高速铁路隧道修建技术结构设计

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1、高速铁路隧道修建技术结构设计第一章绪论1.1课题研究的目的、意义实现高速铁路隧道修建技术的创新与突破，是当前中国铁路技术进步的重要课题之一。截至2015年底，我国已成功修建了7500多座、总长超过4300km的铁路隧道，隧道数量和总长度均居世界前列。“十二五”期间，我国将修建超过3000km的铁路隧道，其中客运专线隧道超过1000km。现阶段正是我国大力修建高速客运专线的时候,在建的有哈大线、京沪线、合武线、石太线、郑西线、武广线等。由此可见，隧道在山区铁路线上的作用。1.2国内外发展现状54我国现阶段对于铁路隧道的研究虽然已经走

2、在了世界的前列，但是要与日本的青函隧道（目前世界最长的铁路隧道，全长53.9km，海底长度23.3km）和英法海底隧道（世界第二长的铁路隧道，长度50.5km，海底长度37.9km）相比我国还有一定的差距。对于隧道的设计与计算理论的发展，其中支护结构体系是隧道设计的最重要的组成部分，多年来，隧道支护体系系统的设计经历了结构从单一到多样，计算从简到繁，从经验设计逐步上升到理论分析等阶段。新奥法（NATM）的出现将喷锚支护的作用提高到一个新的理论高度，并迅速在各项地下工程中广泛采用。我国在20世纪60年代中期开始采用以后，逐渐取代了耗

3、费大量木材的木支撑。我国又在70年代末，开始用格栅或钢拱支撑加喷混凝土以提高支护的强度和刚度。随着不良地层施工技术的发展，小导管注浆等超前预支护和地层加固技术已广泛应用。意大利、日本等国把管棚、旋喷拱、预支护（预切槽）称作先进的预支护技术。管棚在我国已经成功推广，旋喷拱和预切槽正在研究实验阶段。1.3论文研究的主要内容(1)认识长边隧道工程地质条件、水文地质条件、在此基础上利用荷载-结构法进行荷载计算，包括内力计算、结构配筋、裂缝检算。(2)制定区间隧道总体施工方案，包括施工方案、施工总体部署。(3)制定区间隧道结构施工方法、施工

4、工艺。(4)防水设计。(5)监控量测设计。1.4长边隧道工程概况1.4.1工程概况该隧道位于颜盾镇长边村，属低山丘陵地貌，地形起伏较大，地面高程为19.6-91m，区间最高点为大寨尾主峰，高程91.90m，最低点为隧道进口附近的鱼塘，高程8.50m，相对高差83.4m，自然坡度10-45度，偶见陡坎，山体覆盖层较薄，植被发育良好，出口左侧为一机装厂，乱挖比较严重，隧道进出口附近分布村庄，进出口仅有小路可达，交通条件差。该隧道区属亚热带海洋性季风气候区，常年气候温和湿润，阳光充沛，年平均气温21.1度。年平均降水量1763.9mm，

5、四至九月暴风雨较为集中，为汛期，将于量占全年的百分之八十左右，沿线各地每年不同程度受台风袭击，7-9月台风威胁最大。该隧道设计进口里程SDK1+010，出口设计里程为SDK1+861，隧道中心里程SDK1+435.5，隧道全长851m。541.4.2地层岩性区内地层由新到老依次出露有：第四系全新统坡残积层（Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花岗闪长岩（γ52（3）），各地层分述如下：<15-2>粉质黏土（Q4dl+el)：褐黄色、灰黄色，硬塑，成份以黏粉粒为主，含有15%中粗砂，黏性一般。主要分布在隧道区域表层，属Ⅱ级普通土，C组

6、填料。<17-1>花岗闪长岩W4（γ52（3））：全风化，褐红色、灰黄色，原岩结构已破坏，岩芯呈土柱状，矿物以长石、石英为主、含少量黑云母，除石英矿物外，其他矿物基本分化成黏土状，遇水易软化、崩解，属Ⅲ级硬土，C组填料。<17-2>花岗闪长岩W3（γ52（3））：强风化，灰黄色、灰褐色，中粒结构，块状构造，主要矿物成分由石英、长石、角闪石及少量黑云母等组成，裂隙很发育，岩芯呈碎块状，锤击易碎，属Ⅳ级软石，A组填料。<17-3>花岗闪长岩W2（γ52（3））：弱风化，灰白色，中粒结构，块状构造，岩质新鲜，成分以长石、石英、角闪石为主

7、，岩体裂隙较发育，岩芯呈柱状，锤击声较脆，较难碎，岩体完整程度为较破碎，属Ⅴ级次坚石，A组填料。1.4.3水文地质条件（1）地表水测区地表水主要为冲沟水，多为季节性冲沟，主要接受大气降水补给，地表水多沿沟槽排泄，沟槽内地表水流量随季节变化，雨季时较大，可增大数倍。（2）地下水地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。测区表层第四系覆盖层较薄，以粉质黏土为主，第四系孔隙潜水不发育，并且随季节动态变化大，由地表水补给；54地下水主要为基岩裂隙水，赋存于花岗闪长岩的裂隙中，主要接受大气降水及地下水侧向补给，水量变幅较大，由于上覆粉质黏土为较

8、好的隔水层，地形坡度较大，大气降水多沿坡面往下径流，入渗水量较小，基岩裂隙水发育程度受基岩风化程度、裂隙发育程度、裂隙贯通性的影响，全风化岩属弱含水层，富水性差，强风化岩和弱风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制，具各向异性，总体地下水量不大。地