西南交通大學本科畢業(yè)設(shè)計廈門－深圳鐵路客運專線巖腳隧道<單線電氣化>設(shè)計院系交通運送系專業(yè)城市與地下空間工程年級姓名題目指導教師評語指導教師(簽章)評閱人評語評閱人(簽章)成績答辯委員會主任(簽章)年月日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書班級學生姓名學號發(fā)題日期：2023年4月23日完畢日期：6月20日題目：廈門－深圳鐵路客運專線巖腳隧道（單線電氣化）設(shè)計1、本論文的目的、意義：目的:畢業(yè)設(shè)計是對大學四年學習知識的檢查和考察，通過這次畢業(yè)設(shè)計使學生對本專業(yè)的知識有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的學習工作中能靈活的運用所學專業(yè)的知識。意義：畢業(yè)設(shè)計是大學四年來最重要的一項學習內(nèi)容，是對四年所學知識的總結(jié)與運用。通過大學四年的學習，在課程設(shè)計的基礎(chǔ)上，運用學過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，結(jié)合工程實際，參考國家有關(guān)規(guī)范、標準、工程設(shè)計圖集及其他參考資料，獨立地完畢所規(guī)定的設(shè)計任務(wù)。同時要系統(tǒng)的掌握設(shè)計計算環(huán)節(jié)、方法，培養(yǎng)我們分析、解決問題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關(guān)設(shè)計、施工等具體實踐工作奠定基礎(chǔ)。2、學生應完畢的任務(wù)(1)畢業(yè)設(shè)計說明書一份(≥15000)；(2)隧道平、縱斷面設(shè)計圖各一張(2號圖紙)；(3)隧道進、出口洞門(結(jié)構(gòu))設(shè)計圖各一張(2號圖紙)；(4)隧道內(nèi)各級圍巖支護結(jié)構(gòu)圖一張(3號圖紙)；(5)隧道施工程序圖一張(2號圖紙)；(6)隧道防排水布置圖一張(3號圖紙)；(7)10000字符的英文獻翻譯。3、設(shè)計各部分內(nèi)容及時間分派：（共10周）第一部分布置設(shè)計任務(wù)，熟悉設(shè)計資料及規(guī)定，擬定隧道內(nèi)凈空（1周）第一部分隧道進出、口位置的擬定（0.5周）第三部分隧道平、縱斷面設(shè)計（洞門設(shè)計）（1.5周）第四部分Ⅴ級圍巖支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（兩種方法）（2.5周）第五部分選擇施工方法（1.5周）第六部分外文翻譯、繪圖及文整工作，機動（實習）（2周）評閱及答辯（1周）備注指導教師： 2023年4月20日審批人： 年月日摘要客運專線是以客運為主的快速鐵路。目前在我國，鐵路等級除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級外又增長了“客運專線”等級，時速200至350km/h的鐵路統(tǒng)稱為客運專線，曲線半徑一般在2200m以上。本設(shè)計是廈門－深圳鐵路客運專線巖腳隧道（單線電氣化）初步設(shè)計，設(shè)計速度為250km/h。里程為DK112+734—DK114+225。本設(shè)計重要涉及：隧道進、出口洞口位置比選及洞門形式的選擇，隧道平、縱斷面設(shè)計及構(gòu)造設(shè)計，V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算及檢算，施工組織設(shè)計及工程量計算四個部分。洞口位置比選和洞門形式的選擇重要根據(jù)地形條件，結(jié)合防排水規(guī)定，以“早進洞，晚出洞”為原則擬定洞口位置，并根據(jù)土壓力的大小擬定本隧道的洞門形式為擋墻式洞門。平、縱斷面設(shè)計及構(gòu)造設(shè)計重要涉及平面線形和縱坡形式及坡率的擬定，平面設(shè)計涉及直線和曲線（R=7000m，L=1426.22m，T=714.63m，l=220m），縱坡形式采用單向坡，坡率為3.5‰，同時對建筑限界的擬定做了較為具體的說明。襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算是本設(shè)計的重點。一方面根據(jù)規(guī)范的規(guī)定初步擬定橫斷面的斷面形式和各部分尺寸，計算作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載并將其轉(zhuǎn)化為集中力，運用ANSYS軟件計算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力并繪制內(nèi)力圖和變形圖。施工組織設(shè)計重要涉及施工方法選擇、施工組織措施、施工進度計劃和工程量計算等。關(guān)鍵詞：客運專線；隧道；單車道；初步設(shè)計AbstractThepassengertransportationspeciallineisbythepassengertransportationprimarilyfastrailroad.Atpresentinourcountry,therailroadrankexceptI,II,IIIleveloutsideincreased"thepassengertransportationspecialline"therank,thespeedhasbeencalled200tothe350km/hrailroadasthepassengertransportationspecialline,thecurveradiusgenerallyabove2200m.ThisdesignistheXiamen-Shenzhenrailwaytransportationspeciallinecragfoottunnel(singletrackelectrification)thepreliminarydesign,thespeedofthedesignis250km/h.ThecourseisDK112+744-DK114+225.Thisdesignmainlycontains:choosingtheentranceandoutletpositionandtheportalform;planeandlongitudinalsectiondesign,tectonicsdesign;structuraldesign,calculateforthefifthlevelsurroundingrockandcheckouttheresult;designfororganizingtheconstructionandcalculationofvolume.Choosingtheentrance,outletpositionandtheportalformmainlybasedontopographicconditionandconsideringwaterproofanddrainagerequirement,abidancetheprincipleof“theearlierentrance,thelateoutlet”.Chooseareasonableportalformbasedontheamountofearthpressure.Planeandlongitudinalsectiondesign,tectonicsdesignmainlycontainsdesigningtheplanealignment,gradeformandgradient.Planeandlongitudinalsectiondesignincludestraightlinesandcurvelines(R=7000m，L=1426.22m，T=714.63m，l=220m)，thegradeformisunidirectional,andgradientis3.5‰，Atthesametime,thispapermakeadetaileddeclarationondeterminationofbuildingline.Thestructuredesignandcalculatefortunnelliningisthefocalpoint.Accordingtotherequirementofspecification,definetheformofcrosssectionandeachsize.Calculateloadsonthetunnelandconvertitintoconcentratedforce.MakeouttheinternalforceanddiagrambyANSYS,drawtheinternalforceanddeformationdiagram.Thedesignfororganizingtheconstructionmainlycontainsthechoosingofjobpractice,measuresofjobpractice,constructionscheduleprogram,andcalculationofvolume,andsoon.Keywords:passengerdedicatedrailwayline;tunnel;One-lane;preliminarydesign目錄第1章緒論 11.1設(shè)計依據(jù)與原則 11.1.1設(shè)計依據(jù) 11.1.2重要設(shè)計原則 11.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 21.2.1概況 21.2.2地層巖性 21.2.3地質(zhì)構(gòu)造及地震動參數(shù) 31.2.4水文地質(zhì)條件 31.2.5環(huán)境工程地質(zhì) 31.2.6隧道工程地質(zhì)條件 4第2章隧道平、縱斷面設(shè)計 72.1隧道平面設(shè)計 72.2隧道縱斷面設(shè)計 72.2.1隧道內(nèi)縱坡形式擬定 72.2.2隧道內(nèi)縱坡坡率的擬定 72.3隧道凈空的擬定 82.3.1限界 8第3章隧道洞口位置和洞門的擬定 113.1隧道洞口位置擬定的規(guī)定： 113.2隧道洞口位置的比選： 113.2.1方案的擬定 113.2.2方案的比選： 123.3隧道洞門的設(shè)計 133.3.1隧道洞門的設(shè)計原則: 133.3.2隧道洞門形式的選擇： 133.3.3洞門構(gòu)造及基礎(chǔ)設(shè)立應遵循下列規(guī)定： 14第4章V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)計算及檢算 154.1襯砌形式擬定 154.2襯砌設(shè)計規(guī)定 154.3復合式襯砌 154.4模型抱負化 164.4.1支護結(jié)構(gòu)的抱負化 164.4.2圍巖的抱負化 174.4.3外荷載抱負化——等效節(jié)點荷載 174.4.4單元和節(jié)點編號，邊界條件 174.5荷載計算及二次襯砌計算 184.5.1深淺埋段的擬定 184.5.2V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)計算： 18第5章其他洞內(nèi)附屬設(shè)施設(shè)計 235.1防排水設(shè)計 235.1.1一般規(guī)定 235.1.2防水 235.1.3排水 245.1.4洞口防排水 245.2運營通風和照明 255.2.1運營通風 255.2.2照明 255.3其它設(shè)施 255.3.1消防設(shè)施 25第6章施工組織設(shè)計 266.1概述 266.1.1編制原則 266.1.2施工原則 276.2施工方法的選擇 276.3各種施工工藝 296.3.1砂漿錨桿施工工藝和方法 296.3.2濕噴砼施工工藝和方法 306.3.3隧道防排水板施工工藝和方法 316.4二次襯砌施工工藝和方法 326.4.1施工工藝 326.4.2施工方法 326.5施工進度計劃 356.5.1施工進度計劃概述 356.5.2施工進度計劃的編制原則和內(nèi)容 36第7章工程量的計算 387.1進口洞口及洞門工程量計算 387.1.1挖方量計算 387.1.1.2圬工量計算 397.2出口洞口及洞門工程量計算 407.2.1挖方量計算 407.2.2圬工量計算 41設(shè)計總結(jié) 43致謝 44參考文獻 45附錄1ANSYS各節(jié)點坐標應力表 46附錄2ANSYS計算隧道二次襯砌內(nèi)力表 49第1章緒論1.1設(shè)計依據(jù)與原則1.1.1設(shè)計依據(jù)1．由設(shè)計院提供的廈門－深圳鐵路客運專線巖腳隧道平、縱斷面和橫斷面圖；2．《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》行車速度：250km/h；隧道內(nèi)設(shè)整體道床、鋼軌60kg/m。1.1.2重要設(shè)計原則1.1.2.1設(shè)計原則1在地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會人文和環(huán)境等調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。2地質(zhì)條件很差時，專長隧道的位置應控制路線走向，以避開不良地質(zhì)地段；長隧道的位置亦應盡也許避開不良地質(zhì)地段，并與路線走向綜合考慮；中、短隧道可服從路線走向。3根據(jù)鐵路等級和設(shè)計速度確建筑限界。在滿足隧道功能和結(jié)構(gòu)受力良好的前提下，擬定經(jīng)濟合理的斷面內(nèi)輪廓。4隧道內(nèi)外平、縱線形應協(xié)調(diào)，以滿足行車的安全、舒適規(guī)定。5根據(jù)隧道長度、交通量及其構(gòu)成、交通方向以及環(huán)保規(guī)定等，選擇合理的通風方式，擬定通風、照明、交通監(jiān)控等機電設(shè)施的設(shè)立規(guī)模。必要時專長隧道應作防災專項設(shè)計。6應結(jié)合鐵路等級、隧道長度、施工方法、工期和營運規(guī)定，對隧道內(nèi)外防排水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、輔助通道、棄渣解決、管理設(shè)施、交通工程設(shè)施、環(huán)境保護等作綜合考慮。7當隧道與相鄰建筑物互有影響時，應在設(shè)計與施工中采用必要的措施。1.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)1.2.1概況該隧道長1481m，測區(qū)屬低山丘陵地貌，相對高差約30～210米，最高峰標高為222m，山坡的自然坡度為10～40°，局部為較陡，進、出口為緩坡，被全、強風化層所覆蓋，其余地段大部基巖裸露，緩坡及山頂雜草，竹木叢生，植被茂密，進口有水泥路通達，交通較為方便，出口處有山間小路，交通不便。1.2.2地層巖性測區(qū)覆蓋層為第四系全新統(tǒng)：坡、洪積（Q4dl+pl）粉質(zhì)黏土及坡、殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土；下伏基巖為燕山初期第三次侵入黑云母花崗巖（γ52（3）c）及上侏羅統(tǒng)上組中段兜嶺群組凝灰熔巖（J3dl2b），各層巖性由新至老分述如下：<6-2>坡、洪積層（Q4dl+pl）粉質(zhì)黏土：褐黃色，硬塑,其中夾有少量的花崗巖質(zhì)角礫，厚2～6m。屬Ⅱ級普通土。分布于隧道進口附近低洼溝槽處。<10-3>坡、殘積層（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土：褐黃色、褐紅色，硬塑,其中夾有少量的花崗巖質(zhì)角礫，厚0～2m。屬Ⅱ級普通土。廣泛分布于隧道范圍內(nèi)地表。<13-2>凝灰熔巖（J3dl2b）：暗綠色、灰色、灰白色、黃褐色，碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育～極其發(fā)育，節(jié)理面呈銹黃色，有次生礦物，隧道測區(qū)內(nèi)重要出露弱風化帶，與下伏黑云母花崗巖呈角度不整合接觸。

<17-2>黑云母花崗巖（γ52（3）c）：灰白色，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，重要由斜長石、鉀長石、石英和黑云母及少量鋯石組成，全風化層厚度變化較大，進口附近處厚10~25m，出口附近厚10~15m，屬Ⅲ級硬土。強風化層進口附近處厚0~8m，出口附近厚0~14m，為Ⅳ級軟石，夾粒徑0.5~3m的弱風化球狀體。弱風化層節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，屬Ⅴ級次堅石。1.2.3地質(zhì)構(gòu)造及地震動參數(shù)隧道測區(qū)內(nèi)未見斷層出露，在隧道洞身位置DK112+779m及DK113+883m處為凝灰熔巖與黑云母花崗巖的接觸帶，接觸帶附近地下水發(fā)育，巖體較破碎。測區(qū)處地震動峰值加速度為0.10g，地震動反映譜特性周期為0.40s。1.2.4水文地質(zhì)條件（一）地表水進口處附近緊鄰漳江，出口處亦緊鄰山間河流，洪水期水量均較大。低丘地表水為地表溝水，為間歇性流水，無常年流水，水量隨季節(jié)變化大。（二）地下水地下水重要為表現(xiàn)為第四系孔隙水及基巖裂隙水兩類：地下水重要為第四系孔隙水和基巖裂隙水。由于洞身范圍內(nèi)第四系覆蓋層厚度不大，以粘性土為主，第四系孔隙潛水不發(fā)育，并且隨季節(jié)動態(tài)變化大，由地表水補給?；鶐r裂隙水發(fā)育限度受基巖風化限度、裂隙發(fā)育限度、裂隙貫通性的影響。全風化巖屬弱含水層，富水性差，強風化巖和弱風化巖的導水性和富水性重要受構(gòu)造裂隙控制，具各向異性，總體地下水量不大，但分布不均，局部也許水量較大。（三）水化學特性及其侵蝕性根據(jù)相鄰工點取地表水作水質(zhì)分析，屬HCO3-.Cl--Na+型，對砼具中檔溶出型及中檔硫酸型酸性侵蝕。取地下水作水質(zhì)簡分析,屬HCO3-.Cl--Na+.Ca2+型，對砼具中檔溶出型及中檔硫酸型酸性侵蝕。根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》，在環(huán)境作用類別為化學腐蝕環(huán)境時，水中相關(guān)離子對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕作用等級為H1。1.2.5環(huán)境工程地質(zhì)該隧道范圍內(nèi)植被茂密，灌木雜草叢生，水土保持良好，環(huán)境工程地質(zhì)條件好，鐵路建設(shè)易導致植被破壞，水土流失，對環(huán)境地質(zhì)導致一定限度上的破壞，具體表現(xiàn)為：1．隧道施工將會大量砍伐林木、破壞植被，易導致水土流失。2．隧道洞身開挖，減少地下水位，對附近居民的生活用水及植物生長導致一定影響。3．隧道施工將會產(chǎn)生大量的棄渣，棄渣應定點堆放；棄渣場的選擇至關(guān)重要，選擇不妥，將會誘發(fā)新的環(huán)境地質(zhì)問題，如：滑坡、泥石流等。4．隧道施工也許誘發(fā)地面塌陷及地表水漏失等破壞地質(zhì)環(huán)境條件的問題。5．花崗巖也許存在放射性,隧道開挖會對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定影響。1.2.6隧道工程地質(zhì)條件（一）隧道工程地質(zhì)概況及工程地質(zhì)條件評價測區(qū)屬丘陵地貌，地形稍有起伏，測區(qū)范圍覆蓋層一般厚0~2m，下伏基巖為燕山初期第三次侵入黑云母花崗巖（γ52（3）c）及上侏羅統(tǒng)上組中段兜嶺群組凝灰熔巖（J3dl2b），基巖風化層厚度變化大，全風化層進口附近處厚10~25m，出口附近厚10~15m，強風化層進口附近處厚0~8m，出口附近厚0~14m，花崗巖殘積層及全、強風化具有遇水軟化、崩解，強度急劇減少的特點，隧道進出口均從覆蓋層及全、強風化層中穿過；隧道洞身位置DK112+779m及DK113+883m處為凝灰熔巖與黑云母花崗巖的接觸帶，附近地下水發(fā)育，巖體破碎；花崗巖也許存在放射性，地下水對砼具中檔溶出型及中檔硫酸型酸性侵蝕；除隧道進、出口及接觸帶附近工程地質(zhì)條件較差外，其余地段工程地質(zhì)條件較好。（二）隧道工程圍巖分級及重要工程地質(zhì)問題分析表6-1隧道工程圍巖分級及重要工程地質(zhì)問題分析編號里程范圍長度（m）地層及構(gòu)造圍巖分級重要工程地質(zhì)問題建議工程措施備注1DK112+744~+79046凝灰熔巖及黑云母花崗巖Ⅴ地下水侵蝕性、淺埋、花崗巖全、強風化層遇水易軟化、洞身圍巖上軟下硬加強對水樣的復查，加強圍巖支護2DK112+790~81020凝灰熔巖Ⅳ地下水侵蝕性及接觸帶影響加強對水樣的復查，加強圍巖支護3DK112+810~+86050凝灰熔巖Ⅲ地下水侵蝕性加強對水樣的復查4DK112+860~DK113+830970凝灰熔巖Ⅱ地下水侵蝕性加強對水樣的復查5DK113+830~+86030凝灰熔巖Ⅲ地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護6DK113+860~+91050凝灰熔巖Ⅳ地下水侵蝕性及接觸帶影響加強對水樣的復查，加強圍巖支護7DK113+910~DK114+070160黑云母花崗巖Ⅲ地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護8DK114+070~13060黑云母花崗巖Ⅳ地下水侵蝕性加強對水樣的復查，加強圍巖支護9DK114+130~22595黑云母花崗巖Ⅴ地下水侵蝕性、淺埋、花崗巖全、強風化層遇水易軟化、洞身圍巖上軟下硬加強對水樣的復查，加強圍巖支護（三）隧道進出口工程地質(zhì)條件進口段洞身位于花崗巖殘積層、全、強風化層中，屬淺埋段，洞口附近左邊有危巖落石，工程地質(zhì)條件較差。出口段洞身位于花崗巖殘積土及強風化層中，埋深很淺，施工中成拱困難，極易坍方，工程地質(zhì)條件較差。（四）物理力學參數(shù)值表1-2物理力學參數(shù)值地層代號地層巖性巖性狀態(tài)基本承載力σ0kPa天然密度ρg/cm3凝聚力ckPa內(nèi)摩擦角φ（°）鉆孔樁極限摩阻力τi（KPa）飽和極限抗壓強度(MPa)臨時邊坡率永久邊坡率<6-2>粉質(zhì)黏土(Q4dl+pl)硬塑1801.85221860/1:11:1.25<10-3>粉質(zhì)黏土(Q4el+dl)硬塑1801.85221860/1:11:1.25<13-2>凝灰熔巖（J3dl2b）W42201.9252265//1:1.25W34002.3/45150//1:0.75W212002.6/65/20/1:0.3<17-2>黑云母花崗巖（γ52（3）c）W42001.9202565//1:1.25W34002.3/45150//1:0.75W215002.65/65/30/1:0.3第2章隧道平、縱斷面設(shè)計2.1隧道平面設(shè)計隧道平面線形凡在地形、地質(zhì)條件也許情況下，應盡量采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線，這重要是基于兩點理由：第一、取直線于通風有利，假如曲線特別是小半徑曲線，通風阻力增大，對自然通風不利，同時會增大機械通風量；第二、假如隧道取較小半徑曲線，通常需設(shè)立超高和加寬，這將使施工變得復雜，斷面不統(tǒng)一以及它們的互相過渡都給施工增長難度。巖腳隧道內(nèi)線路因地形、地質(zhì)等條件限制而需設(shè)計成曲線，里程DK112+744～DK113+650為直線段，里程DK113+650～DK114+230為曲線段，其曲線要素如下：⒈圓曲線半徑R=7000m⒉曲線長L=1426.22m⒊切線長T=714.63m⒋緩和曲線長l=220m2.2隧道縱斷面設(shè)計2.2.1隧道內(nèi)縱坡形式擬定隧道縱坡是采用單向坡還是人字坡，國內(nèi)兩種情況均有。地下水發(fā)育的長隧道宜用人字坡。隧道坡度不宜小于3‰。隧道縱面線形受隧道進、出洞口地形、地質(zhì)控制，既要盡也許減小隧道縱坡以利營運通風，又要滿足隧道排水需要。由于巖腳隧道全長位于2700米的長坡道上，坡度為3.5‰，且滿足《隧規(guī)》規(guī)定：“位于長大坡道上長度大于400m的隧道，其坡度不得大于最大坡度按規(guī)定折減后的數(shù)值”，也滿足隧道通風及排水需要，故采用單面坡方案。2.2.2隧道內(nèi)縱坡坡率的擬定隧道縱面線形應考慮行車安全性、營運通風規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水規(guī)定，隧道縱坡不應小于0.3%，一般情況不應大于3%；受地形等條件限制時,鐵路的中、短隧道可適當加大，但不宜大于4%；當采用較大縱坡時，必須對行車安全性、通風設(shè)備和營運費用、施工效率的影響等作充足的技術(shù)經(jīng)濟綜合論證。結(jié)合本隧道實際情況，巖腳隧道是中隧道，采用坡度為的3.5‰單向坡。2.3隧道凈空的擬定2.3.1限界2.3.1.1限界定義限界是擬定車道周邊構(gòu)筑物凈空的大小，是管線和設(shè)備安裝互相位置的依據(jù)，是專業(yè)間共同遵守的技術(shù)規(guī)定，它應經(jīng)濟、合理、安全可靠。2.3.1.2限界的制定原則1限界應依據(jù)車輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、施工方法、設(shè)備安裝等綜合因素進行分析計算擬定。2限界一般是按平直線路的條件進行制定。而曲線的限界應在直線地段限界的基礎(chǔ)上根據(jù)車輛的有關(guān)尺寸以及不同曲線半徑、超高分別進行加寬和加高。3在制定限界時，對結(jié)構(gòu)施工、測量、變形誤差，設(shè)備制造和安裝誤差，設(shè)計、施工、運營過程中難于預計的其它因素在內(nèi)的安全留量等，都應分別進行研究擬定。2.3.1.3鐵路隧道的凈空。建筑限界是指隧道襯砌等任何建筑物不得侵入的一種限界。鐵路隧道由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。主體建筑物是為了保持坑道穩(wěn)定，提供鐵道足夠的交通空間而修筑的。一般由洞身襯砌和洞門（涉及洞外的接長明洞）組成；附屬建筑物是為養(yǎng)護維修、供電、通風、通信、排水等的需要而修建的，涉及大小避車間，電纜溝槽，通風機房及風道，通信規(guī)定的無人增音站洞，供電規(guī)定的承力索的下錨裝置和維修接觸網(wǎng)使用的絕緣梯車洞等。直線隧道凈空。鐵路隧道凈空是指隧道襯砌內(nèi)輪廓所包絡(luò)的空間。新建鐵路隧道的凈空是根據(jù)國家標準規(guī)定的鐵路隧道建筑界線，并考慮遠期隧道內(nèi)軌道的類型的規(guī)定擬定。建筑界線是隧道結(jié)構(gòu)（襯砌）不得侵入的一種空間范圍，其制定的基礎(chǔ)是機車車輛限界（車輛限界是車輛形式在平直路段上運動的最大包絡(luò)線），再在車輛限界外側(cè)考慮洞內(nèi)設(shè)備（通信、照明等）設(shè)立尺寸規(guī)定，擬定出設(shè)立接近限界，最后在設(shè)備限界外側(cè)考慮隧道內(nèi)線路的也許偏移和施工、測量方法的誤差，擬定建筑限界。一般隧道凈空比隧道限界稍大一些，由于凈空除了滿足限界尺寸規(guī)定外，還應當考慮襯砌結(jié)構(gòu)受力合理等因素。曲線隧道凈空加寬列車行使在曲線上，由于車輛是剛性體導致車輛中心線（兩轉(zhuǎn)向架中心軸連線）與線路中心線出現(xiàn)偏移，在車輛兩端向曲線外側(cè)偏移、中間部分向曲線內(nèi)側(cè)偏移。此外，由于曲線地段上線路外軌要設(shè)超高（克服離心力），引車輛在垂直位置的傾斜，而導致限界向曲線內(nèi)側(cè)產(chǎn)生偏移。因此為了保證列車安全通過曲線隧道，必須將隧道凈空作適當?shù)募訉?。這就是曲線隧道斷面加寬。結(jié)合本隧道的曲線要素，加寬值為15cm。與直線隧道內(nèi)襯砌內(nèi)輪廓各段的幾何尺寸也許多的保持一致是曲線隧道斷面加寬的基本原則。這樣可以使施工簡便。2.3.1.4廈門－深圳單線電氣化巖腳隧道的凈空擬定廈門－深圳客運專線巖腳隧道是是單線電氣化隧道，按250km/h客貨共線鐵路兼顧雙箱運送的雙線隧道內(nèi)輪廓取標準凈空斷面。各種預留空間規(guī)定如下：1.安全空間在隧道側(cè)邊位置設(shè)立尺寸為0.8m（寬）×2.2m（高）的安全空間。安全空間內(nèi)涉及安放施工設(shè)施（0.3m寬）或開關(guān)柜（0.4m寬）的空間。2.救援通道在隧道側(cè)邊位置設(shè)立貫通的救援通道，用于自救或外部救援，尺寸為1.5m（寬）×2.2m（高），規(guī)定距中心線最少2.3m，在救援通道位置內(nèi)涉及放施（0.3m安放設(shè)施空間）或?qū)挾葹?.4m安放開關(guān)柜的空間。建筑限界和救援通道交叉無關(guān)，由于救援通道只在車輛停止時使用。本設(shè)計取200cm×160cm的接援通道。3.技術(shù)作業(yè)空間沿隧道襯砌預留寬為0.3m環(huán)形空間，用于安放施工輔助設(shè)施（如立腳手架），作為預留的襯砌補強或安裝建筑材料的空間。但不能運用預留的空間來滿足隧道施建設(shè)的施工誤差。本設(shè)計為0.3m。第3章隧道洞口位置和洞門的擬定3.1隧道洞口位置擬定的規(guī)定：隧道洞口位置應根據(jù)地形,地質(zhì),水文條件,同時結(jié)合環(huán)境保護,洞外有關(guān)工程及施工條件,運營規(guī)定,通過綜合分析比較擬定.隧道應早進洞,晚出洞,同時應符合下列規(guī)定:1.隧道洞口的設(shè)立,應減少對原有坡面的破壞；2.當洞口處有坍方,落石,泥石流等威脅時,應盡早進洞；3.線路跨溝或沿溝進洞時,應結(jié)合防排水工程,擬定洞口位置；4.漫坡地形的洞口位置,宜結(jié)合棄渣的解決,填方運用,排水以及有利施工等因素,綜合分析擬定；5.洞口段應結(jié)合地形,地質(zhì)條件和施工方法等擬定加固措施,必要時可采用地表注漿.3.2隧道洞口位置的比選：3.2.1方案的擬定該隧道的基巖風化層厚度變化大，全風化層進口附近處厚10~25m，出口附近厚10~15m，強風化層進口附近處厚0~8m，出口附近厚0~14m。隧道進口有水泥路通達，交通較為方便，出口處有山間小路，交通不便。進口段洞身位于花崗巖殘積層、全、強風化層中，屬淺埋段，洞口附近左邊有危巖落石，工程地質(zhì)條件較差。出口段洞身位于花崗巖殘積土及強風化層中，埋深很淺，施工中成拱困難，極易坍方，工程地質(zhì)條件較差。遵循以上洞口位置的規(guī)定和結(jié)合安全，經(jīng)濟性綜合考慮后，分別對隧道進口和出口各擬定三種方案進行比選。進口方案的擬定：方案一：設(shè)在DK112+739處方案二：設(shè)在DK112+749處方案三：設(shè)在DK498+744處出口方案的擬定：方案一：設(shè)在DK114+220處方案二：設(shè)在DK114+230處方案三：設(shè)在DK114+225處具體的位置見下圖hs—1、2、3、4。3.2.2方案的比選：3.2.2.1隧道進口方案的比選方案一：方案一的開挖量是三種方案中最少的，工程量也是最少的，符合“早進洞，晚出洞”的原則，也符合“宜長不宜短”的設(shè)計原則；但洞門的埋深較淺，洞門不穩(wěn)定。方案二：洞門的埋深是三種方案中最大的，洞門比較穩(wěn)定。但洞門的邊仰坡的開挖量較大，刷坡過長，經(jīng)濟上不劃算。且該地段坡度較陡，不利于施工機具的展開和工程機械的作業(yè)，又不符合“早進洞，晚出洞”的原則。方案三：方案三的開挖高度位于一、二方案之間，開挖量不大，且洞門較一方案穩(wěn)定，避免了“大挖大刷”，經(jīng)濟上也較三方案劃算。故選方案三。3.2.2.2隧道出口的方案比選方案一：方案一的開挖量是三種方案中最少的，工程量也是最少的，符合“早進洞，晚出洞”的原則，也符合“宜長不宜短”的設(shè)計原則；但洞門的埋深較淺，洞門不穩(wěn)定。且洞口W3和W4的分界處，地質(zhì)條件差。方案二：洞門的埋深是三種方案中最大的，洞門比較穩(wěn)定。但洞門的邊仰坡的開挖量較大，刷坡過長，經(jīng)濟上不劃算。且該地段坡度較陡，不利于施工機具的展開和工程機械的作業(yè)，又不符合“早進洞，晚出洞”的原則。方案三：方案三的開挖高度位于一、二方案之間，開挖量不大，且洞門較一方案穩(wěn)定，避免了“大挖大刷”，經(jīng)濟上也較三方案劃算。故選方案三。3.3隧道洞門的設(shè)計3.3.1隧道洞門的設(shè)計原則:1.隧道洞口應設(shè)立洞門,其結(jié)構(gòu)形式有端墻式,柱式,翼墻式,臺階式,選用時應根據(jù)洞口的地形,地質(zhì)條件和工作特點而定；2.當線路中線與洞口地形等高線斜交,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較不宜采用正交洞門,且圍巖分類在四類及以上時,可采用斜交洞門,其端墻與線路中線的交角不應小于45度.在松軟地層中,不宜采用斜交洞門；3.設(shè)立通風簾幕的洞門或通風道洞門與隧道洞門相連時,洞門的結(jié)構(gòu)形式應結(jié)合通風設(shè)備和規(guī)定一并考慮；4.位于城鄉(xiāng),風景區(qū),車站附近的洞門,必要時應考慮環(huán)境協(xié)調(diào)和建筑美觀的規(guī)定；3.3.2隧道洞門形式的選擇：洞門的形式很多，從構(gòu)造形式、建筑材料以及相對位置等可以劃分許多類型。目前，我國公路隧道的洞門形式有：端墻式、翼墻式、臺階式、柱式、削竹式、喇叭口式等。它們的合用條件及特性如表3-1：表3-1各種洞門形式項目端墻式翼墻式臺階式柱式削竹式喇叭口式合用的圍巖條件軸線與坡面基本正交，邊仰坡坡率為1：0.3~1：0.5邊仰坡坡率為1：0.75~1：1.5邊仰坡坡率為1：0.5~1：1.25邊仰坡坡率為1：0.5~1：0.75洞門周邊地形平緩地形地質(zhì)條件較好，洞口周邊開闊；積雪地帶易吹入雪特性易于施工抗滑、抗傾覆性能較好可減少靠山側(cè)仰坡開挖高度，一般與偏壓襯砌配合使用洞口受地形限制，無法布置翼墻式洞門模型板、配筋較費事，耗資較大模型板、配筋較費事，耗資大巖腳隧道進出口屬Ⅴ級圍巖，比較破碎，軟弱，再綜合考慮其他地質(zhì)情況、地形條件、各種洞門形式的合用條件以及經(jīng)濟條件后，該隧道采用端墻式洞門形式。又由于洞門的邊坡刷坡較大，故在洞門兩側(cè)修筑擋土墻。祥圖見hs—5、6。3.3.3洞門構(gòu)造及基礎(chǔ)設(shè)立應遵循下列規(guī)定：1．洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于1.0m，洞門墻頂高出仰坡腳不小于0.5m。2.洞門墻應根據(jù)實際需要設(shè)立伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結(jié)合其他工程類比擬定。3．洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基之上，應視地形及地質(zhì)條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不應小于1.0m，嵌入巖石地基的深度不應小于0.5m；基底標高應在最大凍結(jié)線以下不小于0.25m；地基為凍脹土層時，應進行防凍脹解決?；茁裰蒙疃葢笥趬吀鞣N溝、槽基底的埋置深度。4．松軟地基上的基礎(chǔ)，可采用加固基礎(chǔ)措施。5．洞門結(jié)構(gòu)應滿足抗震規(guī)定。第4章V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)計算及檢算4.1襯砌形式擬定依據(jù)《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》之規(guī)定：“鐵路隧道應作襯砌，根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用規(guī)定可分別采用噴錨襯砌、整體式襯砌、復合式襯砌。本隧道是準時速250km/m設(shè)計，內(nèi)凈空較大,故采用復合式襯砌。4.2襯砌設(shè)計規(guī)定襯砌設(shè)計應符合下列規(guī)定：襯砌斷面宜采用曲邊墻拱形斷面。隧道圍巖較差地段應設(shè)仰拱。仰拱曲率半徑應根據(jù)隧道斷面形狀、地質(zhì)條件、地下水、隧道寬度等條件擬定。路面與仰拱之間可采用混凝土或片石混凝土填充。當隧道邊墻底以下為整體性較好的堅硬巖石時，可不設(shè)仰拱。隧道洞口段應設(shè)加強襯砌。加強襯砌段的長度應根據(jù)地形、地質(zhì)和環(huán)境條件擬定。圍巖較差地段的襯砌應向圍巖較好地段延伸5～10m。偏壓襯砌段應向一般襯砌段延伸，延伸長度應根據(jù)偏壓情況擬定，一般不小于10m。4.3復合式襯砌復合式襯砌是由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式。復合式襯砌設(shè)計應符合下列規(guī)定：1．初期支護宜采用錨噴支護，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護形式單獨或組合使用。錨桿支護采用全長粘結(jié)錨桿。2．二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓順的等厚襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。3．在擬定開挖斷面時，除應滿足隧道凈空和結(jié)構(gòu)尺寸外，還應考慮圍巖及初期支護的變形，并預留適當?shù)淖冃瘟?。預留變形量的大小可根據(jù)圍巖級別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護情況等，采用工程類比法預測。巖腳隧道的圍巖等級為V級圍巖，所以預留變形量設(shè)立為60mm。4．復合式襯砌可采用工程類比法進行設(shè)計，并通過理論分析進行驗算。初期支護及二次襯砌的支護參數(shù)可參照表4-2選用，并應根據(jù)現(xiàn)場圍巖監(jiān)控量測信息對設(shè)計支護參數(shù)進行必要的調(diào)整。表4-1巖腳隧道復合式襯砌設(shè)計參數(shù)圍巖級別初期支護二次襯砌厚度（cm）噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)鋼架拱、墻混凝土仰拱混凝土拱部、邊墻仰拱位置長度間距Ⅴ25—拱、墻3.51.0拱、墻＠10×10拱墻仰拱4545巖腳隧道為V級圍巖，故按照上表中V級圍巖的規(guī)定值進行計算。本次設(shè)計采用V級圍巖進行二次襯砌結(jié)構(gòu)計算及檢算，采用ANSYS軟件進行計算。地下結(jié)構(gòu)的計算模型有兩類，一類是以支護結(jié)構(gòu)作為承載主體，圍巖作為荷載同時考慮其對支護結(jié)構(gòu)的變形約束作用模型，稱為荷載結(jié)構(gòu)模型。另一類，視圍巖為承載主體，支護結(jié)構(gòu)則約束圍巖向隧道內(nèi)變形的模型，稱為地層結(jié)構(gòu)模型。荷載結(jié)構(gòu)模型認為圍巖對支護結(jié)構(gòu)變形的約束作用是通過彈性支承來體現(xiàn)的，而圍巖的承載能力則在擬定圍巖壓力和彈性支承的約束能力時間接地考慮。地層結(jié)構(gòu)模型將支護結(jié)構(gòu)與圍巖視為一個整體，作為共同承載的地下結(jié)構(gòu)體系。它符合當前的施工技術(shù)水平，采用快速和早強的支護技術(shù)可以限制圍巖的變形，從而阻止圍巖松動壓力的產(chǎn)生，特別合用于新奧法施工的支護結(jié)構(gòu)——錨噴支護和復合式襯砌。但在經(jīng)驗不豐富時采用荷載結(jié)構(gòu)模型，本次設(shè)計采用荷載結(jié)構(gòu)模型計算。4.4模型抱負化4.4.1支護結(jié)構(gòu)的抱負化對于復合式襯砌，當噴層較薄（如5cm以下）時，可以離散化為桿單元，當噴層較厚（如5cm以上）時，可以離散化為梁單元；二次襯砌與整體式襯砌相同，離散化為梁單元，噴層和二次襯砌之間用桿單元連接；噴層和二次襯砌底面解決可按整體式隧道襯砌底面解決。4.4.2圍巖的抱負化對于復合式襯砌，由于噴層和二次襯砌之間設(shè)有防水層，因此，它們之間只傳遞法向力，不傳遞摩擦力，因此，噴層和二次襯砌之間的作用可用法向桿單元來模擬。4.4.3外荷載抱負化——等效節(jié)點荷載隧道支護結(jié)構(gòu)所承受的外荷載，除了結(jié)構(gòu)的自重外，重要就是圍巖壓力，這里要著重指出的，就是在擬定圍巖壓力的大小和分布規(guī)律時，除了根據(jù)圍巖的級別外，還必須根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、施工方法等多種因素綜合考慮。由于在有限元分析中，認為作用在隧道結(jié)構(gòu)上的外荷載和內(nèi)力都通過節(jié)點進行傳遞。所以隧道結(jié)構(gòu)抱負化的另一個重要內(nèi)容，就是將作用在單元中間的荷載，無論是分布荷載或是集中荷載都應置換成作用在單元節(jié)點上的荷載，稱為節(jié)點荷載。在進行有限元分析時，嚴格的說，應按靜力等效的原則進行置換，即節(jié)點荷載所作的虛功應等于單元上荷載所做的虛功。但在實際中，也常按簡支分派的原則進行置換。如要將豎向勻布荷載q置換為節(jié)點荷載，就可按下面的方法進行：節(jié)點荷載等于勻布荷載的集度q乘上節(jié)點相鄰兩單元水平投影的一半，再乘上隧道結(jié)構(gòu)的計算寬度b，平面應變問題中，b常取等于1。但對拱腳節(jié)點荷載，就只將剩下的半個單元長的分布荷載作為集中力移至拱腳節(jié)點上，而又常略去遷移力時所產(chǎn)生的力矩。4.4.4單元和節(jié)點編號，邊界條件4.4.4.1單元和節(jié)點編號在有限元分析中，為了能使計算機自動地有條不紊地進行計算，必須對結(jié)構(gòu)的離散單元和節(jié)點進行編號。單元和節(jié)點的劃分及編號，應注意以下幾點；1．每個節(jié)點都要編號，節(jié)點編號從1開始，連續(xù)編號，中間不能間斷。2．每個單元也要編號，單元編號從1開始，連續(xù)編號，中間不能間斷。3．一個單元內(nèi)不能包具有兩種不同的材料特性。4．抗力系數(shù)變化點、截面厚度變化點、集中荷載作用點、勻布荷載變化點等都應設(shè)立一個節(jié)點。5．與第i號節(jié)點連接的彈簧，即為第i號彈簧單元，與第j號節(jié)點連接的基底，即為第j號基底單元。4.4.4.2邊界條件無論何種隧道支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，都有一定的位移邊界條件。所謂邊界條件就是通常所說的結(jié)構(gòu)支承方式。此處用一剛性鏈桿加以約束，模擬圍巖的彈簧都必須正好設(shè)立在互相作用的區(qū)域內(nèi)，彈簧的底座都是固定不動的，以上這些就是隧道支護結(jié)構(gòu)分析時的邊界條件。4.5荷載計算及二次襯砌計算4.5.1深淺埋段的擬定寬度影響系數(shù)：荷載等效高度：淺埋隧道分界深度：由此可知：本隧道洞門段的Ⅴ級圍巖屬于淺埋隧道，其余屬于深埋隧道。4.5.2V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)計算：計算作用在襯砌結(jié)構(gòu)的積極荷載。作用在結(jié)構(gòu)上的荷載形式為均布豎向荷載q和均布水平側(cè)向荷載e，其側(cè)壓系數(shù)為0.15，即。荷載等效高度二次襯砌的荷載按所有荷載的50%考慮：均布豎向荷載：均布水平側(cè)向荷載：計算簡圖變形圖彎矩圖軸力圖剪力圖4.5.2.1截面檢算，，，按抗拉控制檢算。（4-1）式中K—安全系數(shù)，由規(guī)范查得；N—軸向力（KN）；E—軸向力偏心矩；d—截面厚度（m）；—構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對于貼壁式隧道襯砌、明洞拱圈及墻背緊密回填的邊墻，可取，對于其它構(gòu)件，應根據(jù)其長細比按規(guī)范選用；—混凝土的抗拉極限強度，按規(guī)范采用；b—截面寬度（m）。本設(shè)計中相關(guān)取值如下：經(jīng)檢算，，滿足條件。第5章其他洞內(nèi)附屬設(shè)施設(shè)計5.1防排水設(shè)計在鐵路隧道質(zhì)量檢查評估標準中，隧道滲漏水對工程質(zhì)量評估影響極大。它直接影響到隧道外觀質(zhì)量、機電通訊設(shè)施的正常運營及行車安全，由于排水不暢，地下水壓力還會加大隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力，影響到隧道襯砌結(jié)構(gòu)的營運安全，對黃土及軟巖隧道，它還會改變圍巖的力學特性，影響隧道襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，防排水設(shè)計的好壞關(guān)系到隧道工程的成敗。5.1.1一般規(guī)定1、隧道防排水應遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和營運設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道防排水設(shè)計應對地表水、地下水妥善解決，洞內(nèi)外應形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)。2、當采用防排水工程措施時，應注意保護自然環(huán)境。當隧道內(nèi)滲漏水引起地表水減少，影響居民生產(chǎn)、生活用水時，應對圍巖采用堵水措施，減少地下水的滲漏。5.1.2防水1.隧道地表溝谷、坑挖積水、滲水對隧道有影響時，宜采用疏導、溝補、鋪砌和填平等處治措施。廢棄的坑穴、鉆孔等應填實封閉。隧道附近的水庫、池沼、溪流、井泉水、地下水，當有也許滲入隧道時，應采用防水或減少其下滲的解決措施。2．隧道采用復合式襯砌時，在初期支護與二次襯砌之間應設(shè)立防水板及無紡布。規(guī)定如下：（1）無紡布密度不小于300g/m2.（2）防水板應采用易于焊接的防水卷材，厚度不小于1.0mm，接縫搭接長度不小于100mm。本設(shè)計執(zhí)行情況：（1）采用400g/m2土工布。（2）采用厚1.2mm的隧道專用防水卷材。3.隧道二次襯砌的施工縫、沉降縫、伸縮縫應采用可靠的防水措施。隧道內(nèi)防水板鋪設(shè)流程見圖5-1：圖5-1防水板鋪掛過程圖5.1.3排水1.隧道洞內(nèi)宜按地下水和營運清洗污水、消防污水分離排放的原則設(shè)立縱向排水系統(tǒng)，應能保證排水暢通，避免洞內(nèi)積水。2.隧道內(nèi)排水應符合下列規(guī)定：（1）路面兩側(cè)應設(shè)縱向排水溝，引排營運清洗水、消防水和其它廢水。（2）隧道縱向排水坡宜與隧道縱坡一致。（3）路側(cè)邊溝可設(shè)立為開口式明溝或暗溝。當邊溝為暗溝時，應設(shè)沉沙池、濾水蓖，其間距為25m。（4）檢修道或人行道的道面應考慮排水，可酌情設(shè)0.5%～1.5%的橫坡，亦可在墻腳與檢修道交角處設(shè)寬50mm、深30mm的縱向凹槽，以利道面清潔排水。5.1.4洞口防排水1.隧道、輔助坑道的洞口及明洞應設(shè)立截水溝和排水溝，洞口邊坡、仰坡應采用防護措施，防止地表水的下滲和沖刷。2.為防止洞外水流入隧道內(nèi)，可在洞口外設(shè)立反向排水邊溝或采用截流措施。具體位置詳見hs—5、6。5.2運營通風和照明5.2.1運營通風一般規(guī)定，長度大于8km的電氣化鐵路隧道應設(shè)立運營通風設(shè)備。結(jié)合高速鐵路隧道的特殊情況，運營通風設(shè)立宜采用如下原則：長度大于10km的專長隧道，應設(shè)立運營通風和防災通風；小于等于10km而大于6km的隧道，結(jié)合輔助坑道的設(shè)立，當輔助坑道用作緊急疏散通道，則在緊急出口處考慮防災疏散通風設(shè)備，其他不考慮運營通風。由于本設(shè)計隧道小于10km，故不考慮運營通風。5.2.2照明隧道內(nèi)照明的設(shè)立重要是考慮養(yǎng)護維修、滿足緊急情況下的人員疏散及救援人員的通行規(guī)定，同時也考慮列車進入隧道后的亮度變化對旅客乘車舒適度的影響，照明設(shè)計應滿足下列規(guī)定：⒈行車時速在300km以下，長度大于500m的隧道，應設(shè)立固定式電力照明設(shè)備；本設(shè)計符合規(guī)定，故設(shè)立固定式電力照明設(shè)備；⒉應急照明燈具安裝間隔不大于50m，應急照明必須在供電中斷時能自動接通并能連續(xù)工作2小時以上。本隧道應急照明燈具間距取40m。⒊緊急呼喊電話處、緊急出口處、緊急出口通道內(nèi)均應設(shè)立應急照明燈具。5.3其它設(shè)施5.3.1消防設(shè)施隧道可根據(jù)需要設(shè)立消防設(shè)施，消音設(shè)施不得侵入建筑限界。1．同一時間內(nèi)僅按1處火災考慮,火災延續(xù)時間最長1h,同時使用水栓4支,每支需流量5L/s,共計20L/s。2．消火栓與化學滅火器設(shè)在隧道兩側(cè),交替布置,間距50m。第6章施工組織設(shè)計6.1概述隧道施工組織設(shè)計是組織施工的基本文獻。它是根據(jù)設(shè)計文獻規(guī)定、隧道工程特點、現(xiàn)場圍巖條件、周邊環(huán)境、施工技術(shù)裝備和施工力量、工期規(guī)定等技術(shù)與經(jīng)濟因素，在保證安全、經(jīng)濟的前提下編制而成。通過施工組織設(shè)計擬定合理的施工方法，對整個工程施工過程做出全面、科學的規(guī)劃和部署，并制訂出工程所需的投資、材料、機具、設(shè)備、勞動力等的供應計劃，并提出組織措施和對也許出現(xiàn)問題的對策等，保證隧道施工順利進行。6.1.1編制原則1．認真貫徹國家基本建設(shè)的各項方針政策，嚴格執(zhí)行基本建設(shè)程序。2．嚴格遵守簽訂的工程施工承包協(xié)議或上級下達的施工期限，保證按期或提前完畢隧道施工任務(wù)。3．地下工程受圍巖環(huán)境影響大，施工、設(shè)計及建設(shè)單位應通力合作，做好調(diào)查研究、選定施工部署和施工方案。4．統(tǒng)籌全局，組織好工程協(xié)作，分期分批配套組織施工，以達成縮短建設(shè)周期、迅速交付使用和形成綜合生產(chǎn)能力的效果。5．合理安排施工順序，組織平行流水立體交叉作業(yè)。6．貫徹全面質(zhì)量管理，堅持質(zhì)量第一的原則；地下工程危險性大，要保證安全施工，貫徹執(zhí)行有關(guān)各項隧道施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程。7．積極采用新技術(shù)、新工藝、新方法，不斷提高機械化施工及預制裝配化施工限度，減輕勞動強度，盡量減少成本和提高勞動生產(chǎn)率。8．貫徹因地制宜、就地取材的原則，盡量運用本地資源，采用革新、改造、挖潛措施，節(jié)約投資，減少工程成本。9．做好人力、物力的綜合平衡調(diào)配，組織安排好冬、雨季施工及洞口排水和隧道工程建筑材料的運送、儲備工作，力爭全年安全均衡的施工。10．統(tǒng)籌布置隧道施工場地，盡量減少和合理緊湊地布置施工臨時設(shè)施，節(jié)約施工用地，不占或少占農(nóng)田，不拆或少拆城市房屋和各種設(shè)施，要方便職工的生產(chǎn)和生活。6.1.2施工原則1．巖腳隧道均按噴錨構(gòu)筑法原則及全過程信息化組織施工，鉆爆開挖，噴錨支護，模筑襯砌。采用新奧法臺階法施工。2．隧道進、出口段巖體較破碎、節(jié)理發(fā)育，全風化帶中也許分布強、弱風化球狀透鏡體、強風化帶也許分布有弱風化球狀透鏡體。圍巖完整性及穩(wěn)定性差，施工時須進行預加固解決及超前支護，進口邊仰坡宜放緩，并及時支擋及加強坡面防護，加強截排地表水。洞身施工時加強支撐防護，開挖后應及時襯砌。3．土質(zhì)及軟弱破碎圍巖隧道采用人工風鎬開挖，盡量減少對圍巖的擾動。石質(zhì)隧道均采用上臺階光面爆破、下臺階預裂爆破，嚴格控制超挖。對軟巖、破碎巖層，實行淺眼多循環(huán)，超前支護及強支護、早封閉的開挖原則。4．隧道洞內(nèi)按無軌運送組織施工。5．挖、裝、運，錨噴施工支護、襯砌等工序按配套完善、匹配合理原則組織機械化作業(yè)。6．施工過程中遵循“弱爆破、強支護、勤量測、早襯砌”的原則，保證隧道施工安全。6.2施工方法的選擇施工方法對結(jié)構(gòu)形式的擬定和隧道土建工程造價有決定性影響。施工方法的選定，一方面受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件等多因素的制約，同時也會對工程的難易限度、工期、造價、運營效果等產(chǎn)生直接影響。新奧法是應用巖體力學原理，以維護和運用圍巖的自穩(wěn)能力為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土集合在一起作為重要支護手段，及時進行支護，以便控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護體系的組成部分，形成以錨桿、噴射混凝土和隧道圍巖三位一體的承載結(jié)構(gòu)，共同支承山體壓力；通過對圍巖的現(xiàn)場量測，及時反饋圍巖—支護復合體的力學動態(tài)及變化情況，為二次支護提供合理的架設(shè)時機；通過監(jiān)控量測反饋的信息來指導隧道和地下工程的設(shè)計和施工。由于新奧法在隧道工程中的成功應用，當前已被國內(nèi)外作為隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的重要方法。新奧法的理論基礎(chǔ)是最大限度地發(fā)揮圍巖的自承作用。以噴射混凝土、錨桿加固和量測技術(shù)為三大支柱的新奧法，有一套盡也許保護隧道圍巖原有強度、允許圍巖變形，但又不致出現(xiàn)強烈松弛破壞，及時掌握圍巖和支護變形動態(tài)的隧道開挖與支護原則，使隧道圍巖變形與限制變形的結(jié)構(gòu)支護抗力保持動態(tài)平衡，使施工方法具有很好的合用性和經(jīng)濟性。巖腳隧道全長1486米，其中Ⅱ級圍巖段長970m，Ⅲ級圍巖段共240m，Ⅳ級圍巖段共130m，Ⅴ級圍巖段共146m。Ⅴ級圍巖段位于隧道進出口，為花崗巖全、強風化帶，厚度18～23m，屬淺埋段。Ⅳ級圍巖段在DK112+779m及DK113+883m處為凝灰熔巖與黑云母花崗巖的接觸帶，附近地下水發(fā)育，巖體破碎?？傮w上Ⅳ、Ⅴ級圍巖段工程地質(zhì)條件較差。根據(jù)巖腳隧道工程地質(zhì)勘察報告，Ⅱ、Ⅲ級圍巖段地下水量不大且無不良地質(zhì)現(xiàn)象，此段隧道屬深埋段，且全長約1210m，約占該隧道全長的80%。因此可選用短臺階法進行開挖。但由于進口和出口出的圍巖級別較差，在洞口處就采用單側(cè)壁導坑法進行施工。本隧道采用噴錨構(gòu)筑法進行施工，即根據(jù)新奧法原理，結(jié)合本隧道具體情況，以合理運用圍巖的自承能力，盡量減少開挖隧道對周邊圍巖的擾動為原則，采用控制爆破技術(shù)開挖，以錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及鋼架作為重要施工支護手段，模筑混凝土為二次襯砌，并通過現(xiàn)場監(jiān)控量測指導設(shè)計和施工。所謂臺階法，就是為了控制圍巖變形而采用的縱向分部開挖法。它將結(jié)構(gòu)斷面提成兩步或多步開挖，具有上下兩個工作面或多個臺階時有多個工作面開挖。其優(yōu)點是靈活多變、合用性強。視圍巖條件及機械配套情況派生出的各種臺階法，可根據(jù)工程實際、圍巖條件及機械條件，選擇適合的方式。短臺階的長度約在15m。這種方法由于上、下斷面的開挖面較接近，兩個開挖面作業(yè)有干擾，并且存在上半斷面出碴打亂開挖循環(huán)平衡的問題。上半斷面的出碴可用斜坡道、皮帶輸送機、裝載轉(zhuǎn)運機等組合起來使用。開挖、支護順序如下：先行上下臺階開挖，上臺階開挖時，每次開挖循環(huán)進尺控制在1.0m；然后施做上臺階初期支護，初期支護墻腳設(shè)鎖腳錨桿，圍巖變形較大時設(shè)臨時仰拱；下臺階開挖時，每次開挖循環(huán)進尺應控制在1.0m左右；然后施作下臺階初期支護；再進行仰拱超前澆注；最終全斷面二次襯砌。單側(cè)壁導坑法一般是將斷面提成三塊：單側(cè)壁導坑(1)、上臺階(2)、下臺階(3)。單側(cè)壁導坑尺寸應本著充足運用臺階的支撐做，應考慮機械設(shè)備和施工條件而定。圖6-1單側(cè)壁導坑法施工示意圖單側(cè)壁導坑法的施工作業(yè)順序為：1.開挖單側(cè)壁導坑，并進行初次支護(錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐、噴射混凝土)，應盡快使導坑的初次支護閉合；2.開挖上臺階，進行拱部初次支護，使其一側(cè)支承在導坑的初次支護上，另一側(cè)在下臺階上；3.開挖下臺階，進行另一側(cè)邊墻的初次支護，并盡快建造底部初次支護，是全斷面閉合；4.拆除導坑臨空部分的初次支護；5.建造內(nèi)層襯砌。單側(cè)壁導坑法是將斷面橫向提成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小。并且封閉型的導坑初次支護承載能力大，所以，單側(cè)壁導坑法使用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。6.3各種施工工藝6.3.1砂漿錨桿施工工藝和方法6.3.1.1施工工藝由測量人員按圍巖級別和設(shè)計規(guī)定在工作面布眼后，采用風動錨桿鉆機或風鉆鉆孔，鉆孔時應根據(jù)巖石走向及傾角調(diào)整錨桿孔角度?？讖酱笥跅U體直徑15～20mm，鉆至規(guī)定深度后，用高壓風吹孔，清除孔內(nèi)碎屑、積水。用牛角泵或注漿器（自制）向孔內(nèi)灌入孔深2/3的水泥砂漿，注漿器應插至距孔底5～10cm處，隨漿液注入緩慢均勻地拔出，并及時用止?jié){塞或水泥紙堵住孔口，以免漿液溢出。注漿壓力不得大于0.4MPa。然后打入錨桿，孔口不滿部分補灌，再用砂漿將孔口抹平。待漿液達成一定強度后，上好拖板，與外露桿體焊接牢固。6.3.1.2施工方法錨桿預先在洞外按設(shè)計規(guī)定加工制作，施工時錨桿鉆孔位置及孔深必須精確，將錨桿除去油污、鐵銹和雜質(zhì)。先用鉆機按設(shè)計規(guī)定鉆鑿錨桿孔眼，鉆孔直徑φ42mm，鉆孔深度大于錨桿設(shè)計長度10cm。達成標準后，用高壓風清除孔內(nèi)巖屑，然后將濕潤好的藥包頂入孔內(nèi)，然后將加工好的桿體插入孔內(nèi)，并將錨桿與鋼筋網(wǎng)焊為整體。待終凝后按規(guī)范規(guī)定抽樣進行錨桿抗拔實驗。砂漿錨桿安裝允許偏差和檢查方法同中空注漿錨桿6.3.2濕噴砼施工工藝和方法6.3.2.1施工工藝噴混凝土采用濕噴法，隨開挖隨初噴3-5cm混凝土，以保證開挖面穩(wěn)定，減少落石及小范圍塌方。，再施作、掛鋼筋網(wǎng)、架立格柵鋼架、復噴混凝每次4-6cm混凝土，至設(shè)計厚度，拱腳、墻角部分增設(shè)鎖腳錨桿。噴射砼采用攪拌站拌和，采用濕噴法施工。料場料場壓力泵配料拌合機噴射機壓風機噴頭輸料管圖6-2濕噴法施工工藝框圖表6—1噴射砼結(jié)構(gòu)外形尺寸允許偏差（mm）和檢測方法序號項目邊墻拱部檢查方法1平面位置±10－尺量2垂直度（‰）5－尺量3高程－＋50－10水準測量4結(jié)構(gòu)平整度35502m靠尺和塞尺6.3.3隧道防排水板施工工藝和方法6.3.3.1施工準備透水管安裝好后施工防水板，施工前應先對欠挖部位進行鑿除，并且對噴砼凹凸不平的部位進行分層噴射砼找平巖面，對外露的錨桿及鋼筋頭截除并用砂漿摸平，運用可升降平臺采用無錨釘鋪設(shè)法施工。防水板為復合式防水板，板幅寬度4m，環(huán)向長度為噴混凝土內(nèi)輪廓線長度加富余量，富裕量一般為噴混凝土內(nèi)輪廓線長度的10%計算。防水板在洞外粘結(jié)（或焊接）好。6.3.3.2施工方法將防水板鋪設(shè)臺架移至作業(yè)地段就位。防水板鋪設(shè)情況詳見防水板鋪設(shè)及懸承拉絲定位示意圖內(nèi)的①。在支撐架上縱向鋪設(shè)懸承用的φ6鋼拉絲和8＃鐵絲。將卷成筒狀的防水板置于支架中央，放開防水板使之自由垂落在支撐架兩側(cè)，若采用無紡布作濾層時，需將無紡布與防水板密切疊合后整體鋪設(shè)；張掛防水板情況詳見防水板鋪設(shè)及懸承拉絲定位示意圖內(nèi)的②。旋轉(zhuǎn)絲杠使支撐架升起，防水板盡量緊貼隧道壁面。卸掉上一循環(huán)固定懸承拉絲的膨脹螺栓，將上一循環(huán)的拉絲露頭與本循環(huán)的懸承拉絲逐根相連，張拉鐵絲將防水板與壁面貼緊，再將懸承拉絲的另一端固定在膨脹螺栓上，懸承拉絲定位見防水板鋪設(shè)及懸承拉絲定位示意圖內(nèi)的③。懸承順序為先拱后墻、由上而下進行，考慮到拱部受力較大及懸承拉絲有一定的彈性變形，拱頂及兩側(cè)拱腳各設(shè)立2道φ6鋼絲懸承。搭接縫采用15cm寬的三合板置于錨噴面與前一組防水板端頭作為粘（焊）接平面，邊粘（焊）環(huán)向邊沿，邊移動三合板，粘（焊）接完畢后撤出。旋轉(zhuǎn)絲杠下降支撐架，本循環(huán)防水板鋪設(shè)結(jié)束。6.3.3.3隧道施工縫止水帶防排水在隧道洞身及其附屬洞室襯砌時，各種施工工作縫是襯砌的薄弱環(huán)節(jié)，施工中注意做好這些縫隙防水工作，保證隧道建成后不滲不漏。拱墻施工縫環(huán)向設(shè)立中埋式橡膠止水帶和拱墻外貼PVC塑料止水帶。在沉降縫、伸縮縫施工時，在接頭中間砼中嵌入橡膠止水帶和拱墻外貼PVC塑料止水帶防水。具體施工方法為：在進行上一循環(huán)時，在沉降縫處的擋頭模板中間安裝橡膠止水帶及外貼PVC塑料止水帶，將橡膠止水帶一半打入砼中，另一半打入下一循環(huán)的襯砌砼中。6.4二次襯砌施工工藝和方法6.4.1施工工藝砼拌合機拌制混凝土，由砼運送車運送。二襯砼施工采用自動走行全斷面液壓鋼模板臺車，長度12m，鋼面板厚度8mm。行走軌道采用43kg/m的鋼軌，嚴格控制軌道中心距和軌面標高。模板臺車定位采用五點定位法，臺車頂部加設(shè)木撐或千斤頂，以免在澆筑邊墻砼時臺車上浮。運用襯砌臺車與混凝土輸送泵配合送砼入模，進行墻拱整體式襯砌，在臺車上裝配附著平板式振動器進行振搗。一次灌注長度為12米。模板臺車應作到準確對位，支撐牢固，保證剛度，澆筑中不變形，不走移。仰拱與邊墻腳按每循環(huán)12m連續(xù)施工。6.4.2施工方法模筑砼二次襯砌的施工作業(yè)，結(jié)合隧道圍巖變形觀測結(jié)果，在圍巖和噴錨支護變形基本穩(wěn)定期進行。前面工序進行完畢并經(jīng)復測后，臺車就位，運用安裝在車上的電動液壓裝置，進行立模與拆模作業(yè)，模板表面光滑。接頭整齊平順，擋頭板與巖壁間隙嵌塞緊密。大小避車洞施工。修筑大小避車洞前，先劃出其位置，在其相鄰前后兩端邊墻完畢后進行。避車洞拱架采用鋼木組合結(jié)構(gòu)拱架，采用15～18kg／m的小鋼軌彎成拱弧，其余構(gòu)件用75×75mm等邊角鋼焊接而成，墻架采用10×15cm方木或圓木制成，每座大避車洞由3榀拱墻架組成，每座小避車洞由2榀拱墻架組成。邊墻施工時，注意不要漏設(shè)或錯設(shè)避車洞，避車洞位置與襯砌斷面變化處及沉降縫或伸縮縫位置錯開。避車洞位置要符合規(guī)定，特別注意與內(nèi)軌頂高有關(guān)的h值，因它在直線和曲線隧道不同；而曲線隧道的內(nèi)側(cè)和外側(cè)又有不同。合格仰拱、邊墻腳二次襯砌合格仰拱、邊墻腳二次襯砌襯砌臺車就位灌筑前檢查開始砼輸送泵砼養(yǎng)護脫模進行下一循環(huán)模板清刷、上油結(jié)束砼灌筑施工縫解決、配筋全洞襯砌是否完畢20×30mm遇水膨脹膩子條是否安裝防水板層不合格圖6-4洞身二次襯砌施工工藝框圖水溝及電纜槽：水溝及電纜槽施工在襯砌、仰拱、隧底填充完后進行。水溝及電纜槽施工采用組合模板，立模要嚴格控制尺寸，標高。水溝及電纜槽蓋板采用預制構(gòu)件，蓋板鋪設(shè)要平穩(wěn)，蓋板與溝沿的縫隙應用砂漿填平，不得出現(xiàn)“三條腿”現(xiàn)象。二次襯砌施做時間應在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定并具有下列條件收斂：1隧道周邊位移速度明顯下降；2水平收斂（拱腳邊墻中部）速度≤0.2mm/d；3拱頂或底板垂直位移速率≤0.1mm/d；4施作二次襯砌前的位移值已達總位移的90%以上；5初期支護表面裂縫不再繼續(xù)發(fā)展。當不能滿足上述條件、圍巖變形無收斂趨勢時必須采用措施使初期支護基本穩(wěn)定后，允許施作二次襯砌，或者根據(jù)規(guī)定采用加強襯砌，及時施工。表6—2襯砌結(jié)構(gòu)外形尺寸允許偏差（mm）和檢查方法序號項目邊墻拱部檢查方法1平面位置±10－尺量2垂直度（‰）2－尺量3高程－+30、0水準測量4結(jié)構(gòu)平整度15152m靠尺和塞尺6.5施工進度計劃6.5.1施工進度計劃概述施工進度計劃是根據(jù)施工部署和施工方案，合理的擬定所有工程項目的先后順序，施工期限，開工和竣工的日期，以及它們之間的搭接關(guān)系，是控制工程施工進度和工程竣工期限等各項施工活動的依據(jù)。隧道施工進度計劃的總體思緒是：根據(jù)隧道長度、各工區(qū)的地質(zhì)條件、工期規(guī)定、選用的施工機械設(shè)備、施工方法等因素，參照國內(nèi)外鐵路隧道施工的月、旬平均進度指標等，按工期規(guī)定編制施工組織計劃，預定施工準備、開工計劃、竣工計劃。因此，編制合理的施工進度計劃對于保證各項目以及整個建設(shè)項目的按期交付使用，減少成本等都具有重要意義。6.5.2施工進度計劃的編制原則和內(nèi)容1．施工進度計劃的編制原則(1)遵守協(xié)議工期，以配套投產(chǎn)為目的。把工藝調(diào)試在前，施工難度較大，工期較長的安排在前面，把工藝調(diào)試在后，施工難度一般，工期較短的項目安排在后，以便在形成新的生產(chǎn)能力的同時，減少投資額，充足發(fā)揮投資效益；(2)從資金的時間價值觀念出發(fā)，在年度投資額的分派上，盡也許將投資額少的工程項目安排在最初年內(nèi)施工，投資額大的項目安排在最后施工年度內(nèi)施工，以減少投資貸款利息；(3)采用合理的施工方法。所有單位工程，重要的分部、分項工程盡也許組織流水施工，使施工連續(xù)、均衡的進行，減少工程施工成本；(4)充足估計出圖的時間和材料，設(shè)備的到貨情況，使每個施工項目的施工準備、土建工程、設(shè)備安裝和試車運轉(zhuǎn)的時間能合理地搭接；(5)擬定一些調(diào)劑項目，以達成既保證重點又達成均衡施工的目的；(6)合理安排施工順序，除本著先地下后地上、先深后淺、先干線后支線、先地下管