隧道課程設(shè)計---曲線隧道加寬

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　<<地下工程設(shè)計原理與方法>></p><p>　　曲線隧道曲墻式襯砌設(shè)計</p><p><b>　　題目：曲線隧道加寬</b></p><p><b>　　班級：土木091班</b>

2、</p><p>　　姓名： </p><p><b>　　學(xué)號： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</

3、b></p><p><b>　　1.設(shè)計資料</b></p><p>　　計算以下條件的曲線隧道凈空加寬值，并畫出雙線曲墻式襯砌的內(nèi)輪廓線，標注詳細尺寸。設(shè)計該隧道的初期支護及二次襯砌的支護參數(shù)，并采用彈性鏈桿法檢算支護強度是否滿足隧道設(shè)計規(guī)范的要求。</p><p><b>　?、匐p線隧道；</b></p&

4、gt;<p><b>　?、陔娏恳?；</b></p><p>　?、坌熊囁俣萔=150km/h；</p><p>　　④曲線半徑為學(xué)號最后三位數(shù)的10倍。</p><p>　?、輫鷰r級別為Ⅴ級，深埋隧道</p><p><b>　　二、凈空加寬計算</b></p>&l

5、t;p>　　雙線曲線隧道加寬值計算</p><p>　　W1=d內(nèi)1+d內(nèi)2=4050/R+2.7E=11.46cm</p><p>　　W2=d外=4400/R=0.97cm</p><p>　　W3=8450/R+HE/150/2=22.25cm (假定外側(cè)線路的外軌超高大于內(nèi)側(cè)的外軌超高)</p><p>　　W=W1+W2+W3

6、=34.68cm</p><p>　　曲線隧道中線與線路中線偏移距離</p><p>　　雙曲線隧道內(nèi)側(cè)線路中線至隧道中線的距離d1=200-（W1-W2-W3）=211.76cm</p><p>　　雙曲線隧道外側(cè)線路中線至隧道中線的距離 d2=200+（W1- W2+ W3）=232.74cm</p><p>　　曲線隧道與直線隧道襯砌的

7、銜接方法</p><p>　　隧道襯砌施工中，對不同寬度的襯砌斷面的銜接，可采用在襯砌斷面變化點錯成直線臺階的錯臺階法及自加寬斷面終點向不同加寬斷面延伸1m范圍內(nèi)逐漸過渡的順坡法。</p><p><b>　　三、襯砌內(nèi)輪廓圖</b></p><p>　　該線路屬雙線電力牽引鐵路隧道，要求取曲墻式襯砌，按照規(guī)范制圖如下：(圖示單位: mm)&l

8、t;/p><p>　　1加寬前襯砌的內(nèi)輪廓圖</p><p><b>　　2加寬后的襯砌輪廓</b></p><p><b>　　四、支護參數(shù)設(shè)計</b></p><p><b>　　超前支護設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　由于圍巖級別為Ⅴ級，屬于軟巖

9、，巖體破碎至極破碎，全部極軟巖及全部極破碎巖。采用超前管硼鋼架支護。</p><p>　　超前管硼鋼架支護參數(shù)選擇：</p><p>　　1.超前管棚管徑可選用φ32～φ40mm鋼管，一般選用φ32mm鋼管，特殊地質(zhì)條件可選用φ80mm鋼管。</p><p>　　2.管硼鋼管長度（L）一般選用3.5～4.0m,特殊地段可采用8.0～10.0m。鋼管長度</p

10、><p><b>　　L=a+b+c</b></p><p>　　*注：abc值可根據(jù)地質(zhì)情況、每循環(huán)掘進進尺來確定。</p><p>　　1.管棚應(yīng)沿隧道開挖輪廓線向外傾斜，其傾斜角一般不宜大于10℃。</p><p>　　2.管硼鋼管沿隧道拱部開挖輪廓線布設(shè)，布設(shè)寬度一般為鋼架跨度的1/2～1/3。</p>

11、<p>　　3.管棚橫向間距視地質(zhì)條件而定，一般為0.2～0.4m,沿拱部開挖外輪廓布置。</p><p>　　鋼架制作1.鋼架可用H175、H125、H160型鋼彎制，亦可用主筋直徑不小于22mm的鋼筋焊接而成的隔柵構(gòu)架，鋼架間距一般為0.5～1.0m。</p><p>　　2.鋼架外輪廓線尺寸為隧道開挖外輪廓線尺寸減去鋼架與圍巖間縫隙5cm。隧道開挖外輪廓線尺寸為初期支護設(shè)

12、計厚度加上二次模注襯砌厚度,再加上預(yù)留隧道開挖沉落量，還要加隧道貫通誤差預(yù)留量。</p><p>　　3.型鋼彎制鋼架，按鋼架設(shè)計尺寸下料，鋼架分節(jié)長度一般為4.0m左產(chǎn)品稅右一節(jié)。</p><p>　　4.鋼架彎制有兩種方法</p><p><b>　　靠模熱彎法；</b></p><p>　　簡易壓床定位柱冷彎法。&

13、lt;/p><p>　　5.網(wǎng)構(gòu)桁鋼架在胎模內(nèi)焊接而成。</p><p>　　6.按設(shè)計在型鋼鋼架腹板上制孔。</p><p>　　7.制作鋼架連接板，并焊于每節(jié)鋼架兩端。</p><p>　　8.在放好樣的地坪上（水泥地面）試拼鋼架，檢查鋼架彎前形狀尺寸是否符合設(shè)計要求，合格后方準批量生產(chǎn)。</p><p><b&

14、gt;　　管棚施工示意圖</b></p><p>　　二、一次襯砌設(shè)計參數(shù)</p><p>　　一次襯砌選用噴射混凝土。因為它不僅能在施工期間維護坑道的穩(wěn)定或暫時穩(wěn)定，而且還能與二次襯砌一起發(fā)揮永久作用。</p><p>　　噴射混凝土設(shè)計參數(shù)：</p><p>　　噴射混凝土配比（濕噴）</p><p>

15、　　三、二次襯砌設(shè)計參數(shù)</p><p>　　二次襯砌選用混凝土襯砌。作業(yè)方法：先修仰拱，后修邊墻和拱圈由下而上的修筑方法。</p><p><b>　　1混凝土的配比設(shè)計</b></p><p>　　混凝土配比強度應(yīng)該大于設(shè)計基準強度，設(shè)計基準強度取18到24MPa.</p><p><b>　　2水灰比 ＜

16、65％</b></p><p><b>　　3單位用水量</b></p><p>　　4混凝土的搗固方法及標準</p><p><b>　　五、圍巖壓力計算:</b></p><p>　　圍巖壓力的計算：q=rh h=o.45×2s-1w w=1+i(B-5) i=0.

17、1 h=o.45×24×1.536=11.0592m q=11.0592×23=254.36kpa e=q×0.45=114.46kpa</p><p>　　彈性連桿半結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　六、計算襯砌內(nèi)力</b></p><p>　　由以上三個表格數(shù)據(jù)可?。?lt;/p>

18、<p>　　NJ=6RZ =20E =2.8e7QH=82.944 QV=207.36</p><p>　　TKH=1.7e5 TKV =1.7e5HA=0.7</p><p><b>　　輸入文件格式：</b></p><p>　　6,23,2.8e7,114.46,254.36,1.7e5,1.7e5,0.7

19、</p><p>　　-4.55,-0.25,0,0,1,1,0.7</p><p>　　-5.03,2.37,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-4.55,4.60,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-3.81,5.80,1,1,1,1,0.7</p><p>　　-2.27,7.12,1,1,1

20、,1,0.7</p><p>　　0,7.73,0,0,1,0,0.7</p><p><b>　　輸出數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　七、強度檢算</b></p><p><b>　　(1)強度檢算方法</b></p><p>　　襯砌結(jié)構(gòu)

21、內(nèi)力算出后，需進行隧道襯砌截面強度檢算，其強度檢算按破損階段法或容許應(yīng)力法進行。</p><p>　　隧道和明洞襯砌按破損階段檢算構(gòu)件截面強度時，根據(jù)結(jié)構(gòu)所受的不同荷載組合，在計算中應(yīng)分別選用不同的安全系數(shù)，并不應(yīng)小于表4.3所列數(shù)值。</p><p>　　表4.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度安全系數(shù)[13]</p><p>　　拱形隧道襯砌屬偏心受壓構(gòu)件，其截面強度檢算

22、根據(jù)軸力偏心距的大小可分為兩種情況：</p><p>　　1)抗壓強度控制()</p><p>　　混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的抗壓強度應(yīng)按下式計算：</p><p><b>　　式(4.3)</b></p><p>　　式中 ——《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的強度安全系數(shù)；</p><p>　　——截面的

23、實際軸力；</p><p>　　——構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對于隧道襯砌，可取1；</p><p>　　——混凝土或砌體結(jié)構(gòu)的極限抗壓強度，對于混凝土，取19.0；</p><p>　　——截面寬度(計算長度)，取1m；</p><p>　　——截面厚度(襯砌厚度)；</p><p>　　——軸力偏心影響系數(shù)，可按下式計算：

24、</p><p>　　——截面軸力偏心距。</p><p>　　2)抗拉強度控制()</p><p>　　混凝土構(gòu)件的抗拉強度應(yīng)按下式計算：</p><p>　　式(4.4) </p><p>　　或

25、 式(4.5)</p><p>　　式中 ——《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的強度安全系數(shù)；</p><p>　　——混凝土的極限抗拉強度，對于混凝土，取2.0 。</p><p><b>　　(2)強度檢算</b></p><p>　　按照上述襯砌截面強度檢算方法，利用Excel軟件進行檢算，襯砌強度安全系數(shù)