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1、石家庄铁道大学毕业设计铁路客运专线隧道设计与施工Tunnel Design and Construction of Passenger Railway Line 2012 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 2012年 6 月1日毕业设计成绩单学生姓名闫春圆学号20080136班级土0801-5专业土木工程毕业设计题目铁路客运专线隧道设计与施工指导教师姓名高新强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铁路客运专线隧道设计与施工 专 业土木工程班 级土0801-5学生姓名闫春
2、圆承担指导任务单位土木工程学院导师姓名高新强导师职称副教授一、设计内容对铁路客运专线石门圩隧道进行设计，内容主要有：1.设计依据及原则：包括设计应遵循的主要规范规程及主要原则。2.工程概况：包括本工程的设计范围、工程地质、水文地质概述；地面环境等。3.高速隧道结构选型及构造要求：包括结构选型、衬砌的构造要求、支护和衬砌设计参数的确定。4.隧道衬砌结构设计检算：包括计算荷载的确定、计算模型的建立、衬砌结构计算及整理、结构配筋计算。5.施工方法设计：包括主要施工方法的确定、主要施工工艺方法、施工组织、指导性施工进度、施工监控量测等。应附图：地质纵剖面图、支护结构设计横剖面图、衬砌结构横剖面图、防水
3、结构图、监控量测测点布置图等。6外文翻译，隧道英文论文翻译。二、基本要求1.通过文献、资料阅读，掌握罗而庄隧道地层特性及高速铁路隧道结构设计方法。2.熟悉衬砌结构设计计算方法。3.掌握隧道施工方法及施工组织设计。三、主要技术指标另见具体资料。四、应收集的资料及参考文献1.隧道设计规范；2.隧道施工规范；3.混凝土结构设计规范；(GBJ10-89)4.隧道设计手册；5.隧道施工手册；6. 高速铁路隧道相关资料、文献等。五、进度计划第1周 熟悉资料，查阅文献，弄清设计意图、外文翻译；第2周 写出开题报告； 第36周 隧道衬砌结构设计检算；第711周 施工方法设计； 第1214周 防水设计、监控量测
4、设计；第15周 文整，答辩。教研室主任签字时间 年 月 日毕业设计开题报告题目铁路客运专线隧道设计与施工学生姓名闫春圆学号20080136班级土0801-5专业土木工程一、 研究背景 21世纪是大力开发地下空间的世纪，对于城市建设来说，利用地下空间立体式交叉建设，解决地面紧张、交叉路口的阻塞，疏导交通保护环境提高社会综合效益，并最总建成满足城市可持续发展现代化城市主题交通体系，使城市成为人和自然和谐，具备可持续发展的绿色城市。我国内地有许多地势起伏山峦纵横的山区，铁路穿越这些山区时，往往受到高程的阻碍。而铁路限坡平缓，无法提起需要的高度，同时现居地势无法绕避，这时开挖隧道穿山通过最为合理。所以
5、在铁路线上尤其是山区铁路线上，隧道的选择最为合理，修建的数量也越来越多。 石门圩一号隧道位于江西省会昌县境内，隧道全长335m，隧道进出口里程分别为：DK106+960、DK107+295；隧线分界里程分别为：DK106+960、DK107+295。该隧道为时速200km客货共线铁路双线隧道，隧道内线间距为4.516m。隧道纵断面：隧道内自进口至出口纵坡为5.8的上坡。隧道平面：DK106+960（进口）DK107+295（出口）段位于右偏的曲线上，右线曲线半径为3800m。隧道内铺设有砟轨道，直线地段轨道结构高度为766mm。 隧道最大埋深约37m，通过地层岩性主要为弱风化灰岩，地下水发育，
6、部分地段岩溶发育。二、国内外研究现状目前我国铁路隧道在数量上、总长度上已处于世界领先地位。据不完全统计，中国自1949年10月至2005年末的半个多世纪以来，共建成铁路隧道6874座，总延长4158km，连同此前修建的664座，总延长156km的隧道，现中国铁路建成的隧道达7538座，总延长4134km。其中长度大于5km的隧道有53座。2006年在建的隧道有17585座，总延长2164km，即将开工的高速铁路隧道约146座，长度约184km，规划修建的客运共线铁路隧道长度约2100km，其中特长隧道约760km。这一组组生机勃勃的数字，足以显示中国铁路隧道光辉的历程和美好的发展其前景。在亚洲
7、，日本于1964年便建成了世界上第一条高速铁路东海新干线，其后又相继完成多条新干线，目前已形成2175km的新干线，并且还有新建干线和改造既有的计划。在韩国和我国台湾也在建设高速铁路，我国的邻国印度也在开展高速铁路建设的前期工作。在欧洲，发展高速铁路的国家很多。截止2002年末，欧洲高速铁路已有3260km投入运营，预计到2010年将达到6000km。欧洲高速铁路始于法国，其后，在德国、意大利、西班牙都相继有高速铁路建成。目前，除以上国家外，比利时、荷兰和东欧及南欧的一些国家都在积极地进行高速铁路建设的准备。在美洲和大洋洲，美国已经开始了拟定高速铁路的建设规划，澳大利亚也已经对其东海岸铁路进行
8、高速论证。三、主要研究内容对于本毕业设计主要有两个方面，一是隧道的结构设计，包括二次衬砌厚度，以及采用的混凝土衬砌，并且进行荷载计算、内力分析和二次衬砌配筋设计。其中主要包括初期喷射混凝土，厚度，锚杆长度，采用何种锚杆，锚杆的直径，锚杆间距,并且锚杆是否设置钢垫板，垫板的尺寸。在拱部，边墙部位都要进行布置，钢拱架采用何种型号，标号，间距，采用的钢筋网网格间距。二是施工方案设计，包括：开挖施工方法，采用哪种爆破设计，采用哪种运输方式，出渣方式，以及初期支护的各个施工工艺环节，进行二次衬砌的施做，以及防水排水工艺，如何布置施工通风，以及施工监控量测的主要项目及测点布置，包括必测项目和选测项目，如何
9、进行科学的施工组织管理。主要分项的施工工艺包括如何打锚杆，喷射混凝土，铺钢筋网，架设钢拱架。四、主要研究方法对于隧道结构设计，首先利用ANSYS软件进行建立计算模型，即使用阶段结构安全性检算，采用“荷载结构”模式，二衬结构采用弹性平面梁单元模拟，弹性抗力以及隧道底部地基均采用弹簧单元模拟 ，组合荷载根据不同作用方向分别转换成等效节点力施加在相应的单元结点上 。荷载计算主要包括松动压力的计算，即采用单线隧道按破坏阶段设计时垂直压力公式计算。 利用容许应力法进行配筋设计，即根据计算出来的内力值进行配筋。对于隧道施工组织设计，本隧道使用的开挖方法很多，首先进行初期支护，包括锚喷支护，架设钢拱架，钢筋
10、网。然后进行二次衬砌施做，施工监控量测包括必测项目和选测项目。五、预期结果设计中通过对结构所受的荷载，进行ANSYS建模,来计算出某点所受的轴力和弯矩，然后通过计算出来的内力进行衬砌结构的配筋设计。隧道施工组织设计中，初期支护包括锚喷支护，架设钢拱架，钢筋网，以及二次衬砌要及时施做，采用有轨运输方式进行出渣，利用斜井进行通风，排水，二次衬砌及时跟上。六、进度计划第1周 熟悉资料，查阅文献，弄清设计意图、外文翻译；第2周 写出开题报告； 第36周 隧道衬砌结构设计检算；第711周 施工方法设计； 第1214周 防水设计、监控量测设计；第15周 文整，答辩。指导教师签字时 间 年 月 日摘要石门圩
11、隧道全长335m，隧道进出口里程分别为：DK106+960、DK107+295；该隧道为时速200km客货共线铁路双线隧道.隧道内铺设有砟轨道，直线地段轨道结构高度为766mm。隧道最大埋深约37m，通过地层岩性主要为弱风化灰岩，地下水发育，部分地段推测岩溶发育。首先，根据隧道的工程概况拟定相关参数对隧道各级各段进行深浅埋判断，在此基础上进行围岩压力计算，通过ANSYS软件建模对各围岩段衬砌强度进行结构检算，再对衬砌配筋进行计算，之后进行检算。其次，根据该隧道的不同围岩等级进行施工方案的选择和设计，提出施工方案。施工方法的选择：级围岩采用全断面法，级围岩采用台阶法，级围岩采用中隔壁法。然后对小
12、导管、锚杆、钢筋网、钢架和喷射混凝土的施工要点及注意事项进行详细阐述。再对初期支护和二次衬砌进行施工方法设计。最后再对石门圩隧道的防排水工艺进行设计。关键词： 客运专线 结构计算 隧道施工 监控量测AbstractShimenxu tunnel length of 335 m, tunnel for import and export mileage respectively: DK106+960, DK107 + 295; The tunnel for a speed of 200 km of railway passenger line double tunnel. Tunnel have
13、 laid in a frantic jumble orbit, the linear sector of track structure height is 766 mm. The biggest tunnel buried depth about 37 m, through the rocks mainly for the weak weathered limestone, groundwater development, part of the karst development area.First, determine the depth of all levels of the t
14、unnel sections buried according to tunnel parameters of the project profiles prepared , Calculated the rock pressure on this basis of the judgement result, through the ANSYS software modeling of the rock section Checking the strength of the lining, then lining Reinforcement through the results of checkup. Secondly, proposed construction program according to the level of the surrounding rock tunnel construction scheme with different selection and design of construction program. The choice of construction methods: grade rock using full face excavation method, grade rock
