地下工程课程设计
姓名 班级： 学号： 指导老师 日期：20
设计说明
1. 设计依据
1.1《铁路隧道设计规范》（TB10003—2001）； 1.2《铁路隧道施工规范》（TB10204—2001）； 1.3《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108—2001）； 1.4《标准轨距铁路建筑界限》（GB146.2—83）； 1.5 中华人名共和国行业标准《铁路线路规范》（GB50090—99） 1.6《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119—2000） 2 设计原则
2.1复合式衬砌是以新奥法原理为基础，采用锚杆和喷射混凝土为主初期支护，用模筑混凝土作为二次衬砌的一种组合式衬砌。根据需要，在初期支护与二次衬砌间施做防水隔离层。
2.2本册图适用于双线电化铁路隧道复合式衬砌区段，隧道内轮廓尺寸应符合《标准轨距铁路建筑限界》（GB146.2—83）隧限—2B的要求。 2.3I级围岩内需要做复合式衬砌时，可参照II级围岩的衬砌设计参数进行设计，但二次衬砌厚度不应小于30cm。 2.4本册图衬砌类型按现行《铁路隧道设计规范》(TB10003—2001)(以下简称《隧规》)中的围岩分级划分。设计根据新奥法的基本理论和复合式衬砌的设计原理，考虑了埋深、原岩应力场以及影响围岩自承能力的各种因素，采用结构计算与科学实验成果和工程类比相结合的方法进行设计。
2.5复合式衬砌设计目前主要以工程类比为主，必要时辅以理论分析加以验证。 2.6初期支护设计
2.6.1初期支护是永久衬砌的重要组成部分。初期支护既要能与围岩共同变形，又要有足够的刚度和强度以抑制围岩过大的变形。初期支护的组成形式可根据工程的地质、隧道净空、覆盖厚度等因素决定，主要包括有：喷射混凝土支护、锚杆喷混凝土支护、喷锚网支护、钢架喷射混凝土支护等。
2.6.2对喷射混凝土的设计厚度进行调整时，其厚度应不小于5cm。
2.6.3锚杆以采用全长粘结型锚杆为主，各种锚杆必需设置托（垫）板；采用钢筋砂浆锚杆时应保证注浆的饱满度。
2.6.4钢筋网一般用Q235钢筋，钢筋直径6~12mm，网格间距150~250mm，保护层厚度不应小于20mm。
2.6.5钢筋宜选用钢筋焊接成的格栅钢架，其主筋直径不宜小于18mm，必要时可选用型钢或钢轨弯制，钢架保护层厚度不应小于40mm。 2.7二次衬砌
2.7.1二次衬砌是复合式衬砌的内层结构，与外层的喷锚初期支护及围岩共同组成整体的支护体系。二次衬砌用模筑混凝土灌筑。
2.7.2二次衬砌在围岩及初期支护的变形基本稳定后施做。变形基本稳定应符合下列条件：
1）隧道周边变形速率明显趋于减缓；
2）水平收敛（脚拱附近）速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d； 3）施作二次衬砌前的累计位移值，已达极限相对位移值的80%以上； 4）初期支护表面裂隙（观测表）不再继续发展。 2.8底板、仰拱及仰拱填充
2.8.1II级围岩的隧道底板设计厚度为25cm。 2.9围岩与支护设计指标 2.9.1喷射混凝土（c20）； 标准重量：22KN/m3；
轴心抗压极限强度 ：15.0MPa； 抗拉极限强度：1.3MPa；
混凝土弹性模量：2.2x104MPa；
喷射混凝土与岩土的粘结力，I~III级围岩不低于0.8MPa，IV级围岩不低于0.5MPa。锚杆、钢筋网、钢架、管棚等支护材料设计参数可详见《铁路隧道喷锚构筑技术规范》等有关规定。
2.9.2在施工中应根据量测结果进行分析，及时调整围岩的预留变形量，以防止围岩的实际变形量超过预留变形量造成二次衬砌侵入限界，同时也避免因预留变形量过大而造成二次衬砌厚度过大或增加回填圬工等。
2.9.3采用喷锚构筑法施工的隧道，应将现场监测项目作为工点设计的重要内容之一。 3设计内容
3.1隧道排水以双侧沟为主，在水量较大或道床有明确要求时，应采用双侧沟加。中心沟方案。 4建筑材料 4.1初期支护
喷射混凝土：c20混凝土；
锚杆：20MnSi或Q235钢筋，直径Φ22mm，锚杆用砂浆强度不低于M20； 钢筋网：Q235钢筋，直径Φ6~12mm；
钢架：参见《双线电化铁路隧道钢架支护》肆隧（01）3005标准设图。 4.2二次衬砌
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道拱部及边墙衬砌均为c20混凝土；Ⅲ、Ⅳ、
Ⅴ级围岩仰拱及仰拱填充均为c20混凝土；Ⅱ级围岩隧道底板及各级围岩水沟沟身、电缆槽槽身均为c20混凝土；水沟盖板及电缆槽盖板均为c20钢筋混凝土；二次衬砌为模筑混凝土。 5设计与施工注意事项
5.1曲线隧道地段因外轨超高，线路外轨道渣面亦相应抬高。水沟、电缆槽盖
板顶面和避车洞底面高程也应提高，以保持仍与道渣面齐平，外侧水沟沟身、电缆槽槽身的工程数量也相应增加。
5.2二次衬砌外轮廓线以外与初期支护之间的超挖回填一般用与二次衬砌强度
等级相同的混凝土回填。喷射混凝土回填量、超挖填平补齐数量以及初期支护与二次衬砌的回填数量均另行计算。
5.3隧道开挖应采用光面爆破或预裂爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，按照
“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则施工。
5.4设计锚杆应根据不同的围岩级别进行选型，锚杆打入方向应接近于径向，
在倾斜或层状围岩中，锚杆的方向宜于岩层层面垂直，不得与其平行。 5.5隧道洞口段衬砌应按规定进行加强，在洞门墙范围内的衬砌基础需加深，
使其与洞口基础深度相同，在寒冷和严寒地区，如洞口衬砌基础位于土层中时，基底应置于冻结线以下不少于25cm。
5.6隧道防排水应采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，
认真做好隧道防排水设计，并列入隧道施工工序，与隧道工程同时进行。 5.7注意电缆槽与仰拱填充（或底板）混凝土的联接，必要时可在仰拱（或底板）施工中，在其结合部位预埋短钢筋。
5.8当地下水对混凝土有侵蚀时，必要时根据水质情况采取防腐措施。选择适
宜的配合比，并严格执行；尽量降低水灰比，必要时可掺增塑剂；加强捣固，采用机械震捣；要求内部密实，外表平整，采用有抗腐蚀作用的水泥等。 6曲线隧道加宽说明 6.1加宽原因
1）车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路
弯曲仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。 2)由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平
方向上向内移动了一个距离(d内2)。
6.2双线电化铁路曲线隧道断面加宽计算：
曲线隧道断面加宽示意图
1）曲线断面加宽
内侧加宽： W1=4050/R+2.7E (cm; 外侧加宽： W2=4400/R (cm);
线间距加宽：W3—按《铁路线路设计规范》办理（cm）；
当外线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
W3=8450/R+1.2E (cm)
其他情况时W3=8450/R (cm) 总加宽： W=W1+W2+W3 2)线路中线距隧道中线的距离
内侧线路1： d1=200—（W1—W2—W3）/2 (cm)； 外侧线路2： d2=200+（W1—W2+W3）/2 (cm); E—曲线外轨超高值，其最大值不超过15cm，且 E=0.76v2/6 （cm）
由于曲线半径R=1390m故有：
E=0.76×1502/1390=12.302 cm
W=W1+W2+W3=4050/1390+2.7E+4400/1390+8450/1390+1.2E =2.913+33.456+3.165+6.079+14.869=60.482 cm 取W=60 cm
d1=200—（W1—W2—W3）/2=200—6.133=193.867 cm d2=200+（W1—W2+W3）/2=200+27.081=227.081 cm 即r1=494cm R1=524cm a1=52cm a2=30cm b=475cm B=1026cm h=778cm H=930cm