隧道工程明挖法施工课程设计

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1、《地下建筑结构》课程设计班级：土1205-1班学号：20120665姓名：***指导教师：高**专业：城市地下空间工程石家庄铁道大学土木工程学院2015-12-20181.工程概况1.1工程地质某城市一区间隧道工程，位于城市主干道下方，埋深h=10m，从上到下地层情况为：(1)杂填土：天然容重18.2kN/m3，粘聚力3.5kPa，内摩擦角12°，层厚2m；(2)砾砂夹粉质粘土：褐色、灰褐色、黄褐色，中密～密实，饱和。含大于2mm颗粒占总重的35～45%，钻探过程中所见最大粒径80mm，粉质粘土含量在23%

2、以上，天然容重19.4kN/m3，饱和容重21.6kN/m3，粘聚力33.5kPa，内摩擦角18.5°。该层分布连续，层厚5m；(3)粉质粘土：灰褐色，质软、饱和，局部夹砾砂混粒，矿物成分以石英、长石为主。粘粒含量6%。含大于4mm颗粒占总重的35～45%，最大粒径80mm。该层层厚5m。该层饱和容重22.4kN/m3，平均粘聚力39.8kPa，内摩擦角17.8°。(4)含粘性土薄夹层圆砾：浅黄色、黄褐色，中密～密实，湿～饱和，混粒结构，矿物成分以石英、长石为主，粘粒含量9%。含大于2mm颗粒占总重的35～

3、45%，最大粒径80mm。该层分布连续，层厚8m。该层饱和容重23.8kN/m3，平均粘聚力29.8kPa，内摩擦角24.8°。(5)风化花岗岩：(4)层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。1.2水文地质特征本区段地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，雨季丰水期的地下水位在地面以下3.0m，冬季枯水期地下水位在地面以下4m。1.3工程地质及水文地质特征图182.结构尺寸及材料隧道结构尺寸图（cm）2.1结构及尺寸（1）衬砌结构如上图所示（22断面），（2）本图适用于石家庄六线隧道DK278+480~DK2

4、78+728（京石客专里程）段明洞衬砌结构。（3）隧道采用无砟轨道，道床底面至内轨顶面的高度为77.9cm。（4）改建京广线、京石客专隧道轨面以上有效内净空面积分别为：88.75m2、100.05m2。（5）采用明挖法施工。2.2材料（1）衬砌主体结构为钢筋混凝土：（2）拱部、边墙、底板：C35钢筋混凝土；（3）水沟及电缆槽槽身：C25混凝土；（4）水沟及电缆槽盖板：C35钢筋混凝土。（5）结构底铺设100mm厚C15混凝土垫层+150mm厚碎石垫层。（6）本图未详之处见有关说明及图纸。（7）二衬混凝土保护

5、层厚度：迎水侧40mm，背水侧30mm。（8）二次衬砌采用C30防渗钢筋混凝土，防渗等级P10。3.设计内容183.1荷载计算，确定作用在地下结构上的荷载（1）结构自重由ANSYS软件自动计算（2）地面超载该区间隧道工程，位于城市主干道下方，埋深h=10m，采用明挖法施工。根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005可知，该区间隧道为浅埋隧道，应按浅埋隧道设计。这样就会受到城市主干道车辆荷载的影响。根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG_D60-2004)可知，车辆重力标准值为550KN，车辆外形尺寸（长

6、X宽）为15.0X2.5m2。隧道位于城市主干道下方，作用在路面的车辆荷载就相当于地面超载。所以该区间隧道的地面超载为：地面超载为（每延米）：qK地面超载=15KN/m。（3）地层压力由工程地质可知，从上到下，隧道覆盖层及周围岩层情况依次为：杂填土，层厚2m；砾砂夹粉质粘土，该层分布连续，层厚5m；粉质粘土，层厚5m；含粘性土薄夹层圆砾，该层分布连续，层厚8m；风化花岗岩，含粘性土薄夹层圆砾层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。隧道埋深为10m，大多处在含粘性土薄夹层圆砾层中，围岩完整程度和坚硬程度较差

7、。根据我国铁路隧道围岩分级方法，可以判定该区间隧道所处围岩级别为Ⅴ级。根据隧道施工设计图纸可知，开挖坑道宽度B=26.50m。根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005可知，等效荷载高度值为：根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005可知，隧道埋深。所以该区间隧道为超浅埋隧道，隧道处于城市主干道以下，地面基本水平，故隧道衬砌结构所受荷载具有对称性。18根据工程地质情况，从上到下依次为：杂填土，天然容重18.2kN/m3，层厚2m；砾砂夹粉质粘土，天然容重19.4kN/m3，饱和容重21.6kN/

8、m3，该层分布连续，层厚5m；粉质粘土，该层饱和容重22.4kN/m3，层厚5m；含粘性土薄夹层圆砾，该层饱和容重23.8kN/m3，该层分布连续，层厚8m；风化花岗岩，含粘性土薄夹层圆砾层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。根据水文地质特征，本区段地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，雨季丰水期的地下水位在地面以下3.0m，冬季枯水期地下水位在地面以下4m。围岩压力计算选择地下水的不利情况，即按雨季丰水期的地