1、 - 1 - 绪绪 论论 随着我国铁路建设事业的蓬勃发展，铁路隧道已经越来越得到国家的重视。在贯 穿我国山区的新建铁路线上， 修建了大量的隧道， 使我国铁路隧道的座数和总延长量， 都跃居为世界各国的前列，同时还积累了丰富的经验，拥有了较先进的技术，也为铁 路隧道的设计提供了大量的资料和数据。 近年来计算机技术的发展，对隧道的发展注入了活力，越来越多的新型技术被用 于隧道工程的实践中，如：隧道的管线位移应力应变分析可以考虑采取数值模拟，把 隧道与管线当作一个系统考虑将隧道施工与管线的变形作为一个整体计算。 这样 就可以通过采用不同的单元模拟不同土体、管土接触关系、管线类型以及考虑不同 的隧道施工
2、方法等，从而实现对“隧道管线”的整体分析。以及许多隧道的维护、整 治和科研中计算机都成来一件有力的武器，隧道事业的脚步是越来越快，超长隧道、 电气化隧道被人类更多的关注。隧道工程的理论方面，分析结构内力的方法，已经从 结构力学的计算转到以矩阵分析的方式用计算机计算， 并进一步用有限元方法进行分 析；从不地层压力视为外力荷载，到把围岩和支护结构组成受力统一体系的共同作用 理论；从过去认为地层为松散介质，进行考虑岩体的弹性、塑性和黏性，以及各种性 质的转变，拟出各种能进一步体现岩性的模型，进行受力的分析；在隧道的设计计算 理论中已经引入了不确定性的概念，现在正向可靠度设计过渡。 本文首先，通过该地
3、区的地质、地形条件确定隧道的位置及控制高程，结合一些 实际条件计算绘制边、 仰坡的开挖线的有关数据并在地形图上绘制开挖线、 做纵断图； 然后， 根据地质条件和围岩级别选择合适的隧道洞门， 查阅相关资料进行稳定性检算， 以便确定洞门能否合格；接下来，根据洞门和地下水情况确定合适的隧道衬砌，并依 照计算程序进行衬砌强度检算，看是否符合规范要求，如果不合格通过调整必要的资 料来重新检算；最后，按照以上设计进行施工组织设计，安排施工进度及主要施工方 法，合理调配施工机械设备，还要组织有效的质量保证措施及安全保证措施，这样就 完成本设计的主要内容。 通过这次设计不仅培养了我们独立思考问题的能力， 也给我
4、们在以后的工作中提 供了扎实的理论基础。 第一章第一章 隧道位置的选择及纵断面设计隧道位置的选择及纵断面设计 - 2 - 第一节第一节 隧道位置的选择隧道位置的选择 地形是选定隧道位置的重要条件之一。 一般山区铁路不论沿河傍山， 在河道曲折、 地势陡峭的峡谷地段或跨越分水岭，常常修建隧道。故仅就地形条件而言，可分为越 岭隧道与河谷线隧道。越岭地段，一般山峦起伏、地形崎岖、地质条件复杂、自然条 件变化差异很大，其中分水岭垭口的高低、垭口两面的沟谷地势、山梁的薄厚、山坡 的陡缓以及山前主支沟台地的分布情况等， 与隧道平面位置及立面位置的选择关系密 切。本隧道所在位置地势比较陡峭，由中密的、饱和石质
5、灰岩为主、砂粘土充填的碎 石土和钙质胶结、细晶结构质、节理发育的灰岩夹页岩及泥灰岩组成，结构比较单一 适合做隧道。 第二节第二节 隧道纵断面设计隧道纵断面设计 隧道宜设在直线上，应尽量采用较大的曲线半径，并尽量避免设在反向曲线上。 为了保证隧道内列车能安全平顺地行使，机车能够牵引足够的列车重量，同时考虑将 隧道内的水顺利排出洞外以及通风要求等因素， 必须对隧道内线路的纵断面进行合理 地设计。隧道纵断面设计的主要内容包括选定隧道内线路坡道形式、坡度大小、坡段 长度和坡段间的衔接等。 一、一、 坡道形式坡道形式 隧道处于地层之内，除了地质有变化以外，线路的坡形本来不受什么限制，用不 着采用复杂多变
6、的形式。一般可采用简单的单坡形或不复杂的人字坡形，如图 1-1 所示。 （a）单坡形 （b）人字坡形 图图 1 1- -1 1 坡道形式坡道形式 由于本隧道所在位置地形比较陡峭，为了减少开挖量，必须要争取高程，所以选 择了单坡形隧道。 二、二、 坡度大小坡度大小 对于线路来说，考虑到运营效率，应具有良好的行车条件，线路的坡度以平坡为 最好。但是，天然地形是起伏不定的，为了能适应天然地形的形状以减少工程数量， 需要随着地形的变化设置与之相适应的线路坡度。但坡度不能太大，若坡度超过了线 路最大允许的限制坡度，机车的牵引能力达不到，不是列车爬不上去，就是必须减轻 - 3 - 列车的牵引重量。 所以设计坡度时， 注意应不超过限制坡度 限 i。 如果在平面上有曲线， 还需为克服曲线的阻力，再减去一个曲线的当量坡度。即 曲限允 iii 式中 允 i设计中允许采用的最大坡度； 限 i按照线路等级规定的限制最大坡度； 曲 i曲线阻力折算的坡度折减量； 当机车进入隧道时，空气阻力就已增加，粘着系数也已开始减小，机车的牵引能 力相应降低，因此不但隧道
