第一篇:北京交通大學(xué)隧道方向認(rèn)知實習(xí)報告剖析
北京交通大學(xué)土建學(xué)院土木工程
隧道方向認(rèn)知實習(xí)報告
學(xué)院:土木建筑工程學(xué)院
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目 錄
前 言................................................................錯誤!未定義書簽。
一、實習(xí)的目的和意義......................................................................4
二、實習(xí)時間地點安排......................................................................4
三、實習(xí)主要內(nèi)容..............................................................................觀察隧道圍巖特征......................................................................4
四、隧道基本知識補充......................................................................41、選線........................................................................................42、隧道貫通控制測量.............................錯誤!未定義書簽。
3、隧道開挖.............................................錯誤!未定義書簽。
4、隧道堆砌..............................................................................11
結(jié)
論.................................................................................................14
前言
2016年7月7日,我們在老師的帶領(lǐng)下來到妙峰山進(jìn)行隧道實習(xí),我們被老師對隧道的博學(xué)和熱愛所感染,也迫不及待地想要對隧道進(jìn)行觀察和學(xué)習(xí)。
實習(xí)是大學(xué)教學(xué)中的一個不可分割的有機(jī)組成部分,是大學(xué)學(xué)習(xí)中的一個非常重要的環(huán)節(jié),也是加強(qiáng)專業(yè)知識認(rèn)識和完善拓展知識的一個重要途徑。
土木工程專業(yè)作為一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè),對于建立正確的專業(yè)思想,樹立正確的專業(yè)知識學(xué)習(xí)態(tài)度有極其重要的影響作用,這些凸現(xiàn)了實習(xí)的必要性。鑒于此,我們于2013年5月18日進(jìn)行了關(guān)于隧道于地下工程方向的土木工程專業(yè)認(rèn)識實習(xí)。
本次實習(xí)的目的是通過在密云古北口參觀幾條具有代表性的隧道以及一條因施工問題廢棄的隧道,其次在學(xué)校參觀隧道及地下工程試驗研究中心,對我校實驗中心的相關(guān)工作內(nèi)容進(jìn)行一定了解,對隧道的設(shè)計選址、修筑方法等基本知識有一定的學(xué)習(xí)了解,最終對隧道與地下工程方向有一個感性的認(rèn)識。
一、實習(xí)的目的和意義
實際觀察各種隧道,初步了解隧道的一些基礎(chǔ)知識,對隧道方向有一個初步的認(rèn)識。增加對隧道方向的感性認(rèn)識,了解隧道工程的基本建筑與結(jié)構(gòu),并對在課堂上學(xué)到的理論知識進(jìn)行驗證和鞏固,對這個專業(yè)的前景和應(yīng)用有了更深的了解。
二、實習(xí)時間地點安排 實習(xí)時間:2016/7/7 實習(xí)地點:妙峰山隧道
三、實習(xí)主要內(nèi)容
觀察隧道圍巖特征(大臺線2號隧道)
隧道口就是處于一個向斜的核部,從隧道口的外圍及形狀也可以看出,隧道口成馬蹄形,并且無襯砌。此路段山體較陡,開挖隧道卻無襯砌,而且很穩(wěn)定,邊坡巖體也沒有任何支護(hù)措施,運營基本正常??梢?,該段山體非常穩(wěn)定,主要原因是隧道圍巖為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r,穩(wěn)晶結(jié)構(gòu),單軸極限抗壓強(qiáng)度為30MP,分化不嚴(yán)重,巖石工程性質(zhì)良好,巖體結(jié)構(gòu)特征介于整體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)之間。隧道圍巖的巖層完整而堅硬,巖層傾向又與坡向相反,所以工程性質(zhì)良好。
四、隧道設(shè)計基本知識補充
1、選線
根據(jù)線路標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長度。選線應(yīng)作多 種方案的比較。長隧道要考慮輔助坑道和運營通風(fēng)的設(shè)置。洞口位置的選擇要依據(jù)地質(zhì)情況??紤]邊坡和仰坡的穩(wěn)定,避免塌方。
縱斷面設(shè)計
沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設(shè)計的限制坡度。因隧道內(nèi)濕度大,輪軌間粘著系數(shù)減小,列車空氣阻力增大,因此在較長隧道內(nèi)縱向坡度應(yīng)加以折減??v坡形狀以單坡和人字坡居多,單坡有利于爭取高程,人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水,最小縱坡一般為2‰~3‰。
橫斷面設(shè)計
隧道橫斷面即襯砌內(nèi)輪廓,是根據(jù)不侵入隧道建筑限界而制定的。中國隧道建筑限界分為蒸汽及內(nèi)燃機(jī)車牽引區(qū)段、電力機(jī)車牽引區(qū)段兩種,這兩種又各分為單線斷面和雙線斷面。襯砌內(nèi)輪廓一般由單心圓或三心圓形成的拱部和直邊墻或曲邊墻所組成。在地質(zhì)松軟地帶另加仰拱。單線隧道軌面以上內(nèi)輪廓面積約為27~32平方米,雙線約為58~67平方米。在曲線地段由于外軌超高車輛傾斜等因素,斷面須適當(dāng)加大。電氣化鐵路隧道因懸掛接觸網(wǎng)等應(yīng)提高內(nèi)輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸為:單線隧道高度約為 6.6~7.0米、寬度約為4.9~5.6米;雙線隧道高度約為7.2~8.0米,寬度約為8.8~10.6米。在雙線鐵路修建兩座單線隧道時,其中線間距離須考慮地層壓力分布的影響,石質(zhì)隧道約為20~25米,土質(zhì)隧道應(yīng)適當(dāng)加寬。輔助坑道設(shè)計
輔助坑道有斜井、豎井、平行導(dǎo)坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點開鑿的斜向正洞的坑道。斜井傾角一般在18°~27°之間,采用卷揚機(jī)提升。斜井?dāng)嗝嬉话銥殚L方形,面積約為8~14平方米。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道,通向正洞。其平面位置可在鐵路中線上或在中線的一側(cè)(距中線約20米)。豎井?dāng)嗝娑酁閳A形,內(nèi)徑約為4.5~6.0米。平行導(dǎo)坑是距隧道中線17~25米開挖的平行小坑道,以斜向通道與隧道連接,亦可作將來擴(kuò)建為第二線的導(dǎo)洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風(fēng)埡鐵路隧道采用平行導(dǎo)坑以來,在58座長3公里以上的隧道中約有80%修建了平行導(dǎo)坑。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側(cè)地形有利之處開辟的小斷面坑道。
此外,隧道設(shè)計還包括洞門設(shè)計,以及開挖方法和襯砌類型的選擇等。
2、隧道貫通控制測量
道遂測量是為了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。
中線平面控制
長隧道以往多用三角網(wǎng),短隧道多用導(dǎo)線法,借以控制中線的偏差。自50年代以來,中國在 1公里以上長度的隧道測量中采用導(dǎo)線法也能控制隧道的貫通誤差。光電測距儀的出現(xiàn)和發(fā)展,解決了量距的困難。山嶺隧道洞外及洞內(nèi)都采用主副閉合導(dǎo)線法,即在主導(dǎo)線上測角并用光電測距儀量距,在副導(dǎo)線上只測角不量距。由主副導(dǎo)線所組成的多邊形,只平差其角度,不平差其長度。這樣主副導(dǎo)線法比三角網(wǎng)法簡單實用,比單一導(dǎo)線法可靠。中國大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導(dǎo)線法作為中線平面控制。
在隧道進(jìn)行中線測量以前,就要考慮將來隧道打通后的偏差數(shù)值。根據(jù)隧道的長度和平面形狀,在地 形圖上先行布置測點的位置和預(yù)計的貫通點,并在平面圖上量出必要的尺寸,再根據(jù)規(guī)范規(guī)定的極限誤差試算出測角和量距的必要精度,然后進(jìn)行測量。這個過程叫做測量設(shè)計或叫做隧道貫通誤差的預(yù)計4公里以下的隧道中線貫通極限誤差為±100毫米;4~8公里的隧道中線貫通極限誤差為±150毫米。
高程控制
短隧道應(yīng)用普通水平儀,長隧道應(yīng)用精密水平儀即能保證需要達(dá)到的精度。高程貫通極限誤差為±50毫米。
3、隧道開挖
開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道,而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分,有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛,采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開挖較多。
鉆爆法
在隧道巖面上鉆眼,并裝填炸藥爆破,用全斷面開挖或分部開挖等將隧道開挖成型的施工方法。鉆爆法開挖作業(yè)程序包括測量、鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、出碴、錨桿、立架、掛網(wǎng)、噴錨等工序。
①鉆孔:要先設(shè)計炮孔方案,然后按設(shè)計的炮孔位置、方向和深度嚴(yán)格鉆孔。單線隧道全斷面開挖,采用鉆孔臺車配備中型鑿巖機(jī),鉆孔深度約為2.5~4.0米。雙線隧道全斷面開挖采用大型鑿巖臺車配備重型鑿巖機(jī),鉆孔深度可達(dá)5.0米。炮孔直徑約為 4~5厘米。炮孔分為掏槽孔(開辟臨空面)、掘進(jìn)孔(保證進(jìn)度)和周邊孔(控制輪廓)。
②裝藥:在掘進(jìn)孔、掏槽孔和周邊孔內(nèi)裝填炸藥。一般裝填硝胺炸藥,有時也用膠質(zhì)炸藥。裝填炸藥率約為炮眼長度的60%~80%,周邊孔的裝藥量要少些。為縮短裝藥時間,可把硝胺炸藥制成長的管狀藥卷,以便填入炮眼;也可利用特制的裝藥機(jī)械把細(xì)粒狀藥粉射入炮孔中。
③爆破:19世紀(jì)上半期以前用明火起爆。1867年美國胡薩克鐵路隧道開始采用電力起爆。此后,電力起爆逐漸推廣。在全斷面掘進(jìn)中,為了減低爆破對圍巖的震動和破壞,并保證爆破的效果,多采用分時間階段爆破的電雷管或毫秒雷管起爆。一般拱部采用光面爆破,邊墻采用預(yù)裂爆破。近期發(fā)展的非電引爆的導(dǎo)爆索應(yīng)用日益廣泛。
④施工通風(fēng):排出或稀釋爆破后產(chǎn)生的有害氣體和由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物及一氧化碳,同時排除煙塵,供給新鮮空氣,借以保證隧道施工人員的安全和改善工作環(huán)境。通風(fēng)可分主要系統(tǒng)和局部系統(tǒng)。主要系統(tǒng)可利用管道(直徑一般為1~1.5米,也有更大的)或巷道(平行導(dǎo)坑等),配以大型或中型通風(fēng)機(jī);局部系統(tǒng)多用小型管道及小型通風(fēng)機(jī)。巷道通風(fēng)多采用吸出式,將污濁空氣吸出洞外,新鮮空氣由正洞流入。新鮮空氣不易達(dá)到的工作面,須采用局部通風(fēng)機(jī)補充壓入。
⑤施工支護(hù):隧道開挖必須及時支護(hù),以減少圍巖松動,防止塌方。施工支護(hù)分為構(gòu)件支撐和噴錨支護(hù)。構(gòu)件支撐一般有木料、金屬、鋼木混合構(gòu)件等,現(xiàn)在使用鋼支撐者逐 漸加多。噴錨支護(hù)是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種支護(hù)方法,其特點是支護(hù)及時、穩(wěn)固可靠,具有一定柔性,與圍巖密貼,能給施工場地提供較大活動空間。中國在一些老黃土隧道中應(yīng)用噴錨支護(hù)也獲得成功。噴射混凝土工藝分為干噴和濕噴?,F(xiàn)多采用干噴法,即將干拌混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的速凝劑,用壓縮空氣將混凝土由管內(nèi)噴出。在噴口加水射到巖石面上,一次可噴3~5厘米厚度。在噴射混凝土中摻入一些鋼纖維,或在巖面掛鋼絲網(wǎng)可提高噴錨支護(hù)的強(qiáng)度。鋼錨桿安設(shè)在巖層面上的鉆孔內(nèi),其長度和間距視圍巖性質(zhì)而定,一般長度為2~5米,通常用樹膠和水泥漿沿桿體全長錨固。在巖層較好地段僅噴混凝土即可得到足夠的支護(hù)強(qiáng)度。在圍巖堅硬穩(wěn)定的地段也可不加支撐。在軟弱圍巖地段噴錨可以聯(lián)合使用,錨桿應(yīng)加長,以加強(qiáng)支護(hù)力。
⑥裝碴與運輸:在開挖作業(yè)中,裝碴機(jī)可采用多種類型,如后翻式、裝載式、扒斗式、蟹爪式和大鏟斗內(nèi)燃裝載機(jī)等。運輸機(jī)車有內(nèi)燃牽引車、電瓶車等,運輸車輛有大斗車、槽式列車、梭式礦車及大型自卸汽車等。運輸線分有軌和無軌兩種。
由鉆孔直到出碴完畢稱為一個開挖循環(huán)。根據(jù)中國的經(jīng)驗,在單線全斷面開挖中24小時能作兩個循環(huán),每個循環(huán)能進(jìn)3.5米深度,每日單口進(jìn)度可達(dá)7米。然而在開挖中難免遇到斷層或松軟石質(zhì)以及涌水等,不易保持每日的預(yù)計循環(huán),所以每月單口實際進(jìn)度多低于200米。中國成昆線蜜蜂箐單線隧道單口最高月進(jìn)度曾達(dá)到 200米。日本大清水雙線隧道單口最高月進(jìn)度曾達(dá)到 160米。開挖循環(huán)作業(yè)的特點是一個工序接一個工序必須逐項按時完成,否則前一工序推遲就會影響下一工 序,因而拖長全部時間。其中最主要的工序為鉆孔及出碴,所用時間占全部作業(yè)時間比例較大。
鉆爆法開挖采用的方法有全斷面開挖法和分部開挖法。
①全斷面開挖法:一次開挖成型的方法。一般采用帶有鑿巖機(jī)的臺車鉆孔,用毫秒爆破,噴錨支護(hù)。還要有大型裝碴運輸機(jī)械和通風(fēng)設(shè)備。全斷面開挖法又演變?yōu)榘霐嗝娣?。半斷面法是弧形上半部領(lǐng)先,下半部隔一段距離施工。
②分部開挖法:先用小斷面超前開挖導(dǎo)坑,然后,將導(dǎo)坑擴(kuò)大到半斷面或全斷面的開挖方法。這種方法主要優(yōu)點是可采用輕型機(jī)械施工,多開工作面,各工序間拉開一定的安全距離。缺點是工序多,有干擾,用人多。
此外還有上導(dǎo)坑法、中央導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法、臺階法、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法等。
4、隧道襯砌
隧道開挖后,為使圍巖穩(wěn)定,確保運營安全,需按一定輪廓尺寸建造一層具有足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu),這種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)稱為隧道襯砌。常用的襯砌種類有就地灌注混凝土類、預(yù)制塊拼裝、噴錨或單噴混凝 土、復(fù)合式襯砌。復(fù)合式襯砌是在噴錨或單噴支護(hù)之后,再就地灌注一層混凝土,形成噴錨支護(hù)同混凝土襯砌結(jié)合的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。如遇有水地段可在兩層支護(hù)間加掛一層塑料板或做其他防水層。
發(fā)展趨勢 在隧道工程中,噴錨支護(hù)有可能取代構(gòu)件支撐。噴錨支護(hù)的主要優(yōu)點是支護(hù)及時,安全可靠,并能大量節(jié)約木材和鋼材。歐洲一些國家在較弱地層的大斷面爆破后,采用長錨桿結(jié)合噴混凝土做支護(hù),已獲得成功。中國亦曾在老黃土隧道開挖中使用噴錨支護(hù)。自噴錨支護(hù)發(fā)展后,對較弱巖層也可進(jìn)行全斷面開挖,以全斷面開挖取代分部開挖。
在巖石地層中采用全斷面開挖及噴混凝土襯砌,其質(zhì)量好壞首先取決于光面爆破。運用新奧法原理,考慮圍巖自身承載能力,可在坑道爆破后盡早采用單噴或噴錨作初期支護(hù),隨即連續(xù)量測位移,判定圍巖基本穩(wěn)定時間,再進(jìn)行二次支護(hù),這樣可以建成較經(jīng)濟(jì)的襯砌結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)代高度競爭的地下采礦與隧道工程要求成本集約,安全開鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機(jī)器設(shè)備必須安全可靠,并緊密跟隨工業(yè)持續(xù)提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)步伐。掘進(jìn)機(jī)開挖法正在不斷研究改進(jìn),并生產(chǎn)出各種新機(jī)械,其應(yīng)用有廣闊前景。液壓鑿巖機(jī)不斷更新完善,使隧道開挖進(jìn)度大大提高。光電測量儀器和激光導(dǎo)向設(shè)備的使用,使長隧道施工精確程度有所提高。目前,航空勘測、遙感技術(shù)、物探技術(shù)、巖層中應(yīng)力應(yīng)變的量測技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)等的廣泛應(yīng)用,使隧道勘測設(shè)計技術(shù)水平也有很大提高。精確爆破技術(shù),水平鉆探技術(shù)和預(yù)灌漿技術(shù)的不斷提高,有可能提高隧道開挖過程的安全性,并能保證隧道工程的質(zhì)量。
結(jié)論
結(jié)束語
短短的實習(xí)過程讓我認(rèn)識到了隧道對于鐵路線路的重要性,老師向我們大致的介紹了隧道的施工方法,通過實習(xí)后的資料查閱我了解了更多關(guān)于隧道選線設(shè)計,修筑方法以及病害的種類及預(yù)防整治措施,加深了對隧道及地下工程方向的專業(yè)目標(biāo)的認(rèn)識,對于該方向的目標(biāo)和任務(wù)有了一個感性的認(rèn)識,同時通過認(rèn)識實習(xí)了解了隧道建設(shè)的工程實例,通過對失敗的隧道修筑工程的參觀和分析,我深刻的體會到了工程建設(shè)需要的是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及扎實的專業(yè)功底,我們在將來的學(xué)習(xí)過程中一定要認(rèn)真,在工作過程中一定要負(fù)責(zé)。
首先感謝老師們.感謝老師這一段時間的辛苦付出以及每次實習(xí)盡心盡力的組織及講解。
其次感謝同學(xué)們。感謝實習(xí)的過程中大家相互照顧,我們一起見證了彼此的成長。最后感謝自己,這是一段值得記憶的旅程。
問題和建議
在實習(xí)過程中由于同學(xué)們?nèi)藬?shù)眾多,而帶隊老師畢竟數(shù)量有限,即使老師使用擴(kuò)音器,也還是會有很多同學(xué)聽不清老師所講的內(nèi)容,所以建議將單位分小,實現(xiàn)小班額,多班次,進(jìn)行實習(xí),效果可能會更好。
可以利用在乘車的時間對實習(xí)內(nèi)容進(jìn)行提前講解,便于同學(xué)們實習(xí)時的學(xué)習(xí)和掌握。
第二篇:北京交通大學(xué)隧道方向認(rèn)識實習(xí)報告
北京交通大學(xué)
土木工程認(rèn)識實習(xí)報告
——隧道地下方向
目錄
前言.............................................3 專論.............................................4
一、實習(xí)目的和意義............................4
二、實習(xí)時間安排..............................4
三、實習(xí)內(nèi)容..................................4
1、隧道基礎(chǔ)知識...........................4 2隧道的分類...............................7
3、潮河關(guān)隧道.............................8
4、北京交通大學(xué)地下隧道實驗室............10 實習(xí)收獲和體會..................................11 問題和建議......................................12
前言
土木工程認(rèn)識實習(xí)是土木工程大類專業(yè)基礎(chǔ)必修的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是一項專業(yè)入門實習(xí)項目。其目的是使學(xué)生通過實踐對各類土木工程的現(xiàn)場進(jìn)行考查,了解土木工程的類型、形式、建筑、結(jié)構(gòu)、施工的基本知識,對土木工程專業(yè)形成感性認(rèn)識,建立初步的土木工程專業(yè)業(yè)務(wù)范圍的總體概念,重點是對橋梁、建筑結(jié)構(gòu)、巖土與地下工程以及道路和軌道交通工程的基本知識,培養(yǎng)學(xué)生對于土木工程的綜合性、社會性、實踐性和統(tǒng)一性的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對土木工程專業(yè)后續(xù)課程的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
這次的實習(xí)是隧道地下方向的實習(xí)。5月25日上午八點我們帶上吃的坐著校車跟隨老師來到了古北口。我們在這里實地考察了附近的潮河關(guān)一號和二號隧道。通過老師的講解和自己親身實踐,讓我們對隧道的組成部分、施工程序、結(jié)構(gòu)以及施工中的注意問題有所了解,培養(yǎng)了我們隧道與地下工程專業(yè)的興趣。同時,也通過這次隧道地下方向的實習(xí),與我們所學(xué)的理論力學(xué)、材料力學(xué)、土木工程材料這些基礎(chǔ)的專業(yè)課聯(lián)系起來,讓我們更好的學(xué)習(xí)這些課程,給我們一感官的理解,也可以讓我們不只是學(xué)習(xí)一些枯燥的理論知識,能和實際結(jié)合起來,不只是死記硬背一些公式,也增加了我們學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣。
專論
一、實習(xí)目的和意義
1、通過實習(xí),初步了解隧道與地下工程方向的一些基礎(chǔ)知識,對隧道與地下工程有一個初步的認(rèn)識。
2、增加對隧道與地下方向的感性認(rèn)識,充分了解隧道建設(shè)的施工方法、施工組織和施工流程以及隧道與地下工程的基本建筑與結(jié)構(gòu)。
3、培養(yǎng)學(xué)生對于土木工程的綜合性、社會性、實踐性和統(tǒng)一性的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對土木工程專業(yè)后續(xù)課程的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
二、實習(xí)時間安排
實習(xí)時間:2013年5月25日
實習(xí)地點:古北口潮河關(guān)隧道和北京交通大學(xué)
三、實習(xí)內(nèi)容
1、隧道基礎(chǔ)知識
鐵路隧道概述
鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設(shè)鐵路供機(jī)車車輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道;為適應(yīng)鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。
在19世紀(jì)60年代以前,修建的隧道都用人工鑿孔和黑火藥爆破方法施工。1861年修建穿越阿爾卑斯山脈的仙尼斯峰鐵路隧道時,首次應(yīng)用風(fēng)動鑿巖機(jī)代替人工鑿孔。1867年修建美國胡薩克鐵路隧道時,開始采用硝化甘油炸藥代替黑火藥,使隧道施工技術(shù)及速度得到進(jìn)一步發(fā)展。
至1950年,世界鐵路隧道最多的國家有意大利、日本、法國和美國。日本至20世紀(jì)70年代末共建成鐵路隧道約3800座,總延長約1850公里,其中5公里以上的長隧道達(dá)60座,為世界上鐵路長隧道最多的國家。1974年建成的新關(guān)門雙線隧道,長18675米,為當(dāng)時世界最長的海底鐵路隧道。1981年建成的大清水雙線隧道,長22228米,為世界最長的山嶺鐵路隧道。連接本州和北海道的青函海底隧道,長達(dá)53850米,為當(dāng)今世界最長的海底鐵路隧道。20世紀(jì)60年代以來,隧道機(jī)械化施工水平有很大提高。全斷面液壓鑿巖臺車和其他大型施工機(jī)具相繼用于隧道施工。噴錨技術(shù)的發(fā)展和新奧法的應(yīng)用為隧道工程開辟了新的途徑。掘進(jìn)機(jī)的采用徹底改變了隧道開挖的鉆爆方式。盾構(gòu)構(gòu)造不斷完善,已成為松軟、含水地層修建隧道最有效的工具。
隧道設(shè)計 包括隧道選線、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、輔助坑道設(shè)計等。此外,隧道設(shè)計還包括洞門設(shè)計,以及開挖方法和襯砌類型的選擇等。
隧道貫通控制測量 隧道測量是為了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。
中線平面控制 山嶺隧道洞外及洞內(nèi)都采用主副閉合導(dǎo)線法,即在主導(dǎo)線上測角并用光電測距儀量距,在副導(dǎo)線上只測角不量距。由主副導(dǎo)線所組成的多邊形,只平差其角度,不平差其長度。這樣主副導(dǎo)線法比三角網(wǎng)法簡單實用,比單一導(dǎo)線法可靠。中國大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導(dǎo)線法作為中線平面控制。
高程控制 短隧道應(yīng)用普通水平儀,長隧道應(yīng)用精密水平儀即能保證需要達(dá)到的精度。高程貫通極限誤差為±50毫米。
隧道開挖 開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道,而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分,有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛,采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開挖較多。
鉆爆法 在隧道巖面上鉆眼,并裝填炸藥爆破,用全斷面開挖或分部開挖等將隧道開挖成型的施工方法。
隧道襯砌 隧道開挖后,為使圍巖穩(wěn)定,確保運營安全,需按一定輪廓尺寸建造一層具有足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu),這種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)稱為隧道襯砌。常用的襯砌種類有就地灌注混凝土類、預(yù)制塊拼裝、噴錨或單噴混凝土、復(fù)合式襯砌。復(fù)合式襯砌是在噴錨或單噴支護(hù)之后,再就地灌注一層混凝土,形成噴錨支護(hù)同混凝土襯砌結(jié)合的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。如遇有水地段可在兩層支護(hù)間加掛一層塑料板或做其他防水層。
2隧道的分類
1、按照隧道所處的地質(zhì)條件分類:分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道。
2、按照隧道的長度分類:分為短隧道(鐵路隧道規(guī)定:L≤500m;公路隧道規(guī)定:L≤500m)、中長隧道(鐵路隧道規(guī)定:500<L≤3000m;公路隧道規(guī)定500<L<1000m)、長隧道(鐵路隧道規(guī)定:3000<L≤10000m;公路隧道規(guī)定1000≤L≤3000m)和特長隧道(鐵路隧道規(guī)定:L>10000m;公路隧道規(guī)定:L>3000m)。
3、按照國際隧道協(xié)會(ITA)定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標(biāo)準(zhǔn)分類:分為極小斷面隧道(2~3㎡)、小斷面隧道(3~10㎡)、中等斷面隧道(10~50㎡)、大斷面隧道(50~100㎡)和特大斷面隧道(大于100㎡)。
4、按照隧道所在的位置分類:分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。
5、按照隧道埋置的深度分類:分為淺埋隧道和深埋隧道。
6、按照隧道的用途分類:分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。
3、潮河關(guān)隧道
潮河關(guān)隧道周邊地貌特征
潮河經(jīng)古北口后,蛇曲發(fā)育,在地貌上形成∩形,在古北口鎮(zhèn)南,潮河由東向西流,對沿岸山坡進(jìn)行猛烈沖刷,洪水季節(jié)侵蝕更為強(qiáng)烈,山坡坡腳被掏空,造成山體崩塌,山坡后退變陡不穩(wěn)定。
滑坡:鐵路舊線南端有幾個古滑坡連在一起,形成滑坡群。崩塌與巖堆:沿河山體陡立而破碎,不斷崩塌下來的物質(zhì)堆積起來。洪積扇:巖體坍塌下來的物質(zhì)被洪水沖到溝口外堆積下來,形成洪積扇。
潮河關(guān)隧道舊線滑坡問題 潮關(guān)號道口
河一隧進(jìn)(北京方向)設(shè)臵在斷層帶的滑動體上,施工方法采用全斷面開挖,先拱后墻,拱厚45cm,圍巖為風(fēng)化破碎的片麻巖,在溝邊可見糜棱巖化片巖。由于巖層破碎,施工方法不當(dāng),從而破壞了山體的平衡狀態(tài),導(dǎo)致山體的側(cè)方滑動,將已經(jīng)做好的拱圈壓裂。潮河關(guān)一號隧道的漏水問題 由于潮河關(guān)一號隧道的地質(zhì)條件比較復(fù)雜,尤其是在K124+70至K124+265段,塌方、涌水極為嚴(yán)重。發(fā)生塌方、涌水的原因是片麻巖與片巖之間的斷層帶、風(fēng)化的片巖、節(jié)理溶洞發(fā)育的石灰?guī)r,以及質(zhì)軟破碎的糜棱巖造成的。施工過程中,大塌方量共達(dá)到25000平方米。晝夜,洞內(nèi)涌水深度大于1m,給施工帶來極大困難。
由于潮河關(guān)一號隧道地質(zhì)環(huán)境問題修建了幾十米就停止了修建,重新選線后建設(shè)了潮河關(guān)二號隧道。潮河關(guān)隧道改線,河流侵蝕滑坡導(dǎo)致開挖巖體隧道失穩(wěn),造成大規(guī)模塌方(破壞山體穩(wěn)定性,山體向下滑動)。
4、北京交通大學(xué)地下隧道實驗室
從古北口回來,我們直接去了學(xué)校的地下隧道實驗室,瀏覽了更多關(guān)于隧道的知識。在實驗室最下面有一條幾十米的隧道,聽老師說這是北京地鐵4號線的模型。
實習(xí)收獲和體會
通過這次隧道方向認(rèn)識實習(xí),我們了解學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于隧道建設(shè)的知識。比如隧道的結(jié)構(gòu)、開挖方式、修建流程以及隧道的選線等等有了一定的了解。不再像以前僅憑著自己的想象去理解。
這次實習(xí)讓我深刻體會到讀書固然是增長知識開闊眼界的途徑,但是多一些實踐,親臨實習(xí)地點觀察探索,遇到問題請教老師,和同學(xué)一起探討,不知不覺中我們就學(xué)到了很多東西,而這也是一種絕好的提高自身綜合素質(zhì)的選擇,更是一個提高探索興趣的好方法。的確,實踐出真知,當(dāng)我們腳踏實地去探索我們想要知道的知識時,我們會有不菲的收獲。此次實習(xí)不僅使我對隧道與地下工程有了更深的認(rèn)識,而且對土木工程專業(yè)有了更大的興趣。噢,當(dāng)然,實習(xí)之余,我們還感受到了大自然的關(guān)懷,親近了自然,讓我們從喧囂的城市中得到了心靈的釋放。從學(xué)習(xí)中釋放壓力,調(diào)整過后,必然能更深入的進(jìn)入學(xué)習(xí)。
這次實習(xí),我們不僅增長了見識,還增進(jìn)了師生感情和同學(xué)友誼。一路上我們歡聲笑語,我們互幫互助,不知不覺間我們就打成一團(tuán)。我想多少年以后,當(dāng)我們都走上了工作崗位,回想起當(dāng)年土木工程認(rèn)識實習(xí)和老師、同學(xué)一塊實習(xí)的時候,肯定會回味無窮的!
問題和建議
在實習(xí)過程中由于同學(xué)們?nèi)藬?shù)眾多,而帶隊老師畢竟數(shù)量有限,即使老師使用擴(kuò)音器,也還是會有很多同學(xué)聽不清老師所講的內(nèi)容,所以建議將單位分小,實現(xiàn)小班額,多班次,進(jìn)行實習(xí),效果可能會更好。
第三篇:北京交通大學(xué)橋梁方向認(rèn)知實習(xí)報告[推薦]
北京交通大學(xué)土建學(xué)院土木工程
橋梁方向認(rèn)知實習(xí)報告
學(xué)院:土木建筑工程學(xué)院
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學(xué)號:
目 錄
前 言................................................................錯誤!未定義書簽。
一、實習(xí)的目的和意義......................................................................4
二、實習(xí)時間地點安排......................................................................4
三、實習(xí)主要內(nèi)容..............................................................................41、橋梁的組成............................................................................42、橋梁的分類............................................................................63、橋梁的主要技術(shù)指標(biāo)............................................................64、盧溝橋附近鐵架橋.............................錯誤!未定義書簽。
5、城鐵十三號線四道口至西直門段橋梁錯誤!未定義書簽。
6、高鐵橋....................................................................................9
結(jié)
論.................................................................................................10
前言
2016年7月5日,學(xué)院組織我們進(jìn)行了土木工程橋梁認(rèn)知實習(xí)。我們走出校門,在老師的帶領(lǐng)下對典型的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解和學(xué)習(xí),在老師的耐心講解下,我們得以快樂學(xué)習(xí),靈活學(xué)習(xí),使得書本上所學(xué)到的知識得到驗證和鞏固。其目的是使學(xué)生通過實踐對各類土木工程的現(xiàn)場進(jìn)行考查,了解土木工程的類型、形式、建筑、結(jié)構(gòu)、施工的基本知識,對土木工程專業(yè)形成感性認(rèn)識,建立初步的土木工程專業(yè)業(yè)務(wù)范圍的總體概念,重點是對橋梁、建筑結(jié)構(gòu)、巖土與地下工程以及道路和軌道交通工程的基本知識,培養(yǎng)學(xué)生對于土木工程的綜合性、社會性、實踐性和統(tǒng)一性的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對土木工程專業(yè)后續(xù)課程的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
對于一個學(xué)習(xí)土木工程的學(xué)生來說,對橋梁必須要有很深的了解。并且一定能夠做到對于理論知識的熟練應(yīng)用和實踐,在還沒有接觸專業(yè)知識的前提下,對于橋梁我們的思緒中是一片空白。本次實習(xí)使我們對橋梁方面的知識有一定的了解。讓我們對以后可能接觸的專業(yè)知識有初步的了解,增強(qiáng)自己學(xué)習(xí)的積極性。使得我們對于這個專業(yè)前景和應(yīng)用的了解更深了一個層次。
一、實習(xí)的目的和意義
1、實際觀察各種橋梁,初步了解橋梁的一些基礎(chǔ)知識,對橋梁方向有一個初步的認(rèn)識。
2、增加對橋梁方向的感性認(rèn)識,了解橋梁工程的基本建筑與結(jié)構(gòu)。
3、培養(yǎng)學(xué)生對于土木工程的綜合性、社會性、實踐性和統(tǒng)一性的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對土木工程專業(yè)后續(xù)課程的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
4、對在課堂上學(xué)到的理論知識進(jìn)行驗證和鞏固,對這個專業(yè)的前景和應(yīng)用有了更深的了解。
二、實習(xí)時間地點安排 實習(xí)時間:2016/7/5 實習(xí)地點:盧溝橋及其周邊橋梁,城鐵十三號線四道口至西直門段,高鐵橋梁
三、實習(xí)主要內(nèi)容 1.橋梁的基本組成
橋梁的三個主要組成部分是:上部結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)由橋跨結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)組成。橋跨結(jié)構(gòu)或稱橋孔結(jié)構(gòu),是橋梁中跨越橋孔的、支座以上的承重結(jié)構(gòu)部分。按受力圖示不同,分為梁式、拱式、剛架和懸索等基本體系,并由這些基本體系構(gòu)成各種組合體系。它包含主要承重結(jié)構(gòu)、縱橫向聯(lián)結(jié)系、拱上建筑、橋面構(gòu)造和 橋面鋪裝、排水防水系統(tǒng),變形縫以及安全防護(hù)設(shè)施等部分。支座系統(tǒng),設(shè)置在橋梁上、下結(jié)構(gòu)之間的傳力和連接裝置。其作用是把上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞到墩臺上,并適應(yīng)活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素所產(chǎn)生的位移,使橋梁的實際受力情況符合結(jié)構(gòu)計算圖示。一般分為固定支座和活動支座。
下部結(jié)構(gòu),由橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)幾部分組成。橋墩、橋臺 是在河中或岸上支承兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物。橋臺設(shè)在兩端,橋墩則在兩橋臺之間。而橋臺除此之外,還要與路堤銜接,并防止其滑塌。為保護(hù)橋臺和路堤填土,橋臺兩側(cè)常做一些防護(hù)和導(dǎo)流工程。墩臺基礎(chǔ),保證橋梁墩臺安全并將荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)部分。附屬構(gòu)件,主要包括伸縮縫、燈光照明、橋面鋪裝、排水防水系統(tǒng)、欄桿(或防撞欄桿)等幾部分。
伸縮縫,在橋跨上部結(jié)構(gòu)之間,或橋跨上部結(jié)構(gòu)與橋臺端墻之間,設(shè)有縫隙保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的變位。為使橋面上行駛順直,無任何顛動,此間要設(shè)置伸縮縫構(gòu)造。特別是大橋或城市橋的伸縮縫,不但要結(jié)構(gòu)牢固,外觀光潔,而且需要經(jīng)常掃除深入伸縮縫中的垃圾泥土,以保證它的功能作用。
橋面鋪裝,或稱行車道鋪裝,鋪裝的平整、耐磨性、不翹殼、不滲水是保證行車舒適的關(guān)鍵。特別在鋼箱梁上鋪設(shè)瀝青路面的技術(shù)要求甚嚴(yán)。排水防水系統(tǒng)應(yīng)迅速排除橋面上積水,并使?jié)B水可能降低至最小限度。此外,城市橋梁排水系統(tǒng)應(yīng)保證橋下無滴水和結(jié)構(gòu)上的漏水現(xiàn)象。欄桿(或防撞欄桿),它既是保證安全的構(gòu)造措施,又是有利于觀賞的最佳裝飾件。
2.橋梁的分類
按使用性分:公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋等。按跨徑大小和多跨總長分為:特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。其中:特大橋:多孔跨徑總長≥500米,單孔跨徑≥100 米 大橋:多孔跨徑總長≥100米,單孔跨徑≥40 米
中橋:30米<多孔跨徑總長<100米,20≤單孔跨徑<40 米 小橋:8米≤多孔跨徑總長≤300米,5<單孔跨徑<20米 涵洞:多孔跨徑總長<8米,單孔跨<5米
按行車道位置分為:上承式橋、中承式橋、下承式橋。按承重構(gòu)件受力情況可分為:梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋(斜拉橋、懸索橋)。
按使用年限可分為:永久性橋、半永久性橋、臨時橋。按材料類型分為:木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋。3.橋梁的主要技術(shù)指標(biāo)
1)橋全長:橋梁是指橋臺擋碴前墻之間的長度;拱橋是指拱上側(cè)墻與橋臺側(cè)墻的兩伸縮縫外墻之間的長度;剛架橋是指剛架順跨度方向外側(cè)間的長度。
2)梁跨度:一孔梁支座中心之間的距離,是梁橋最重要的技術(shù)指標(biāo)。
3)孔 數(shù):橋墩之間或橋墩與橋臺之間的橋跨稱為一孔,設(shè)一座 橋的墩臺總數(shù)為n,則一座橋的孔數(shù)為n-1。
4)墩 高:橋墩基頂至支座鉸中心的垂直距離,是影響橋墩設(shè)計的重要技術(shù)指標(biāo)。
4、盧溝橋附近鐵路橋
參觀完盧溝橋,我們沿著宛平城前的那條路走了幾百米,參觀了解了它附近不遠(yuǎn)處的一座鐵路橋。鐵路橋,顧名思義,就是承載鐵路
線路的橋梁,它是鐵路線路的一個重要組成部分。鐵路橋梁荷載大,沖擊力大,行車密度大,要求能抵抗自然災(zāi)害的標(biāo)準(zhǔn)高,特別是結(jié)構(gòu)要求有一定的豎向橫向剛度和動力性能。該鐵路橋是一座連續(xù)剛構(gòu)橋,主跨內(nèi)較柔細(xì)的橋墩與梁部固連在一起。該橋的橋墩采用的是單敦且較為纖細(xì),以承受軸向壓力而不是彎矩為主,表現(xiàn)了柔性墩的特性,減小了沉降及徐變時產(chǎn)生的應(yīng)力。鐵路橋梁采用最多的是梁式橋。它是一種使用最廣泛的橋梁型式,可細(xì)分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。所謂簡支梁是指梁的兩端分別為鉸支(固定)端與活動端的單跨梁式橋。連續(xù)梁橋是指橋跨結(jié)構(gòu)連續(xù)跨越兩個以上橋孔的梁式橋。在橋墩上連續(xù),在橋孔內(nèi)中斷,線路在橋孔內(nèi)過渡到另一根梁上的稱為懸臂梁,采用這種梁的橋稱為懸臂梁橋。梁式橋的梁身可以做成實腹的,也可做為空腹的,空腹的稱為桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的類型五花八門,有三角形、雙斜桿形、菱格形、米字形、多腹桿密格形、K形、W形、空腹形等。
5、城鐵十三號線四道口至西直門段橋梁
參觀完鐵路橋,我們就直接坐車回來了。在四道口下了車,我們沿著十三號線一路邊走邊看。首先看到的是高架橋,這座高架橋采用的箱梁結(jié)構(gòu)。所謂高架橋,即跨線橋,一種橋梁。指擱在一系列狹窄鋼筋混凝土或圬工拱上,具有高支撐的塔或支柱,跨過山谷、河流、道路或其他低處障礙物的橋梁。城市發(fā)展后,交通擁擠,建筑物密集,而街道又難于拓寬,采用這種橋可以疏散交通密度,提高運輸效率。此外,在城市間的高速公路或鐵路,為避免和其他線路平面交叉、節(jié)省用地、減少路基沉陷(某些地區(qū)),也可不用路堤,而采用這種橋。
箱梁結(jié)構(gòu),橋梁工程中梁的一種,內(nèi)部為空心狀,上部兩側(cè)有翼緣,類似箱子,因而得名。分單箱、多箱等。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的箱梁分為預(yù)制箱梁和現(xiàn)澆箱梁。在獨立場地預(yù)制的箱梁結(jié)合架橋機(jī)可在下部工程完成后進(jìn)行架設(shè),可加速工程進(jìn)度、節(jié)約工期;現(xiàn)澆箱梁多用于大型連續(xù)橋梁。目前常見的以材料分,主要有兩種,一是預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱梁,一是鋼箱梁。其中,預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱梁為現(xiàn)場施工,除了有縱向預(yù)應(yīng)力外,有些還設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力;鋼箱梁一般是在工廠中 加工好后再運至現(xiàn)場安裝,有全鋼結(jié)構(gòu),也有部份加鋼筋砼鋪裝層。
這座高架橋為三跨連續(xù)梁橋,其下部分為近拋物線狀,底板為鋼板。6,高鐵橋
根據(jù)觀察,我們可以明顯發(fā)現(xiàn)高鐵橋異于普通高鐵橋的特點,而這些特點也使得高鐵橋的維護(hù)和建筑有著更大的困難。根據(jù)老師的講解,我們了解了很多高鐵橋的精巧構(gòu)造,橋體上有預(yù)留空洞,其作用是通風(fēng),以使箱梁內(nèi)外的溫度保持一致。實習(xí)收獲和體會
通過這次橋梁方向認(rèn)識實習(xí),我們了解學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于橋梁建設(shè)的知識。比如橋梁的組成及其各部分的作用,還有橋梁的分類等等有了一定的了解。不再像以前僅憑著自己的想象去理解。
結(jié)論
結(jié)束語
為時一天的橋梁方向認(rèn)知實習(xí),使我們對橋梁方向所涉及的知識領(lǐng)域有了一個簡單的了解。雖然實習(xí)的時間比較短,但收獲還是很多的,在這一天地實習(xí)中,我們不僅實踐了書本上的所學(xué)內(nèi)容,更了解了很多在書本上見不到的知識,實踐是對科學(xué)知識的最好檢驗,只憑課堂上的學(xué)習(xí),并不能掌握具體的系統(tǒng)的科學(xué)知識,尤其具體的施工經(jīng)驗。在課堂上我們學(xué)習(xí)的理論知識,只有真正地應(yīng)用到實踐上去,才算真正成為我們的一項技能。實習(xí)就是將我們在課堂上所學(xué)的理論知識運用到工程實踐中去。這次實習(xí)告訴了我們把知識和實踐相互結(jié)合起來的重要性。更明確地告訴我們要努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識,努力使自己成為一名合格的工程師。
問題和建議
在實習(xí)過程中由于同學(xué)們?nèi)藬?shù)眾多,而帶隊老師畢竟數(shù)量有限,即使老師使用擴(kuò)音器,也還是會有很多同學(xué)聽不清老師所講的內(nèi)容,所以建議將單位分小,實現(xiàn)小班額,多班次,進(jìn)行實習(xí),效果可能會更好。
結(jié)束語
最后,由衷感謝學(xué)校老師的培育,更加感謝實習(xí)帶隊老師,感謝你們 的細(xì)心講解。你們的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和豐富的專業(yè)知識讓我們受益終身。也是我們一生學(xué)習(xí)的榜樣。
第四篇:北京交通大學(xué)土建學(xué)院土木工程隧道方向認(rèn)知實習(xí)報告vae
北京交通大學(xué)土建學(xué)院土木工程隧道方向認(rèn)知實習(xí)報告
目 錄
前言......................................................................錯誤!未定義書簽。
隧道發(fā)展..............................................................................................3 實習(xí)內(nèi)容....................................................................................................4 實習(xí)地點一:妙峰山大臺線2號隧道..............................................4大臺線2號隧道兩個出口設(shè)計的差異..............................................5
實習(xí)地點二:鼓樓地鐵8號線..........................................................6
隧道基本知識補充..............................................................................7
隧道設(shè)計...........................................................................................7
1、選線...........................................................................................7 縱斷面設(shè)計..............................................................................7 橫斷面設(shè)計..............................................................................7 輔助坑道設(shè)計..........................................................................7
2、隧道貫通控制測量..................................................................8 中線平面控制..........................................................................9 高程控制..................................................................................9
3、隧道開挖..................................................................................9 鉆爆法......................................................................................9 上導(dǎo)坑法、中央導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法、臺階法、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法...................................................錯誤!未定義書簽。
4、隧道襯砌................................................................................11 實習(xí)總結(jié)..................................................................................................13 前言
2011年10月22日,學(xué)院組織我們進(jìn)行了土木工程隧道認(rèn)知實習(xí)。當(dāng)天上午我們參觀學(xué)習(xí)了位于北京市門頭溝區(qū)妙峰山大臺線2號隧道,緊接著我們又前往鼓樓地鐵8號線施工現(xiàn)場進(jìn)行參觀。
隧道發(fā)展
自英國于1826年起在蒸汽機(jī)車牽引的鐵路上開始修建長770米的泰勒山單線隧道和長 2474米的維多利亞雙線隧道以來,英、美、法等國相繼修建了大量鐵路隧道。19世紀(jì)共建成長度超過 5公里的鐵路隧道11座,有3座超過10公里,其中最長的為瑞士的圣哥達(dá)鐵路隧道,長 14998米。1892年通車的秘魯加萊拉鐵路隧道,海拔4782米,是現(xiàn)今世界最高的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路隧道。在19世紀(jì)60年代以前,修建的隧道都用人工鑿孔和黑火藥爆破方法施工。1861年修建穿越阿爾卑斯山脈的仙尼斯峰鐵路隧道時,首次應(yīng)用風(fēng)動鑿巖機(jī)代替人工鑿孔。1867年修建美國胡薩克鐵路隧道時,開始采用硝化甘油炸藥代替黑火藥,使隧道施工技術(shù)及速度得到進(jìn)一步發(fā)展。
在20世紀(jì)初期,歐洲和北美洲一些國家鐵路形成鐵路網(wǎng),建成的5公里以上長隧道有 20座,其中最長的瑞士和意大利間的辛普朗鐵路隧道長19.8公里。美國長約12.5公里的新喀斯喀特鐵路隧道和加拿大長約 8.1公里的康諾特鐵路隧道都采用中央導(dǎo)坑法施工。其施工平均年進(jìn)度分別為4.1和4.5公里,是當(dāng)時最高的施工進(jìn)度。至1950年,世界鐵路隧道最多的國家有意大利、日本、法國和美國。日本至20世紀(jì)70年代末共建成鐵路隧道約3800座,總延長約1850公里,其中5公里以上的長隧道達(dá)60座,為世界上鐵路長隧道最多的國家。1974年建成的新關(guān)門雙線隧道,長18675米,為當(dāng)時世界最長的海底鐵路隧道。1981年建成的大清水雙線隧道,長22228米,為世界最長的山嶺鐵路隧道。連接本州和北海道的青函海底隧道,長達(dá)53850米,為當(dāng)今世界最長的海底鐵路隧道。
20世紀(jì)60年代以來,隧道機(jī)械化施工水平有很大提高。全斷面液壓鑿巖臺車和其他大型施工機(jī)具相繼用于隧道施工。噴錨技術(shù)的發(fā)展和新奧法的應(yīng)用為隧道工程開辟了新的途徑。掘進(jìn)機(jī)的采用徹底改變了隧道開挖的鉆爆方式。盾構(gòu)構(gòu)造不斷完善,已成為松軟、含水地層修建隧道最有效的工具。
中國于1887~1889年在臺灣省臺北至基隆窄軌鐵路上修建的獅球嶺隧道,是中國的第一座鐵路隧道,長261米。此后,又在京漢、中東、正太等鐵路修建了一些隧道。京張鐵路關(guān)溝段修建的4座隧道,是用中國自己技術(shù)力量修建的第一批鐵路隧道。其中最長的八達(dá)嶺鐵路隧道長為1091米,于1908年建成。中國在1950年以前,僅建成標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路隧道238座,總延長89公里。自20世紀(jì)50年代以來,隧道修建數(shù)量大幅度增加,1950~1984年期間共建成標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路隧道4247座,總延長2014.5公里,成為世界上鐵路隧道最多的國家之一。此外,中國還建有窄軌距鐵路隧道191座,總延長23公里。截至1984年,中國共建成5公里以上長隧道10座,最長者為京原鐵路的驛馬嶺鐵路隧道,長7032米?,F(xiàn)正在施工的京廣鐵路衡韶段大瑤山雙線隧道,長14.3公里。中國最高的鐵路隧道是青藏鐵路關(guān)角鐵路隧道,長4010米,海拔3690米。中國鐵路隧道約有半數(shù)以上分布在川、陜、云、貴4省。成昆、襄渝兩條鐵路干線隧道總延長分別為342及282公里,占線路總長的比率分別為31.6%和34.3%。
隧道是修建在地下或水下并鋪設(shè)鐵路供機(jī)車動車輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道;為適應(yīng)鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。
本次實習(xí)我們主要是參觀過南口斜河澗豐沙線的1至5號隧道以及青龍橋處隧道。
實習(xí)內(nèi)容
實習(xí)地點
一、妙峰山大臺線2號隧道
1、觀察隧道圍巖特征(大臺線2號隧道)隧道口就是處于一個向斜的核部,從隧道口的外圍及形狀也可以看出,隧道口成馬蹄形,并且無襯砌。此路段山體較陡,開挖隧道卻無襯砌,而且很穩(wěn)定,邊坡巖體也沒有任何支護(hù)措施,運營基本正常??梢姡摱紊襟w非常穩(wěn)定,主要原因是隧道圍巖為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組厚層灰?guī)r,穩(wěn)晶結(jié)構(gòu),單軸極限抗壓強(qiáng)度為30MP,分化不嚴(yán)重,巖石工程性質(zhì)良好,巖體結(jié)構(gòu)特征介于整體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)之間。隧道圍巖的巖層完整而堅硬,巖層傾向又與坡向相反,所以工程性質(zhì)良好。
2、大臺線2號隧道兩個出口設(shè)計的差異
順下游方向的隧道出口,完全沒有襯砌,另一出口則有襯砌維護(hù),這與兩側(cè)出口的圍巖性質(zhì)有關(guān)。由于一側(cè)出口巖體較完整,抗風(fēng)化能力較另一側(cè)強(qiáng),沒有任何工程支護(hù),而另一側(cè)出口巖體風(fēng)化嚴(yán)重,植被覆蓋較高,能夠截流較多的地表徑流,進(jìn)而促進(jìn)水對可溶巖的溶蝕能力,可觀察到小型的巖溶洞穴,并填充了水流沖刷物質(zhì)。這些特征使得該出口圍巖相對破碎,完整性較差,巖體強(qiáng)度減弱,所以進(jìn)行了支護(hù)。
實習(xí)地點
二、鼓樓地鐵8號線
正處于施工階段的地鐵8號線一共有三層,各自有不同的用途。施工時,先砌出兩側(cè)墻面,然后邊挖土邊施工。作為一個換乘車站,該地鐵線必須做足夠長的換乘通道與2號線連接。而且由于為地下三層結(jié)構(gòu),所以防水工作是一個重點,一般選用膨潤土防水毯。
膨潤土防水毯的優(yōu)點:
1)抗?jié)B靜水壓可達(dá)1.0MPa以上,滲透性5×10-11cm/s,單位面積膨潤土質(zhì)量5kg/m2,膨潤土是天然無機(jī)材料,不會發(fā)生老化反應(yīng),耐久性好;且不會對環(huán)境造成任何不利影響屬環(huán)保材料。
2)膨潤土防水毯具有土工布材料的全部特性,如分離、加固、防護(hù)、過濾等,施工簡便且不受施工環(huán)境溫度的限制,0℃以下也可施工。施工時只需將GCL防水毯平鋪在地上,立面或斜面施工時,用釘子和墊圈將其固定,并按要求搭接即可。3)膨潤土防水毯容易修補;即使在防水(滲)施工結(jié)束以后,如防水層發(fā)生意外破損,只要對破損的部位加以簡單的修補,就可重新獲得完美如初的防水性能。4)膨潤土防水毯性能價格比相對較高,用途非常廣泛。
隧道基本知識補充: 隧道設(shè)計
1、選線
根據(jù)線路標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長度。選線應(yīng)作多種方案的比較。長隧道要考慮輔助坑道和運營通風(fēng)的設(shè)置。洞口位置的選擇要依據(jù)地質(zhì)情況??紤]邊坡和仰坡的穩(wěn)定,避免塌方。
縱斷面設(shè)計
沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設(shè)計的限制坡度。因隧道內(nèi)濕度大,輪軌間粘著系數(shù)減小,列車空氣阻力增大,因此在較長隧道內(nèi)縱向坡度應(yīng)加以折減??v坡形狀以單坡和人字坡居多,單坡有利于爭取高程,人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水,最小縱坡一般為2‰~3‰。
橫斷面設(shè)計
隧道橫斷面即襯砌內(nèi)輪廓,是根據(jù)不侵入隧道建筑限界而制定的。中國隧道建筑限界分為蒸汽及內(nèi)燃機(jī)車牽引區(qū)段、電力機(jī)車牽引區(qū)段兩種,這兩種又各分為單線斷面和雙線斷面。襯砌內(nèi)輪廓一般由單心圓或三心圓形成的拱部和直邊墻或曲邊墻所組成。在地質(zhì)松軟地帶另加仰拱。單線隧道軌面以上內(nèi)輪廓面積約為27~32平方米,雙線約為58~67平方米。在曲線地段由于外軌超高車輛傾斜等因素,斷面須適當(dāng)加大。電氣化鐵路隧道因懸掛接觸網(wǎng)等應(yīng)提高內(nèi)輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸為:單線隧道高度約為 6.6~7.0米、寬度約為4.9~5.6米;雙線隧道高度約為7.2~8.0米,寬度約為8.8~10.6米。在雙線鐵路修建兩座單線隧道時,其中線間距離須考慮地層壓力分布的影響,石質(zhì)隧道約為20~25米,土質(zhì)隧道應(yīng)適當(dāng)加寬。
輔助坑道設(shè)計
輔助坑道有斜井、豎井、平行導(dǎo)坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點開鑿的斜向正洞的坑道。斜井傾角一般在18°~27°之間,采用卷揚機(jī)提升。斜井?dāng)嗝嬉话銥殚L方形,面積約為8~14平方米。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道,通向正洞。其平面位置可在鐵路中線上或在中線的一側(cè)(距中線約20米)。豎井?dāng)嗝娑酁閳A形,內(nèi)徑約為4.5~6.0米。平行導(dǎo)坑是距隧道中線17~25米開挖的平行小坑道,以斜向通道與隧道連接,亦可作將來擴(kuò)建為第二線的導(dǎo)洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風(fēng)埡鐵路隧道采用平行導(dǎo)坑以來,在58座長3公里以上的隧道中約有80%修建了平行導(dǎo)坑。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側(cè)地形有利之處開辟的小斷面坑道。
此外,隧道設(shè)計還包括洞門設(shè)計,以及開挖方法和襯砌類型的選擇等。
2、隧道貫通控制測量
道遂測量是為了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。
中線平面控制
長隧道以往多用三角網(wǎng),短隧道多用導(dǎo)線法,借以控制中線的偏差。自50年代以來,中國在 1公里以上長度的隧道測量中采用導(dǎo)線法也能控制隧道的貫通誤差。光電測距儀的出現(xiàn)和發(fā)展,解決了量距的困難。山嶺隧道洞外及洞內(nèi)都采用主副閉合導(dǎo)線法,即在主導(dǎo)線上測角并用光電測距儀量距,在副導(dǎo)線上只測角不量距。由主副導(dǎo)線所組成的多邊形,只平差其角度,不平差其長度。這樣主副導(dǎo)線法比三角網(wǎng)法簡單實用,比單一導(dǎo)線法可靠。中國大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導(dǎo)線法作為中線平面控制。
在隧道進(jìn)行中線測量以前,就要考慮將來隧道打通后的偏差數(shù)值。根據(jù)隧道的長度和平面形狀,在地形圖上先行布置測點的位置和預(yù)計的貫通點,并在平面圖上量出必要的尺寸,再根據(jù)規(guī)范規(guī)定的極限誤差試算出測角和量距的必要精度,然后進(jìn)行測量。這個過程叫做測量設(shè)計或叫做隧道貫通誤差的預(yù)計4公里以下的隧道中線貫通極限誤差為±100毫米;4~8公里的隧道中線貫通極限誤差為±150毫米。
高程控制
短隧道應(yīng)用普通水平儀,長隧道應(yīng)用精密水平儀即能保證需要達(dá)到的精度。高程貫通極限誤差為±50毫米。
3、隧道開挖
開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道,而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分,有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛,采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開挖較多。
鉆爆法 在隧道巖面上鉆眼,并裝填炸藥爆破,用全斷面開挖或分部開挖等將隧道開挖成型的施工方法。鉆爆法開挖作業(yè)程序包括測量、鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、出碴、錨桿、立架、掛網(wǎng)、噴錨等工序。
①鉆孔:要先設(shè)計炮孔方案,然后按設(shè)計的炮孔位置、方向和深度嚴(yán)格鉆孔。單線隧道全斷面開挖,采用鉆孔臺車配備中型鑿巖機(jī),鉆孔深度約為2.5~4.0米。雙線隧道全斷面開挖采用大型鑿巖臺車配備重型鑿巖機(jī),鉆孔深度可達(dá)5.0米。炮孔直徑約為 4~5厘米。炮孔分為掏槽孔(開辟臨空面)、掘進(jìn)孔(保證進(jìn)度)和周邊孔(控制輪廓)。
②裝藥:在掘進(jìn)孔、掏槽孔和周邊孔內(nèi)裝填炸藥。一般裝填硝胺炸藥,有時也用膠質(zhì)炸藥。裝填炸藥率約為炮眼長度的60%~80%,周邊孔的裝藥量要少些。為縮短裝藥時間,可把硝胺炸藥制成長的管狀藥卷,以便填入炮眼;也可利用特制的裝藥機(jī)械把細(xì)粒狀藥粉射入炮孔中。
③爆破:19世紀(jì)上半期以前用明火起爆。1867年美國胡薩克鐵路隧道開始采用電力起爆。此后,電力起爆逐漸推廣。在全斷面掘進(jìn)中,為了減低爆破對圍巖的震動和破壞,并保證爆破的效果,多采用分時間階段爆破的電雷管或毫秒雷管起爆。一般拱部采用光面爆破,邊墻采用預(yù)裂爆破。近期發(fā)展的非電引爆的導(dǎo)爆索應(yīng)用日益廣泛。
④施工通風(fēng):排出或稀釋爆破后產(chǎn)生的有害氣體和由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物及一氧化碳,同時排除煙塵,供給新鮮空氣,借以保證隧道施工人員的安全和改善工作環(huán)境。通風(fēng)可分主要系統(tǒng)和局部系統(tǒng)。主要系統(tǒng)可利用管道(直徑一般為1~1.5米,也有更大的)或巷道(平行導(dǎo)坑等),配以大型或中型通風(fēng)機(jī);局部系統(tǒng)多用小型管道及小型通風(fēng)機(jī)。巷道通風(fēng)多采用吸出式,將污濁空氣吸出洞外,新鮮空氣由正洞流入。新鮮空氣不易達(dá)到的工作面,須采用局部通風(fēng)機(jī)補充壓入。
⑤施工支護(hù):隧道開挖必須及時支護(hù),以減少圍巖松動,防止塌方。施工支護(hù)分為構(gòu)件支撐和噴錨支護(hù)。構(gòu)件支撐一般有木料、金屬、鋼木混合構(gòu)件等,現(xiàn)在使用鋼支撐者逐漸加多。噴錨支護(hù)是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種支護(hù)方法,其特點是支護(hù)及時、穩(wěn)固可靠,具有一定柔性,與圍巖密貼,能給施工場地提供較大活動空間。中國在一些老黃土隧道中應(yīng)用噴錨支護(hù)也獲得成功。噴射混凝土工藝分為干噴和濕噴?,F(xiàn)多采用干噴法,即將干拌混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的速凝劑,用壓縮空氣將混凝土由管內(nèi)噴出。在噴口加水射到巖石面上,一次可噴3~5厘米厚度。在噴射混凝土中摻入一些鋼纖維,或在巖面掛鋼絲網(wǎng)可提高噴錨支護(hù)的強(qiáng)度。鋼錨桿安設(shè)在巖層面上的鉆孔內(nèi),其長度和間距視圍巖性質(zhì)而定,一般長度為2~5米,通常用樹膠和水泥漿沿桿體全長錨固。在巖層較好地段僅噴混凝土即可得到足夠的支護(hù)強(qiáng)度。在圍巖堅硬穩(wěn)定的地段也可不加支撐。在軟弱圍巖地段噴錨可以聯(lián)合使用,錨桿應(yīng)加長,以加強(qiáng)支護(hù)力。
⑥裝碴與運輸:在開挖作業(yè)中,裝碴機(jī)可采用多種類型,如后翻式、裝載式、扒斗式、蟹爪式和大鏟斗內(nèi)燃裝載機(jī)等。運輸機(jī)車有內(nèi)燃牽引車、電瓶車等,運輸車輛有大斗車、槽式列車、梭式礦車及大型自卸汽車等。運輸線分有軌和無軌兩種。
由鉆孔直到出碴完畢稱為一個開挖循環(huán)。根據(jù)中國的經(jīng)驗,在單線全斷面開挖中24小時能作兩個循環(huán),每個循環(huán)能進(jìn)3.5米深度,每日單口進(jìn)度可達(dá)7米。然而在開挖中難免遇到斷層或松軟石質(zhì)以及涌水等,不易保持每日的預(yù)計循環(huán),所以每月單口實際進(jìn)度多低于200米。中國成昆線蜜蜂箐單線隧道單口最高月進(jìn)度曾達(dá)到 200米。日本大清水雙線隧道單口最高月進(jìn)度曾達(dá)到 160米。開挖循環(huán)作業(yè)的特點是一個工序接一個工序必須逐項按時完成,否則前一工序推遲就會影響下一工序,因而拖長全部時間。其中最主要的工序為鉆孔及出碴,所用時間占全部作業(yè)時間比例較大。
鉆爆法開挖采用的方法有全斷面開挖法和分部開挖法。
①全斷面開挖法:一次開挖成型的方法。一般采用帶有鑿巖機(jī)的臺車鉆孔,用毫秒爆破,噴錨支護(hù)。還要有大型裝碴運輸機(jī)械和通風(fēng)設(shè)備。全斷面開挖法又演變?yōu)榘霐嗝娣?。半斷面法是弧形上半部領(lǐng)先,下半部隔一段距離施工。
②分部開挖法:先用小斷面超前開挖導(dǎo)坑,然后,將導(dǎo)坑擴(kuò)大到半斷面或全斷面的開挖方法。這種方法主要優(yōu)點是可采用輕型機(jī)械施工,多開工作面,各工序間拉開一定的安全距離。缺點是工序多,有干擾,用人多。此外還有上導(dǎo)坑法、中央導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法、臺階法、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法等。
4、隧道襯砌
隧道開挖后,為使圍巖穩(wěn)定,確保運營安全,需按一定輪廓尺寸建造一層具有足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu),這種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)稱為隧道襯砌。常用的襯砌種類有就地灌注混凝土類、預(yù)制塊拼裝、噴錨或單噴混凝土、復(fù)合式襯砌。復(fù)合式襯砌是在噴錨或單噴支護(hù)之后,再就地灌注一層混凝土,形成噴錨支護(hù)同混凝土襯砌結(jié)合的復(fù)
合式襯砌結(jié)構(gòu)。如遇有水地段可在兩層支護(hù)間加掛一層塑料板或做其他防水層。
發(fā)展趨勢 在隧道工程中,噴錨支護(hù)有可能取代構(gòu)件支撐。噴錨支護(hù)的主要優(yōu)點是支護(hù)及時,安全可靠,并能大量節(jié)約木材和鋼材。歐洲一些國家在較弱地層的大斷面爆破后,采用長錨桿結(jié)合噴混凝土做支護(hù),已獲得成功。中國亦曾在老黃土隧道開挖中使用噴錨支護(hù)。自噴錨支護(hù)發(fā)展后,對較弱巖層也可進(jìn)行全斷面開挖,以全斷面開挖取代分部開挖。
在巖石地層中采用全斷面開挖及噴混凝土襯砌,其質(zhì)量好壞首先取決于光面爆破。運用新奧法原理,考慮圍巖自身承載能力,可在坑道爆破后盡早采用單噴或噴錨作初期支護(hù),隨即連續(xù)量測位移,判定圍巖基本穩(wěn)定時間,再進(jìn)行二次支護(hù),這樣可以建成較經(jīng)濟(jì)的襯砌結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)代高度競爭的地下采礦與隧道工程要求成本集約,安全開鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機(jī)器設(shè)備必須安全可靠,并緊密跟隨工業(yè)持續(xù)提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)步伐。掘進(jìn)機(jī)開挖法正在不斷研究改進(jìn),并生產(chǎn)出各種新機(jī)械,其應(yīng)用有廣闊前景。液壓鑿巖機(jī)不斷更新完善,使隧道開挖進(jìn)度大大提高。光電測量儀器和激光導(dǎo)向設(shè)備的使用,使長隧道施工精確程度有所提高。目前,航空勘測、遙感技術(shù)、物探技術(shù)、巖層中應(yīng)力應(yīng)變的量測技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)等的廣泛應(yīng)用,使隧道勘測設(shè)計技術(shù)水平也有很大提高。精確爆破技術(shù),水平鉆探技術(shù)和預(yù)灌漿技術(shù)的不斷提高,有可能提高隧道開挖過程的安全性,并能保證隧道工程的質(zhì)量。
實習(xí)總結(jié):
這次實習(xí)讓我對隧道工程方面的知識有了更近一步的了解,通過實地考察隧道,培養(yǎng)了興趣,對以后的學(xué)習(xí)都有很大的幫助。
在寫報告期間,我查閱了很多的資料,這讓我在隧道工程發(fā)面的知識更加充實,我發(fā)現(xiàn),隧道工程,是一個技術(shù)含量非常高、并且施工要求非常嚴(yán)格的一類工程,我希望在今后的學(xué)習(xí)中,能夠更多的接觸有關(guān)隧道的方面的知識,我會積極努力地學(xué)習(xí),爭取在隧道工程發(fā)面有比較好的發(fā)展。
第五篇:北京交通大學(xué)道鐵方向認(rèn)知實習(xí)報告
北京交通大學(xué)土建學(xué)院土木工程
道鐵方向認(rèn)知實習(xí)報告
學(xué)院:土木建筑工程學(xué)院
姓名:
班級:
學(xué)號:
目 錄
前 言................................................................錯誤!未定義書簽。
一、實習(xí)的目的和意義......................................................................4
二、實習(xí)時間地點安排......................................................................4
三、實習(xí)主要內(nèi)容..............................................................................41、實習(xí)背景介紹及京張鐵路實習(xí)............................................42、軌道各部分組成各部分詳析................................................53、斜河澗實習(xí)............................................................................9
結(jié)
論.................................................................................................13
前言
2016年7月6日,學(xué)院組織我們進(jìn)行了土木工程道鐵認(rèn)知實習(xí)。我們走出校門,在老師的帶領(lǐng)下對典型的道鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解和學(xué)習(xí),在老師的耐心講解下,我們得以快樂學(xué)習(xí),靈活學(xué)習(xí),使得書本上所學(xué)到的知識得到驗證和鞏固。其目的是使學(xué)生通過實踐對各類土木工程的現(xiàn)場進(jìn)行考查,了解土木工程的類型、形式、建筑、結(jié)構(gòu)、施工的基本知識,對土木工程專業(yè)形成感性認(rèn)識,建立初步的土木工程專業(yè)業(yè)務(wù)范圍的總體概念,重點是對橋梁、建筑結(jié)構(gòu)、巖土與地下工程以及道路和軌道交通工程的基本知識,培養(yǎng)學(xué)生對于土木工程的綜合性、社會性、實踐性和統(tǒng)一性的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對土木工程專業(yè)后續(xù)課程的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
北京交通大學(xué)作為原鐵道部的直屬院校,在鐵道研究方面一直有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和明顯的優(yōu)勢,作為北京交通大學(xué)土木工程專業(yè)的一名本科生,對于鐵道應(yīng)有一定的了解,本次認(rèn)識實習(xí)就是為了達(dá)到對于鐵道的簡單認(rèn)識而進(jìn)行的。在整個認(rèn)識實習(xí)的過程中一共有三個實習(xí)點,分別是斜河澗段鐵路線,京張鐵路青龍橋段和關(guān)溝段鐵路橋。在本次認(rèn)識實習(xí)中,對于鐵路選線,鐵路基本構(gòu)造,鐵路隧道,鐵路橋梁以及鐵路的一些附屬設(shè)施有了簡單直觀的認(rèn)識。
一、實習(xí)的目的和意義
在接觸專業(yè)知識以前,我們需要對我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)有個感性的認(rèn)識。而道鐵就是其中的一個重要的方向,鐵道工程認(rèn)識實習(xí)現(xiàn)在已結(jié)束了,我們更清楚地認(rèn)識和了解土木工程中的鐵道工程這個專業(yè)。本次實習(xí)過程中我們認(rèn)真仔細(xì)地聽老師講解,了解鐵路軌道設(shè)計原理及鐵路的養(yǎng)護(hù)等。通過實習(xí),學(xué)習(xí)本專業(yè)方面的實踐知識,為專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),同時也能夠為畢業(yè)后走向工作崗位積累有用的經(jīng)驗。
二、實習(xí)時間地點安排 實習(xí)時間:2016/7/6 實習(xí)地點:青龍橋、斜河澗。
三、實習(xí)主要內(nèi)容
本次實習(xí)我們主要學(xué)習(xí)了鐵軌的構(gòu)成及其構(gòu)件的作用,火車在鐵軌上變軌,鐵路的養(yǎng)護(hù)與設(shè)計原則等等。而且參觀了一下詹天佑先生當(dāng)年設(shè)計的“人”字形路線,與斜河澗的火車運輸,體驗了火車貨運帶來的快捷與方便。
1、實習(xí)背景介紹及京張鐵路實習(xí):京張鐵路連接北京豐臺,經(jīng)八達(dá)嶺、居庸關(guān)、沙 城、宣化至河北張家口,全長約200千米,于1909年建成,是中國首條不使用外國資金及人員,由中國人自行完成,投入營運的鐵路(京張鐵路建成之前中國最先有新城至高碑店之新易鐵路,亦由詹天佑建成指揮和領(lǐng)導(dǎo)但只供慈禧太后祭祖使用)。詹天佑 是建設(shè)鐵路的總工程師,后兼任京張鐵路局總辦。
八達(dá)嶺近青龍橋段,為了穿越燕山山脈軍都山的陡山大溝,在22千米線路區(qū)段內(nèi)采用了“之”字軌道(如右圖),列車在用折返方法攀斜;但坡度仍達(dá)33.7‰,要由兩部機(jī)車牽引。在車站上中,道岔是重要的組成部分。(如下圖)
在這樣的道岔中,鐵軌有一段處于不連續(xù)狀態(tài),這一區(qū)域呈三角狀,是道岔中的危險區(qū)域。
2、軌道各部分組成詳析 2.1、軌枕:
(1)木枕,又稱枕木。世界各國鐵路用木枕鋪設(shè)的軌道約占軌道總長的70%。木枕的優(yōu)點是彈性好,易于鋪設(shè),與鋼軌的聯(lián)結(jié)比較簡 單,絕緣性能好;缺點是使用壽命短如易腐朽、易機(jī)械磨損及劈裂。(2)混凝土枕,又稱砼枕。第二次世界大戰(zhàn)以后,混凝土枕開始大量采用,它的優(yōu)點是穩(wěn)定性好,使用壽命長,養(yǎng)護(hù)維修費??;缺點是重量大、彈性及絕緣性能差,在軌底部分須設(shè)緩沖絕緣墊層等?;炷琳淼闹饕愋陀姓w式預(yù)應(yīng)力鋼弦混凝土枕、整體式預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度鋼筋混凝土枕和鋼桿式混凝土枕等。中國自1958年以來,主要推廣使用前兩種類型。
我們在青龍橋老站首先見到就是混凝土軌枕,這是現(xiàn)代在中國最普遍的一種,但是繼續(xù)往里走就會發(fā)現(xiàn)后面鋪的木軌枕。老師說木軌枕比較好,我國以前采用的木軌枕大多數(shù)為東北紅松。
2.2、軌道的軌距:軌道的軌距定義為兩根鋼軌頂面下1.588厘米處的內(nèi)側(cè)間隔距離。(這是因為在火車軌道的上方有一段圓弧形的區(qū)域,所以算軌距的時候要向下方移動一點)我國的軌距規(guī)定為1435毫米。世界上多數(shù)鐵路采用的標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435毫米(4英尺)。較此窄的稱窄軌鐵路,較此寬的稱寬軌鐵路。
2.3、鋼軌:無論鋼軌的重量如何,斷面質(zhì)量比例大致應(yīng)為:頭部42%、腰部21%、底部37%,且鋼軌的高度應(yīng)等于底部的寬度。當(dāng)鋼軌頭部受磨損達(dá)0.64厘米時,需立即抽換鋼軌。在鐵道道岔區(qū)段鋪設(shè)有間軌,而且混凝土枕要過渡到木枕,一般在岔區(qū)鋪設(shè)木枕。道岔區(qū)軌道分為基本軌、間軌、軌撐和滑床板等組成部分。由于木枕不易保持軌道間距,所以要采用規(guī)矩管。岔區(qū)尖點處為軌道的實際中心,在其延長線上的某一點為理論中心。道岔區(qū)最窄的部位叫咽喉,從實際中 心到咽喉無規(guī)可壓的區(qū)間叫做有害空間。為了保持鋼軌連接處的穩(wěn)定性,我們需要鋪設(shè)夾板,豐沙線采用了魚尾板道岔區(qū)的軌枕長度較長,但是寬度不同。我們可以看出鋼軌表面是弧形的,老師說是因為鋼輪在制作時是傾斜的,所以有軌底坡,只有做成弧形才能完全與車輪吻合。這樣在走彎路時,就不會因為內(nèi)外軌半徑不同而產(chǎn)生蛇形運動,使重心向內(nèi)移。在彎曲地段,鋼軌外軌超高。這是為了在火車做曲線運動時不擠壓鋼軌。
我們在現(xiàn)場還可以看出,鋼軌表面存在光帶。從光帶的磨損位置可以看出軌道是否合理。若在中間磨損,則合理,若外面上銹,里面光滑,就是不合理的。鐵路另外一個非常重要的組成部分就是扣件,礦石線使用的扣件是道釘。為了防止鋼軌外翻,我們要采用軌撐來保持鋼軌的穩(wěn)定性。為了保持軌距,我們采用了軌距桿。老師在講解過程中提到,軌道的要素還包括水平(左軌比右軌高多少)、前后高低(一條軌前后高度)、方向(軌道直不直)和軌底坡(軌道表面向內(nèi)傾斜一個角度,一般為1:20或1:40)。軌道在使用過程中,會有鋼軌損傷,即軌頭地方有損傷,造成軌表面波浪磨耗。鋼軌損傷共分為32大類、99種。在礦石線的某些區(qū)段,我們發(fā)現(xiàn)了翻漿冒泥現(xiàn)象,這是一種鐵道病害。除此之外,礦石線的道床存在不合格區(qū)段,因不透水而被砂子填滿,治理時要清塞道砟,將其洗凈,重新鋪設(shè)。在軌道旁邊設(shè)有兩處轉(zhuǎn)折機(jī)械,起到信號控制的作用。道岔少時轉(zhuǎn)折 機(jī)械少,道岔多時轉(zhuǎn)折機(jī)械多,并一同設(shè)有限位器。在鐵軌附近還設(shè)有信號機(jī),有紅、黃、藍(lán)三種顏色,通過鋼軌傳出信號。
2.4、軌撐:用以支撐鋼軌外側(cè)的腰部,以抵抗鋼軌頭部所受之側(cè)向力,防止因鋼軌傾斜而導(dǎo)致之道釘松動。
2.5、道釘:道釘?shù)淖饔迷谟趯撥壙劢釉谲壵砩?,并維持兩軌間的固定軌距,最常用的道釘有鉤道釘和螺旋道釘兩種。
2.6、道砟:道砟鋪設(shè)于路基上,軌枕下,用以藏護(hù)軌枕的對象。依鋪設(shè)的位置可分上下兩層,上層為頂層道渣,下層為底層道渣。
道渣的功用如下:
(1).承受軌枕所傳下的壓力,并將此壓力平均分布在路基上。
(2).固定軌枕位置,維持軌道正確的線型和坡度。
(3).排除軌枕周圍及下方雨水,防止路基的土壤因濕軟變形。
(4).增加軌道的彈力,使受列車碾壓后的鋼軌迅速回復(fù)原來正確位置。(5).防止軌道生長雜草。
此鐵路的道砟沒有使用花崗巖,所以導(dǎo)致軌枕開裂,道砟變成了土狀。2.7、防爬器:裝設(shè)于鋼軌底下,以其一側(cè)頂住軌枕,除用防止鋼軌因車輪滾動所造成的縱向爬行,并可控制鋼軌因溫度升高而產(chǎn)生的延伸現(xiàn)象。
3、斜河澗實習(xí):斜河澗是豐沙線(北京豐臺-河北沙城)上的一個普通小站,我們首先來到了位于斜河澗站東側(cè)的鐵路線上,斜河澗站歷史比較悠久,是典型的小站。通往斜河澗的車道與我們平時在大城市中見到的鐵路有著明顯的區(qū)別。碎石路基,木枕,木枕與鐵軌用道釘相連接?,F(xiàn)代鐵路多運用鋼筋混凝土軌枕和無縫鋼軌,而在斜河澗附近的鐵路運用的均為木質(zhì)軌枕和短鋼軌。在實習(xí)過程中,多次有火車從鐵道上駛過,在行駛過程中可明顯的看到鋼軌和軌枕的形變。碎石路基,木軌枕和短鋼軌使得整個鐵路的彈性較大,在行駛過程中車皮的上下位移比較明顯。因此,在之一路段行駛的火車速度較低,高速火車不能在木枕鐵路上行駛。下圖(右圖)所示的局部圖為本段鐵路上木枕,道釘,鐵軌路基的情況。鋼軌由道釘固定在木枕上。有現(xiàn)場觀察,部分木枕腐蝕較嚴(yán)重,由此暴露出木質(zhì)軌枕的一些技術(shù)上的缺點,如維修成本大,火車速度較慢等。在軌道上我們不時可見軌道下有一些防爬器(左圖)。
列車運行時,常常產(chǎn)生作用在鋼軌上的縱向力,使鋼軌作縱向移動,有時甚至帶動軌枕一起移動。這種縱向移動,叫做爬行。爬行一般發(fā)生在復(fù)線鐵路的區(qū)間正線、單線鐵路的重車方向、長大下坡道上和進(jìn)站時的制動范圍內(nèi)。
線路爬行往往引起軌縫不勻,軌枕歪斜等現(xiàn)象,對線路的破壞性很大,甚至造成小漲軌跑道,危及行車安全。因此,必須采取有效措施來防止爬行,通常采用防爬器和防爬撐來防止線路爬行。這條線路上的防爬器如下圖
在本線路中,鐵路穿過了一條隧道。隧道的前后出口如下。兩邊的出口形狀有明顯的差別,在如圖所示的一側(cè),出口部位 進(jìn)行了加固,而在另一端的出口沒有進(jìn)行任何加固,這種設(shè)計主要是出于本地的地質(zhì)構(gòu)造,在圖片所示的這一端,由于巖層走向與斜坡方向一致,不利于邊坡穩(wěn)定,不利于隧道的穩(wěn)定,因此,在這一端要進(jìn)行加固。而在隧道的另一端,巖層走向與斜坡方向垂直,使得隧道結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,沒有加固的必要。所以,隧道的這一端出口較規(guī)則,另一端出口不規(guī)則。
實習(xí)感想:通過這次關(guān)于道鐵方向的認(rèn)識實習(xí),我們從直觀上了解到了很多鐵路方面的相關(guān)知識,認(rèn)識了很多鐵路上的構(gòu)造和部件,提起了我們對于鐵道的興趣。為我們今后在這方面發(fā)展打下了一個可靠的實踐基礎(chǔ)。
結(jié)論
問題和建議
在實習(xí)過程中由于同學(xué)們?nèi)藬?shù)眾多,而帶隊老師畢竟數(shù)量有限,即使老師使用擴(kuò)音器,也還是會有很多同學(xué)聽不清老師所講的內(nèi)容,所以建議將單位分小,實現(xiàn)小班額,多班次,進(jìn)行實習(xí),效果可能會更好。
希望講解方式能夠多樣化,包括標(biāo)本,博物館參觀和校內(nèi)鐵道實踐等方式。
結(jié)束語
最后,由衷感謝學(xué)校老師的培育,更加感謝實習(xí)帶隊老師,感謝你們的細(xì)心講解。你們的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和豐富的專業(yè)知識讓我們受益終身,也是我們一生學(xué)習(xí)的榜樣。