《铁路隧道设计》-毕业设计.docx
《《铁路隧道设计》-毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《铁路隧道设计》-毕业设计.docx（88页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
河南理工大学本科毕业设计（论文）
摘要
摘要
山西中南部铁路是山西煤炭外运的有一条重要通道，而南吕梁山隧道是山西中南部铁路中的一条特长隧道，隧道的成功贯通关系着整条铁路通道的顺利通车，南吕梁山隧道的质量与安全更应该符合它在整条铁路通道中的重要性。
南吕梁山隧道南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内，隧道线路贯穿于南吕
梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。
并且隧道所在地区的水文地质条件相当复杂，因此，隧道的每一个设计与施工都应该全面考虑。
隧道的洞门采用端墙式洞门，隧道的内轮廓线根据规范要求采用三弧拱曲墙式断面形式，隧道限界采用“隧限—2A”的要求设置。
隧道的开挖方法：
Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面开挖方法，并且采用光面爆破，这样可以使开挖面平整，防止超挖和欠挖，Ⅳ级围岩采用台阶法施工。
隧道的支护结构：
预支护采用超前锚杆、超前导管、超前管棚支护来保证开挖面的稳定，保证施工安全。
隧道的衬砌结构采用复合衬砌，初期支护采用锚杆、喷射混凝土和钢筋网联合支护，二次衬砌采用摸筑混凝土结构，设计采用结构力学计算方法进行计算，初期和二次支护共同组成隧道的永久支护结构。
这种支护组合不仅利用了衬砌本身的作用，也充分利用了围岩本身的自承载能力，做到了安全、经济的效果。
隧道的通风采用了机械通风，保证了运营期间隧道内空气的流通，也保证了隧道内有害气体浓度复合要求。
隧道的防排水采用防水层、排水沟、盲沟等共同组成隧道的防排水系统。
关键词：
光面爆破；支护结构；结构力学计算方法；锚喷支护；通风；防
排水。
Abstract
RailwaycrossingofcentralandsouthernShanxiProvinceisaimportantchannelofshanxi’scoalslipping.luliangShantunnelisalongrailwaytunnelinRailwaycrossingofcentralandsouthernShanxiProvince.Tunnelthroughthesuccessoftheentireopeningoftherailwaychannelsmooth.SouthluliangShantunnelshouldmeetthequalityandsafetyofitsimportanceintheentirerailcrossing.
SouthluliangShantunnelislocatedintheterritoryoflinfencityofShanxiprovince,tunnellinethroughouttheSouthEastofluliangShanmountainsandbasinedgehills.Andhydro-geologicalconditionsofthelocationofthetunnelisquitecomplex,soeverydesignandconstructionofthetunnelshouldbefullytakenintoaccount.
Theportalofthetunnelend-wallcavedoor,thetunnelofcontourlinesbasedonthespecificationrequiresathree-archcurved-wallsections,gaugeofthetunnel"tunnel-2Alimit"requirementsset.
Tunnelexcavationmethods:
gradeⅱ,ⅲsurroundingrockadoptfullfaceexcavationmethod,andsmooth-surfaceblasting,surfacesothatexcavation,preventionofoverbreakandlessexcavation,constructionofgradeⅳsurroundingrockusingstepmethod.
Thesupportstructureofthetunnel:
pre-supportusingadvancedanchors,advancedcatheter,advancepiperoofingsupporttoensurestabilityinthefaceoftunnelexcavation.Compositeliningoftunnelliningstructure,theinitialsupportingwithboltandshotcreteandsteelmeshsupport,Secondaryliningusedtouchtobuildconcretestructures,thedesigncalculationmethodforcalculatingstructuralmechanics,initialandsecondarysupportmakeupatunnelofpermanentsupportstructure.Supportcombinationinusenotonlytheliningitself,alsoexploitedthecarryingcapacityoftherockitself,sothatitliveuptothesecurity,economicimpact.Tunnelventilationusemechanicalventilation,ensureoperationalduringthe
II
circulationofairinsidethetunnel,alsopromisedthattheconcentrationofharmfulgasinthetunnelcomplexrequirements.Tunnelwaterproofanddrainageofwater-prooflayer,drains,blindditchandothercommoncomponentsoftunnelwaterproofanddrainagesystem.
Keyword:
smoothblasting；supportingstructure；structuralmechanicsmethod；Shotcretesupport；ventilationanddrainage。
河南理工大学本科毕业设计（论文）
目录
目录
第一章绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3毕业设计所采取的研究方法和手段 2
第二章 概述 3
2.1隧道工程简介 3
2.2隧道的种类及其作用 3
2.2.1交通隧道 3
2.2.2水工隧道 4
2.2.3市政隧道 4
2.2.4矿山隧道 4
2.3南吕梁山隧道简介 4
2.4工程资料 4
2.4.1建设工程所在地区自然特征 4
1、地震动参数区划 4
2、气象资料 5
3、工程地质、水文地质特征 5
第三章隧道洞口和断面设计 8
3.1洞门位置的选择 8
3.2洞门形式的选择 8
3.2.1洞门的作用 9
3.2.2洞门形式 9
3.2.3本隧道洞门的设计 9
3.3隧道的横断面设计 13
3.3.1隧道横截面的基本规定 13
3.3.2本隧道横断面设计 15
3.4隧道平纵断面设计 16
3.4.1隧道平面的要求 16
3.4.2隧道纵断面的要求 17
3.5本隧道平纵断面设计 18
第四章隧道开挖方法设计 19
4.1隧道开挖方法的确定 19
4.1.1全断面开挖法 19
4.1.2台阶法 19
4.1.3分部开挖法 19
4.1.4本隧道开挖方法的设计 20
4.2钻爆设计 21
4.2.1施工流程 21
4.2.2爆破方法和超欠挖问题 21
4.3炮眼参数设计 25
第五章 隧道支护结构的设计 34
5.1隧道支护结构的设计计算方法 34
5.1.1概述 34
5.1.2两类计算模型 34
5.2本隧道选用的模型 35
5.3隧道预支护设计 35
5.3.1超前锚杆设计 36
5.3.2小导管注浆设计 37
5.3.3管棚设计 37
5.4初期支护设计 38
5.4.1喷射混凝土支护设计 38
5.4.2钢筋网喷射混凝土支护设计 39
5.4.3锚杆支护设计参数计算（锚杆局部加固计算） 40
5.5Ⅳ级围岩衬砌内力计算 45
5.5.1本隧道采用的衬砌 45
5.5.2拟定衬砌尺寸 45
5.5.3衬砌材料参数 45
5.5.4荷载确定 46
5.5.5半拱轴线长度S及分段轴心线长△S 46
5.5.6计算位移 49
5.5.7解力法方程 59
5.5.8计算主动荷载和被动荷载（σh=1）分别产生的衬砌内力 59
5.5.9最大抗力值的求解 60
5.5.10计算衬砌总内力 61
5.5.11衬砌截面强度检算 62
5.5.12内力图 63
5.6Ⅱ、Ⅲ级围岩二次衬砌设计 64
第六章隧道通风和防排水设计 66
6.1隧道通风设计 66
6.1.1计算条件 66
6.1.2运营通风计算 66
6.2隧道防排水 70
6.2.1防排水的意义 70
6.2.2防水原则 70
6.2.3防水 70
6.3.4排水 71
结论 72
参考文献 73
致谢 74
河南理工大学本科毕业设计（论文）
第一章绪
论
第一章绪论
1.1选题的目的和意义
毕业设计是工科大学生实践教学的一个重要环节，是毕业前的一次综合训练，是对在大学几年所学知识的全面检查。
通过毕业设计可是使我们掌握图和进行铁路隧道施工图设计方面进行一次全面的、系统的训练，为今后从事铁路隧道工程设计工作打下良好的基础。
通过毕业设计，即有助于我们综合运用知识的能力，同时也有助于今后在工作岗位上能很快的适应工作环境。
这次的设计也有很高的现实意义：
山西是我国的重要能源基地，在国家的能源安全战略中具有重要地位，山西中南部的煤炭储量和产量分别占到全省的近三分之二，经济总量约占全国的二分之一，但铁路运力匮乏、矛盾突出，严重制约了当地的发展。
山西省煤炭外运已形成了北、中、南三个大通道。
北线基本上可以满足运煤需求，但中线和南线两线运力一直很紧张。
山西中南部铁路通道建设，对确保国家能源供应，对我国国民经济发展具有重要作用，也能够密切山西、河南、山东三省区域经济协作，加快沿线社会经济发展。
南吕梁山隧道是山西中南部铁路中的一条关键性隧道，本隧道关系到整条铁路贯通的大局，在整个工程中举足轻重。
1.2国内外研究现状
近十多年来，随着我国的高速公路和铁路客运专线的快速发展，隧道的建设
也得到了迅猛发展，隧道设计和建造水平日新月异。
体现在以下几个方面：
1、在隧道施工机械化方面，早已
升级会员 