地下建筑课程设计Word下载.docx
《地下建筑课程设计Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下建筑课程设计Word下载.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1.53
1.57
孔隙比（e）
0.789
0.699
0.735
饱和度（Sr）
96.2
82.2
88.5
孔隙度（n）
44.1
41.1
42.3
比重（Gs）
Gs
2.73
2.72
液限（wl）
39.3
33.8
35.5
塑限（wp）
20
21.7
塑性指数（Ip）
Ip
15.4
12.9
13.8
液限指数（IL）
IL
0.25
0.08
0.16
压缩系数（a1-2）
（MPa-1）
0.46
0.34
压缩模量（Es1-2）
（MPa）
6.7
3.9
5.3
剪切
试验
内摩擦角（）
（°
）
13.1
12
12.5
凝聚力（C）
（kPa）
39.5
25.3
32.6
全风化砂岩（O1）物理力学特征参数表表2
变异系数σ
29.7
20.8
23.1
3.07
0.133
10
2.03
1.97
0.038
0.019
1.68
1.49
0.062
0.039
0.835
0.625
0.703
0.072
0.102
97.1
81.6
89.2
4.371
0.049
45.5
38.4
41.2
2.4
0.058
2.71
0.007
0.003
25
38.9
29.4
33.6
2.809
0.084
23.6
18.5
1.373
0.066
15.9
10.3
12.8
1.537
0.12
0.45
-0.11
0.15
0.158
1.08
0.55
0.24
0.343
0.098
0.285
7.1
3.3
5.24
1.217
0.232
14.7
10.5
13
1.366
0.105
38.8
24.2
31.7
5.646
0.178
3.3.3地质构造
根据区域地质资料显示，隧址范围内无断裂通过，本次地质勘察中也未发现断层。
3.4水文地质条件
3.4.1地下水的类型及补给、径流与排泄条件
（1）松散堆积层中的孔隙水
主要赋存于地表第四季全新统残坡积层中，受大气降水补给，水位随季节变化较大，沿坡积层中的孔隙与基岩面向下渗流及排泄。
（2）基岩裂隙水
奥陶系下统砂岩，受各类风化及地质作用的影响，节理裂隙发育，含裂隙水，受大气降水补给，在落差较大的沟谷、陡坡处排泄于地表。
3.4.2隧道涌水量的计算
根据现场调查，结合钻探资料及区域资料综合分析，预测隧道大部分地段在枯水季节涌水量较小，地下水不发育，主要为基岩裂隙水，表现为滴水、渗水；
但在丰水季节，地下水位升高，地表水量丰富，隧道涌水量可能增加。
采用大气降水入渗法、地下径流模数法对隧道涌水量进行计算预测。
（1）根据公式：
O=2.74aWA
（1）
A=LB
（2）
式中：
Q——隧道通过含水体地段的正常涌水量（m3/d）；
a——降水入渗系数，根据经验或试验数据确定；
（隧道通过岩土主要为残坡积粉质粘土，强~弱风化砂岩，取值0.20）；
A——隧道通过含水体的集水面积（km2）；
L——隧道通过含水体的长度（km）；
（隧道长1.471km）
B——隧道涌水地段长度内对两侧的影响宽度（km）；
W——年降水量（mm）；
（根据气象资料取值1671.0mm）
隧道两侧的影响宽度结合岩性、构造、节理裂隙发育情况、隧道区的植被、以及地形、地貌、气象等的综合因素进行取值，本区取值平均宽度1.00km。
根据上述公式及参数计算隧道正常涌水量Q=1347m3/d。
隧道开挖时最大涌水量取稳定涌水量的1.5倍即2021m3/d
（2）地下水径流模数法
根据区域水文地质调查资料，该区段地下水径流模数为3.0L/s.km2，假设这些水均进如隧道，则正常涌水量为：
Q=3.0L/s.km2*1.472km2*86.4=381m3/d
隧道开挖时最大涌水量取稳定涌水量的1.5倍即572m3/d。
综合以上两种方法，该隧道正常涌水量取1347m3/d，最大涌水量取2021m3/d。
4、组织结构
项目经理、书记、项目副经理、技术主办
中国铁路工程南广铁路有限公司
南宁至广州线铁路建设指挥部
测
量
组
卫
生
室
安全、保卫
行
政
劳
资、
工会
财
务
机
材
料
试
验
路基施工队
合
同
隧道
二队
一队
5、
5、资源配置
5.1劳动力计划
根据原施工单位在隧道两端均已开口的实际情况，设置两个施工队伍共同双向掘进，即每个施工队各负责两端右线隧道的施工。
第一工程队150人，技术员7人，负责分水关端洞口段工程、洞身的开挖、初期支护、二次衬砌、装饰工程施工；
第二施工队负责宁德端洞口隧道施工，其人数和作业工序与第一工程队相同。
路基施工队80人、技术人员5人同时进行两端的路基土方、涵洞、边坡防护、排水工程的施工。
（劳动力见表3）
每工程队施工劳动力组织情况表表3
工种
每台班人数
台班
人数小计
备注
风钻手/爆破手
16
2
32
空压机手
3
6
拱架及钢筋网制安
装载机操作员
1
自卸车
9
挖掘机
机电及制作班
23
锚喷支护
杂工班
5
15
防水板安装及砼浇筑
30
合计
150
5.2材料需求量
（一）水泥
水泥由业主指定供应商。
购买时，应有生产厂家本批产品的材质化验单，其各项技术性能指标必须符合现行的国家标准及有关行业标准的规定。
选用的水泥标号不低于425#，并与砼设计标号相适应。
运输过程中，不同品种、标号的水泥不得混杂，并且应防止水泥受潮。
在干燥地点建立水泥库，并做好排水沟、防潮层及通风措施。
水泥到货后，马上标明品种、标号、出厂日期等分别堆放。
水泥堆放距地面、边墙30cm以上，堆放高度不超过15袋。
库存水泥量要能满足正常施工5—7天。
（二）砂石
砂石料从业主指定的砂石料场采购。
由生产单位提供的产品合格证书各项试验指标应符合国家标准。
在运输过程中，尽量减少转运的次数。
粒径大于40mm的粗骨料的净自由落差不宜大于3m，超过时设置缓降设备。
砂石堆放场有良好的排水设施。
对不同粒径的砂石分别进行堆放，并设置隔离设施，以免混杂和混入泥土等杂质。
砂石堆放时采用分层堆放，避免堆成斜坡或锥体，以防止大小颗粒产生离析。
（三）水
本标段的天然来水，均可用来拌制和养护砼。
但在使用天然矿化水前，要对水质进行检测，对化学成分超过规范要求的水不使用。
（四）外加剂
为改善砼性能，提高砼质量，合理降低水泥用量，在砼中掺加适量外加剂。
外加剂由专门的生产单位负责供应。
运到工地的外加剂无论是固体、液体或粘膏状态，均要有包装和容器。
包装上标明名称、用途和有效物质含量，并附有产品鉴定合格证书。
在运输和存贮过程中，根据外加剂的性质采取相应措施避免污染、蒸发或损耗。
（五）掺合料
掺合料从专业生产单位购买。
存贮时应注意防水，并避免污染。
5.3机械设备计划
主要机械设备配置表表4
用途
名称
规格
产地
功率
生产
能力
价格/台
（万元）
数量
备注
开
挖
空压机
XP900
中国
20m3/min
2台
10m3/min
4台
凿岩机
40台
出
碴
装载机
ZL40
3台
PC200-3
8t
6台
通风
轴流式通风机
DKJ-N010
供
排
水
抽水机
120m扬程
10m3/h
潜水泵
支
护
、
衬
砌
单轨龙门吊
1套
冷弯机
LW600
1台
砼喷射机
PZ-5
8台
砂浆拌和机
注浆泵
CZJ-30
干料拌和站
7.5m3/h
2套
砼拌合站
自动
15m3/h
二次衬砌台车
自制
防水板施工平台
砼输送泵
HBT60
60m3/h
主要机械设备配置表续表4
电
变压器
600KVA
低压变压器
发电机
250KW
路基工程
轮式装载车
ZL-40
100KW
推土机
802KT
东方红
PC200
自卸汽车
5T
12台
振动式压路机
BM212
洒水车
LS10-5E
平地机
FWF015
吊机
12T
拌和机
JZC750
修
理
设
备
砂轮机
S3SL-400
充电机
GCA100/CM10
万向摇臂钻
Z3040×
Ф40
台钻
Z515-2
Ф15
其
它
振捣器
附着式
24台
抽入式
20台
手提压刨
木工压刨床
工具车
五十铃
的士头
钢
筋
加
工
钢筋调直机
GF4-10
钢筋弯曲机
CW40
钢筋切割机
交流电焊机
BX1-315
10台
6、施工总体部署
根据本工程的规模和施工特点，组建项目领导小组，专门负责本项目施工，项目组由具有丰富既有线施工经验的领导班子和专业人员组成，配置先进、适用的施工机械和设备投入施工。
7、总体进度计划
由于围岩性质较好，只有个别地方有破碎带，故可以采用全段面开挖。
分十一段工程进行。
第一段为洞口开挖工程，工期10天；
第二段为向前99米，工期20天；
第三段为向前300米，工期70天，第四段为向前125米，工期25天；
第五段为向前150米，工期35天；
第六段为向前110米，工期25天；
第七段为向前180米，工期30天；
第八段为110米，工期25天；
第九段为72米，工期20天；
第十段为向前325米和出口，工期90天；
第十一段为后期工程，工期15天。
总工期为12个月。
8、隧道设计
8.1净空方案设计
本隧道建筑限界及衬砌内轮廓采用“通遂（2008）0201-08”图，隧道内轨顶面以上净空面积92m2，并满足电力牵引双层集装箱运输的要求，曲线地段不考虑加宽。
全隧道间距4.6m。
轨面设计标高=路肩时间标高+0.982m。
隧道内任何设备均不得侵入建筑限界。
8.2洞口开挖方案设计
隧道进口，岩性为粉质粘土及全~强风化砂岩，砂岩存在不均匀风化，结构松散，边坡稳定性差，在地表水作用下，边坡易产生崩塌，施工过程中加强支护。
边仰坡坡率建议为1;
1.25~1:
1.5。
洞门设计：
隧道进口双侧挡墙式洞门，出口采用帽檐式洞门。
8.3开挖方案设计
开挖采用光面爆破法施工，进洞后25m范围内按正台阶法开挖，其余范围采用全断面法开挖。
从地质资料上看，Ⅰ#、Ⅱ#支洞均为Ⅱ、Ⅲ类围岩，施工前作好各类围岩的爆破设计，在施工中根据爆破效果，及时修改爆破设计参数。
由于地质变化，当支洞穿越软弱围岩或断层时，应采用微台阶施工。
其台阶长度为3～5m，同时应加强初期支护。
正台阶开挖：
台阶长度控制在5～8米范围内，先将起拱线以上挖完，在台阶上施作初期支护后再进行起拱线以下开挖，采取短进尺、弱爆破、支护紧抵齐头，用气腿式风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管，低能导爆索联结起爆，每循环进尺不大于2.0m。
全断面开挖：
采用自制多功能台架，气腿式风动凿岩机钻孔，光面爆破，每循环钻孔深度3.0m，进尺2.7～2.8m，爆破后不得有欠挖，平均线性超挖小于15cm。
Ⅰ#支洞采用无轨出碴运输，Ⅱ#支洞采用进洞50m范围用无轨运输，其余地段采用有轨出碴运输。
无轨运输采用ZLC40B正装侧卸装碴机装碴，5t自卸汽车运输至弃碴场弃场，为缩短出碴时间，在支洞中部设置一处避车洞。
有轨运输采用立瓜扒碴机装碴，14m3梭式矿车装运，12t电瓶车牵引至支洞弃碴场。
洞内每250～300m铺设长50m会车道，以提高施工运输能力。
8.4支护方案设计
（一）支护设计
采用喷射混凝土、钢筋网和锚杆联合支护，并且进行地层超前加固，具体衬砌类型说明表。
（二）防排水设计
防水方面：
1、结构自身防水
二次衬砌采用防水混凝土，混凝土坑渗等级不低于P8。
防水混凝土材料及施工要求应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）中的相关规定。
2、防水板防水
全隧道暗挖段初期支护和二次衬砌间拱墙背后设防水板加土工布，防水板为厚1.5mm的EVA，土工布为350g/㎡，土工布采用射钉固定在初支表面，防水板采用无钉铺设工艺，铺设基层平整度不应大于1/10，施工要求按《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）执行，明洞段拱部外缘采用单层自粘EVA防水板。
3、施工缝、变形缝防水
施工缝：
全隧拱部、边墙及仰拱环向施工缝设置中埋橡胶止水带加背贴止水带，边墙水平纵向施工缝采用钢边止水带加止水条，环向按10m一道计列。
变形缝：
隧道洞身尽量少设变形缝，但地质变化较大或明暗挖分界处应设变形缝，宽度为20mm，变形缝处设置橡胶止水带加背贴式止水带。
拱墙变形缝处衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实。
4、隧道洞内衬砌拱顶背后埋设注浆管，压注水泥砂浆填充空隙，保证初支与二衬密贴，不形成水囊。
排水方面：
1、全隧设30×
80cm双侧水沟和Ф60cm中心水沟，纵向间距50cm设置一处中心管沟检查井。
2、衬砌防水板背后环向设置Ф50单壁打孔波纹管排水盲沟，其间距是地下水的发育状况而定，一般8m设一环；
边墙脚设Ф110的纵向双壁打孔波纹管贯通隧道，环向盲道与纵向盲道直接接入隧道侧沟内，环向盲道与纵向盲道管要求外包土工布。
3、洞门顶部设截水天沟，天沟设于边，仰坡坡顶以外不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。
4、洞门端墙背后设置排水盲沟网，管网采用外包土工布的塑料排水盲沟，横竖间距均为2m，横向采用Ф80塑料排水盲沟，竖向采用Ф110塑料排水管盲沟。
排水盲沟在路基面高度处采用Ф100PVC管排入侧沟。
5、隧道出口出洞方向为上坡，为避免洞外水流入隧道，洞外侧沟需做成不小于2‰的反坡，同时在距洞门外2m处设置横向盲沟一道。
隧道防排水设计详见＂南广桂肇隧参“01（Y）-39～44”相关设计。
8.5辅助施工设计
本隧道采取的辅助施工措施有：
超前小导管、超前锚杆。
（1）超前小导管：
适用于进口浅埋2类围岩地段，采用外径42mm，壁厚3.5mm，长350cm的热扎无缝钢管，在钢管距尾端1米范围外钻Ф6mm压浆孔。
钢管环向间距约50cm，外插角控制在14度左右，尾端支撑于钢架上，也可焊接于系统锚杆的尾端，纵向搭接长度不小于1.0米。
（2）超前锚杆：
使用于Ⅲ类围岩地段，采用直径22mm，长350cm的20MnSiФ22钢筋，环向间距约50cm。
锚杆方向应考虑岩体结构面产状，尽量使锚杆穿透更多的结构面，外插角可采用5-10度不等。
应采用早强砂浆作为粘接材料。
锚杆尾端支撑于钢架上，也可焊接于系统锚杆的尾端，纵向搭接长度不小于1.0米。
超前小导管注浆：
每根钢管均钻注浆孔并进行注浆，浆液扩散半径采用0.65倍钢管间距。
注浆宜采用单液注浆，不仅可简化工艺，降低造价，而且固结强度高，因此注浆前均应进行单液注浆实验，单液注浆以水泥为主，添加5％的水玻璃（重量比），如单液注浆效果好，能达到固结围岩的目的，全隧道均可用单液注浆方案，如可灌性差，再进行水泥-水玻璃双液注浆实验。
双液注浆参数应在本设计的基础上通过现场实验按实际情况确定。
9、施工参数的确定
9.1开挖面爆破参数的确定
9.1.1全断面爆破方案炮孔参数
（1）采用斜孔楔形掏槽；
（2）炮孔方向和角度
斜孔掏槽：
55°
~70°
为宜，取60°
；
（3）炮孔深度和长度
L孔深=1.5m
L孔长=L孔深/sina=L孔深/sin60°
=1.8m
（4）炮孔直径
炮眼直径=药卷直径（32、35）+4~7=36～42mm，取40mm；
（5）炮孔间距
a底=20~30cm，取25cm；
a=a底+2L孔长cosα=0.25+2*1.8*cos60°
=2.05m；
（6）排距
b=1m；
（7）装药量
斜向掏槽孔的装药量：
斜向掏槽可视为在开挖面上标准抛掷的漏斗爆破，因此抛掷成漏斗的装药量为：
Qt=qoL3=qow3；
式中w——最小抵抗线，m；
τ——装药系数0.6；
qo——为标准抛掷爆破炸药的单耗kg/m3，见下表：
表5标准抛掷爆破炸药单耗
f值
＜4
4~8
8~12
12~16
＞20
qokg/m3
1.20
1.25
1.3~1.4
1.5~1.6
1.67~2.0
＞2.1
f=6，取qo=1.25kg/m3
qt=1.25*0.6*（1.5）3=2.5kg；
（8）扩大孔和周边孔装药量
qk=qt/1.2=2.5/1.2=2.08kg，由于要保证隧道洞壁的质量，可以略将周边孔的装药量再减少一些，所以取q扩大=2.1kg，q周边=2.0kg。
表6 炮孔布置参数表
部位
炮孔名称
孔数
孔深（米）
孔长（米）
炮孔角度
炮孔装药/千克
导
洞
法
升级会员 