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1、石家庄铁道大学毕业设计时速200km及以上铁路隧道设计与施工 Design and Construction of Railway Tunnel with the Speed of 200km.p.h and Above 2011届 土木工程 学院专 业 土木工程学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2011年 5 月 29日毕业设计成绩单学生姓名学号班级专业土木工程毕业设计题目时速200km及以上铁路隧道设计与施工指导教师姓名指导教师职称副教授评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题目 时速200km及以上铁路隧道设计与施工 专
2、 业土木工程班 级土0701-6学生姓名承担指导任务单位土木工程分院导师姓名导师职称副教授一、工程名称卢家山二号隧道设计与施工二、设计内容1.隧道结构设计检算主要进行不同围岩级别条件下洞身二衬结构检算。要求根据所给断面内轮廓尺寸计算和确定二衬厚度以及相应的配筋，并绘制相应的工程图纸（初支结构及形式可按工程类比确定并绘出相应图纸）。2.隧道施工方案及施工工艺设计(1)隧道总体施工方案设计：总体施工部署、进洞方案、洞身不同围岩段开挖方法、不良地质段辅助工法、主要施工进度指标等。(2)具体施工工艺设计：开挖、出碴、初支、二衬、防水工程、量测及其它相关施工工艺。3.外文翻译应附图：地质纵剖面图，衬砌结
3、构横剖面图，结构配筋图，施工工法步序图，防水结构图，监测布置图及其它必要附图三、基本要求1.通过调研，掌握高速铁路隧道的特点和要求；2.熟悉隧道结构设计检算内容和检算步骤；3.掌握隧道施工的基本方法和工艺要求。四、主要技术指标另见具体资料。五、应收集的资料及参考文献1.铁路隧道设计规范；2.铁路工程设计技术手册隧道铁二院编；3.铁路工程施工技术手册隧道铁二院编；4.混凝土结构设计规范（GBJ10-89）；5.铁路隧道施工规范；6.隧道工程朱永全等编；7.隧道工程设计要点集关宝树编；8. 隧道工程施工要点集关宝树编。六、进度计划第13周：熟悉资料，查阅文献，外文翻译，写出开题报告；第46周：结构
4、设计检算并绘制相应图纸；第79周：施工方案及爆破设计；第1014周：初支、防水及二衬等施工工艺设计、监测设计；第15周：文整，答辩。教研组主任签字时间 2010 年12 月8 日毕业设计开题报告题目时速200km及以上铁路隧道设计与施工一、课题研究背景随着我国社会、经济的高速发展，全社会客运量和货运量都成倍增长。铁路在长途运输中占有明显优势。高速铁路是现代化铁路的重要标志，隧道是关键的基础工程之一。高速铁路的修建为了获得更好的线路线性，为了环保的需要，必然会出现大量的隧道群。目前我国大规模、高标准的铁路建设全面展开，客运专线对隧道的工程质量、耐久性、环境与水土保持、运营管理等提出了更高的要求。
5、近几年来，从引进时速200公里高速列车技术，到自主开发时速350公里、380公里“和谐号”动车组；从京津城际铁路运营到京沪高铁即将开通，中国迅速跨入引领世界的“高铁时代”！而我国多山的特点使得对隧道技术的研究对实现高铁时代具有了更为重要的意义。二、国内外研究现状目前各国的隧道施工方法以新奥法为主，新奥法是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。新奥法是按照实际观察到的围岩动态的各项指标来指导开挖隧道的方法。新奥法施工原则可以归纳为充分保护，并利用围岩的自承能力；施工要点为控制爆破、锚杆支护和施工监测；实施方法为设计、施工和监测三位一体的动态模
6、式。隧道的开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。断面开挖方法的选择要注重开挖方法的多样性。如开挖隧道的TBM法、矿山法、不是相互排斥的方法，而是可以选择、可以组合的方法。在选择开挖方法时，一方面要考虑隧道围岩地质条件，一方面要考虑坑道范围内岩石的坚硬程度。高速铁路隧道大部分属于大断面隧道，所以开挖时应尽量采用机械化施工，以减少人工劳动强度，加快施工速度。国内外铁路隧道施工机械的发展正朝着高速、高精的数控技术发展。国内外隧道施工都充分证实了在高速铁路隧道施工阶段，重视和加强地质超前预报，最大限度地利用地质理论和先进的地质超前预报技术，预测开挖工作面前方的地质情况，对于安全施工、提高工效、缩短施工
7、周期、避免事故损失都具有重要意义。随着科学技术的发展，超前地质预报的仪器设备也更加精密。国内外隧道施工期地质超前预报技术方法的发展主要经历了地质法阶段、超前平行导坑阶段、超前水平钻孔阶段、无力探测法阶段。目前应用较广的有TSP超前预报，和地质雷达超前预报法。TSP超前预报系统具有适用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰小、费用少等优点，可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、产状、及岩石动力参数。地质雷达对隧底、边墙、隧顶外围岩的不良地质探测效果最好，在超前平行导坑中应用可对正洞起到超前地质预报的作用。三、本设计主要工作及方法1.熟悉资料，查阅文献。2.对不同级别的围岩，根据工程类比
8、的方法，分别确定其初支结构和形式。3.按“荷载-结构”模式计算衬砌在荷载所用下的内力和变形，采用有限元软件进行数值计算和分析。4.二次衬砌厚度和计算配筋，采用破损阶段法进行二衬结构检算，并绘制横剖面图，结构配筋图。4.根据不同围岩情况，进行施工方法选择。5.施工工艺设计。四、预期目标设计得到不同围岩级别下的隧道衬砌结构。进行二次衬砌的结构强度检算并完成配筋，画出配筋图。完成施工方案和施工工艺的设计。五、进度计划第13周：熟悉资料，查阅文献，外文翻译，写出开题报告；第46周：结构设计检算并绘制相应图纸；第79周：施工方案及爆破设计；第1014周：初支、防水及二衬等施工工艺设计、监测设计；第15周
9、：文整，答辩。指导教师签字时 间 年 月 日摘 要合武线卢家山二号隧道是时速350km的高速铁路隧道。该隧道属于大断面的短隧道。主要设计内容包括：各级围岩荷载计算、利用有限元软件进行二衬的内力计算、开挖方法设计、爆破设计、复合式衬砌设计、防水以及监测等。本设计中采用了新奥法施工，尽量保护围岩，发挥围岩的自承能力。进口和出口段采用明挖法修建拱式明洞；洞身段III级围岩段采用台阶法进行施工，爆破开挖；IV级围岩段采用台阶法预留核心土进行施工，机械开挖； V级围岩段采用了CRD法进行施工，机械开挖，同时采用超前锚杆进行超前预支护。设计中介绍了开挖方法的具体施工流程。施工工艺方面，整个施工过程中进行监
10、控量测，保证施工安全和施工质量。施工期间还采用地质雷达法和超前钻探取芯法进行超前预报，进一步保证了施工的安全进行。此外设计中还给出了初期支护、二次衬砌和防排水施工工艺的措施和方案。关键词：高速铁路隧道 新奥法 结构计算 爆破设计 监控量测 AbstractNo.2 Lujiashan railway tunnel is between Hefei and Wuhan,it is the high-speed rail tunnel as 350km per hour. The tunnel is a large sections tunnel and belong to short tunne
11、l. In this article, main design contents include: calculation of different surrounding rock load , calculation of internal force in the second lining , design of excavation , design of blasting , design of composite linings , design of waterproof and monitoring, etc.NATM is adopted in this design ,
12、with the purpose of try to protect the surrounding rock. Open cut tunnle is built at the entrance and exit of the tunnle by open and cover method. For III levelsurrounding rockmass in this tunnel，steps method is used and blasting excavation；for level IV surrounding rock , three steps reserve core so
13、il is used and mechanical excavation;for V level surrounding rock, CRD method is adopted and mechanical excavation ,meanwhile,advanced bolt is built over the V level surrounding rock .In this article ,the clear method and construction process is introducd. Construction technology is introduced in th
14、e article. During the course of construction , monitoring measurements must conducted From beginning to end ,in order to ensure construction safety and construction quality. During construction period ,Geological radar cooperate advanced drilling core to ensure the safty. In addition, primary support , secondary lining and waterproof and drainage construction craft are introduced. Keywords: High speed Railway tunnel NATM Structure calculation Blasting design Monitoring measurement目 录第1章 绪论11.1 研究背景11.2 国内外研究现状11.3本设计主要内容2第2章 卢家山二号隧道概况3第3章 结构计算4
