曲线隧道曲墙式衬砌设计.docx

课程设计地下工程设计原理与方法曲线隧道曲墙式衬砌设计题目：曲线隧道加宽班级：土木091班姓名：李芳涛学号：200902453 指导老师：李德武兰州交通大学土木工程学院2012年6月课程设计1.设计资料计算以下条件的曲线隧道净空加宽值，并画出双线曲墙式衬砌的内轮廓线，标注详细尺寸。设计该隧道的初期支护及二次衬砌的支护参数，并采用弹性链杆法检算支护强度是否满足隧道设计规范的要求。①双线隧道；②电力牵引；③行车速度V=150km/h；④曲线半径为学号最后三位数的10倍。⑤围岩级别为Ⅴ级，深埋隧道二、净空加宽计算双线曲线隧道加宽值计算W1=d内1+d内2=4050/R+2.7E=11.46cmW2=d外=4400/R=0.97cmW3=8450/R+HE/150/2=22.25cm (假定外侧线路的外轨超高大于内侧的外轨超高)W=W1+W2+W3=34.68cm曲线隧道中线与线路中线偏移距离双曲线隧道内侧线路中线至隧道中线的距离d1=200-（W1-W2-W3）=211.76cm双曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离 d2=200+（W1- W2+ W3）=232.74cm曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法 隧道衬砌施工中，对不同宽度的衬砌断面的衔接，可采用在衬砌断面变化点错成直线台阶的错台阶法及自加宽断面终点向不同加宽断面延伸1m范围内逐渐过渡的顺坡法。三、衬砌内轮廓图该线路属双线电力牵引铁路隧道，要求取曲墙式衬砌，按照规范制图如下：(图示单位:mm)1加宽前衬砌的内轮廓图2加宽后的衬砌轮廓四、支护参数设计超前支护设计参数由于围岩级别为Ⅴ级，属于软岩，岩体破碎至极破碎，全部极软岩及全部极破碎岩。采用超前管硼钢架支护。超前管硼钢架支护参数选择：1.超前管棚管径可选用φ32～φ40mm钢管，一般选用φ32mm钢管，特殊地质条件可选用φ80mm钢管。2.管硼钢管长度（L）一般选用3.5～4.0m,特殊地段可采用8.0～10.0m。钢管长度 L=a+b+c *注：abc值可根据地质情况、每循环掘进进尺来确定。1.管棚应沿隧道开挖轮廓线向外倾斜，其倾斜角一般不宜大于10℃。2.管硼钢管沿隧道拱部开挖轮廓线布设，布设宽度一般为钢架跨度的1/2～1/3。3.管棚横向间距视地质条件而定，一般为0.2～0.4m,沿拱部开挖外轮廓布置。钢架制作1.钢架可用H175、H125、H160型钢弯制，亦可用主筋直径不小于22mm的钢筋焊接而成的隔栅构架，钢架间距一般为0.5～1.0m。2.钢架外轮廓线尺寸为隧道开挖外轮廓线尺寸减去钢架与围岩间缝隙5cm。隧道开挖外轮廓线尺寸为初期支护设计厚度加上二次模注衬砌厚度,再加上预留隧道开挖沉落量，还要加隧道贯通误差预留量。3.型钢弯制钢架，按钢架设计尺寸下料，钢架分节长度一般为4.0m左产品税右一节。4.钢架弯制有两种方法靠模热弯法；简易压床定位柱冷弯法。5.网构桁钢架在胎模内焊接而成。6.按设计在型钢钢架腹板上制孔。7.制作钢架连接板，并焊于每节钢架两端。8.在放好样的地坪上（水泥地面）试拼钢架，检查钢架弯前形状尺寸是否符合设计要求，合格后方准批量生产。管棚施工示意图二、一次衬砌设计参数一次衬砌选用喷射混凝土。因为它不仅能在施工期间维护坑道的稳定或暂时稳定，而且还能与二次衬砌一起发挥永久作用。喷射混凝土设计参数：喷射混凝土配比（湿喷）项目配比项目配比粗骨料最大尺寸10～15㎜水灰比W/C56﹪细骨料率62﹪速凝剂添加量×C5.9﹪单位水泥用量C360㎏/m3　　三、二次衬砌设计参数二次衬砌选用混凝土衬砌。作业方法：先修仰拱，后修边墙和拱圈由下而上的修筑方法。1混凝土的配比设计混凝土配比强度应该大于设计基准强度，设计基准强度取18到24MPa.2水灰比 ＜65％3单位用水量粗骨料最大尺寸（㎜）单位用水量的上限（㎏／m3）粗骨料最大尺寸（㎜）单位用水量的上限（㎏／m3）20～25175401654混凝土的捣固方法及标准位置项目标准仰拱边墙及拱下部捣鼓方法内部捣固器捣固器插入间隔50㎝左右捣固器插入深度下层混凝土中10㎝左右1处的振动时间5到15秒拱顶部捣固方法不捣固五、围岩压力计算:围岩压力的计算：q=rh h=o.45×2s-1w w=1+i(B-5) i=0.1 h=o.45×24×1.536=11.0592m q=11.0592×23=254.36kpa e=q×0.45=114.46kpa弹性连杆半结构示意图六、计算衬砌内力由以上三个表格数据可取：NJ=6RZ =20E =2.8e7QH=82.944 QV=207.36TKH=1.7e5 TKV =1.7e5HA=0.7输入文件格式：6,23,2.8e7,114.46,254.36,1.7e5,1.7e5,0.7-4.55,-0.25,0,0,1,1