時討論達成共識并迅速進行目標分解及貫徹進行；②合理安排工期并盡快展開平行作業(yè)工序，保證各環(huán)節(jié)銜接緊密；③迅速出臺與本工程相關的各項保證制度及管理辦法；④結合工程進展程度合理安排各項資源的投入及協(xié)調(diào)。1.通過本次設計，掌握隧道設計原則及有關技術指標；2.通過本次設計，掌握特長鐵路隧道的主要施工方法及其適用的地質(zhì)條件；3。通過本次設計，熟悉隧道襯砌結構設計的選擇、計算內(nèi)容及計算方法；4.通過本次設計，學會各種工程軟件的使用(ANSYS軟件、CAD制圖軟件);5。通過本次設計，掌握隧道施工中主要的施工工藝及施工步序；6。通過本次設計，了解施工組織設計的編制與應用；7.通過本次設計，訓練和提高分析設計能力、理論計算能力、外語等應用能力。六、進度計劃第1周熟悉資料，查閱文獻，選擇設計區(qū)段；第2周寫出開題報告；第3周外文翻譯；第4~7周隧道襯砌結構設計；第8~11周施工組織設計；第12周文整；指導教師簽字特長欽路凝道設計與施工摘要年來已經(jīng)建成投入使用的烏鞘嶺特長隧道和太行山隧道等。本次設計主要介紹了關于太行山隧道(DK69+255～DK74+160)標段的設計與施工.具體內(nèi)容主要是根據(jù)隧道所在的地理位置的工程地質(zhì)和水文條件等來設計隧各種輔助坑道(斜井)、輔助設施(橫通道)的設計。關鍵詞：特長隧道全斷面法臺階法施工組織特長欽路超道設計與施工aveoccupiedanimportantposition.CurrentIyintheworld,moandefficiencyofconstruction。Thetendersofthemaintasksoftfaft),ancillary特長欽路凝道設計與施工1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀………錯誤!未定義書簽。 1.3主要研究方法 1.4預期目標 錯誤!未定義書簽。2.2工程數(shù)量………………錯誤!未定義書簽。2.3工程地質(zhì)和水文條件……錯誤!未定義書簽。2.3.1地形地貌。錯誤!未定義書簽。2。3.2地層巖性……錯誤!未定義書簽。2。3.3地下水情況。錯誤!未定義書簽。2.4施工條件…………………錯誤!未定義書簽。2.4。2交通情況………錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。2。4。4施工用水、施工場地和通信情況…………錯誤!未定義書簽。2.4.5物資供應情況…………………錯誤!未定義書簽。第3章結構設計……………………錯誤!未定義書簽。3.1。1設計依據(jù)……………錯誤!未定義書簽。3.1.2設計原則………錯誤!未定義書簽。3.2主體結構設計。錯誤!未定義書簽。3.2.1設計思路。錯誤!未定義書簽。3.2。2隧道平面位置、洞口位置和縱斷面………錯誤!未定義書簽。3.2。3隧道結構設計……錯誤!未定義書簽。3。2。4建筑限界以及內(nèi)輪廓…………錯誤!未定義書簽。3。3.2隧道襯砌橫截面形狀及尺寸擬定……………錯誤!未定義書簽。3.4荷載設計。錯誤!未定義書簽。3.4.4Ⅱ級圍巖襯砌結構內(nèi)力計算和強度驗算。錯誤!未定義書簽。3。4。5V級圍巖結襯砌構內(nèi)力計算和強度驗算。錯誤!未定義書簽。3。4.6IV級圍巖結襯砌構內(nèi)力計算和強度驗算……錯誤!未定義書簽。3.5各級圍巖復合式襯砌參數(shù)確定 3.6各級圍巖斷面開挖尺寸確定 錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。4.1編制依據(jù)及編制原則。錯誤!未定義書簽。4.1。1編制依據(jù)…………錯誤!未定義書簽。4.1.3編制范圍…………錯誤!未定義書簽。4.2施工準備。錯誤!未定義書簽。4.2.1技術準備。錯誤!未定義書簽。4。2.2施工現(xiàn)場準備…………………錯誤!未定義書簽。4.2.3施工測量…………錯誤!未定義書簽。4。2.5主要施工機械、設備準備………錯誤!未定義書簽。4.3隧道施工總體方案。錯誤!未定義書簽。4.3.1各區(qū)段施工方案……錯誤!未定義書簽。4。4隧道施工………………錯誤!未定義書簽。4.4。1不良地質(zhì)地段施工方案………錯誤!未定義書簽。4.4.2全斷面法施工。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4。4。4正洞各級圍巖主要開挖法步驟及施工方法..錯誤!未定義書簽。4。4.5明挖法施工…………………錯誤!未定義書簽。4。5爆破施工設計…………錯誤!未定義書簽。4。5.2爆破施工工藝…錯誤!未定義書簽。4.5。3各種施工方法的爆破設計……錯誤!未定義書簽。4。6初期支護………………錯誤!未定義書簽。4.6.1初期支護中錨桿的使用………錯誤!未定義書簽。4。6.2掛鋼筋網(wǎng)………錯誤!未定義書簽。4.7隧道的防、排水設施施工。錯誤!未定義書簽。4.7.2排水設施。錯誤!未定義書簽。4.8.1施工方法。錯誤!未定義書簽。4.8.3拱墻襯砌施工…………………錯誤!未定義書簽。4.8.4水溝、電纜槽施工。錯誤!未定義書簽。4.9施工通風、降塵。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4.10施工輔助設施(供風、水、電)。錯誤!未定義書簽。4.10.1施工供風……錯誤!未定義書簽。4.10.3施工供電………錯誤!未定義書簽。4。11監(jiān)控量測。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4.11。2監(jiān)控量測的施工流程。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4。12斜井…………………錯誤!未定義書簽。4.13橫通道…………………錯誤!未定義書簽。第5章結論。錯誤!未定義書簽。附錄。錯誤!未定義書簽。…錯誤!未定義書簽。隧道長19.8公里.在進入新世紀后，越來越多的特長隧道相繼建成：2000年挪威的萊爾多(Laerdal)隧道全長24500m;1980年瑞士的圣哥達(Saint—Gothard)隧道全長16918m;1978年奧地利的阿爾貝格(ArIberg)隧道全長13972m。0m,是目前我國洞身最長、埋置最深、工程規(guī)模最大的隧道。設計時速為80公里，走完全程大約需要15分鐘的時間；2006年8月23日上午中國最長的鐵路隧道—二2005公里的烏鞘嶺特長隧道實現(xiàn)雙線開通，其中左線彈性整體道床設計時速為2太行山隧道為雙洞單線鐵路隧道，隧道全長27839。。。m,兩線間距35m,位4905m(共計：9810m),旅客列車設計行車速度250km/h.施工組織主要內(nèi)容：包括施工總體部署(主要應包括施工準備、施工場地布置、施工臨時設施設計、不同區(qū)段的施工方法等),主要施工方法、工序及工藝(包括爆破、出碴運輸、超前支護、噴射混凝土、錨桿、鋼架、防排水、二次襯砌、施工監(jiān)測等),施工輔助作業(yè)、不良地質(zhì)地段的工程措施、機械配套、指導性施工進度計劃等.施工方法設計：根據(jù)具體工程環(huán)境及地質(zhì)條件確定所選區(qū)間段的具體施工方法。包括主要施工方法、施工工序和工法轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。條件將項目劃分為不同的區(qū)段，并設計各區(qū)段豎井、斜井或其他輔助坑道的數(shù)目及其具體位置，努力做到依靠科技、精心組織、合理安排.做到與施工單位、監(jiān)理單位和設計單位協(xié)作，合理運用施工人員、機具、物料、資金和信息，實現(xiàn)施工質(zhì)量與造價在保證工期和安全施工的前提下的最佳解決方法。1.2.4應附圖地質(zhì)縱剖面圖，襯砌結構橫剖面圖，計算模型及計算結果圖，施工方法圖，平、橫、剖面圖，典型工法步序圖、施工監(jiān)控測測點布置圖等。1.3主要研究方法根據(jù)設計隧道的工程環(huán)境、施工要求及相應的水文地質(zhì)條件，擬定隧道的襯砌斷面形式、荷載確定并且建立計算模型。隧道的結構計算利用ANSYS軟件建立結構—荷載模型，對隧道的結構安全性和結構在修建過程中的可靠性做出評價.根據(jù)工程環(huán)境和圍巖地質(zhì)條件對隧道選擇不同施工方法、初期支護、二次襯砌以及其他防護措施等。例如在該工程V級圍巖中斷層破碎帶及影響帶選擇臺階法開挖；又如礦山法隧道復合式結構的襯砌結構按“荷載-結構”計算模式，按局部變形理論計算地層被動壓力.明確各種施工工藝的主要技術指標和施工中的運輸方式、考慮各種變形影響。準備各種施工附圖以及編寫好工程適用的施工組織設計：(1)組織相關管理人員認真研究本工程各項目的特點，針對項目特點及時討論達成共識并迅速進行目標分解及貫徹進行；特長欽路齷道設計與施工(3)迅速出臺與本工程相關的各項保證制度及管理辦法；(4)結合工程進展程度合理安排各項資源的投入及協(xié)調(diào)。1。4預期目標第2章工程概況新建鐵路石家莊至太原客運專線工程起自石家莊北站K4+475.7,途徑河北省正線全長188.4公里.太行山隧道設計為雙洞單線鐵路隧道，隧道起止里程為D35m,隧道全長27839。。。m,位于石太客運專線小寨車站和盂縣車站之間，通過該段太行山山脈的主峰越宵山。太行山隧道是目前我國設計的最長山嶺隧道.本設計標段工程范圍為新建石家莊至太原鐵路客運專線重點工程，包括1#寺坪DK74+160段正洞的施工、竣工和缺陷修復，長度4905雙延米，包含隧道通風、設備安裝、監(jiān)控量測等工程。以及在本設計標段中所設的10個Ⅱ級圍巖橫通道和12.3工程地質(zhì)和水文條件太行山隧道位于太行山脈中南段剝蝕低山和低中山區(qū)，沿線總的地勢特點呈現(xiàn)面山。峽谷深切，多呈“V”字型，地形起伏較大，最大高差約600余米。峽谷中無水，均為干谷。山上植被較為茂密，基巖裸露，呈現(xiàn)山地地貌的典型特征。地層的巖性對于隧道穿越山體位置的選擇、隧道具體施工方法的選擇是一個特別重要的因素，在施工前期應對其進行詳細的勘測。太行山隧道本設計標段所屬范圍地層巖性見表2-1。表2-1設計標段所屬范圍地層巖性序號里程巖性情況描述1隧道洞身所通過該段的地層為泥質(zhì)條帶灰?guī)r，薄至中厚層狀，弱風化，巖體較完整。呈塊狀結構，巖層平緩，拱頂易坍塌落石。2大塊狀整體結構。30巖層平緩，拱頂易坍塌落石。4隧道洞身位于的巖層為竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r5隧道洞身位于的巖層為石灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)巖體較完整，呈塊狀結構.6隧道洞身位于的巖層為斷層破碎帶及影響帶，巖體2.3.3地下水情況本設計標段地下水對混凝土不具腐蝕性；石灰?guī)r、白云巖地下水中的侵蝕性CO2對混凝土具有中等腐蝕性。角礫狀泥灰?guī)r(膏溶角礫巖)對混凝土具有硫酸鹽弱腐蝕性.本設計標段各級圍巖區(qū)段地下裂隙水情況見表2-2。表2-2各設計區(qū)段裂隙水情況序號區(qū)段里程地下水形式地下水水量備注1雨季時有基巖裂隙水/2裂隙溶隙水//3構造裂隙水Qs=162.79小導管及徑向注漿堵水2。4施工條件2.4.1氣象特征縣氣象局統(tǒng)計資料(1984～2003年):盂縣地區(qū)多年最大降水量為797.4mm(1995年),多年最小降水量為315.7mm(1997年),降水主要集中在5～9月份，約占全年降水量的64%～97%;土壤最大凍結深度為1。01m.2。4。2交通情況處的1#斜井(寺坪斜井)井口與314省道相鄰。施工用電不間斷，考慮部分(20%)用電采用自發(fā)2.4.4施工用水、施工場地和通信情況本設計標段于里程DK73+200。672處的1#(寺坪)斜井可利用附近的深井井口附近布置。經(jīng)調(diào)查，本設計標段沿線有通訊線路，施工時可以與當?shù)仉娦挪块T聯(lián)系，接入施工現(xiàn)場。物資可利用隧道旁的314省道運輸，油料和火工品等材料可由供貨商直接供應格的石場購買；主體工程所采用的砂，在合格砂場購買。本設計標段太行山隧道縱斷面圖見附錄B(圖號01:太行山隧道設計標段縱斷面第3章結構設計3.1設計依據(jù)和設計原則3。1.1設計依據(jù)《客運專線鐵路隧道工程施工技術指南》《混凝土結構設計規(guī)范》《建筑荷載設計規(guī)范》《地下工程防水技術規(guī)范》《鐵路隧道設計規(guī)范》《高速鐵路設計規(guī)范》3。1。2設計原則(1)主要構件設計使用年限為100年.根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，采取有效措施，保證結構強度、剛度，滿足結構耐久性要求；(2)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結合周圍地面建筑物、地下構筑物狀況，通過對技術、經(jīng)濟、環(huán)保及使用功能的綜合比較，合理選(4)結構的凈空尺寸除應滿足建筑限界要求外，尚應考慮施工誤差、測量誤差、結構變形和沉陷等因素；(5)斷面形狀和襯砌形式應根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、埋深、施工方法等條件，從地層穩(wěn)定、結構受力合理和環(huán)境保護等方面綜合確定；(6)隧道結構按結構"破損階段"法，以材料極限強度進行設計；(7)施工引起的地層沉降應控制在環(huán)境條件允許的范圍內(nèi)；(8)隧道建設應盡量考慮減少施工中和建成后對環(huán)境造成的不利影響；(9)設計中除參照本指導書外，尚應符合《鐵路隧道設計規(guī)范》或《地鐵設計規(guī)范》等相關國家現(xiàn)行的有關強制性標準的規(guī)定；(10)隧道主體工程等級為一級、防水等級為二級，耐火等級為一級；(11)隧道結構的抗震等級按二級考慮，按抗震烈度8度設防；(12)結構設計在滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的基礎上，應根據(jù)地下水水位和地下水腐蝕性等情況，滿足防水和防腐蝕設計的要求。當結構處于有腐蝕性地下水時應采取抗侵蝕措施，混凝土抗侵蝕系數(shù)不低于0.8;(13)在永久荷載基本荷載組合作用下，應按荷載效應標準組合并考慮長期作用影響進行結構構件裂縫驗算.二類環(huán)境混凝土構件的裂縫寬度(迎土面)應不大于0。2mm,一類環(huán)境(非迎土面及內(nèi)部混凝土構件)混凝土構件的裂縫寬度均應不大于0.3.2.1設計思路3.2。2隧道平面位置、洞口位置和縱斷面理之處.質(zhì)的原因，往往不得不采用曲線.應盡可能采用較短的曲線，或是半徑較大的曲線，適應的線路坡度.但依據(jù)地形設計坡度時，注意應不超過限制坡度.3。2.3隧道結構設計(1)隧道的建筑限界根據(jù)已定的車輛類型、行車速度、施工方法及地質(zhì)條件等按相關規(guī)范或暫行規(guī)定確定.過結構受力檢算.3.2.4建筑限界以及內(nèi)輪廓根據(jù)《標準軌距鐵路建筑限界》GB146。2-1983確定隧道限界。本區(qū)段的建筑限界及內(nèi)輪廓設計見圖3—1。3.3工程材料3.3.1混凝土和鋼筋混凝土和鋼筋混凝土結構中用混凝土的極限強度應按表3-1采用。表3-1混凝土的極限強度(MPa)強度種類符號混凝土強度等級抗壓彎曲抗壓抗拉R混凝土的彈性模量應按表3-2采用.混凝土的剪切彈性模量可按表3-2數(shù)值乘以0.43采用.混凝土的泊松比可采用(v=0。2)。表3-2混凝土的彈性模量Ec(GPa)混凝土強度等級C彈性模量Ec5鋼筋強度和彈性模量按表3—3采用。表3-3鋼筋的強度和彈性模量鋼筋種類屈服強度抗拉極限強抗拉或抗壓計算強度彈性模量延伸率(%)56噴射混凝土的強度等級不得小于C20。噴射混凝土的彈性模量見表3-4.表3-4噴射混凝土的彈性模量(GPa)噴射混凝土強度等級彈性模量3。3.2隧道襯砌橫截面形狀及尺寸擬定襯砌類型采用復合式襯砌，其為由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式.復合襯砌設計符合下列規(guī)定：單獨或組合使用。(2)二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結構，襯砌界面宜采用連接園(3)在確定開挖斷面輪廓時，還應考慮初期支護并預留適當?shù)淖冃瘟?。預留變形量的大小可根據(jù)圍巖級別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護情況等，采用工程類比法預測。當無預測值時預留變形量可參考表3—5選用。表3-5預留變形量(mm)圍巖級別單線隧道雙線隧道ⅡⅢV注：圍巖破碎取大值；圍巖完整取小值。3.4。1荷載計算原理采用荷載結構法原理進行隧道結構檢算時，所需計算的荷載為由巖體松動、崩塌而產(chǎn)生的豎向和水平均布壓力。豎向和水平均布壓力的計算，根據(jù)隧道的埋深不同，選擇不同的計算公式。(1)隧道深、淺埋的判定原則一般，深、淺埋隧道分界深度至少應大于坍方的平均高度且有一定余量，根據(jù)經(jīng)驗，這個深度通常為2~2。5倍的坍方平均高度值，即：h?——等效荷載高度值(m)。系數(shù)2~2.5在松軟的圍巖中取高限，而在較堅硬圍巖中取低限。當隧道覆蓋層時即為淺埋。等效高度值按式(3-2)和式(3-3)計算：w——寬度影響系數(shù)；B——隧道寬度(m);i—-B每增加1m時，圍巖壓力的增減率(以B=5m為基準),當B<5m時，取(2)深埋隧道圍巖松動壓力的計算方法(h≥Hp)雙線鐵路隧道豎直均布松動壓力按式(3—4)計算：水平均布松動壓力e可根據(jù)豎直均布松動壓力由經(jīng)驗公式求得。水平均布壓力的經(jīng)驗公式見表3-6。表3-6水平均布松動壓力經(jīng)驗公式圍巖級別ⅡⅢV水平勻布壓力e0q(3)淺埋隧道圍巖松動壓力的計算方法：圍巖豎直均布松動壓力按公式(3-5)計算：λ=(tanβ-tand?)/{tanβ[1+tanβ(tanpo-ta(3-7)θ-—圍巖兩側(cè)摩擦角，超淺埋時取0;H?—-隧道凈高(m);λ=(tanβ-tanp?)/{tanβ[1+tanβ(tando-ta圍巖豎直均布松動壓力按式(3—12)計算：圍巖水平均布松動壓力按公式(3-13)和公式(3—14)計算：特長欽路齷道設計與施工式中，β—-產(chǎn)生最大推力時的破裂角(°);3。4.2。1檢驗是否配筋若eo/h≤0.2,系抗壓強度控制承載能力，按3—15式計算：KN≤φaR.bh混凝土取26。5MPaN--軸向力(N)φ-—構件的縱向彎曲系數(shù)，取φ=1.0α=1.0+0.648e?/h)-12.KN≤φ1.75Rbh/(6e?/h-1)R——混凝土的抗拉極限強度，C35混凝土取2.5MPa;特長飲路凝道設計與施工利用Exce1將公式編輯，對各級圍巖進行驗算看是否需要配筋。圍巖似摩擦角：70°太行山隧道該區(qū)段洞身位于的巖層為竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，薄至中厚層狀，支護為10cm,二次襯砌為35cm,初支與二襯見預留變形量為4cm。拱墻、仰拱襯砌3。4。3.1隧道所受圍巖壓力計算根據(jù)荷載計算公式(3-1)～(3-14),結合隧道所處地理環(huán)境情況得出荷載計算結果見表3—7。表3-7荷載計算結果隧道斷面所處區(qū)段里程計算埋深深/淺埋垂直荷載水平均布荷載(kN/情況淺埋3.4.3。2襯砌結構內(nèi)力計算C25混凝土的容重γ=25kN/m3,Ra=19MPa,Rw=24.2MPa,RI=2.0MPa隧道工程建筑物是埋置于地層中的結構物，它的受力和變形與圍巖密切相關，支護結構與圍巖作為一個統(tǒng)一的受力體系相互約束，共同工作。這種共同作用正是地下結構與地面結構的主要區(qū)別。根據(jù)本工程的特點，使用階段結構安全性檢算采用“荷載一結構"模式，即將支護和圍巖分開考慮，支護結構是承載主體，圍巖作為荷載的來源和支護結構彈性支承.支護結構與圍巖的相互作用是通過彈性支承對支護結構施加約束來實現(xiàn)的。加在相應的單元結點上。由ANSYS建模生成的變形圖見圖3-2。圖3-2變形圖二次襯砌計算采用采用荷載-一結構模型，襯砌采用彈性梁單元模擬，初期支護與二次襯砌的約束采用無拉彈簧單元模擬，采用《ANSYS11.0有限元結構分析程序》進行隧道襯砌結構的分析，將隧道襯砌模擬為置于彈性地基梁上的有限單元桿系進行分析.Ⅲ級圍巖截面計算的內(nèi)力圖如圖3—3、3—4。N1圖3-3ANSYS計算彎矩圖特長飲路凝道設計與施工陽M干圖3-4ANSYS計算軸力圖利用ANSYS進行計算，得到的結構內(nèi)力數(shù)值如3-8表.表3-8結構內(nèi)力數(shù)值表節(jié)點號彎矩(N·m)抗壓驗算抗裂驗算1不驗算抗壓不合格2不驗算抗壓不合格3不驗算抗壓合格4合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂6合格不驗算抗裂7合格不驗算抗裂8不驗算抗壓合格9合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂—6841.5合格不驗算抗裂節(jié)點號彎矩(N·m)軸力(N)e(m)抗壓驗算抗裂驗算合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂不驗算抗壓合格合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂不驗算抗壓合格不驗算抗壓不合格續(xù)表3-8設as=ag=40mm,ho=h-as=350—40=310mm.按要求選擇4φ16(=804mm2)(4)截面復核由長細比1/h=1000/350=2.857,可得φ=1.0,則由公式：N,=0.9φf.A+fA,)=0.9×1×(19×1000×350+360×80由于N=42×10?>N=5.36×103N,所以滿足要求。所以滿足要求。所以，Ⅲ級圍巖斷面襯砌配筋結構為：4φ16(=804mm2).間距為250mm。3.4。3。4箍筋配置封閉式箍筋選用φ8,滿足直徑大于d/4=4mm,且不小于8mm的要求。根據(jù)構造要求箍筋間距S應滿足：S≤15d=15×16=240mm,S≤b=450mm,故選用箍筋間距3.4。3。3縱向筋配置結果Ⅲ級圍巖復合式襯砌斷面配筋圖及其配筋參數(shù)詳見本設計附錄B(圖號03:Ⅲ級圍巖復合式襯砌斷面配筋圖)3。4。4Ⅱ級圍巖襯砌結構內(nèi)力計算和強度驗算區(qū)段里程DK74+300~DK77+700圍巖級別：Ⅱ級圍巖彈性抗力系數(shù)：1500MPa/m圍巖似摩擦角：75°的初期支護為5cm,二次襯砌為30cm,初支與二襯見預留變形量為2cm。拱墻襯砌選用C25混凝土，底板墊層選用C20混凝土。3。4。4.1隧道所受圍巖壓力計算所選區(qū)段埋深隧道埋深h=20.8m,隧道寬度：B=9.00m,隧道高度Ht=9.5根據(jù)荷載計算公式(3—1)~(3-14),結合隧道所處地理環(huán)境情況計得出荷載計特長欽路道設計與施工算結果見表3-9。表3-9荷載計算結果隧道斷面所最大埋深深/淺埋垂直荷載水平均布荷載處區(qū)段里程情況深埋0C25混凝土的容重γ=25kN/m3,Ra=19MPa,Rw=24.2MPa,RI=2。0MPaEc=29.5GMPa,v=0.2,鋼筋采用HRB335。ANSYS建模生成的變形圖見圖3-5。mN #圖3—5變形圖Ⅱ級圍巖截面計算的內(nèi)力圖如圖3-6、3-7。a1u特長飲路齷道設計與施工彬uw利用ANSYS進行計算，得到的結構內(nèi)力數(shù)值如3-10表。表3-10結構內(nèi)力數(shù)值表節(jié)點號軸力(N)抗壓驗算抗裂驗算1不驗算抗壓合格2不驗算抗壓合格3不驗算抗壓合格4合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂6合格不驗算抗裂7不驗算抗壓合格8不驗算抗壓合格9合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂特長飲路凝道設計與施工續(xù)表3-10節(jié)點號彎矩(N·m)軸力(N)抗壓驗算抗裂驗算合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂—2394.3合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂5合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格不驗算抗壓不驗算抗壓不驗算抗壓合格合格不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂合格合格合格不驗算抗裂不驗算抗裂續(xù)表3-10節(jié)點號軸力(N)eo(m)抗壓驗算抗裂驗算不驗算抗裂6.46E-02合格合格—2.46E+058.92E-02不驗算抗壓合格狀結構。初步假設洞身的初期支護為25cm,二次襯砌為45cm,初支與二襯見預留3。4.5.1隧道所受圍巖壓力計算根據(jù)荷載計算公式(3-1)～(3-14),結合隧道所處地理環(huán)境情況計得出荷載計算結果見表3-11.隧道斷面所計算埋深深/淺埋垂直荷載水平均布荷載處區(qū)段里程情況深埋C30混凝土的容重γ=25kN/m3,Ra=22。5MPa,Rw=28。1MPa,RI=由ANSYS建模生成的變形圖見圖3—8.X圖3。4-8變形圖Ⅱ級圍巖截面計算的內(nèi)力圖如圖3-9、3—10。xx-367488-2B1147-324318-237977圖3-10ANSYS計算軸力圖表3-12結構內(nèi)力數(shù)值表節(jié)點號軸力(N)抗壓驗算抗裂驗算1合格不驗算抗裂2合格不驗算抗裂3合格不驗算抗裂4合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂6合格不驗算抗裂78合格不驗算抗裂9合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂續(xù)表3-12節(jié)點號抗壓驗算抗裂驗算合格不驗算抗裂-1.87E十3合格不驗算抗裂53合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂2合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂3合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂—2。54E十合格不驗算抗裂-2.40E十-2.36E十32合格合格合格不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂8合格不驗算抗裂3.4.5。3縱向筋配置結果V級圍巖斷面襯砌配筋結構為：4φ18(=1018mm2)。間距為250mm。3。4。5。4箍筋配置封閉式箍筋選用φ8,滿足直徑大于d/4=4.5mm,且不小于8mm的要求。根據(jù)3.4.5。5截面配筋配筋圖V級圍巖加強復合式襯砌斷面配筋圖及其配筋參數(shù)詳見本設計附錄B(圖號04:3.4。6IV級圍巖結襯砌構內(nèi)力計算和強度驗算圍巖彈性抗力系數(shù)：350MPa/m15cm,二次襯砌為35cm,初支與二襯見預留變形量為6cm.拱墻、仰拱襯砌選用C30混凝土，仰拱填充選用C20混凝土。3.4.6。1隧道所受圍巖壓力計算根據(jù)荷載計算公式(3-1)～(3-14),結合隧道所處地理環(huán)境情況計得出荷載計算結果見表3-14。隧道斷面所計算埋深深/淺埋垂直荷載水平均布荷載處區(qū)段里程情況88+734.5深埋Ec=29.5GMPa,v=0.2,鋼筋采用HRB335。由ANSYS建模生成的變形圖見圖3—11。圖3-11變形圖IV級圍巖截面計算的內(nèi)力圖如圖3-12、3-13。4288425141739B特長欽路凝道設計與施工ZIRZIRFEp652076503778-355480-577927圖3-11ANSYS計算軸力圖利用ANSYS進行計算，得到的結構內(nèi)力數(shù)值如3-14表。表3-14結構內(nèi)力數(shù)值表節(jié)點號彎矩抗壓驗算抗裂驗算1不驗算抗壓合格2不驗算抗壓合格3合格不驗算抗裂4合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂6合格不驗算抗裂7合格不驗算抗裂8合格不驗算抗裂9合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂續(xù)表3-14節(jié)點號彎矩(Nm)軸力(N)e。(m)抗壓驗算—5628.9—2033.34255—5.62E十5—6.1一5。7-5。11E十532合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂—1974.7—917.81—6818.1—803.1645—6.3—5.84E十—5.75E十332。03E一合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂不驗算抗裂續(xù)表3-14節(jié)點號彎矩抗壓驗算抗裂驗算-5.69E十3合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂52合格不驗算抗裂9合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂5合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂2合格不驗算抗裂5.10E一02合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂—4271.89.30E一合格不驗算抗裂合格不驗算抗裂—4.33E+057。38E一合格不驗算抗裂合格IV級圍巖斷面襯砌配筋結構為：4φ18(=1018mm2).間距為250mm。3。4。6。4箍筋配置封閉式箍筋選用φ8,滿足直徑大于d/4=4.5mm,且不小于8mm的要求.根據(jù)構造要求箍筋間距S應滿足：S≤15d=1IV級圍巖復合式襯砌斷面配筋圖及其配筋參數(shù)詳見本設計附錄B(圖號04:IV級3。5各級圍巖復合式襯砌參數(shù)確定太行山雙線鐵路隧道本設計標段的各級圍巖復合式襯砌設計參數(shù)見表3—15。表3—15復合式襯砌設計參數(shù)單ⅡⅢIVV(加強)位拱部邊墻邊墻拱部拱部邊墻拱部、邊墻初初系統(tǒng)錨桿類型長度間距cm鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)直徑間距期支護m縱環(huán)向縱環(huán)向縱環(huán)向縱環(huán)向m中8×中8中8×中8中8×中8厚度噴射砼厚度5格柵縱距Cm二次襯砌厚度超前支護類型拱部超前小導管注漿3.6各級圍巖斷面開挖尺寸確定本設計標段隧道各級圍巖正洞的開挖斷面尺寸見表3-16。表3-16圍巖開挖斷面尺寸洞室類型正洞Ⅲ級IV級V級(加強)開挖開挖開挖開挖度。第4章施工組織4.1。1編制依據(jù)遵循“嚴肅性、標準性、先進性、可行性、連續(xù)性、均衡性、節(jié)奏性、協(xié)調(diào)性、4。1.3編制范圍本設計的施工組織設計編制范圍為太行山隧道(DK69+255～DK74+160)。工作3+200。672=寺斜0+00,4。2施工準備4.2。1技術準備(3)進行各種工藝試驗；(4)確定施工方案；(5)編制施工組織；(6)核實工程量。4.2。2施工現(xiàn)場準備(1)做好“三通一平”;(2)做好交接樁和施工前期放樣；(3)臨時設施的施工及準備；特長欽路齷道設計與施工(5)人員進場培訓以及設備進場。經(jīng)理部成立精測組，負責洞外控制網(wǎng)及洞內(nèi)精密導線的測設，貫通測量以及施工復測.項目隊成立測量組，負責全部施工測量、施工放線、洞內(nèi)精密導線點的保護，實行分級管理，落實測量分工負責制、測量復核制，加強施工中的測量儀器維修保養(yǎng)，保證測量儀器的完好。洞外水準測量使用S1水準儀，采用三等水準測量，往返測高差不符值限差2。4n/2(n為兩水準點間單程測站數(shù));相鄰水準點高差之差的限差不大于3。0mm。在隧道洞口布設三角網(wǎng)，保證洞口控制點不小于3個，洞口點到后視控制點的邊長不小于300m。采用GPS靜態(tài)測量方法進行隧道GPS控制點的測量。外業(yè)觀測前對GPS接收機按規(guī)程進行嚴格檢查和編號，并編制衛(wèi)星可見性預報表，按照GPS網(wǎng)B級精度進行觀測.采用GPS數(shù)據(jù)處理的最優(yōu)軟件SKI—PRO,獲取高精度的地心坐標，平差前對各基線向量進行嚴格的篩選.采用嚴密的平差理論進行平差計算.平差使用統(tǒng)一的坐標和GPS廣播星歷基準數(shù)據(jù).平差后最終坐標為本工程獨立坐標系統(tǒng)。洞外中線測量采用二等三角網(wǎng)測量。按《測規(guī)》二等三角網(wǎng)測量邊長不小于60一測回各項讀數(shù)互差小于6mm,測回間讀數(shù)較差7mm,往返測平距較差2mD(m為長相對中誤差，最弱邊不大于1/50000,起始邊不大于1/100000,基線不大于1/200000。不大于18mm,洞內(nèi)不大于17mm,洞外、洞內(nèi)合計不大于25mm。4.2.3.2洞內(nèi)控制測量洞內(nèi)控制測量使用J2級全站儀，二等導線測量。導線布置形式為主副導線閉合環(huán)，每期測量的洞內(nèi)導線根據(jù)角度閉合條件以供檢核和評定測角精度，斜井的測設方法和精度與正洞相同，洞內(nèi)直線段，測邊長度不小于400m,曲線段不小于70m,同時兩相鄰邊長不能相差太大。準控制基點為基準，往返觀測誤差為±20√L。每隔500m左右在洞內(nèi)設水準控制上每隔150m左右，曲線上每隔60～80m設1個正式中線測點(正式中線測點用混凝水平測量采用S3水準儀自洞口引入，每100m設1個臨時水準點并在洞內(nèi)有水4.2。3.4竣工測量4。2。4雨季施工準備(1)施工項目安排：安排好雨季施工項目和進度，做好雨季施工準備的技術措施以應付雨季來臨時正常安全施工；(3)施工設備的防護：預備好雨季的防護材料，抽水設備，雨季的施工材料，對水泥鋼筋等易受潮材料做好防護，搭設儲物棚，做好雨季機電設備的防雨，防潮，防電；同時要做好臨時設施的防水.根據(jù)本設計標段的施工方法確定各種施工機械、設備種類及數(shù)量如表4-1。表4-1主要施工機械、設備表機械名稱機械型號/臺數(shù)機械名稱機械型號/臺數(shù)機械名稱機械型號/臺數(shù)(開挖運輸)(混凝土生產(chǎn)及襯砌)(鋼筋加工設備)液壓鑿巖臺車隧道挖掘裝載機挖掘機混凝土自動計量攪拌站混凝土輸送車仰拱棧橋動器臺車(正臺車(斜長度5m/5長度5m/1鋼筋調(diào)直切斷機電焊機彎曲機(噴錨支護)(供電設備)超前水平地質(zhì)鉆機液壓錨桿鉆機變壓器發(fā)電機混凝土噴射機器人濕噴機注漿泵長度8m/7阿力瓦PM500PC防水板鋪長度8m/7/6設臺架TK961/3(供風設備)(其他設備)GZB—YX/8空壓機履帶式推TY220,165砂漿攪拌機雙缸2*250/3移動內(nèi)燃空壓機地質(zhì)鉆孔機灑水車3(通風設備)通風機單向射流風機用無軌運輸，施工難度大，通風條件差，交通狹窄，工期緊。為安全優(yōu)質(zhì)、快速完成太行山隧道的施工任務，嚴格按照“愛護圍巖、內(nèi)實外美、重視環(huán)境、動態(tài)施工”的原則，投入大型開挖、裝碴、支護、襯砌機械進行作業(yè)，全面提高隧道施工機械化作業(yè)程度；對砼、鋼架、錨桿等實行工廠化作業(yè)；廣泛應用全斷面光面爆破技術實現(xiàn)大斷面隧道快速施工；通過先進的監(jiān)控量測手段對大斷面軟巖隧道的變形進行實時監(jiān)制.施工中進行超前地質(zhì)預報，采用先進的測量、探測技術取得圍巖地質(zhì)參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析和處理及時反饋信息，以指導隧道的安全施工。本設計標段(太行山隧道DK69+255～DK74+160)的工程范圍為新建石家莊至太原鐵路客運專線重點工程，包括1#寺坪斜井(DK73+200.672=寺斜0+00,陷修復，長度4905雙延米。包含了隧道通風、設備安裝、無碴軌道等工程。本設計標段所處地質(zhì)環(huán)境條件、圍巖性質(zhì)復雜，在施工過程中應根據(jù)工程實際情況選擇相應的施工方法，各種圍巖性質(zhì)的施工方案見表4-2。表4—2各種圍巖性質(zhì)施工方案序號各設計區(qū)段里程圍巖性質(zhì)襯砌類型開挖方法襯砌長度1設置洞門緩沖結構明挖法2Ⅲ單線IV級圍巖復合式襯砌臺階法3Ⅲ單線Ⅲ級圍巖復合式襯砌全斷面法4Ⅱ單線Ⅱ級圍巖復合式襯砌全斷面法5Ⅲ單線Ⅲ級圍巖復合式襯砌全斷面法6Ⅱ單線Ⅱ級圍巖復合式襯砌全斷面法7Ⅲ單線Ⅲ級圍巖復合式襯砌全斷面法8V單線V級圍巖加強下錨復合式襯砌短臺階法4.4隧道施工本隧道設計標段(太行山隧道進口段，里程DK69+255～DK74+160)的圍巖級別分別Ⅱ、Ⅲ、V級圍巖，但在區(qū)段DK69+262。5～DK69+297。5其巖性為工需要，采用不同的鉆爆設計方案。對于V級圍巖采用超短臺階法開挖.一般地層采施工過程中根據(jù)不同的施工方法和圍巖情況不斷調(diào)整鉆爆設計。總體實施掘進 三條機械化作業(yè)線.隧道進口端和出口端V級圍巖采用臺階法施工，其中進口7。5m范圍內(nèi)采用明挖法施工.出碴進料采用無軌運輸，ITC312挖掘裝載機裝碴，自卸汽4。4。1不良地質(zhì)地段施工方案在修建隧道及地下工程中，工程地質(zhì)狀況及水文地質(zhì)情況是人們面臨的首要對保施工順利進行.本設計標段不良地質(zhì)區(qū)段主要位于太行山隧道里程DK74+040~DK74+1604.4.1。1超前注漿小導管支護的材料及配比本設計標度在超前注漿小導管支護的材料選用為水泥—水玻璃雙漿液以控制注用1:1,需縮短凝結時間時，可加入氯鹽、三乙醇胺速凝劑。水玻璃濃度為40?Be,水泥漿與水玻璃的體積比為1:0。3.4。4.1.2超前注漿小導管的布置和安裝(1)小導管安裝前，對開挖面及距離開挖面5m范圍內(nèi)的坑道噴射5~10cm厚的(2)小導管采用φ32mm的焊接管，長度為4m,前端尖錐形，前段管壁上每隔15cm交錯鉆眼，直徑為7mm。(3)鉆孔直徑為40cm,外插角控制在15°左右。(4)導管插入后露出0.2m,用以連接注漿，并用塑膠泥封堵導管周圍。2-0。5MPa.當壓力達到0.5MPa,停止注漿泵，等待幾分鐘后若壓力下降，再繼續(xù)注漿.這樣反復幾次，直到壓力持續(xù)5min而不再下降時停止注漿。注漿完成后，立本設計標段V級圍巖由于圍巖性質(zhì)不穩(wěn)定，所以在隧道開挖施工前應采取超前注圖見圖4—1、4—2。超前注漿小導管超前注漿小導管上臺階下臺階鋼支撐圖4—2超前注漿小導管的布置圖4.4。2。1全斷面法開挖流程Ⅱ、Ⅲ級圍巖全斷面法開挖流程見圖4-3。測量布線測量布線臺車就位初噴打錯桿、掛鋼筋網(wǎng)、安裝鋼拱架監(jiān)控量測復噴二次襯砌4.4。3臺階法施工4.4。3.1臺階法開挖工序和流程太行山隧道本設計標段正洞V級圍巖開挖使用的是上下兩臺階法開挖(短臺階),m時開始做初期支護和加格柵鋼拱架臨時支撐，然后開挖下臺階，下臺階高度為5。槽，V級圍巖臺階法爆破設計見本章4.5.3.2節(jié)(爆破設計施工)。V級圍巖兩臺階法開挖的橫斷面、縱斷面示意圖見圖4—4、開挖流程見圖4—5。特長欽路凝道設計與施工臺階法橫斷面示意圖臺階法橫斷面示意圖仰拱施工只臺階法縱斷面示意圖出渣二次襯砌監(jiān)控量測圍巖級開挖方開挖圖示施工方法特長欽路超道設計與施工圍巖Ⅲ級圍巖全斷面Ⅱ、Ⅲ級開挖，光面爆破法主要地質(zhì)情況：本標段Ⅱ、Ⅲ級圍巖主要為竹葉狀灰?guī)r、白云巖、頁巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r。中厚層狀、弱呈塊狀結構。1、臺車鉆孔，臺車裝藥。檢測開挖面超欠挖及炮眼定位。Ⅲ級圍巖拱墻掛網(wǎng)初噴，拱部采用系統(tǒng)錨桿(采用HBC25N組合式錨桿),Ⅲ級邊墻部位采用φ22砂漿錨桿。3、用隧道挖掘裝載機裝碴、汽車運輸.4、噴錨用濕噴。續(xù)表4-3臺階法巖面控制爆破法開挖圖示施工方法1、采用地質(zhì)超前預報，探明F①上臺險停按施工②下臺階臺階法鳳新面示意圖2、采用上下臺階，短進尺法開挖，上部用風槍鉆孔，下部用主要地質(zhì)情況：斷層破碎帶及影響3、開挖前，采用小導管φ42帶，巖體極破碎，呈散體狀結構，具超前小導管注漿.溶蝕現(xiàn)象，具弱～中等膨脹性，易4、上臺階用挖掘機扒碴，裝載4.5爆破施工設計砌、防排水管道進行有效的保護，盡量減少爆本隧道開挖采用光面爆破，爆破效果和質(zhì)量好壞直接影響整個隧道的施工進度、4.5。2爆破施工工藝(1)測量.測量是控制開挖輪廓精確度的關鍵。采用隧道斷面激光測量儀進行斷面和炮孔劃線。每循環(huán)都由測量技術人員在掌子面標出開挖輪廓和炮孔位置。(2)定位開眼。采用鉆孔臺車鉆眼時，臺車與隧道走線保持平行，臺車就位后按要控制在3~5cm以內(nèi).(5)堵塞所有裝藥的炮眼均堵塞炮泥，堵塞長度不小于40cm。(6)瞎炮處理。發(fā)現(xiàn)瞎炮，應首先查明原因，如因孔內(nèi)導爆管損壞或其本身存在4.5。3各種施工方法的爆破設計4.5。3.1全斷面法開挖的爆破設計鉆爆參數(shù)：初步計劃每循環(huán)進尺3m,照此推算出月進尺130m,每月施工28d,采用兩班循環(huán)作業(yè)，假設炮眼利用率為η=0.93,采用2號銨梯炸藥，藥卷直徑為φ32,炮眼直徑取φ42。(以Ⅱ級圍巖為例，I級將爆破參數(shù)稍作調(diào)整)(1)計算導坑炮眼數(shù)N:式中：開挖面積S=79.14m2;裝藥系數(shù)t=0.55;;銨梯炸藥每米質(zhì)量r=0.78;單位耗藥量q=1。1kg/m3實取N=203個。(2)每循環(huán)炮眼深度：L=2.2m;L淺=1m;L余=2m。特長欽路超道設計與施工間的夾角分別為a=70°~75°,a=75°~80°.所以都取a=75°。共布置10個掏槽眼，其中深掏槽眼6個，淺掏槽眼4個，個炮眼間距見圖。②周邊眼周邊眼炮眼間距E=60cm,最小抵抗線W=80cm,所以光爆密集系數(shù)為0.75.周邊眼向外傾斜，眼底距開挖輪廓線為10cm.底眼間距適當增大為75cm。實際取52個.輔助眼間距為85cm,共布置141個。根據(jù)炸藥供應及圍巖情況，使用2號巖石銨200mm,每卷藥卷為0,15kg.各種炮眼裝藥系數(shù)t:掏槽眼=0。60輔助眼=0.50周邊眼=0。55單孔裝藥卷數(shù)=0.60×1.0÷0.2=3卷單孔裝藥量=3×0.15=0.45kg單孔裝藥卷數(shù)=0.60×2.2÷0。2=6.6卷實取6.5卷單孔裝藥量=6.5×0。15=0。975kg單孔裝藥卷數(shù)=0。50×2。0÷0.2=5卷單孔裝藥量=5×0。15=0.75kg單孔裝藥卷數(shù)=0.55×2。0÷0。2=5.5卷Q=(4×0.45)+(6×0.975)+(141×0.75正洞在Ⅱ級圍巖全斷面開挖爆破參數(shù)見表4-4。炮孔名稱孔深/m表4-4全斷面爆破參數(shù)孔數(shù)/個裝藥系數(shù)單孔裝藥量/kg單孔裝藥卷數(shù)淺掏槽眼143深掏槽眼6輔助眼35周邊幫眼33(5)炮眼布置圖見4-6。21。圖中尺寸均以cm計；爆破可按此作適當調(diào)整即可；4本設計的起爆順序：1-2—3—4。各種類炮眼由內(nèi)向外逐步起爆。圖4—6Ⅱ級圍巖全斷面爆破開挖炮眼布置圖特長欽路道設計與施工鉆爆參數(shù)：初步計劃平均日進尺2。5m,照此推算出月進尺70m,每月施工28d,采用兩班循環(huán)作業(yè)，假設炮眼利用率為=0。93,采用2號銨梯炸藥，藥卷直徑為φ32,其每米質(zhì)量r=0.78kg/m炮眼直徑取φ42。(以V級圍巖為例)上下臺階相差3~5m取5m,最小抵抗線W=65cm。(1)總裝藥量Q:每掘進循環(huán)的計劃進尺數(shù)：式中：開挖面積S=115。5m2;斷面周長B=38.53m;(2)上臺階總裝藥量Q上：V級圍巖施工橫斷面開挖上臺階面積：S€=54.68m2(3)上臺階各炮眼數(shù)目Nn及其裝藥量Qrn:上臺階開挖斷面周長為18.54m,底線長為11.8m,取周邊眼炮眼間距E=50cm,實取N=39個。②上臺階底眼底眼數(shù)N2及裝藥量Q1:2:上臺階底眼間距取a=45cm,深度L?=1.34,取1.5m,裝藥系數(shù)為T?=0.4,所以：實取N上2=26個.特長欽路道設計與施工加深0.2m,?。合屡_階開挖面周長30。84m,底線長為10。16m,由于上臺階爆破后已經(jīng)給取底眼間距45cm,底眼深度L?=1.34m,取1.5m,裝藥系數(shù)為t?=0.特長欽路道設計與施工實取N下2=22個。根據(jù)炸藥供應及圍巖情況，使用2號巖石銨梯炸藥，其藥卷直徑為φ32,長度為200mm,每卷藥卷為0.15kg。各種炮眼裝藥系數(shù)T:掏槽眼=0。50輔助眼=0.40周邊眼=0。40①4個掏槽眼：單孔裝藥卷數(shù)=0。50×1。6÷0.2=4卷單孔裝藥量=4×0.15=0.6kg②82個周邊眼(上臺階39個下臺階43個):單孔裝藥卷數(shù)=0。40×1。34÷0.2=2。68卷，實取3卷單孔裝藥量=3×0。15=0.45kg③48個底眼(上臺階26個下臺階22個):單孔裝藥卷數(shù)=0.40×1。5÷0。2=3卷單孔裝藥量=3×0.15=0。45kg④187個輔助眼(上臺階106個下臺階81個):單孔裝藥卷數(shù)=0。40×1.34÷0。2=2.68卷，實取3卷單孔裝藥量=3×0.15=0.45kg實際總裝藥量Q:Q=4×0.6+82×0.45+48×0.4V級圍巖段臺階法開挖爆破設計參數(shù)見表4-5。表4—5段臺階法爆破設計參數(shù)臺階上臺階下臺階掏槽眼周邊眼底眼輔助眼4433周邊眼底眼輔助眼33上臺階爆破炮眼布置上臺階爆破炮眼布置。02仰拱施工下臺階爆破炮眼布置30中的頂眼和幫眼，4代表上臺階底眼，2'代表下臺階輔助眼，3’代表下臺階周邊眼，4'下臺階底眼；挖爆破可按此作適當調(diào)整即可；4本設計的起爆順序：1-2—3-4-2'-3'—4',各類炮眼由內(nèi)向外逐圖4-7V級圍巖臺階法爆破開挖炮眼布置圖特長飲路凝道設計與施工4.5。3.3爆破的裝藥及連線將各區(qū)域?qū)П懿橐淮芈?lián)到一根導爆管上，由一發(fā)火雷管起爆。裝藥腳線腳線炮泥炮飄整需管導爆索圖4-8不耦合反向空氣間隔裝藥圍巖120m。其中：①采取Ⅱ級圍巖復合式襯砌支護的為7685m;②采?、蠹墖鷰r復合式襯砌支護的為665m;③采取IV級圍巖復合式襯砌支護的為35m;④采取V級圍巖加強復合式襯砌支護的為120m。太行山隧道本標設計段各級圍巖正洞初期支護的具體支護技術參數(shù)詳見表4-6。表4—6隧道復合襯砌支護參數(shù)表項目Ⅱ拱部邊墻邊墻拱部拱部邊墻拱部、邊墻初期支護類系統(tǒng)長錨桿度間距CmCm鋼筋直縱環(huán)向縱環(huán)向縱環(huán)向縱環(huán)向特長欽路凝道設計與施工Cm砼厚度5格柵縱距各級圍巖襯砌支護施工步序見表4-6、4—8、4-19、4-10。表4—7正洞Ⅱ級圍巖復合式襯砌支護施工工序表12、用砼噴射機器人初噴3、拱部局部打設HCB25N組合式中空注mm,網(wǎng)格間距20×2特長欽路超道設計與施工工序圖工序說明3初噴鋼筋網(wǎng)復噴錨桿L-2.5m5、復噴C25混凝土至設計厚度5cm.表4-8正洞IⅢ級圍巖復合式襯砌支護施工工序表工序圖工序說明1序號22、用砼噴射機器人初和φ22砂漿錨桿(邊墻),錨桿長2。5m,m,梅花狀布置；8mm,網(wǎng)格間距20×3設計厚度10cm。表4-9正洞IV級圍巖下錨復合式襯砌支護施工工序表工序圖工序說明11、全斷面開挖；特長欽路齷道設計與施工號工序圖工序說明23初噴初噴鋼筋網(wǎng)鋼拱架2、用砼噴射機器人初噴C25混凝土；3、打設HCB25N組合式中空注漿錨桿桿(邊墻),錨桿長3m,縱環(huán)向間距1.2m,梅花狀布置；4、拱墻掛網(wǎng).鋼筋網(wǎng)直徑采用縱環(huán)向φ8×Φ8mm,網(wǎng)格間距5、鋼格柵架立；6、復噴C25混凝土至設計厚度15cm.初噴初噴鋼筋網(wǎng)鋼拱架復噴表4-10正洞V級圍巖加強下錨復合式襯砌支護施工工序表序號工序圖工序說明超前注漿小導管1231鋼拱架、復噴錨桿L-4.0m用超前小導管);2、上臺階土方1部3、用砼噴射機器人錨桿長4。0m,縱環(huán)向間距1。0×0。75m,,梅花狀布置；5、鋼筋網(wǎng)掛設，鋼筋網(wǎng)直徑采用縱環(huán)向Φ8×φ8mm,網(wǎng)格間距15×15cm;7、復噴C25混凝土至設計厚度25cm;8、短臺階開挖土方22工序圖工序說明45初噴、鋼筋網(wǎng)初噴、鋼筋網(wǎng)鋼拱架，復噴初噴、鋼筋網(wǎng)銅拱架、復噴9、用砼噴射機器人初噴C25混凝土；10、打設HCB25N組合式中空注漿錨桿，錨桿長4。0m,縱環(huán)向間距1.0×0。75m,梅花狀布置；鋼筋網(wǎng)直徑采用縱環(huán)向Φ8×Φ8mm,網(wǎng)格間距1。5×12、鋼格柵架立；土至設計厚度25cm;14、施工仰拱；15、拆除臨時仰拱。4。6.1初期支護中錨桿的使用4。6.1.1HCB25N組合式中空注漿錨桿施工(拱部)HCB25N組合式中空注漿錨桿采用錨桿臺車鉆孔，成孔后徹底清孔，將安裝有錨組合式中空注漿錨桿見圖4—9。球形螺母Nut聯(lián)接套.拱形墊板圖4-9HCB25N組合式中空注漿錨桿圖4.6。1。2砂漿錨桿施工(邊墻)鉆孔采用風鉆鉆眼，孔眼方向垂直于巖面，鉆孔直徑至少應大于錨桿直徑15mm.安裝砂漿錨桿時，應根據(jù)設計要求截取桿體并整直和除銹，在桿體外露端加工成螺紋，以便安裝螺母，在桿體每隔1m設隔離件，以使桿體在孔內(nèi)居中，保證有足夠的保護層.砂漿錨桿作業(yè)程序是：先注漿，后放錨桿。錨桿孔中必須注滿砂漿，發(fā)現(xiàn)不滿時需拔出錨桿重新注漿。使用摻速凝劑砂漿時，一次拌制砂漿數(shù)量不應多于3個孔，以免時間過長，使砂漿在泵、管中凝結。最后抽樣進行錨桿抗拔力試驗。施工中應該注意的是：在錨桿端頭應安裝墊板，墊板必須用螺帽緊固在巖面上，增強錨桿與噴砼的綜合支護作用。砂漿錨桿如圖4-10.螺母螺母墊板圖4—10砂漿錨桿圖4.6。1.3錨桿的施工本標段正洞錨桿主要有HCB25N組合式中空注漿錨桿、φ22砂漿錨桿。其中：環(huán)縱向間距均為1.5×1.5m,梅花狀布置；(2)Ⅲ級圍巖襯砌墻體的φ22砂漿錨桿，長度為2.5m,環(huán)縱向間距均為1.5×1.5(3)IV級圍巖襯砌拱部的HCB25N組合式中空注漿錨桿，長度為3.0m,環(huán)縱向間距均為1。2m,梅花狀布置，墻體的φ22砂漿錨桿長度為3m,環(huán)縱向間距均為1×1m,梅花狀布置；(4)V級圍巖襯砌(加強下錨復合式襯砌)的拱頂和拱墻均采用HCB25N組合式中空注漿錨桿，長度為4.0m,環(huán)縱向間距為1。0×0.75m,梅花狀布置。V級圍巖)進行立體交叉同步作業(yè)。為例，其余見附錄B:設計圖紙).V級圍巖斷面開挖錨桿布置如圖4-11。V級圍巖斷面開挖錨桿布置橫斷面如圖4—12:錨桿施工的主要工程數(shù)量以及其余各級圍巖襯砌的錨桿布置圖見附錄B:設計圖紙。片間搭接長度不小于20cm.本設計標段的鋼筋網(wǎng)IV級圍巖復合式襯砌和V級圍巖加強式復合式襯砌地段的的主要工程數(shù)量見附錄B:設計圖紙。其中：mm,間距是20mm×20mm;(2)V級圍巖初支掛設鋼筋網(wǎng)型號是直徑是縱環(huán)向Φ8×Φ8mm,間距是15mm×15mm,鋼筋網(wǎng)布置示意圖如圖4-13、4-14.圖4—13Ⅱ、Ⅲ、IV