铁路隧道毕业设计终结版Word文件下载.doc
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毕业设计(论文)任务书
班级学生姓名学号
发题日期:
2007年4月23日完成日期:
6月20日
题目:
厦门-深圳铁路客运专线岩脚隧道(单线电气化)设计
1、本论文的目的、意义:
目的:
毕业设计是对大学四年学习知识的检验和考察,通过这次毕业设计使学生对本专业的知识有更深一步的了解,和更深一步的掌握,以便在以后的学习工作中能灵活的运用所学专业的知识。
意义:
毕业设计是大学四年来最重要的一项学习内容,是对四年所学知识的总结与运用。
通过大学四年的学习,在课程设计的基础上,运用学过的基础理论和专业知识,结合工程实际,参考国家有关规范、标准、工程设计图集及其他参考资料,独立地完成所要求的设计任务。
同时要系统的掌握设计计算步骤、方法,培养我们分析、解决问题的能力,为以后的走上工作岗位,从事有关设计、施工等具体实践工作奠定基础。
2、学生应完成的任务
(1)毕业设计说明书一份(≥15000);
(2)隧道平、纵断面设计图各一张(2号图纸);
(3)隧道进、出口洞门(结构)设计图各一张(2号图纸);
(4)隧道内各级围岩支护结构图一张(3号图纸);
(5)隧道施工程序图一张(2号图纸);
(6)隧道防排水布置图一张(3号图纸);
(7)10000字符的英文献翻译。
3、设计各部分内容及时间分配:
(共10周)
第一部分布置设计任务,熟悉设计资料及要求,确定隧道内净空(1周)
第一部分隧道进出、口位置的确定(0.5周)
第三部分隧道平、纵断面设计(洞门设计)(1.5周)
第四部分Ⅴ级围岩支护结构设计计算(两种方法)(2.5周)
第五部分选择施工方法(1.5周)
第六部分外文翻译、绘图及文整工作,机动(实习)(2周)
评阅及答辩(1周)
备注
指导教师:
2007年4月20日
审批人:
年月日
西南交通大学本科毕业设计第VII页
摘要
客运专线是以客运为主的快速铁路。
目前在我国,铁路等级除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级外又增加了“客运专线”等级,时速200至350km/h的铁路统称为客运专线,曲线半径一般在2200m以上。
本设计是厦门-深圳铁路客运专线岩脚隧道(单线电气化)初步设计,设计速度为250km/h。
里程为DK112+734—DK114+225。
本设计主要包括:
隧道进、出口洞口位置比选及洞门形式的选择,隧道平、纵断面设计及构造设计,V级围岩衬砌结构设计、计算及检算,施工组织设计及工程量计算四个部分。
洞口位置比选和洞门形式的选择主要根据地形条件,结合防排水要求,以“早进洞,晚出洞”为原则确定洞口位置,并根据土压力的大小确定本隧道的洞门形式为挡墙式洞门。
平、纵断面设计及构造设计主要包括平面线形和纵坡形式及坡率的确定,平面设计包括直线和曲线(R=7000m,L=1426.22m,T=714.63m,l=220m),纵坡形式采用单向坡,坡率为3.5‰,同时对建筑限界的确定做了较为详细的说明。
衬砌结构设计和结构计算是本设计的重点。
首先根据规范的要求初步拟定横断面的断面形式和各部分尺寸,计算作用在隧道结构上的荷载并将其转化为集中力,运用ANSYS软件计算出结构的内力并绘制内力图和变形图。
施工组织设计主要包括施工方法选择、施工组织措施、施工进度计划和工程量计算等。
关键词:
客运专线;
隧道;
单车道;
初步设计
Abstract
Thepassengertransportationspeciallineisbythepassengertransportationprimarilyfastrailroad.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
目录
第1章绪论 1
1.1设计依据与原则 1
1.1.1设计依据 1
1.1.2主要设计原则 1
1.2工程地质及水文地质 2
1.2.1概况 2
1.2.2地层岩性 2
1.2.3地质构造及地震动参数 3
1.2.4水文地质条件 3
1.2.5环境工程地质 3
1.2.6隧道工程地质条件 4
第2章隧道平、纵断面设计 7
2.1隧道平面设计 7
2.2隧道纵断面设计 7
2.2.1隧道内纵坡形式确定 7
2.2.2隧道内纵坡坡率的确定 7
2.3隧道净空的确定 8
2.3.1限界 8
第3章隧道洞口位置和洞门的确定 11
3.1隧道洞口位置确定的要求:
11
3.2隧道洞口位置的比选:
3.2.1方案的拟定 11
3.2.2方案的比选:
12
3.3隧道洞门的设计 13
3.3.1隧道洞门的设计原则:
13
3.3.2隧道洞门形式的选择:
3.3.3洞门构造及基础设置应遵循下列规定:
14
第4章V级围岩衬砌结构计算及检算 15
4.1衬砌形式确定 15
4.2衬砌设计规定 15
4.3复合式衬砌 15
4.4模型理想化 16
4.4.1支护结构的理想化 16
4.4.2围岩的理想化 17
4.4.3外荷载理想化——等效节点荷载 17
4.4.4单元和节点编号,边界条件 17
4.5荷载计算及二次衬砌计算 18
4.5.1深浅埋段的确定 18
4.5.2V级围岩衬砌结构计算:
18
第5章其他洞内附属设施设计 23
5.1防排水设计 23
5.1.1一般规定 23
5.1.2防水 23
5.1.3排水 24
5.1.4洞口防排水 24
5.2运营通风和照明 25
5.2.1运营通风 25
5.2.2照明 25
5.3其它设施 25
5.3.1消防设施 25
第6章施工组织设计 26
6.1概述 26
6.1.1编制原则 26
6.1.2施工原则 27
6.2施工方法的选择 27
6.3各种施工工艺 29
6.3.1砂浆锚杆施工工艺和方法 29
6.3.2湿喷砼施工工艺和方法 30
6.3.3隧道防排水板施工工艺和方法 31
6.4二次衬砌施工工艺和方法 32
6.4.1施工工艺 32
6.4.2施工方法 32
6.5施工进度计划 35
6.5.1施工进度计划概述 35
6.5.2施工进度计划的编制原则和内容 36
第7章工程量的计算 38
7.1进口洞口及洞门工程量计算 38
7.1.1挖方量计算 38
7.1.1.2圬工量计算 39
7.2出口洞口及洞门工程量计算 40
7.2.1挖方量计算 40
7.2.2圬工量计算 41
设计总结 43
致谢 44
参考文献 45
附录1ANSYS各节点坐标应力表 46
附录2ANSYS计算隧道二次衬砌内力表 49
西南交通大学本科毕业设计第50页
第1章绪论
1.1设计依据与原则
1.1.1设计依据
1.由设计院提供的厦门-深圳铁路客运专线岩脚隧道平、纵断面和横断面图;
2.《铁路隧道设计规范》
行车速度:
250km/h;
隧道内设整体道床、钢轨60kg/m。
1.1.2主要设计原则
1.1.2.1设计原则
1在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上,综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等,提出推荐方案。
2地质条件很差时,特长隧道的位置应控制路线走向,以避开不良地质地段;
长隧道的位置亦应尽可能避开不良地质地段,并与路线走向综合考虑;
中、短隧道可服从路线走向。
3根据铁路等级和设计速度确建筑限界。
在满足隧道功能和结构受力良好的前提下,确定经济合理的断面内轮廓。
4隧道内外平、纵线形应协调,以满足行车的安全、舒适要求。
5根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等,选择合理的通风方式,确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。
必要时特长隧道应作防灾专项设计。
6应结合铁路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求,对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等作综合考虑。
7当隧道与相邻建筑物互有影响时,应在设计与施工中采取必要的措施。
1.2工程地质及水文地质
1.2.1概况
该隧道长1481m,测区属低山丘陵地貌,相对高差约30~210米,最高峰标高为222m,山坡的自然坡度为10~40°
,局部为较陡,进、出口为缓坡,被全、强风化层所覆盖,其余地段大部基岩裸露,缓坡及山顶杂草,竹木丛生,植被茂密,进口有水泥路通达,交通较为方便,出口处有山间小路,交通不便。
1.2.2地层岩性
测区覆盖层为第四系全新统:
坡、洪积(Q4dl+pl)粉质黏土及坡、残积(Q4dl+el)粉质黏土;
下伏基岩为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩(γ52(3)c)及上侏罗统上组中段兜岭群组凝灰熔岩(J3dl2b),各层岩性由新至老分述如下:
<
6-2>
坡、洪积层(Q4dl+pl)粉质黏土:
褐黄色,硬塑,其中夹有少量的花岗岩质角砾,厚2~6m。
属Ⅱ级普通土。
分布于隧道进口附近低洼沟槽处。
10-3>
坡、残积层(Q4dl+el)粉质黏土:
褐黄色、褐红色,硬塑,其中夹有少量的花岗岩质角砾,厚0~2m。
广泛分布于隧道范围内地表。
13-2>
凝灰熔岩(J3dl2b):
暗绿色、灰色、灰白色、黄褐色,碎屑结构,块状构造,节理裂隙发育~极其发育,节理面呈锈黄色,有次生矿物,隧道测区内主要出露弱风化带,与下伏黑云母花岗岩呈角度不整合接触。
<
17-2>
黑云母花岗岩(γ52(3)c):
灰白色,中粗粒花岗结构,块状构造,主要由斜长石、钾长石、石英和黑云母及少量锆石组成,全风化层厚度变化较大,进口附近处厚10~25m,出口附近厚10~15m,属Ⅲ级硬土。
强风化层进口附近处厚0~8m,出口附近厚0~14m,为Ⅳ级软石,夹粒径0.5~3m的弱风化球状体。
弱风化层节理裂隙较发育,岩体较破碎,属Ⅴ级次坚石。
1.2.3地质构造及地震动参数
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