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实地参观大台线,丰沙线隧道.doc

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实地参观大台线,丰沙线隧道.doc

实习报告目录前言.........................................................................................................2隧道发展..............................................................................................2实习目的..........................................................................................3实习时间..........................................................................................3实习地点..........................................................................................3实习内容..........................................................................................3专论.............................................................................................................4观察隧道围岩特征(大台线2号隧道)..........................................4大台线2号隧道两个出口设计的差异........................................4路隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。..................5隧道勘测........................................................................................5隧道设计........................................................................................6选线.................................................................................................6纵断面设计..............................................................................6横断面设计..............................................................................6辅助坑道设计..........................................................................7隧道贯通控制测量........................................................................8中线平面控制..........................................................................8高程控制..................................................................................81隧道开挖........................................................................................9钻爆法......................................................................................9上导坑法、中央导坑法、下导坑法、台阶法....................11盾构法....................................................................................13掘进机法................................................................................14隧道衬砌......................................................................................16实习总结..............................................................................................182前言隧道发展自英国于1826年起在蒸汽机车牵引的铁路上开始修建长770米的泰勒山单线隧道和长2474米的维多利亚双线隧道以来,英、美、法等国相继修建了大量铁路隧道。19世纪共建成长度超过5公里的铁路隧道11座,有3座超过10公里,其中最长的为瑞士的圣哥达铁路隧道,长14998米。1892年通车的秘鲁加莱拉铁路隧道,海拔4782米,是现今世界最高的标准轨距铁路隧道。在19世纪60年代以前,修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时,首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时,开始采用硝化甘油炸药代替黑火药,使隧道施工技术及速度得到进一步发展。在20世纪初期,欧洲和北美洲一些国家铁路形成铁路网,建成的5公里以上长隧道有20座,其中最长的瑞士和意大利间的辛普朗铁路隧道长19.8公里。美国长约12.5公里的新喀斯喀特铁路隧道和加拿大长约8.1公里的康诺特铁路隧道都采用中央导坑法施工。其施工平均年进度分别为4.1和4.5公里,是当时最高的施工进度。至1950年,世界铁路隧道最多的国家有意大利、日本、法国和美国。日本至20世纪70年代末共建成铁路隧道约3800座,总延长约1850公里,其中5公里以上的长隧道达60座,为世界上铁路长隧道最多的国家。1974年建成的新关门双线隧道,长18675米,为当时世界最长的海底铁路隧道。1981年建成的大清水双线隧道,长22228米,为世界最长的山岭铁路隧道。连接本州和北海道的青函海底隧道,长达53850米,为当今世界最长的海底铁路隧道。20世纪60年代以来,隧道机械化施工水平有很大提高。全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发展和新奥法的应用为隧道工程开辟了新的途径。掘进机的采用彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。盾构构造不断完善,已成为松软、含水地层修建隧道最有效的工具。中国于1887~1889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮球岭隧道,是中国的第一座铁路隧道,长261米。此后,又在京汉、中东、正太等铁路修建了一些隧道。京张铁路关沟段修建的4座隧道,是用中国自己技术力量修建的第一批铁路隧道。其中最长的八达岭铁路隧道长为1091米,于1908年建成。中国在1950年以前,仅建成标准轨距铁路隧道238座,总延长89公里。自20世纪50年代以来,隧道修建数量大幅度增加,1950~1984年期间共建3成标准轨距铁路隧道4247座,总延长2014.5公里,成为世界上铁路隧道最多的国家之一。此外,中国还建有窄轨距铁路隧道191座,总延长23公里。截至1984年,中国共建成5公里以上长隧道10座,最长者为京原铁路的驿马岭铁路隧道,长7032米。现正在施工的京广铁路衡韶段大瑶山双线隧道,长14.3公里。中国最高的铁路隧道是青藏铁路关角铁路隧道,长4010米,海拔3690米。中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里,占线路总长的比率分别为31.6%和34.3%。隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。本次实习我们主要是参观过南口斜河涧丰沙线的1至5号隧道以及青龙桥处隧道。实习目的通过这次实习参观,提高对隧道工程的了解,初步了解隧道的选址,开挖,及施工技巧等隧道工程的基本知识。了解隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。实习时间2011年3月37日实习地点南口斜河涧丰沙线、青龙桥实习内容实地参观大台线,丰沙线隧道4专论观察隧道围岩特征(大台线2号隧道)隧道口就是处于一个向斜的核部,从隧道口的外围及形状也可以看出,隧道口成马蹄形,并且无衬砌。此路段山体较陡,开挖隧道却无衬砌,而且很稳定,边坡岩体也没有任何支护措施,运营基本正常。可见,该段山体非常稳定,主要原因是隧道围岩为奥陶系中统马家沟组厚层灰岩,稳晶结构,单轴极限抗压强度为30MP,分化不严重,岩石工程性质良好,岩体结构特征介于整体结构和层状结构之间。隧道围岩的岩层完整而坚硬,岩层倾向又与坡向相反,所以工程性质良好。大台线2号隧道两个出口设计的差异顺下游方向的隧道出口,完全没有衬砌,另一出口则有衬砌维护,这与两侧出口的围岩性质有关。由于一侧出口岩体较完整,抗风化能力较另一侧强,没有任何工程支护,而另一侧出口岩体风化严重,植被覆盖较高,能够截流较多的地表径流,进而促进水对可溶岩的溶蚀能力,可观察到小型的岩溶洞穴,并填充了水流冲刷物质。这些特征使得该出口围岩相对破碎,完整性较差,岩体强度减弱,所以进行了支护。5路隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。隧道勘测为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案,对隧道地处范围内的地形、地质状况,以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。在隧道勘测和开挖过程中,须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。6中国在1975年制定的铁路隧道工程技术规范中将围岩分为6类。关于岩石分类70年代以前常用泰沙基及普氏等岩石分类方法。70年代以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会推荐的为巴顿等各种分级系统。此外,还有日本以弹性波速为主的分类法。围岩的类别的确定,为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。隧道设计选线根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。洞口位置的选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡的稳定,避免塌方。纵断面设计沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。因隧道内湿度大,轮轨间粘着系数减小,列车空气阻力增大,因此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形状以单坡和人字坡居多,单坡有利于争取高程,人字坡便于施工排水和出碴。为利于排水,最小纵坡一般为2‰~3‰。横断面设计隧道横断面即衬砌内轮廓,是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种,这两种又各分为单线断面和双线断面。衬砌内轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。在地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27~32平方米,双线约为58~67平方米。在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜等因素,断面须适当加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为单线隧道高度约为6.6~7.0米、宽度约为4.9~5.6米双线隧道高度约为7.2~8.0米,宽度约为8.8~10.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时,其中线间距离须考虑地层压力分布的影响,石质隧道约为20~25米,土质隧道应适当加宽。7辅助坑道设计辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角一般在18°~27°之间,采用卷扬机提升。斜井断面一般为长方形,面积约为8~14平方米。竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道,通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧(距中线约20米)。竖井断面多为圆形,内径约为4.5~6.0米。平行导坑是距隧道中线17~25米开挖的平行小坑道,以斜向通道与隧道连接,亦可作将来扩建为第二线的导洞。中国自1957年修建川黔铁路凉风垭铁路隧道采用平行导坑以来,在58座长3公里以上的隧道中约有80%修建了平行导坑。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟的小断面坑道。此外,隧道设计还包括洞门设计,以及开挖方法和衬砌类型的选择等。8隧道贯通控制测量道遂测量是为了保证测量的中线和高程在隧道贯通面处的偏差不超出规定的限值。中线平面控制长隧道以往多用三角网,短隧道多用导线法,借以控制中线的偏差。自50年代以来,中国在1公里以上长度的隧道测量中采用导线法也能控制隧道的贯通误差。光电测距仪的出现和发展,解决了量距的困难。山岭隧道洞外及洞内都采用主副闭合导线法,即在主导线上测角并用光电测距仪量距,在副导线上只测角不量距。由主副导线所组成的多边形,只平差其角度,不平差其长度。这样主副导线法比三角网法简单实用,比单一导线法可靠。中国大瑶山双线隧道即采用主副闭合导线法作为中线平面控制。在隧道进行中线测量以前,就要考虑将来隧道打通后的偏差数值。根据隧道的长度和平面形状,在地形图上先行布置测点的位置和预计的贯通点,并在平面图上量出必要的尺寸,再根据规范规定的极限误差试算出测角和量距的必要精度,然后进行测量。这个过程叫做测量设计或叫做隧道贯通误差的预计4公里以下的隧道中线贯通极限误差为±100毫米4~8公里的隧道中线贯通极限误差为±150毫米。高程控制短隧道应用普通水平仪,长隧道应用精密水平仪即能保证需要达到的精度。高程贯通极限误差为±50毫米。

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