Проектирование двухпутного железнодорожного тоннеля

Содержание

Содержание........................................................................... 4

Введение................................................................................ 6

1. Анализ исходных данных места сооружения тоннеля. 7

2. Проектирование тоннеля................................................. 8

2.1 Проектирование плана и продольного профиля.... 8

2.2 Проектирование тоннельных конструкций............ 9

2.2.1 Габариты и поперечное сечение тоннеля........ 9

2.2.2 Материалы тоннельных конструкций........... 11

2.2.3 Обделки тоннелей........................................... 12

2.2.4 Притоннельные сооружения.......................... 14

3. Статический расчет тоннельной обделки.................... 16

3.1 Нагрузки и их сочетания......................................... 16

3.2 Подготовка исходных данных................................ 19

4. Проверка прочности сечений обделки......................... 22

4.1 Расчёт рабочей арматуры в опасном сечении....... 26

5 Производство работ при строительстве тоннеля.......... 28

5.1 Выбор способа сооружения тоннеля..................... 28

5.2 Разработка грунта.................................................... 28

5.2.1 Шпуровые заряды и вруб............................... 29

5.2.2 Расчет параметров БВР................................... 30

5.2.3 Составление паспорта БВР для проходки выработок.................................................................................... 36

5.3 Погрузка и транспортировка грунта...................... 36

5.4 Установка временной крепи................................... 39

5.5 Возведение обделки................................................ 41

5.6 Производительность проходческого и бетоноукладочного оборудования............................................ 43

5.6.1 Производительность бурового оборудования...................................................................................................... 43

5.6.2 Производительность породопогрузочных и транспортных машин................................................................. 44

5.6.3 Производительность бетоноукладочного оборудования.............................................................................. 46

6. Вспомогательные работы.............................................. 47

6.1 Вентиляция подземных выработок........................ 47

6.2 Водоотводные устройства...................................... 51

6.3 Электроосвещение, электроснабжение, автоматика, сигнализация, связь и пожарная защита.................................. 51

7. Охрана природной окружающей среды....................... 52

Заключение......................................................................... 54

Список литературы............................................................ 55

Введение

   Тоннелем называют горизонтальное или наклонное подземное искусственное сооружение, имеющее значительную протяженность по сравнению с поперечным сечением, предназначенное для транспортных целей, пропуска воды, прокладки городских коммунальных сетей или размещения производственных предприятий.

            Целью данной работы является проектирование двухпутного железнодорожного тоннеля.

В процессе выполнения проекта потребуется решить следующие задачи:

   - Анализ исходных данных места сооружения тоннеля и проектирование плана и продольного профиля тоннеля;

 - Проектирование тоннельных конструкций;

 - Выполнение статического расчета тоннельной обделки;

- Подбор техники для производства работ при строительстве тоннеля и др.          

1. Анализ исходных данных места сооружения тоннеля

По заданию на курсовой проект требуется запроектировать тоннель, сооружаемый горным способом, согласно следующим исходным данным:

F Назначение тоннеля и категория дороги: железнодорожный,                       2 категории;

F Число путей: 2 пути;

F План трассы: трасса с включением кривой R=850 м., Y=18°;

F Руководящий уклон железнодорожной трассы: i_р = 24 ‰;

F Длина тоннеля: 600 м.

F Высотные отметки точек: А 365,00 м.; Б 540,00 м.; В 358,00 м.

F Район строительства: г. Владивосток

Инженерно- геологические условия в зоне строительства тоннеля представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Инженерно- геологические условия в зоне строительства

Наименование грунта

Плотность, т/м3

Коэффициент крепости f

Кажущийся угол

внутреннего трения φ0

Коэффициент

упругого отпора

Ko, кН/м3

Степень

Трещиноватости

Обводненности

Схема залегания грунтов представлена на рисунке 1.1

А, Б, В – высотные точки; 1- габбро, 2- мергель

Рисунок 1.1 – Схема залегания грунтов в зоне строительства тоннеля.

2. Проектирование тоннеля

2.1 Проектирование плана и продольного профиля

План трассы тоннеля проектируется по нормам открытых участков железной дороги. Согласно заданию на трассе предусмотрена кривая радиусом R=850 м., углом поворота Y=18°. Расчет параметров кривой производим по следующим формулам:

                                            (2.1)

                                                      (2.2)

где  – тангенс кривой, м;

      – длина кривой, м;

      – радиус кривой, м;

      – угол поворота трассы, градусы.

 м.

 м.

В проекте принимаем сооружение односкатного тоннеля длиной 600 метров.

Минимальный уклон в железнодорожных тоннелях составляет 3 ‰. Максимальный уклон, принимаем равному смягченному руководящему уклону, вычисляемому по формуле:

                                                (2.3)

где  – руководящий уклон линии,  ‰;

       – коэффициент смягчения уклона, при  м. ;

       – эквивалентный уклон, учитывающий наличие кривых, ;

 ‰.

Значение уклона тоннеля должно быть в пределах: , .

Так как в проекте мы приняли односкатный вариант тоннеля, то уклон тоннеля вычисляем по формуле:

                                              (2.4)

 ‰.

Уклон тоннеля соответствует условию .

2.2 Проектирование тоннельных конструкций

Комплекс сооружений транспортного тоннеля включает собственно тоннель с нишами и камерами, служебные и дренажные штольни, порталы, шахтные стволы и вентиляционные тоннели. В курсовом проекте основное внимание следует уделить проектированию самого тоннеля.

2.2.1 Габариты и поперечное сечение тоннеля

Основой для построения внутреннего очертания обделки железнодорожного тоннеля является габарит  приближения строений С. Габарит двухпутного тоннеля отличается от однопутного наличием прямоугольной вставки шириной d=4100 мм. Габарит приближения строения двухпутного железнодорожного тоннеля на прямой для конструкции контактной подвески с несущим тросом показан на рис 2.1.

Рисунок 2.1 – Габарит приближения строений (С) двухпутного железнодорожного тоннеля на прямой.