隧道工程设计.doc

石家庄铁路铁道学院（四方分院） 《隧道工程》课程设计任务书 学 生 姓 名 戴侃 学 号班级 地下一班 指导教师 姓 名 付迎春 职 称 讲师 系部 土木工程 课程设计题目 车公庙站～竹子林站地铁区间隧道DK12+804断面荷载计算 班级 地下1班 分组 7组 选取断面 DK12+804 一、设计内容 本设计以深圳地铁一期工程车公庙站～竹子林站区间隧道工程为工程背景，地质情况见纵断面图。隧道曲线段：圆曲线半径R=1040m，缓和曲线长lc=64m，曲线全长L=254m，设计最高行车速度为Vmax=84km/h，地面超载按pc=20 kPa计算。 主要进行以下内容： 1.根据线路平面）。 3.试计算隧道加宽值W，中线偏移值d，并绘图说明隧道断面的变化位置、线路中线与隧道中线的关系。 二、基本要求 1.会看图纸，能够设计隧道横断面结构图。 2.熟悉地铁区间隧道荷载的计算过程。 三、主要技术指标 表1 地层物性指标 序号 土层名称 内摩擦角φ(°) 内聚力(kPa) 天然容重γN/) 1 素填土 5.2 23 17.4 2 粘土 14 29 18.9 3 粘质粉土 8 13 20.7 4 砾砂 4.2 0 19.9 5 砂质粘性土 6.8 30 19.0 6 砾质粘性土 5.8 22 17.9 7 全风化花岗岩 7.2 22 19.1 指导教师签名：付迎春 2013年 12月 30 日 车公庙站～竹子林站地铁区间DK12+804断面隧道荷载计算 一、隧道横断面结构设计 本断面设计采用预支护：拱部超前注浆小导管预支护。在开挖前，沿坑道周边，向前方围岩钻孔并安装带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈保护下即可安全进行开挖等作业。初期支护：采用钢筋网喷射混凝土和格栅钢支撑联合支护。在开挖后的断面及时的挂钢筋网，并用喷射混凝土及时加固。然后采用格栅钢架进行支护，尽早使开挖断面封闭。防水层：采用无钉铺设。由于地下水较发育，所以采用无钉铺设。先在喷射混凝土基面上用明钉铺设法固定缓冲层，然后将防水板热或粘合在缓冲层垫圈上，使防水板无穿透钉孔。二次初砌：模注钢筋混凝土整体式初砌。初砌施工先抑拱、后墙拱，即由下到上的顺序连续灌注。在隧道纵向，则需分段进行，分段长度一般为9～12米。 横断面图见图1。 二、荷载计算 根据隧道纵断面图及工程地质条件得出下表： 表2 DK12+804断面所在地质条件 土层名称 深度（m） 内摩擦角φ(°) 内聚力(kPa) 天然容重γN/) 素填土 3.5 5.2 23 17.4 砾砂 3.6 4.2 0 19.9 砾质粘性土 5.2 5.8 22 17.9 砂质粘性土 7.0 6.8 30 19.0 全风化花岗岩 6.3 7.2 22 19.1 加权平均值 6.1 21.2 18.7 1.地铁隧道竖向土压力 式中，——围岩容重； ——隧道上覆土层厚度； ——断面宽度； ——围岩内摩擦角； ——围岩内聚力； ——断面高度； = 则。 地铁隧道竖向土压力为： 2.地铁隧道侧向土压力 3.地铁隧道水浮力 4.地铁隧道主动土压力 隧道顶部所受侧向主动土压力为： 隧道底部所受侧向主动土压力为： 结构荷载图见图2。 曲线段加宽计算 加宽原因 车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却 能随线路弯曲，仍 保持其矩形形状，故其两端向曲线外侧偏移，中间向曲线内侧偏移。 由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向 上向内移动了一个距离。 加宽值的计算 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1： 车辆两端向曲线外侧偏移d外; 外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2： 隧道内侧加宽值W1： 隧道外侧加宽值W2： W2=d外=4.27cm 隧道总加宽： W=W1+W2=22.73cm 偏移值： d=0.5(W1-W2)=7.095cm 曲线加宽图见图3。 图1隧道横断面结构 图2 结构荷载图 图3曲线加宽