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第一章隧道勘测设计原则1

第一节隧道线路平面、纵断面设计1

一、隧道线路平面设计1

二、隧道线路纵断面设计1

目 录1

第二节隧道位置的选择4

一、地形条件与隧道位置的选择4

二、地质条件与隧道位置的选择7

三、不良地质和特殊地质地区隧道位置的选择8

第三节隧道洞口位置的选择11

一、根据地形条件选定洞口位置11

二、根据地质条件选定洞口位置12

三、隧道洞口边仰坡高度的拟定12

第四节相邻隧道最小间距的确定12

二、静态分析计算比较14

第五节隧道线路方案的经济比较14

一、项目分析比较14

三、动态分析计算比较15

第二章隧道限界16

第一节现行限界标准及曲线加宽16

一、标准轨距铁路隧道建筑限界和机车车辆限界16

二、曲线地段隧道断面加宽计算16

三、曲线地段隧道加宽设置20

第二节 电气化铁路隧道中接触网与限界的关系21

一、接触网悬挂的类型及其在隧道内安装的有关规定21

二、支承装置及定位器在隧道内的安装方式22

三、锚段关节在隧道内的安装方式25

第三章隧道围岩分类及围岩压力26

第一节围岩分类26

一、铁路隧道围岩分类26

二、国内其它围岩分类方法29

第二节隧道围岩的物理力学指标33

一、铁路隧道围岩的物理力学指标33

三、铁路隧道围岩分类与其它分类的相互关系33

二、其它地下工程的围岩物理力学指标35

第三节 围岩分类与支护参数36

一、复台式衬砌设计参数36

二、复合式衬砌设计参数的拟定原则36

第四节围岩压力及确定方法36

一、围岩压力的性质36

二、深埋隧道围岩压力的确定37

三、浅埋隧道围岩压力的确定41

四、偏压隧道围岩压力的确定42

五、斜交洞口衬砌围岩压力45

六、斜井、竖井围岩压力的计算46

六、隧道轨顶面至道床底面的高度47

五、衬砌建筑材料47

四、衬砌断面开挖高度47

七、隧道轨顶面设计高程47

第一节一般规定与数据47

三、回填要求47

二、伸缩缝、沉降缝和工作缝47

一、衬砌设计要求47

第四章隧道衬砌设计及计算47

第二节衬砌类型48

一、单、双线隧道衬砌类型48

二、车站及燕尾式隧道衬砌类型50

第三节衬砌基本尺寸拟定50

一、衬砌内轮廓50

二、衬砌外轮廓与轴线等尺寸计算52

三、仰拱内轮廓计算53

第四节衬砌内力计算54

一、拱脚弹性固定于围岩上的无铰拱55

二、边墙按弹性地基梁计算57

三、直墙式衬砌61

四、曲墙式衬砌63

五、偏压衬砌65

六、斜交洞口衬砌70

七、仰拱71

八、圆形衬砌76

第五章复合式衬砌、锚喷衬砌设计82

第一节一般规定82

一、适用范围82

二、设计要求82

三、衬砌内轮廓及横断面设计82

四、设计方法83

六、浅埋隧道设计85

五、建筑材料及技术要求85

第二节初期支护设计86

一、喷射混凝土支护设计86

二、锚杆支护设计88

三、钢架设计93

第三节二次衬砌设计97

一、二次衬砌的主要作用97

二、二次衬砌结构设计97

三、二次衬砌产生裂缝的原因和防止措施98

四、防水层设计要求99

第四节复合式衬砌计算99

一、复合式衬砌计算原则99

二、复合式衬砌计算的数值方法100

三、复合式衬砌计算的特征曲线法110

二、现场量测的目的和量测项目113

三、观 察113

一、现场量测的意义和量测计划113

第五节现场量测和反馈分析113

四、量测手段114

五、布置量测断面和测点,确定量测频率116

六、量测数据的处理、应用和围岩稳定性判断117

第六节支护及衬砌质量检查119

一、原材料的检查119

二、锚杆质量检查120

三、喷射混凝土质量检查120

四、初期支护外观及隧道衬砌断面尺寸的检验121

五、二次衬砌质量检验121

第六章 围岩预加固及预支护设计123

第一节锚喷预加固设计123

一、锚喷预加固类型及适用条件123

二、锚喷预加固经验参数123

三、锚喷预加固信息化设计124

四、锚喷预加固施工实例125

第二节预支护设计127

一、预支护类型及适用条件127

二、预支护设计127

三、预支护施工监测129

四、预支护施工实例130

五、预支护施工主要机具设备131

第三节注浆预加固设计131

一、适用条件131

二、注浆加固范围的确定131

三、注浆段长的确定和注浆孔布置134

四、注浆压力设计136

五、注浆量计算136

六、注浆材料选择和配合比设计136

七、注浆结束标准和注浆效果评定139

八、注浆机具设备139

二、回填要求141

一、适用条件141

三、结构构造要求141

第七章拱形明洞设计及计算141

第一节一般规定141

四、建筑材料142

第二节明洞类型及适用条件142

一、一般铁路拱形明洞类型及适用条件142

二、特殊结构及特殊基础明洞142

第三节 明洞荷载146

一、荷载种类146

二、荷载计算146

第四节拱形明洞内力计算151

一、单跨拱形明洞151

二、双跨拱形明洞168

三、深基础拱形明洞171

二、回填要求173

三、结构设计173

第一节一般规定173

一、适用条件173

第八章棚洞设计及计算173

四、建筑材料174

五、基础处理174

第二节棚洞类型175

一、单线铁路棚洞175

二、双线铁路棚洞178

三、三线铁路棚洞178

第三节棚洞荷载178

一、荷载种类178

二、荷载计算178

第四节棚洞内力计算178

一、结构计算图式178

二、计算公式179

一、结构形式及应用185

第五节棚洞的特殊结构形式185

二、特殊基础的处理191

第九章洞门设计及计算194

第一节洞门设计一般规定194

一、洞门设计原则194

二、一般规定194

一、洞门类型195

二、检查设备类型195

第二节洞门及检查设备类型195

第三节洞门端墙及挡(翼)墙计算199

一、检算要求及设计参数199

二、计算方法200

三、稳定性和强度检算204

第十章 洞内轨道及附属构筑物205

第一节洞内轨道205

一、一般规定205

四、整体道床206

二、碎石道床206

三、混凝土宽枕道床206

五、混凝土板式道床209

第二节下锚区段衬砌209

一、一般规定209

二、下锚区段布置形式211

三、下锚区段衬砌设置规定212

四、绝缘梯车洞212

第三节避车洞213

一、设置规定及要求213

二、避车洞衬砌类型214

第四节 电缆槽214

一、设置规定及要求214

二、电缆槽类型215

三、余长电缆腔216

四、隧道口电缆槽过渡段218

一、无人增音站洞219

第五节其它设备219

二、信号继电器箱洞220

三、无线电通信电台箱洞221

四、无线列调中继器洞221

五、变压器洞221

六、隧道照明222

第十一章防水和排水223

第一节隧道防排水原则及要求223

一、防排水原则223

二、防排水要求223

第节洞顶防排水224

一、地表处理224

二、洞顶天沟224

第三节洞门排水229

一、洞门排水的主要方式229

三、明洞顶防排水229

二、洞内外水沟衔接231

第四节温和地区洞内排水234

一、一般规定234

二、洞内排水沟234

三、隧道衬砌背后的排水设施234

四、泄水洞239

第五节寒冷和严寒地区洞内排水240

一、保温水沟240

二、中心深埋水沟242

三、防寒泄水洞244

四、配套排水设备245

第六节洞内防水246

一、压注水泥浆及化学浆液246

二、防水混凝土251

三、衬砌各类缝隙防水254

五、内贴式防水层257

四、外贴式防水层257

六、复合式衬砌中间防水层258

第七节混凝土圬工抗侵蚀措施259

一、环境水对混凝土侵蚀类型259

二、侵蚀性地下水对圬工的侵蚀过程263

三、混凝土抗侵蚀措施263

第八节参考资料——防水材料简介264

一、防水卷材264

二、防水涂料265

三、密封材料266

四、注浆材料268

第十二章施工通风及防尘防毒270

第一节施工通风270

一、作业环境的卫生标准270

二、通风方式与布置270

三、风量计算272

四、风压计算278

五 、设备选择280

第二节防尘防毒291

一、粉尘的危害291

二、粉尘的防治措施291

第十三章隧道运营通风297

第一节运营隧道有害气体的防治298

一、有害气体和卫生标准298

一、活塞压力299

二、活塞风速299

第二节列车活塞作用299

二、运营隧道内有害气体的防治措施299

第三节洞口风道式机械通风300

二、机械通风方式及选择300

三、隧道需要风量301

四、无帘幕洞口风道吹入式通风301

五、有帘幕洞口风道吹入式通风307

一、概述309

六、提前通风312

第四节风机的应用317

一、风机的类型317

二、风机的特性317

三、风机的选择计算319

四、适用于铁路隧道运营通风的国产风机320

五、常用电机说明及技术参数表328

第五节风道设计原则、风道洞门、风机房及其它有关设计、施工参考资料332

一、风道设计原则332

二、风道洞门布置及结构形式参考图333

三、风机房平面、断面及设备示例图333

四、帘幕设计333

五、估算参考资料338

第六节附表346

一、常用通风计算算式一览表346

二、单位换算表349

三、风力等级表350

四、气温、气湿、气压的推算351

五、单线铁路隧道净空面积、湿周、当量直径351

六、摩擦阻力与局部阻力系数351

第七节射流风机通风356

一、概述356

二、射流风机通风计算356

三、风机的布置359

四、射流风机的性能现格359

五、射流风机的安装、运用控制及其它361

六、结语362

第十四章辅助坑道363

第一节辅助坑道的选择363

一、辅助坑道的作用、类型及其适用条件363

二、选择辅助坑道方案的主要考虑因素363

第二节横洞、平行导坑设计364

一、横洞、平行导坑断面的选拟364

三、辅助坑道断面设计及支护原则364

二、横洞设计365

三、平行导坑设计367

四、平巷交岔点设计367

第三节斜井、竖井设计367

一、斜井、竖井位置的选择367

二、斜井设计370

三、竖井设计378

四、井下洞室设计396

第四节辅助坑道的处理399

第十五章滑坡、溶洞、瓦斯地层和膨胀性围岩隧道设计400

第一节滑坡地层隧道设计400

一、滑坡推力计算400

二、滑坡的综合整治措施409

三、工程实例415

一、岩溶发育的条件426

第二节岩溶处理426

二、岩溶对隧道工程的影响427

三、工程治理措施427

第三节含瓦斯煤系地层隧道设计440

一、含瓦斯煤系地层的特征440

二、坑道中瓦斯的检测441

四、瓦斯的防治442

五、煤尘442

三、瓦斯等级及允许浓度442

六、瓦斯涌出量及施工通风风量计算443

七、含瓦斯煤系地层隧道设计、施工要点444

第四节膨胀性围岩隧道设计444

一、膨胀性围岩的类型和特性444

二、膨胀性围岩物理力学指标和判别标准444

三、膨胀性围岩隧道设计、施工原则446

四、膨胀性围岩隧道施工要点447

二、黄土的特征451

一、黄土地区分布情况451

第十六章黄土、多年冻土地区隧道设计451

第一节黄土地区隧道设计451

三、黄土地区隧道设计452

四、黄土隧道洞门设计要求458

五、黄土隧道设计、施工注意事项458

第二节多年冻土地区隧道设计458

一、多年冻土的分类与分布459

二、多年冻土的工程地质特征460

三、多年冻土地区隧道设计469

第十七章地震区隧道设计475

第一节地震对隧道的影响和设计烈度475

一、地震对隧道的影响475

二、设计烈度475

第二节抗震设计规定477

一、隧道抗震设计规定477

二、挡土墙抗震设计规定479

第三节地震力481

一、计算假定481

二、地震力分类及计算481

第四节地震区隧道设计483

一、隧道设计483

二、拱形明洞设计485

三、棚洞设计485

第五节地震区隧道洞门设计486

一、设防措施486

二、洞门设计486

第十八章隧道施工组织设计487

第一节施工组织设计的基本原则487

五、洞口施工场地平面布置图488

四、施工组织设计图488

三、施工方法488

一、概述488

第二节施工组织设计的内容488

二、施工准备工作488

六、临时房屋490

七、其它措施490

八、附表490

第三节施工方法与施工进度491

一、施工方法的选择原则491

二、选择施工方法应注意的问题491

三、施工方法及程序491

四、隧道平均月成洞参考指标506

第四节施工组织设计图510

一编制施工组织设计图的基本原则510

二、施工组织设计图的编制510

三、编制施工进度计划图511

五、实例二516

四、实例一516

第五节施工组织设计有关指标520

一、劳动力用量520

二、材料用量521

三、水、电用量521

四、施工机械台班用量522

第十九章隧道改建525

第一节隧道改建设计的基本资料525

一、调查和收集设计资料的主要内容525

二、关于我国铁路隧道衬砌标准设计的简要资料526

第二节隧道改建方案529

一、改建方案529

二、选择改建方案时应注意的问题532

第三节隧道改建的结构处理和设计533

一、隧道改建时围岩压力的计算533

二、衬砌裂缝的分析534

三、衬砌裂缝处理与结构加固535

四、拆除旧衬砌,重建新衬砌537

五、采用预制构件补建隧道衬砌539

六、落底和整治道床时的线路临时支承540

七、整治隧道翻浆冒泥的新材料543

第四节改建施工临时行车限界与施工车架543

一、临时行车限界543

二、脚手架及车架的实例543

第二十章结构构件设计与计算546

第一节混凝土和砖石结构546

一、按破坏阶段设计546

二、按容许应力设计548

三、构造要求548

第二节钢筋混凝土结构549

一、按破坏阶段设计549

二、按容许应力设计556

三、构造要求563

第三节钢结构567

一、计算数据567

二、构件计算(按容许应力)568

三、连接计算571

四、构造要求577

五、轻型钢结构的若干规定578

第四节木结构584

一、计算数据584

二、构件计算(按容许应力)584

第二十一章工程材料587

第一节混凝土587

一、水泥587

二、砂596

三、石596

四、水泥砂浆和砌体597

五、混凝土598

六、水泥砂浆锚杆及喷射混凝土606

第二节石料607

一、隧道工程常用石料的规格607

二、石料的物理力学指标607

第三节木材608

一、普通锯材的分类和规格608

二、电杆、桩木、坑木的规格和质量要求608

三、木材材质标准608

四、常用木材容许应力和弹性模量609

五、枕木610

第四节钢材612

一、钢筋612

二、中空钢614

三、角钢615

四、工字钢621

五、热轧普通槽钢624

六、钢轨625

七、钢板631

八、钢管634

九、钢丝绳636

十、螺栓642

十一、螺母646

第二十二章机械设备650

第一节空气压缩机650

一、3~9m3/min低压小型活塞式空气压缩机650

二、10~100m3/min低压活塞式空气压缩机650

第二节凿岩机械与辅助设备650

一、凿岩机械650

二、凿岩辅助设备654

第三节装载运输机械659

一、装岩机械659

二、装载机械665

四、运输机械666

三、转载机械设备666

第四节牵引机车676

一、窄轨蓄电池式电机车676

二、窄轨内燃机车676

三、充电用整流设备676

第五节支护机械设备679

一、锚杆机及注眼器679

二、混凝土喷射机、灌浆机及喷浆机683

三、混凝土衬砌机械683

四、其它辅助设备687

第六节提绞设备693

一、提升机与提升绞车693

二、提升容器693

二、离心式杂质泵704

一、常用离心式清水泵704

第八节抽水机械704

三、单斗挖掘机704

二、全断面隧道掘进机704

一、部分断面巷道掘进机704

第七节掘进机及挖掘机704

三、离心式吊泵710

四、潜入式离心水泵710

第九节变压器及发电机714

一、中小型三相电力变压器714

二、矿用三相电力变压器714

三、隔爆型移动变电站716

四、发电机组716

第二十三章隧道工程环境保护720

第一节隧道工程各设计阶段环境保护要求720

一、可行性研究阶段721

二、勘测设计阶段726

一、生态环境的保护728

第二节隧道工程环境保护措施728

三、施工阶段728

二、环境污染防治729

三、弃碴处理732

第二十四章窄轨铁路隧道733

第一节一般规定733

一、轨距733

二、适用范围733

三、线路等级733

四、列车最高行车速度733

五、平面及纵断面733

六、外轨超高734

七、衬砌、洞门及其它735

第二节现行限界标准及曲线加宽735

一、762mm轨距铁路限界标准735

三、1000mm轨距铁路限界标准736

四、曲线隧道断面加宽736

736

二、600mm和900mm轨距铁路限界标736

第二十五章附录740

一、数学公式740

二、常用截面的力学特征742

三、常用材料重度746

四、隧道洞门仰坡开挖体积计算747

五、静定梁内力计算公式750

六、超静定梁内力计算公式755

七、刚架内力计算公式761

八、无铰等截面圆拱内力计算773

九、弹性地基梁系数774

十、制图标准摘编776

十一、工程地质、水文地质图例符号777

十二、法定计量单位787

十三、《铁路隧道工程质量评定验收标准》TBJ417—87的有关规定790

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