《隧道工程设计洞口的选择工程概况》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道工程设计洞口的选择工程概况（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程概况一、工程概况工程位于南阳市西峡县丹水镇周家营村，起讫里程为DyK321+500DyK321+678，全长178m，最大埋深约42m。二、地形地貌工点位于低山丘陵地区，基岩裸露，地形起伏较大，地势较开阔。三、气象特征 该工程处于南阳市西峡县境内，属北亚热带湿润气侯区的北部边缘，蒸发量远大于降水量，温差变化大，多风。年平均气温15.0，最冷月平均气温2.2，最热月平均气温26.7，极端最低气温-14.2，极端最高气温39.1；年平均降水量848.6mm；年平均蒸发量1549.2mm，年最大蒸发量1746.1mm；平均风速2.2m/s（主导风向NW）。四、地层岩性据邻近工点地质调查资料，综合
2、分析，工程涉及地层为：第四系全新统粉质黏土、白垩系上统砂岩夹泥岩。岩性详述如下：粉质黏土（Q4dl1）：分布于工点范围内表层，黄褐色，厚度12m，土质不均，夹少量砂粒，硬塑，级普通土，0 =120kPa。砂岩夹泥岩（K2Ss+Ms）:青灰色-灰绿色，中砂状结构，中厚层-巨厚层状构造，泥钙质胶结一般，岩质软，风化层厚515m，属级软石，0400kPa。弱风化层属级软石，0500kPa。五、地质构造工程通过区域属于礼县一柞水华力西褶皱带。工点范围内地质构造简单，无断裂发育。六、水文地质特征本期勘察中该段范围内地下水不发育。但雨季施工遇降水量大时，洞身内局部地段可能有渗水。七、不良地质、特殊岩土工点
3、范围内无不良地质及特殊岩土发育。白垩系泥岩具弱膨胀性。八、工程地质条件评价及围岩分级（一）工程地质条件评价工点范围内地层稳定，主要为白垩系上统砂岩夹泥岩，表层风化较重，有薄层的风化松动层，工程地质条件一般。（二）围岩分级根据洞身通过地层岩性、工程地质、水文地质条件，并结合物探资料综合判定，隧道围岩分级为级。九、工程措施建议1、隧道边、仰坡坡率： 强风化砂岩夹泥岩： 1：1（须防护）弱风化砂岩夹泥岩： 1：0.75（须防护）隧道进、出口处坡面岩体风化严重，稳定性较差，应做好坡面防护，以保证施工安全。2、隧道施工尽可能避开雨季，排水系统亦应在雨季前完成。3、隧道洞身最大埋深约42m，以级围岩为主，
4、围岩稳定性较差，施工中易引发塌方，设计中应加强措施。4、地震动峰值加速度小于0.05g（相当于地震基本烈度小于六度），地震动反应谱特征周期采用0.35s。5、土壤最大冻结深度采用15cm。6、由于隧道埋深较浅，施工时应加强配合施工和超前预测预报工作。隧道位置的选择及纵断面设计地形是选定隧道位置的重要条件之一。一般山区铁路不论沿河傍山，在河道曲折、地势陡峭的峡谷地段或跨越分水岭，常常修建隧道。故仅就地形条件而言，可分为越岭隧道与河谷线隧道。越岭地段，一般山峦起伏、地形崎岖、地质条件复杂、自然条件变化差异很大，其中分水岭垭口的高低、垭口两面的沟谷地势、山梁的薄厚、山坡的陡缓以及山前主支沟台地的分布
5、情况等，与隧道平面位置及立面位置的选择关系密切。本隧道所在位置地势比较陡峭，由中密的、饱和石质灰岩为主、砂粘土充填的碎石土和钙质胶结、细晶结构质、节理发育的灰岩夹页岩及泥灰岩组成，结构比较单一适合做隧道。隧道纵断面设计隧道宜设在直线上，应尽量采用较大的曲线半径，并尽量避免设在反向曲线上。为了保证隧道内列车能安全平顺地行使，机车能够牵引足够的列车重量，同时考虑将隧道内的水顺利排出洞外以及通风要求等因素，必须对隧道内线路的纵断面进行合理地设计。隧道纵断面设计的主要内容包括选定隧道内线路坡道形式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接等。一、 坡道形式隧道处于地层之内，除了地质有变化以外，线路的坡形本来不
6、受什么限制，用不着采用复杂多变的形式。一般可采用简单的单坡形或不复杂的人字坡形，如图1-1所示。 （a）单坡形 （b）人字坡形 图1-1 坡道形式由于本隧道所在位置地形比较陡峭，为了减少开挖量，必须要争取高程，所以选择了单坡形隧道。二、 坡度大小对于线路来说，考虑到运营效率，应具有良好的行车条件，线路的坡度以平坡为最好。但是，天然地形是起伏不定的，为了能适应天然地形的形状以减少工程数量，需要随着地形的变化设置与之相适应的线路坡度。但坡度不能太大，若坡度超过了线路最大允许的限制坡度，机车的牵引能力达不到，不是列车爬不上去，就是必须减轻列车的牵引重量。所以设计坡度时，注意应不超过限制坡度。如果在平
7、面上有曲线，还需为克服曲线的阻力，再减去一个曲线的当量坡度。即式中 设计中允许采用的最大坡度； 按照线路等级规定的限制最大坡度； 曲线阻力折算的坡度折减量；当机车进入隧道时，空气阻力就已增加，粘着系数也已开始减小，机车的牵引能力相应降低，因此不但隧道内的线路应按上述方式予以折减，洞口外一段距离内，也要考虑相应的折减。在上坡进洞前半个远期货物列车长度范围内，按洞内一样予以折减。至于列车出洞，机车已达明线，这就不存在折减问题了。另一方面，考虑隧道排水的需要，除了最大坡度的限制以外，还要限制最小坡度。因为隧道内的水全靠排水沟向外流出。铁路隧道设计规范规定，隧道内线路不得设置为平坡，最小的允许坡度不小
8、于3，在最冷月平均气温低于5的地区和地下水发育的隧道宜适当加大坡度。三、 坡段长度隧道内的线路坡段也不宜太短，因为坡段太短就意味着变坡点多而密集，列车行驶就不平稳。另外，如果隧道内坡度变化甚多，也将给施工和运营养护增加困难。所以，从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发，隧道内坡段长度最好不小于列车的长度，考虑到长远的发展，坡段长度最好不小于远期到发线的长度。本隧道采用单坡行隧道，因为隧道内线路的坡形单一，坡度已用到了最大限度，所以不宜把坡段定得太长，此外，顺坡设排水沟时，如果坡段太长，水沟就难于布置，不是流量太大，就是沟槽太深。有时为此需要设置许多抽水、排水设施，分级分段排水。这就给今后的
9、运营和维修增加了工作量。所以，隧道内线路的坡段不宜太长.第二章 洞门的选择及稳定性检算第一节 洞口位置的选择一、 选择洞口位置的原则确定隧道洞口位置时，应当结合地形特征、地质和水文地质条件、施工技术、运营条件以及附近相关工程，全面考虑，详细比较决定。多年实践的体会，总结出一个指导思想，即“早进晚出”。在一般情况下，这一指导思想是符合实际的。选定隧道洞口位置时，首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度，其次是避开不良地质区域和排水影响，最后才谈得到从经济方面进行比较据周家营隧道位置的具体情况，确定洞口位置如下：1、地质条件：工点范围内地层稳定，主要为白垩系上统砂岩夹泥岩，表层风化较重，有
10、薄层的风化松动层，工程地质条件一般。2、围岩等级：由地质条件确定，岩层为较破碎的软岩，所以可确定为v级围二、 用作图法确定进洞里程和洞口边、仰坡开挖线当线路的方向确定后，可采用作图法来确定进洞里程和边、仰坡开挖线在洞口地形平面图上用作图法确定进洞里程：1、在洞口地形平面图上找出控制等高线。选定仰坡的极限开挖高度H在隧道纵断面地质图上粗略地拟定进洞位置，定出进洞的路基标高，则控制等高线标高为在洞口地形平面图上用作图法确定进洞里程：1、在洞口地形平面图上找出控制等高线。选定仰坡的极限开挖高度H在隧道纵断面地质图上粗略地拟定进洞位置，定出进洞的路基标高，则控制等高线标高为：H路=2246-(3.15
11、+7.70+0.8)=2234.35m=2234.35+15.65=2250m为了在洞口地形平面图上查找方便， 可取整数（但要保证开挖高度H在极限范围内），所以选H=15.6518m。2、在预先选定的洞口附近，以洞门墙宽度B为距离，作对称于线路中心线的平行线和，由标准图得洞门墙宽度。3、以仰坡坡脚至开挖高度控制点的水平距离d 为半径，用分规沿（或）线移动，找出与控制等高线相切于a点(即控制点)的圆心o。其中d值可根据洞门构造图及仰坡坡率m求出，即d(Hh)m=15.65-(3.15+7.70-0.8)1=5.6m，其中h为路基面至仰坡坡脚的高度，H是仰坡的极限开挖高度。4、过o点作线路中心线的
12、垂线oo。5、以洞口里程至仰坡坡脚的的水平距离b=1.5+0.5+(3.15+7.70-0.35)=0.715m为间距（由洞门图查得），作oo线的平行线pp,则pp线为洞口里程位置。图2-1 洞口里程的确定 同理可确定： 出洞：H路=2244-11.65=2232.35m H=17.65m H控=2232.35+17.65=2250m d=17.65-(3.15+7.70-0.8)=7.6m b=0.715m隧道长度DK431+065-DK429+610=1455m在实际设计中，若有几个控制点时，可根据“早进晚出”的原则，综合考虑洞口附近的地形、工程地质及水文地质情况，经详细比较，才能最后确定
13、洞口位置的最佳方案。(二) 绘制隧道洞口边、仰坡开挖线为了布置洞顶排水设施和洞口附近其它建筑物，需要定洞口边、仰坡开挖范围，在洞口地形平面图上绘制边、仰坡开挖线（即路堑边坡坡面及洞门仰坡坡面与地面的交线）。洞门位置确定后，可计算仰坡坡脚标高，= H路+（0.8+7.70+3.15-0.8）=2234.35+10.85=2245.2m，仰坡坡率为m=1, 即可计算各等高线距仰坡坡脚的水平投影距离：=(2249-2245.2)1=3.8m =(2248-2245.2)1=2.8m =(2246-2245.2)1=0.8m =(2244-2245.2)1=1.2m边坡坡脚标高为H边=H路=2234.
14、35m,边坡坡率为n=1,即可计算边坡坡脚的水平投影距离：=(2236-2234.35)1=1.65m =(2238-2234.35)1=3.65m =(2240-2234.35)1=5.65m =(2242-2234.35)1=7.65m =(2244-2234.35)1=9.65m 绘制边、仰坡开挖线如图2-1： 3.1.2 洞口里程确定在洞口地形平面图上(1:100)用作图法确定进洞里程。(1)在洞口地形平面图上找出控制等高线(图2.1)。选定仰坡的极限开挖高H=17m根据值在隧道纵断面图上粗略地拟定进洞位置，并在进口地形平面图中将其大致标出(见附录二中的图BS-01)，然后定出进洞的路
15、基标高H=908.0-0.8=907.2则控制等高线标高为：图2.1 洞口里程的确定(2)在预先选定的洞口附近，以洞门墙宽度为距离，作对称于线路中心线的平行线II和IIII，由洞门标准图得洞门墙宽度 B=15.00m。(3)以仰坡坡脚至极限开挖高度控制点的水平距离为半径，用分规沿II(或IIII)线移动，找出与控制等高线相切于点(即控制点)的圆心。其中值可根据洞门构造图及仰坡坡率m(m=1.5)求出，即：d=(H-h)m=(15-11)1.5=9m 其中为路基面至仰坡坡脚的高度，为仰坡的极限开挖高度。(4)过点作线路中心线的垂线。(5)以洞口里程至仰坡坡脚的的水平距离为间距(由洞门图查得)，其中b=3m 作线的平行线，则线为洞口里程位置，故本文所确定的隧
