隧道工程课程设计(铁路单洞双线)
新建铁路标段单洞双线隧道施工组织设计#河北#台阶法施工#附示意图
新建张家口至唐山铁路ZTSG-7标段党峪隧道施工组织设计编制：复核：审核：二〇一二年九月二十五日目录一、编制依据及编制原则 (1)1、编制依据 (1)2、编制原则 (1)二、编制范围 (2)三、工程概况及主要工程数量 (2)1、工程简介 (2)2、工程地质 (4)3、水文地质 (4)四、施工总体方案 (4)1、施工组织机构及施工队伍的分布 (4)2、大临工程的分布及总体设计 (8)3、施工便道 (8)4、施工用电 (9)5、施工用水 (9)6、隧道通风 (9)7、施工测量 (11)8、施工各项技术准备工作 (12)9、洞口工程开挖与支护 (13)10、洞身工程开挖与支护 (13)11、洞身衬砌 (14)五、隧道一般工程的施工方法 (14)1、洞口工程 (14)2、洞身开挖工艺和方法 (22)3、初期支护施工 (35)4、仰拱、仰拱填充施工工艺与方法 (40)5、防排水施工工艺和方法 (41)6、二次衬砌施工 (45)7、洞门施工方法 (49)8、隧道超前地质预报方案 (49)9、隧道监控量测方案 (52)六、党峪隧道重点施工工艺和施工方法 (58)1、隧道偏压地段的施工技术措施 (58)七、总工期及进度计划安排 (59)1、施工工期安排 (59)2、隧道单口施工进度参考指标 (59)3、施工计划安排横道图 (59)4、党峪隧道形象进度图 (59)八、主要材料、工程设备的使用计划和供应方案及措施 (59)1、主要机械设备装备 (59)2、主要材料供应计划 (61)九、创优规划和质量保证措施 (62)1、标准化管理 (62)2、质量管理 (63)十、安全保证措施 (67)1、安全目标 (67)2、安全保证体系 (67)3、建立健全安全管理组织机构 (68)4、制度保证措施 (68)十一、工期保证措施 (69)1、保证工期组织措施 (69)2、保证工期劳动管理措施 (69)3、保证工期技术保证措施 (70)4、保证工期物资保障措施 (70)5、保证工期设备保障措施 (70)6、地方关系协调 (70)十二、环保、水保、文物保护措施 (71)1、保护及水土保持工作 (71)2、文明施工及文物保护 (73)党峪隧道施工组织设计一、编制依据及编制原则1、编制依据1.1．《标准轨距铁路建筑限界》（GB146.2-83)1.2．《铁路工程施工组织设计指南》（铁建设[2009]226号）1.3．《铁路隧道施工安全技术规程》（TB10304-2009）1.4．《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）1.5．《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）1.6．《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）1.7．《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）1.8．《铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行）》（经规标准[2007]119号）1.9．《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001)1.10．《铁路隧道防排水施工技术指南》（TZ331-2009）1.11．《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）1.12．《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）1.13．《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）1.14．《关于进一步明确软弱围岩及不良地质隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设【2010】120号）1.15．《关于新建张家口至唐山铁路初步设计的批复》（铁鉴函【2010】623号）1.16．中铁十四局集团有限公司通过质量体系认证中心认定ISO9001：2000《质量手册》和《程序文件》。
隧道工程课程设计
本科生课程设计课程名称隧道工程学部理工农学部目录第一部分隧道主体结构设计任务书 (1)一．课程设计题目 (1)二．适用专业、班级、时间 (1)三．课程设计目的及任务 (1)四．设计方法与步骤 (5)五．时间及进度安排 (5)六．建议参考资料 (5)第二部分隧道主体结构计算书 (6)2.1 建筑限界 (6)2.1.1 一般规定 (6)2.1.2 隧道总体设计原则 (6)2.1.3 隧道设计技术标准 (6)2.1.4 隧道建筑限界图 (7)2.2 内轮廓图确定 (8)2.3 隧道洞口的设计 (9)2.3.1 洞门形式的选择 (9)2.3.2 洞门构造要求 (9)2.3.3 验算满足条件 (10)2.3.4 洞门结构设计计算 (10)2.4 初期支护设计 (14)2.4.1 支护形式的选择及参数确定 (14)2.4.2 Ⅲ级围岩的初期支护设计 (15)2.4.3 初期支护设计及验算 (17)2.5 二次衬砌的计算 (25)2.6施工组织设计 (26)2.6.1编制说明 (26)2.6.2工程概况 (26)2.6.3工程特点、难点及施工措施 (27)2.6.4施工总体部署 (27)2.6.5 施工组织机构 (28)2.6.6 施工组织流程 (29)附图 (30)1、建筑限界图、内轮廓图 (30)2、洞口立面图 (30)3、洞口侧面图 (30)4、复合式衬砌断面布置图 (30)第一部分隧道主体结构设计任务书一．课程设计题目隧道主体结构设计二．适用专业、班级、时间张家界学院学院建筑工程专业三．课程设计目的及任务（一）设计目的：通过本设计掌握：①建筑限界和内轮廓图；②隧道洞口的设计；③隧道洞身的设计及二次衬砌的验算；④施工组织设计。
（二）设计任务：1.设计资料（1）隧道总体概况已知隧道为山岭两车道公路隧道，示意简图如图1.1所示。
整个隧道原本分为左右线，并且左右线都为相向施工，但本次课程设计只要求设计单洞单向施工到达贯通位置的情况，只要求设计主洞的一般断面，不要求设计紧急停车带与横洞等附属洞室。
隧道工程施工组织课程设计
目录一、工程概况及施工条件 (3)1、施工概况 (4)2、施工工期 (4)3、施工条件 (4)二、施工方案 (5)1、划分施工过程 (5)2、各施工段的施工顺序 (5)3、施工起重机械 (5)三、施工进度计划 (6)四、资源需要量计划 (6)1、劳动力需要量计划 (6)2、主要材料需要量计划 (6)3、构件及半成品需要量计划 (6)4、施工机具设备需要量计划 (6)五、施工准备工作计划 (7)六、施工现场平面布置 (7)七、主体分部分项工程的施工工艺 (8)1、施工方案设计 (8)2、开挖方案……………………………………………………………………………错误！未定义书签。
3、施工方法 (8)3.1洞口施工 (8)3.2洞身施工 (9)3.2.1明挖法 (9)3.2.2台阶法 (10)3.2.3全断面法 (12)3.2.4爆破法 (13)3.2.5超欠挖法 (16)3.2.6二次衬砌 (20)八、防排水措施 (23)参考文献 (27)摘要随着国民经济的快速发展，铁路隧道的等级也越来越高，这对铁路建造和施工要求也是越来越高本设计着重对该隧道的以下几个方面进行了设计：（1）根据地形、地质、环境要求等方面确定了路线方案和进出洞里程；（2）分别对进出、口洞门类型和边仰坡开挖线进行了确定；（3）根据挡土墙理论检算了洞门的安全性，设计合理，通过已有的有限元程序对危险断面衬砌的安全性进行检算分析，安全，说明本设计有一定的可行性；（4）隧道隧道施工组织，进行了设计。
关键词:铁路隧道开挖线检算施工组织设一、工程概况及施工条件1、施工概况杨家坝隧道是兰渝铁路线上的重点控制工程，隧道全长2130m，起讫里程DK374+592～DK376+722，隧道围岩共分为三级，其中IV级围岩960m，占线路全长的49﹪；V级围岩758m，占线路全长的37﹪，VI级围岩334m,占全长的14﹪。
隧道进口段前有600m，线路纵坡为10‰，中间段1800m的线路纵坡为11‰，出口段1600m的线路纵坡为11‰。
隧道工程课程设计.(DOC)
《隧道工程》课程设计一目的和任务课程设计是专业课教学计划中的重要环节。
通过该教学环节使学生对所学的理论知识有更深的认识与提高，并应用于实际工程设计，巩固本课程所学知识，提高学生分析问题和解决问题的能力。
二设计要求①必须按照设计任务书的要求完成全部规定内容，严格遵守国家颁布的有关技术规范和规程。
②设计图件采用计算机或铅笔绘制，要求线条清晰，整洁美观，符合有关建筑制图规范。
③说明书一律用碳素墨水抄写公正，文句通顺，简明扼要，文中计量单位一律采用国家标准。
三设计资料船溪隧道进口位于新晃县杉木塘村，出口位于新晃县兴隆乡龙马田村。
本隧道所处路段为双向四车道高速公路，隧道建筑限界按80km/h行车速度确定。
为分离式单向行车双线隧道。
隧道左线起汽桩号为2K69+840~2K71+770，全长1930m，右线汽桩号为YK69+870~YK71+835，全长1965m，按隧道分类左、右线均属长隧道；左线隧道位于R=3000m的圆曲线内，右线隧道位于R=35000m的圆曲线内。
左右线均不设置超高。
左线位于1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=3500m 竖曲线上，右线位于1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=35000m的竖曲线上。
隧址位于湖南省新晃县波洲镇与兴隆乡境内，属于低山区地貌，地形起伏较大，隧道穿越二道冲沟，隧道最大埋深约188m，隧道进口及出口山体坡度较大，约40°~50°，隧道进口及洞身上坡上遍布杉树、灌木，出口山坡植被较少。
根据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的《中国地震动参数区划图》查得：隧道区地震动反应谱特征周期为0.35s；地震动峰值加速度小于0.05g，参照其附录D。
地震基本烈度小于Ⅵ度，由于勘察场地地形起伏较大，应考虑地形对地震动参数的放大作用。
该勘察区属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量充沛。
12月至翌年1月为枯水期，降水量最小，从2月份起见增。
隧道工程课程设计
设计题目：接官亭1号铁路隧道设计专业班级：土木工程（隧道）101班专业：土木工程（隧道方向）学号：1111111111姓名：某某某指导教师：某某某大连交通大学土木与安全工程学院2013年11月8 日目录一、设计的目的 (2)二、设计的内容及要求 (2)三、接官亭1号铁路隧道所在位置）线路，地质围岩概况 (3)四、隧道衬砌断面拟定 (3)五、施工方案设计 (5)六、Ⅴ级围岩爆破设计 (8)七、所用文献和资料 (18)八、图纸装订 (19)《隧道工程》课程设计任务书专业班级土木隧道（101）姓名某某某学号1111111111 分组12开题日期：2013年11 月11日完成日期：2013年11月22日题目接官亭1号铁路（双孔单线）隧道工程设计一、设计的目的（1）掌握隧道衬砌结构设计；（2）掌握隧道施工方法；（3）掌握隧道钻爆设计过程；二、设计的内容及要求（1）根据提供的隧道工程设计区段条件，采用工程类比法设计隧道衬砌横断面，确定衬砌断面形状及各部尺寸，绘制隧道内轮廓图及隧道复合衬砌结构图；（2）根据所确定的隧道断面及其它工程条件，制定隧道施工方案，确定相应断面开挖和支护方法并绘制相应施工断面图；（3）针对所确定的开挖方法，确定各炮眼类型的炮眼数目；编制钻爆参数表；绘制钻爆设计图；绘制爆破网络图。
（4）上交设计说明书及设计图纸一套。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日隧道总体设计原则1隧道轴线选择尽量避免断裂构造等大的地质病害，以工程地质和水文地质条件作为轴线选择的主要控制因素。
2隧道洞口选择以地质条件和线形几何条件作为首要控制因素，避免不良地质病害的影响，减少洞口开挖。
3对于傍山隧道，尽量使隧道靠近山体内侧，避免隧道洞壁产生偏压现象。
隧道结构设计达到安全可靠，技术可行，不渗不漏，经济合理。
4注重水保、环保与洞口景观设计，减少对自然环境的破坏，使洞门与自然景观融为一体。
5积极采用新技术、新工艺、新设备。
单线铁路隧道课程设计
单线铁路隧道课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单线铁路隧道的概念、分类及基本构造。
2. 学生能掌握单线铁路隧道的设计原理、施工方法及关键技术。
3. 学生能了解单线铁路隧道在交通运输中的作用，以及与经济发展的关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析单线铁路隧道的工程特点，提出合理的设计方案。
2. 学生能够通过小组合作，进行单线铁路隧道的模型制作，提高动手操作能力和团队协作能力。
3. 学生能够运用文献查阅、实地调查等方法，收集和分析单线铁路隧道的相关资料。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对隧道工程建设的兴趣和热爱，增强对国家基础设施建设的自豪感。
2. 学生能够认识到单线铁路隧道在我国交通运输中的重要性，树立正确的交通发展观念。
3. 学生在学习过程中，培养严谨的科学态度和良好的工程伦理观念，提高社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于工程技术类课程，以实践性、综合性、创新性为主要特学生特点：本课程针对初中生，他们对隧道工程有一定的好奇心，具备一定的动手操作能力和团队协作精神。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际工程中，培养具备综合素质的人才。
二、教学内容1. 隧道基本概念：介绍隧道的定义、分类、功能及在我国交通运输中的应用。
教材章节：第一章第一节2. 单线铁路隧道构造：讲解单线铁路隧道的组成、结构特点及关键部位设计。
教材章节：第一章第二节3. 隧道设计原理：阐述单线铁路隧道的设计原理、施工方法及安全技术措施。
教材章节：第二章4. 隧道施工技术：介绍单线铁路隧道的施工工艺、设备选择及施工组织。
教材章节：第三章5. 隧道工程实例分析：分析国内外典型单线铁路隧道工程，总结设计、施工经验。
教材章节：第四章6. 隧道模型制作：指导学生进行单线铁路隧道模型制作，巩固所学知识，提高实践能力。
教材章节：第五章7. 课程总结与展望：对本课程所学内容进行回顾，探讨单线铁路隧道未来发展教材章节：第六章教学内容安排与进度：第一周：隧道基本概念、单线铁路隧道构造第二周：隧道设计原理第三周：隧道施工技术第四周：隧道工程实例分析、隧道模型制作第五周：课程总结与展望三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握隧道工程的基本概念、构造、设计原理及施工技术。
隧道工程课程设计铁路单洞双线
隧道工程课程设计姓名：专业班级：学号：指导老师：目录第一章工程概况 01.1 隧道概况 01.2 工程地质及水文地质 01.2.1工程地质 01.2.2 水文地质 0第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (1)2.1 深浅埋隧道的判定原则 (1)2.2 围岩压力的计算方法 (1)2.3 Ⅳ级围岩计算 (2)2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (2)2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算 (3)2.4 Ⅴ级围岩的计算 (3)2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (3)2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算 (3)第三章衬砌内力计算与检算 (4)3.1 Ansys的加载求解过程 (4)3.2 衬砌结构强度检算原理 (4)3.3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (5)3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (9)第四章衬砌截面配筋计算 (18)4.1 截面配筋原理 (18)4.2 IV级围岩配筋计算 (18)4.3 V级围岩配筋计算 (19)4.3.1 断面1的配筋计算 (19)4.3.2 断面2的配筋计算 (20)第一章 工程概况1.1 隧道概况太中银铁路为客货共线的双线铁路。
线路上一共建有22座隧道，其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡，此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄。
出口坡度陡，为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓，沟内经过开采，原有地形已改变。
隧道进口里程DK194+082，出口里程DK194+450，全长368m 。
隧道位于半径为5000m 曲线上，隧道内坡度为7.5‰的下坡，最大埋深61.08m 。
隧道进出线间距4.49m ，DK194+340至出口线间距为4.40m 。
1.2 工程地质及水文地质1.2.1工程地质(1) 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。
地层描述如下：老黄土：稍湿、坚硬状态，具垂直节理;奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化～弱风化，节理发育，岩层产状195°∠15°。
隧道课程设计--双线电力牵引铁路曲线隧道曲墙式衬砌设计
隧道课程设计(双线电力牵引铁路曲线隧道曲墙式衬砌设计)目录一、课程设计题目及资料··3 二、隧道净空加宽··3（一）加宽原因··3（二）加宽值的计算 (4)三、衬砌内轮廓线的确定 (4)四、隧道的初期支护及二次衬砌的支护参数设计 (5)（一）初期支护的支护参数 (5)（二）二次支护 (5)（三）预留变形量 (6)五、围岩压力 (6)六、检算支护强度 (6)（一）衬砌结构理想化 (6)（二）荷载理想化 (7)（三）取半结构用弹性链杆法编程计算 (7)七、双线曲墙式衬砌的内轮廓图一、课程设计题目及资料计算以下条件的曲线隧道净空加宽值，并画出双线曲墙式衬砌的内轮廓线，标注详细尺寸。
设计该隧道的初期支护及二次衬砌的支护参数，并采用弹性链杆法检算支护强度是否满足隧道设计规范的要求。
①双线隧道；②电力牵引；③行车速度V=150km/h；④曲线半径为3530m；⑤围岩级别为Ⅴ级；⑥隧道埋深为100m；⑦隧道围岩天然容重r=20KN/M3；⑧车辆转向架中心距l=18m；⑨标准车辆长度，我国为L=26m。
二、隧道净空加宽（一）加宽原因1·由于车辆通过曲线时转向架中心线沿线路运行，而车辆本身不能随线路弯曲仍保持矩形形状，故其两端向曲线外侧偏移有（ｄ外），中间向曲线内侧偏移有（ｄ内１）。
2·由于曲线外轨超高，车体向曲线内侧倾斜，车辆限界上的控制点在水平方向上也会向内产生一个偏移距离（ｄ内２）。
（二）加宽值的计算①车辆中间部分向曲线内侧的偏移ｄ内１为ｄ内１=l²/8R=4050/R②车辆两端向曲线外侧的偏移ｄ外为ｄ外= (L²-l²) /R=4400/R③外轨超高式车体响曲线内侧倾移ｄ内２为ｄ内２=HE/150=2.7E式中E=0.76V²/R则加宽值为：内侧加宽W1=ｄ内１+ｄ内２=4050/R+2.7E=14.2(cm)外侧加宽W2=ｄ外=4400/R=1.2(cm)内外侧线路中线间的加宽值W3为W3=8450/R=2.4(cm)总加宽W=W1+W2+W3=17.8(cm)，实取20cm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
隧道工程课程设计姓名：专业班级：学号：指导老师：目录第一章工程概况 (1)1.1 隧道概况 (1)1.2 工程地质及水文地质 (1)1.2.1工程地质 (1)1.2.2 水文地质 (1)第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (2)2.1 深浅埋隧道的判定原则 (2)2.2 围岩压力的计算方法 (2)2.3 Ⅳ级围岩计算 (3)2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (3)2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算 (4)2.4 Ⅴ级围岩的计算 (4)2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (4)2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算 (4)第三章衬砌内力计算与检算 (5)3.1 Ansys的加载求解过程 (5)3.2 衬砌结构强度检算原理 (5)3.3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (6)3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (9)第四章衬砌截面配筋计算 (19)4.1 截面配筋原理 (19)4.2 IV级围岩配筋计算 (19)4.3 V级围岩配筋计算 (20)4.3.1 断面1的配筋计算 (20)4.3.2 断面2的配筋计算 (21)第一章 工程概况1.1 隧道概况太中银铁路为客货共线的双线铁路。
线路上一共建有22座隧道，其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡，此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄。
出口坡度陡，为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓，沟内经过开采，原有地形已改变。
隧道进口里程DK194+082，出口里程DK194+450，全长368m 。
隧道位于半径为5000m 曲线上，隧道内坡度为7.5‰的下坡，最大埋深61.08m 。
隧道进出线间距4.49m ，DK194+340至出口线间距为4.40m 。
1.2 工程地质及水文地质1.2.1工程地质(1) 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。
地层描述如下：老黄土：稍湿、坚硬状态，具垂直节理;奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化～弱风化，节理发育，岩层产状195°∠15°。
(3) 土壤最大冻结深度：1.04m 。
(4) 地震动峰值加速度0.05g ，地震基本烈度VI 度。
1.2.2水文地质隧道洞体内土石界面有地下水。
第二章 隧道深浅埋判定及围岩压力的计算2.1 深浅埋隧道的判定原则深、浅埋隧道分界深度至少应大于坍方的平均高度且有一定余量。
根据经验，这个深度通常为2~2.5倍的坍方平均高度值，即：()q p h H 5.2~2= 式中，p H —深浅埋隧道分界的深度；q h —等效荷载高度值系数2~2.5在松软的围岩中取高限，在较坚硬围岩中取低限。
当隧道覆盖层厚度q h h ≤时为超浅埋，p q H h h <<时为浅埋，p H h ≥时为深埋。
2.2 围岩压力的计算方法(1) 当隧道埋深h 小于或等于等效荷载高度h q （即q h h ≤）时，为超浅埋隧道，围岩压力按全土柱计算。
围岩垂直均布压力为：rh q =式中，r —围岩容重，见表2-1；h —隧道埋置深度。
围岩水平均布压力e 按朗金公式计算⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛+=245tan 21002φt rH q eq p q 般浅埋隧道，围岩压力按谢家休公式计算：围岩垂直均布压力为：⎪⎭⎫ ⎝⎛-==B h rh B Q q θλtan 1 ()[]θφθφββφβλtan tan tan tan tan 1tan tan tan 000+-+-=()θφφφφβtan tan tan 1tantan tan 00020-++=式中，B —坑道跨度；r —围岩的容度； h —洞顶覆土厚度；θ—岩体两侧摩擦角，见表2-1； λ—侧压力系数；0φ—围岩计算摩擦角，见表2-1；β—产生最大推力时的破裂角； 围岩水平压力按下式计算： 隧道顶部水平压力： λrh e =1 隧道底部水平压力： λrH e =2(3) 当隧道埋深h 大于或等于深浅埋分界深度H p （即p H h ≥）时，为深埋隧道，围岩压力按自然拱内岩体重量计算：单线铁路隧道按概率极限状态设计时的垂直压力为：r rh q s q ⨯⨯==79.141.0单线、双线及多线铁路隧道按破坏阶段设计时垂直压力为：rw rh q s q ⨯⨯==-1245.0式中，h q —等效荷载高度值；s —围岩级别，如级围岩s =3； r —围岩的容重w —宽度影响系数，其值为：()51-+=B i w其中，B —坑道宽度；i —B 每增加1m 时，围岩压力的增减率（以B =5m 为基准），当B <5m 时，取i =0.2，B >5m 时，取i =0.1。
围岩的水平均布压力e 按表2-2计算求得。
2.3 Ⅳ级围岩计算2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定偏于安全考虑，取隧道开挖最大轮廓尺寸进行围岩压力的计算。
开挖轮廓：B =13.44m ，t H =11.81m等效荷载高度：()[]m w h s q 64.6544.131.01245.0245.031=-⨯+⨯⨯=⨯⨯=- 深浅埋分界深度：()()m 60.1628.135.22-=-=q p h H由于围岩为Ⅳ级，极为软弱破碎且节理发育，故深浅埋分界深度取为m h H q p 60.165.2==。
由隧道纵断面图可知，Ⅳ级围岩中，隧道的最小埋深m H m h p 60.1618.30=>=，故处于Ⅳ级围岩的隧道均为深埋隧道。
2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算根据《铁路隧道设计规范》推荐的方法：垂直均布松动压力：()[]23/05.146544.131.01245.022m kN rh q q =-⨯+⨯⨯⨯== 水平均布松动压力：2/21.2905.1462.02.0m kN q e =⨯==2.4 Ⅴ级围岩的计算2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定隧道开挖最大轮廓尺寸：B =13.84m ，t H =12.42m等效荷载高度：()[]m w h s q 56.13584.131.01245.0245.041=-⨯+⨯⨯=⨯⨯=- 深浅埋分界深度：()()m h H q p 9.3312.275.22-=-=由于围岩为Ⅴ级，岩体软弱破碎、节理发育、强-弱风化且含地下水，故取m H p 9.33=。
由隧道纵断面图知，处于Ⅴ级围岩的隧道最小埋深0m ，最大埋深m H m h p 9.3383.32=<=，故Ⅴ级围岩中的隧道可分为超浅埋和一般浅埋隧道。
2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算(1) 对于埋深q h h ≤的超浅埋隧道，衬砌统一按超浅埋段隧道的最大埋深m h h q 56.13==处的围岩压力进行设计和检算。
超浅埋隧道垂直松动压力按全土柱计算：垂直均布松动压力：2/08.24456.1318m kN rh q =⨯== 水平松动压力：隧道顶部20020021/88.4124545tan 08.244245tan m kN q e =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=φ 隧道底部()()20020022/23.8024545tan 42.121808.244245tan m kN rH q e t =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=φ (2) 对于埋深p q H h h <<的一般浅埋隧道，衬砌统一按照一般浅埋段隧道的最大埋深m h 83.32=处的围岩压力进行设计和检算。
一般浅埋隧道围岩压力按谢家休公式计算：对于Ⅴ级围岩，计算摩擦角510.0tan 1tan 276.04500000=====θφφθφ，，则， ()()020.3510.011111tan tan tan 1tantan tan 00020=-⨯++=-++=θφφφφβ()[]224.0tan tan tan tan tan 1tan tan tan 000=+-+-=θφθφββφβλ垂直均布松动压力：2/80.430tan 1m kN Bh rh q =⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θλ水平松动压力：隧道顶部：21/37.132224.083.3218m kN rh e =⨯⨯==λ 隧道底部：22/45.182224.025.4518m kN rH e =⨯⨯==λ第三章 衬砌内力计算与检算3.1 Ansys 的加载求解过程在衬砌内力计算中，首先拟定衬砌结构厚度及参数值，然后再Ansys 程序中建立模型并添加约束，进行加载，最后求得各单元内力值。
Ansys 加载求衬砌内力过程：（1）进入前处理，定义单元类型、材料属性、实常数。
（2）建模：建立关键点，连接关键点生成二衬轴线 （3）设置线单元属性，划分单元 （4）施加水平、竖向弹簧支撑 （5）施加边界条件（6）施加围岩压力，与重力加速度 （7）求解（8）进入后处理，定义轴力、弯矩单元表，显示轴力、弯矩图3.2 衬砌结构强度检算原理隧道衬砌为双线复合衬砌，参照《铁路隧道设计规范》按破损阶段法及容许应力法检算隧道结构截面。
隧道结构截面抗压强度按下式计算：bh R KN a ϕα≤式中，K —安全系数，见表3-1；N —轴向力（MN ）；R a —混凝土或砌体的抗压极限强度（Mpa ），见表3-2； ϕ—构件纵向弯曲系数，对于隧道衬砌，可取ϕ=1.0 b —截面宽度； h —截面厚度；α—轴向力偏心影响系数，查规范可得，计算公式如下：()()()30200/444.15/569.12/648.0000.1h e h e h e +-+=α 且α≤1.000表3-2 混凝土的极限强度（Mpa ）强度种类 符号 混凝土强度等级C15 C20 C25 C30 C40C50 抗 压 R a 12.0 15.5 19.0 22.5 29.5 36.5 弯曲抗压 R w 15.0 19.4 24.2 28.1 36.9 45.6 抗 拉R 11.4 1.72.0 2.22.73.1注：1 片石混凝土的抗压极限强度可采用表中数据；2 表中弯曲抗压极限强度R w =1.25R a 换算。
从抗裂要求出发，混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度按下式计算：1/675.101-≤h e bhR KN ϕ式中，R 1—混凝土的抗拉极限强度；e 0—检算截面偏心距； 其他符号同前。
对混凝土矩形构件，按《铁路隧道设计规范》规定的安全系数及材料强度竖直计算结果表明，当e 0≤0.2h 时，有抗压强度控制承载能力，不必检算抗裂；当e 0＞0.2h 时，由抗拉强度控制承载能力，不必检算抗压。
3.3 IV 级围岩衬砌内力计算与强度检算IV 级围岩中的隧道都为深埋隧道，取如下断面衬砌进行强度的检算。
图3-1 IV 级围岩隧道断面衬砌图表3-3 断面1的衬砌结构及围岩参数表结构及围岩容重(kN/m3) 弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量（Gpa）泊松比C25混凝土23 —29.5 0.2 IV级围岩22 350 ——利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下：图3-2 IV级围岩变形图图3-3 IV级围岩弯矩图图3-4 IV级围岩轴力图表3-4 IV级围岩所有点的内力计算及强度检算结果节点弯矩轴力高h 偏心距e0轴力偏心影响系数α抗压抗裂强度检算1 3.33E+03 -5.62E+05 0.5 5.92E-03 1.00E+00 12 1.35E+03 -5.63E+05 0.5 2.40E-03 1.00E+00 13 -4.75E+03 -5.64E+05 0.5 8.43E-03 1.00E+00 14 -1.52E+04 -5.66E+05 0.5 2.69E-02 1.00E+00 15 -2.96E+04 -5.71E+05 0.5 5.18E-02 9.49E-01 16 -4.53E+04 -5.81E+05 0.5 7.80E-02 8.54E-01 17 -5.62E+04 -6.00E+05 0.5 9.37E-02 7.82E-01 18 -5.10E+04 -6.33E+05 0.5 8.05E-02 8.43E-01 19 -1.29E+04 -6.94E+05 0.5 1.86E-02 1.00E+00 110 1.08E+04 -7.67E+05 0.4 1.41E-02 1.00E+00 111 2.97E+04 -8.44E+05 0.4 3.52E-02 9.70E-01 112 3.83E+04 -9.09E+05 0.4 4.22E-02 9.47E-01 113 2.73E+04 -9.59E+05 0.4 2.85E-02 9.88E-01 114 9.47E+03 -1.00E+06 0.4 9.47E-03 1.00E+00 115 3.16E+03 -1.03E+06 0.4 3.07E-03 1.00E+00 116 2.36E+03 -1.05E+06 0.4 2.26E-03 1.00E+00 117 2.31E+03 -1.04E+06 0.4 2.21E-03 1.00E+00 118 4.15E+02 -1.04E+06 0.4 4.00E-04 1.00E+00 119 -4.09E+03 -1.03E+06 0.4 3.96E-03 1.00E+00 120 -1.13E+04 -1.03E+06 0.4 1.10E-02 1.00E+00 121 -1.98E+04 -1.03E+06 0.4 1.93E-02 1.00E+00 122 -2.55E+04 -1.03E+06 0.4 2.47E-02 9.96E-01 123 -2.10E+04 -1.05E+06 0.4 2.00E-02 1.00E+00 124 3.18E+03 -1.09E+06 0.4 2.92E-03 1.00E+00 1强度验算：1—抗压合格2—抗压不合格3—抗拉合格4—抗拉不合格3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算(1) 超浅埋与一般浅埋分界里程处隧道断面1的衬砌强度检算图3-5 隧道断面1衬砌图表3-5 断面1的衬砌结构及围岩参数表结构及围岩容重(kN/m3) 弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量（Gpa）泊松比C30混凝土25 —31 0.2 IV级围岩22 150 ——利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下：图3-6 断面1变形图图3-7 断面1弯矩图图3-8 断面1轴力图70 -6.98E+04 -1.15E+06 0.6 6.05E-02 9.53E-01 1强度验算：1—抗压合格2—抗压不合格3—抗拉合格4—抗拉不合格(2) 一般浅埋段最大埋深里程处隧道断面2的衬砌强度检算图3-9 隧道断面2衬砌图利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下：图3-10 断面2衬砌变形图图3-11 断面2衬砌弯矩图图3-12 断面2衬砌轴力图强度验算：1—抗压合格2—抗压不合格3—抗拉合格4—抗拉不合格第四章 衬砌截面配筋计算4.1 截面配筋原理参见《铁路隧道设计规范》中对钢筋混凝土矩形截面强度的计算公式，对检算未通过截面进行对称配筋设计。