东北大学毕业设计（论文） 东北大学继续教育学院 东北大学本科毕业设计(论文) 第1页
毕业设计(论 文) GRADUATE
DESIGN
(T
HESIS)
设计（论文）题目 京福高铁三清山隧道设计
学 生 蔡颂
教学中心 东北大学远程教育 专 业 土木工程 指导教师 赵文
二〇一五年 03 月 12 日
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毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：京福高铁三清山隧道设计 基本内容： 第一部分 原始资料的阅读、整理，理解基本要求； 第二部分 隧道衬砌内轮廓的拟定及洞口位置选择； 第三部分 隧道洞门设计； 第四部分 隧道衬砌设计； 第五部分 出口段结构配筋设计； 第六部分 隧道附属工程设计、施工组织设计； 第七部分 设计说明书及图纸检查、修改、输出。 指导教师： 年 月 日
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京福高铁三清山隧道设计
摘 要
京福高铁从京沪高铁安徽蚌埠南站引出，经合肥、黄山、上饶、武夷山、南平至福州，按时速350公里/小时、双线电气化标准设计，是第一条贯穿我国南北的高速铁路大通道。蚌埠以北利用已经通车的京沪高铁连接，然后再接合肥至福州铁路客运专线至福州。蚌福铁路客运专线自蚌埠枢纽引出后，经安徽合肥，巢湖、铜陵、绩溪、黄山，江西婺源、德兴、上饶，福建武夷山、建阳、建瓯、南平、古田、闽清，沿闽江北侧引入福州枢纽福州站。线路全长813公里，投资估算1076亿元，其中福建段长度277公里，投资估算350亿元，设计时速为350公里，预计2015年建成通车。京福高速铁路建成后，从福州坐火车到武夷山只需一个多小时。届时，从福州坐火车到北京，将从目前的16小时缩短至7个多小时。
三清山隧道作为京福铁路客专闽赣段第二长隧和全线重点控制工程，全长11850米，地质复杂，施工难度大。根据该工程特殊地质情况与大断面三清山隧道的特点，对隧道VI、V级围岩下的支护结构、各种围岩条件下的施工方法、监测、洞门等进行设计。本隧道采用全封闭防水型衬砌结构，利用ANSYS软件，根据隧道埋深与地质的情况，得出隧道在山岭段二次衬砌中的受力与变形进行验算，并得出验算结果。高速铁路与一般铁路的最大区别是要考虑到空气动力学效应，因此在衬砌的拟定上，不仅考虑了机车车辆类型、行车条件、线路条件等，同时也结合了高速列车隧道空气动力学的影响。
关键词：高速铁路隧道；结构验算；有限元分析。
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目录
第１章 绪论及隧道概况 ................................................................................................................. 1
1.1工程概况 ............................................................................................................................. 1
1.1.1隧道工程位置 .......................................................................................................... 1 1.1.2隧道建设规模 .......................................................................................................... 1 1.2工程地质和水文地质特征 ................................................................................................. 2
1.2.1地层岩性 .................................................................................................................. 2 1.2.2.地质构造 .................................................................................................................. 3 1.2.3.土石工程分级 .......................................................................................................... 3 1.2.4.地震 .......................................................................................................................... 3 1.2.5.土壤最大冻结深度0.5m。 ..................................................................................... 4 1.2.6.水文地质特征 .......................................................................................................... 4 1.3隧道围岩分级 ..................................................................................................................... 4 1.4各段岩土工程条件评价及工程措施建议 ......................................................................... 5
1.4.1隧道进口明挖段评价 .............................................................................................. 5 1.4.2隧道洞身段 .............................................................................................................. 6
第２章 三清山隧道总体设计 ......................................................................................................... 7
2.1设计依据及范围 ................................................................................................................. 7
2.1.1设计采用的标准、规范及规程 .............................................................................. 7 2.1.2设计范围 .................................................................................................................. 7 2.2总体线位 ............................................................................................................................. 7 2.3隧道纵坡 ............................................................................................................................. 7 2.4隧道建设规模 ..................................................................................................................... 7 2.5轨道类型 ............................................................................................................................. 7 2.6主要技术标准与设计原则 ................................................................................................. 8
2.6.1主要技术标准 .......................................................................................................... 8 2.6.2隧道建筑限界及衬砌内轮廓 .................................................................................. 8 2.7主体设计原则 ................................................................................................................... 10 2.8隧道洞门设计 ................................................................................................................... 10 2.9主体地建工程设计 ........................................................................................................... 11
2.9.1暗挖隧道段设计 .................................................................................................... 11 2.9.2明挖法暗埋段及引道段设计 ................................................................................ 12 2.10防排水设计 ..................................................................................................................... 17
2.10.1隧道防排水设计方案 .......................................................................................... 18 2.10.2隧道防排水设计原则 .......................................................................................... 18 2.10.3截堵水措施 .......................................................................................................... 18 2.10.4排水措施 .............................................................................................................. 18 2.11监控量测 ......................................................................................................................... 18 2.12溶洞的处理方案及施工报警设计 ................................................................................. 19 2.13施工阶段超前地质预测预报 ......................................................................................... 19 2.14耐久性设计 ..................................................................................................................... 19
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2.14.1耐久性设计原则 .................................................................................................. 20 2.14.2隧道结构耐久性设计 .......................................................................................... 20
第3章 隧道洞门结构设计 ......................................................................................................... 23
3.1 洞口位置选择 .................................................................................................................. 23
3.1.1隧道进口位置选择 ................................................................................................ 23 3.1.2隧道出口位置选择 ................................................................................................ 23 3.2 洞门选择 .......................................................................................................................... 23
3.2.1洞门拟设计 ............................................................................................................ 23 3.2.2洞门建筑材料 ........................................................................................................ 25 3.3洞门结构验算 ................................................................................................................... 26
3.3.1洞门荷载的计算 .................................................................................................... 26 3.3.2洞门结构验算 ........................................................................................................ 27
第4章 施工方案设计 ................................................................................................................. 30
4.1浅埋暗挖段 ....................................................................................................................... 30
4.1.1浅埋暗挖段V级围岩地层 ................................................................................... 30 4.1.2浅埋暗挖段VI级围岩地层 .................................................................................. 32 4.1.3盖挖法施工（本隧道可以根据实际情况采取此法） ........................................ 34 4.2三清山隧道洞口的施工方法 ........................................................................................... 34 4.3通风 ................................................................................................................................... 36 4.4防尘 .................................................................................................................................. 36 4.5排水 ................................................................................................................................... 36 4.6超前支护与初期支护 ....................................................................................................... 37
4.6.1超前小导管注浆加固地层 .................................................................................... 37 4.6.2中空注浆锚杆施工 ................................................................................................ 37 4.6.3锚杆钢筋网 ............................................................................................................ 37 4.6.4型钢钢架施工 ........................................................................................................ 37 4.6.5大管棚施工工序 .................................................................................................... 38 4.6.6湿喷砼施工方法 .................................................................................................... 39 4.7隧道二次衬砌 ................................................................................................................... 39
4.7.1正洞施工方法 ........................................................................................................ 39 4.7.2钢筋制作安装 ........................................................................................................ 39 4.7.3砼施工 .................................................................................................................... 40 4.7.4衬砌背后注浆 ........................................................................................................ 40 4.7.5仰拱施工 ................................................................................................................ 40 4.7.6管沟施工 ................................................................................................................ 41 4.8隧道防水施工 ................................................................................................................... 41
4.8.1概述 ........................................................................................................................ 41 4.8.2防水层施工 ............................................................................................................ 41 4.9内砼路面施工方法及洞内附属施工 ............................................................................... 41
4.9.1水泥砼路面整平层施工 ........................................................................................ 41 4.9.2水泥砼路面面层施工 ............................................................................................ 42 4.9.3接缝 ........................................................................................................................ 43 4.9.4施工缝 .................................................................................................................... 43 4.9.5填缝 ........................................................................................................................ 43
东北大学土木工程专业毕业设计
