СПОСОБЫ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ
.pdfФедеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»
А. С. Пермикин И. А. Осокин А.С. Демидов
СПОСОБЫ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ
Екатеринбург
УрГУПС
2016
1
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»
А. С. Пермикин И. А. Осокин А.С. Демидов
СПОСОБЫ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ
Методические указания для практических занятий и курсовой работы
по дисциплинам «Тоннельные пересечения на транспортных магистралях», «Способы сооружения тоннелей» для студентов
специальности 23.05.06 – «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей»
всех специализаций и форм обучения
Екатеринбург
УрГУПС
2016
2
УДК 69
П27
Пермикин, А.С.
Способы сооружения тоннелей : методические указания / А. С. Пермикин, И.А. Осокин, А. С. Демидов. – Екатеринбург : УрГУПС, 2016.
– 53, [3] с.
Методические указания предназначены для выполнения курсовых работ и проведения практических занятий при изучении дисциплин «Тоннельные пересечения на транспортных магистралях», «Способы сооружения тоннелей» для специальности 23.05.06 – «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей, специализаций «Мосты», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути» всех форм обучения.
УДК 69
Опубликовано по решению редакционно-издательского совета университета
Авторы:
А.С. Пермикин, доцент кафедры «Мосты и транспортные тоннели», УрГУПС И.А. Осокин, канд. техн. наук, доцент кафедры «Мосты и транспортные тоннели», УрГУПС А. С. Демидов, канд. техн. наук, зав. кафедрой «Мосты и транспортные тоннели», УрГУПС
Рецензент:
К. Ю. Астанков, главный инженер ООО «Маскот», Екатеринбург
© Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………. |
4 |
|
1. |
Задание на курсовую работу и исходные данные …………………. |
5 |
2. |
Содержание работы………………………………………………….… |
9 |
3. |
Оформление работы …………………………………………………… |
10 |
4. |
Методические указания рекомендации по выполнению |
|
курсовой работы………………………………………………………...… |
10 |
|
5. |
Эскизные расчеты вариантов тоннельной обделки ……………..….. |
38 |
Библиографический список…………………………………………….. |
49 |
|
Приложение 1……………………………………………………………... |
50 |
|
Приложение 2……………………………………………………………... |
53 |
|
3
Введение
Данное методическое пособие составлено, для формирования навыков практических расчетов и облегчения выполнения курсовых работ по дисциплинам «Тоннельные пересечения на транспортных магистралях», «Способы сооружения тоннелей». Представлены все необходимые справочные материалы, что облегчает поиск и позволяет оптимизировать время на выполнение курсовых работ, а также закрепить полученные знания на лекционных и практических занятиях. Целью курсовых работ, выполняемых в рамках вышеуказанных дисциплин, является – углубление и закрепление учебного материала, получение практических навыков при принятии проектных решений, касающихся трассирования тоннельных переходов, назначения поперечного сечения тоннеля, расчета и конструирования его обделки, а также при выборе его способа сооружения.
В первой части методического пособия рассматриваются, такие темы, отражаемые в курсовой работе как: трассирование тоннельных переходов, назначение поперечного сечения тоннеля, расчета и конструирования его обделки.
4
1.Задание на курсовую работу и исходные данные
Географическое положение района строительства тоннеля принимается по заданному варианту в соответствии с табл. 1.1.
Таблица 1.1
Географическое положение района строительства тоннеля
|
Наименование |
Средняя температура |
Глубина про- |
|
|
|
|||
Вариант |
района |
самого холодного меся- |
||
мерзания, м |
||||
|
||||
|
|
ца, 0С |
||
|
строительства |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
Карпаты |
-5 |
Формула 5.4, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
Урал |
-18 |
п. 5.5.4 СП |
|
|
|
|
22.13330.2011 |
|
3 |
Кавказ |
-3 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
4 |
Алтай |
-32 |
|
|
|
|
|
|
Технические характеристики железной дороги приведены в табл. 1.2, 1.3 и 1.4. Данные для выполнения проекта определяются в соответствии с заданным вариантом.
Таблица 1.2
Технические характеристики: категория дороги, интервал, скорость
|
Техническая |
Расчетный интер- |
Расчетная скорость |
|
Вариант |
категория же- |
|||
вал движения, мин |
движения, км/ч |
|||
|
лезной дороги |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
I |
5 |
80 |
|
|
|
|
|
|
2 |
II |
8 |
60 |
|
|
|
|
|
|
3 |
III |
10 |
50 |
|
|
|
|
|
|
4 |
IV |
15 |
40 |
|
|
|
|
|
5
Таблица 1.3
Технические характеристики: уклоны, разности уклонов, радиусы
|
|
Максимальный |
Минимальная |
|
|
Техническая |
|
алгебраическая |
Радиусы |
||
Максимальный |
длина эле- |
||||
категория |
разность укло- |
круговых |
|||
железной |
руководящий |
нов смежных |
мента про- |
кривых, |
|
уклон, ‰ |
дольного |
||||
дороги |
элементов |
м |
|||
|
профиля, м |
||||
|
|
профиля, ‰ |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
I |
15 |
4 |
|
4000 – |
|
|
2500 |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
250 |
|
|
II |
20 |
5 |
|
4000 – |
|
|
2000 |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
III |
30 |
7 |
|
4000 – |
|
|
1200 |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
200 |
|
|
IV |
40 |
8 |
|
2000 – |
|
|
1000 |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Исходным материалом для трассирования тоннеля служат топографические карты района строительства, представленные в приложении 1.
Начальной и конечной точками трассы являются точки, обозначенные буквами А и В.
За нулевой принимается пикет начальной точки трассы.
Каждому выполняющему проект задается один из трех вариантов состава транспортного потока, приведенных в табл. 1.4.
В настоящем проекте предусматривается, что в состав транспортных средств, проходящих тоннель, входят как односекционные, так и двухсекционные тепловозы. Каждому из выполняющих проект предлагается два варианта горно-геологических условий в районе перевала, приведенных в табл. 1.5. Один из типов горно-геологических условий принимается для участка тоннеля со стороны пункта А, а другой – принимается для участка тоннеля со стороны пункта В в соответствии с заданием.
Исходные данные на курсовой проект шифруются шестизначным числом. Порядок его расшифровки показан на рис. 1.2.
6
Рис. 1.2. Шифр исходных данных
Например, изображенному на рис. 1.2 числу 121423 соответствуют: район строительства – Карпаты (см.табл. 1.1); техническая характеристика железной дороги – по варианту 2 (см.табл. 1.2); вариант плана (см. приложение 1); горно-геологические условия со стороны пункта А – по типу пород 4 (см.табл. 1.5); горно-геологические условия со стороны пункта В – по типу пород 2 (см.табл. 1.5); качественный состав движения – по варианту 3 (см. табл. 1.4). Шифр исходных данных проставляется на стандартном бланке задания на курсовой проект (форма Б1 в приложении 2).
|
|
|
|
Таблица 1.4 |
|
|
Качественный состав движения |
||||
|
|
|
|
||
Ва- |
Дизельные локомо- |
Количество |
Расход топлива на холостом |
||
ходу |
, кг/мин (для 1 сек- |
||||
риант |
тивы |
секций |
|||
ции) |
|
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ116 |
1 |
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2ТЭ10 |
2 |
|
0,76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ25А |
2 |
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2М62 |
2 |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2ТЭ10 |
1 |
|
0,76 |
|
|
|
|
|
||
|
2ТЭ25К |
2 |
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1.4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ116 |
|
1 |
|
|
|
0,5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2М62 |
|
1 |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ10М |
|
2 |
|
|
|
1,14 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ116 |
|
1 |
|
|
|
0,5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
2ТЭ10 |
|
2 |
|
|
|
0,76 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2М62 |
|
1 |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2М62 |
|
2 |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
2ТЭ10М |
|
1 |
|
|
|
1,14 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2ТЭ10 |
|
2 |
|
|
|
0,76 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.5 |
|
|
|
|
|
Горно-геологические условия |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
|
Наименование |
и харак- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по- |
|
теристика горных пород |
|
f |
ρ |
Вт |
Kр* |
|
φ,˚ |
hω |
kф |
ε |
||
|
|
105 |
|
|||||||||||
род |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
Песчаник плотный |
|
6,0 |
27 |
1,1 |
16 |
|
76 |
- |
- |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
Мергель крепкий |
|
6,0 |
26 |
1,2 |
15 |
|
74 |
- |
- |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
Песчаник глинистый |
|
5,6 |
25 |
0,9 |
11 |
|
70 |
- |
- |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
Известняк мергелистый |
|
5,4 |
23 |
0,8 |
10 |
|
68 |
- |
- |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
|
Сланцы крепкие |
|
4,8 |
25 |
0,7 |
9 |
|
66 |
- |
- |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
Песчаник на |
известко- |
|
4,4 |
24 |
0,7 |
8 |
|
66 |
- |
- |
1 |
|
|
вом цементе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
Конгломераты |
из оса- |
|
4,0 |
25 |
0,6 |
7 |
|
64 |
- |
- |
1 |
|
|
дочных пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8 |
|
Гранит крупнозернистый |
|
3,8 |
25 |
0,6 |
6 |
|
60 |
12 |
1÷20 |
0,98 |
||
|
выветрившийся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
Продолжение табл.1.5
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Среднезернистые |
вывет- |
6,6 |
25 |
0,6 |
6 |
64 |
8 |
0,5÷2,0 |
0,98 |
|
рившиеся граниты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
Мергель средней плотно- |
3,2 |
23 |
0,5 |
6 |
60 |
10 |
0,5÷2,0 |
0,98 |
||
сти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11 |
Песчаник выветрившийся |
2,8 |
22 |
0,3 |
6 |
60 |
12 |
0,8÷3,0 |
0,97 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Сланцы |
средней |
крепо- |
2,8 |
26 |
0,5 |
6 |
62 |
8 |
0,5÷1,0 |
0,99 |
|
сти слабо выветрившиеся |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13 |
Сланцы выветрившиеся |
2,6 |
25 |
0,3 |
5 |
60 |
11 |
0,2÷3,0 |
0,99 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Диориты |
крупнозерни- |
3,0 |
25 |
0,25 |
6 |
62 |
15 |
1,0÷2,0 |
0,97 |
|
стые выветрившиеся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
15 |
Доломит выветрившийся |
4,2 |
26 |
0,25 |
4 |
62 |
16 |
0,2÷2,0 |
0,98 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
16 |
Гнейсы крупнозернистые |
3,2 |
25 |
0,20 |
4 |
60 |
20 |
0,5÷1,0 |
0,97 |
||
выветрившиеся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
17 |
Змеевик выветрившийся |
3,0 |
24 |
0,25 |
5 |
60 |
16 |
0,5÷1,0 |
0,98 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
18 |
Граниты выветрившиеся |
3,8 |
25 |
0,30 |
5 |
60 |
12 |
1,0÷3,0 |
0,98 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Содержание проекта
Курсовой проект включает в себя расчетно-пояснительную записку и чертежи. Расчетно-пояснительная записка, как правило, должна иметь следующую рубрикацию.
Содержание.
Задание на курсовой проект.
1.Исходные данные для проектирования.
2.Трасса тоннельного перехода.
3.Поперечное сечение тоннеля.
4.Варианты обделки и их технико-экономическое сравнение.
5.Конструкция рекомендуемого варианта обделки.
Список использованной литературы.
В состав проекта входят следующие чертежи:
чертеж № 1 – план трассы тоннельного перехода (М 1:5000);
9