地下工程课程设计说明书。
某单线铁路隧道，地形图如图（1）所示，隧道轴线位置已在图中标出，设计内容：在地形等高线图上确定隧道进、出口位置和进口处端墙式（1：0.5）隧道门的边仰坡开挖线位置。
第一章进口端墙式洞门图绘制。
级围岩，隧道净空加宽值取我学号后三位数字313mm，近似取30cm。
1.查表确定端墙式隧道门的尺寸：
净空加宽w=30cm；
衬砌净高h＝671cm；
衬砌内拱顶至顶帽顶面高度：h1＝264cm；
衬砌宽度b＝600cm；
隧道门端墙基地宽度b2＝50－d＝34cm；b3＝50+d＝64cm；
2.设计铁路远期行车速度 v＝160km/h；
由 w＝w1+w2＝8450/r+2.7e ，e＝0.76*v2/r
得 r＝2032.7m 取r＝2033 m
e＝0.76*v2/r＝9.6cm，取10cm<15 cm 满足曲线外轨超高值要求。
将曲线外轨超高e＝10cm代入下式：
d＝（w1-w2）/2=（2.7e-350/r）/2=13.4cm
取曲线隧道中线与线路中线偏移距离：d＝14 cm
3.取内轨面到路基面的高度h2＝80 cm 查表取值得：
洞门总高h＝1075cm；b1＝420cm；bm＝850cm；
端墙工程数量：46.1m3；双侧排水衬砌基础加深工程量：0.1m3
4.根据围岩类型、仰坡坡度、配合衬砌设计类型，选用专隧（01）0013-8端墙式洞门图做为改隧道设计的进口洞门，依据计算尺寸绘制端墙式洞门图如下：
5.排水沟尺寸根据端墙式洞门及工程性质设计采用专隧（01）0013-51图中如下图所示详图：
图中尺寸均以厘米记）
位置的选择是隧道洞口隧道设计的重要环节之一，“洞口”指洞门所在位置边、仰坡刷坡范围及洞口衬砌(非正常衬砌地段)和洞外附属工程地段的统称。一般应根据具体的工点地形、地质及水文等条件，结合工程施工安全、环境保护要求、洞口相关工程(洞口端衬砌形式、桥涵、路基支挡、坡面防护、排水工程、施工场地布置及便道引入、弃渣处理、施工干扰以及洞门结构形式等技术要求和工程大小)加以全面考虑，综合比较其经济、技术上的合理性和安全性，确定洞口的最佳位置。
根据多年的工程实践，隧道洞口位置的选择应遵循“早进晚出”的指导思想，就是在决定隧道洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞。这样做，虽然隧道长度稍稍长了一些，但却安全可靠得多。从全面观点出发，这样做是值得的、合理的。
当然，所谓早和晚都是相对的，并不意味着进洞越早越好，出洞越晚越好。不应当盲目地把隧道定得很长，而是应当着重从安全方面来考虑问题。
本设计综合考虑一下因素：
一、洞口应尽可能地设在隧道轴线上等高线380m～410m之间，此处山体稳定、洞口前方岩壁平缓。
二、洞口不宜设在垭口沟谷的中心370m等高线与隧道轴线交点附近。
三、洞口应尽可能设**路与地形等高线相垂直的地方，380m～410m等高线间洞门与隧道轴线斜交，交角角度不大，基本满足使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力。
四、为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，地面坡度平缓处边仰坡开挖较小，不宜使山体扰动太甚，也不宜使新开出的暴露面太大。
五、若隧道出口附近遇到水沟或水渠横跨线路时，应慎重处理，当线路横沟进洞时，设置桥涵净空不宜太小，以免后患。
六、洞口前方岩壁陡立，基岩裸露，此时，最好不刷动原生坡面，不开挖山体。
七、洞口以外必须留有生产活动的场所，即要求洞口外地形稍开阔，隧道施工过程的挖方、施工工具、材料等搁置场地。
综合上述安全因素和经济因素，选定隧道进口位置为383m等高线与隧道轴线交点处。
隧道洞口边、仰坡的控制高度及坡度，应根据工程地质和水文地质条件确定。当无不良地质现象时，各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度可参考下表（1）：
根据设计的洞门的仰坡坡度和围岩类型，取仰坡极限开挖高度h＝17m（<20m）
表1 洞口边仰坡控制。
第四节用作图法确定进洞里程和边、仰坡开挖线。
一)进洞里程的确定。
1.在洞口地形平面图上(1:2000)用作图法确定进洞里程。
1）从洞口地形平面图上（1：2000）截取部分地形图放大100倍（1：200），用内插法进行等高线加密，加密为高差1m的等高线。
（2）在洞口地形平面图上找出控制等高线(图1)。根据选定的仰坡的极限开挖高度h=17m，在隧道纵断面图上粗略地拟定进洞位置，并在进口地形平面图中将其大致标出，然后定出进洞的路基标高：
h路=283m，则控制等高线标高为：
h控=h路+h=283+17=400m取400m。
2．在预先选定的洞口附近，以洞门墙洞门标准图得洞门墙宽度＝700cm＝7m为距离，作对称于线路中心线的平行线i—i和ii—ii。
3．以仰坡坡脚至极限开挖高度控制点的水平距离为半径，用分规沿ii—ii（图1中所示）线移动，找出与控制等高线相切于点(即控制点)的圆心。其中值可根据洞门构造图及仰坡坡率(m=0.5)求出，即：
d=(h-h)m=(17-（10.75-0.7-0.6-0.72）-0.72)*0.5=3.775m。
其中：为路基面至仰坡坡脚的高度。
为仰坡的极限开挖高度。
4．过点作线路中心线的垂线。
5．以洞口里程至仰坡坡脚的的水平距离为间距(由洞门图查得)，其中：
b=2.44m
作线的平行线，则线为洞口里程位置，故本设计所确定的隧道进口的洞口里程如图所示。
图1 洞口里程确定。
二)绘制洞口边、仰坡开挖线。
为了布置洞顶排水设施和洞口附近的其它建筑物，需确定洞口边、仰坡开挖范围，在洞口地形平面图上绘制边、仰坡开挖线(即路堑边坡坡面及洞门仰坡坡面与地面的交线)。
1．绘制仰坡开挖线。
洞门位置确定后，可计算出仰坡坡脚标高为：
=h路+h=383+9.45＝392.45m取393m。
坡坡率为m=0.5，即可计算出各等高线距仰坡坡脚的水平投影距离为：
对399m等高线：d1=(399-393)×0.5=3.0m
对398m等高线：d2=(398-393)×0.5=2.5m
对397m等高线：d3=(397-393)×0.5=2.0m
对396m等高线：d4 =(396-393)×0.5=1.5m
对395m等高线：d5=(395-393)×0.5=1.0m
对394m等高线：d6=(394-393)×0.5=0.5m
在洞门地形图上，作与洞门墙平行且相距为的平行线交393等高线于1点，同理作与洞门墙相距为的平行线交相应的等高线于2，3点，连接,3各点，即为仰坡开挖线。
2．绘制边坡开挖线。
先确定边坡坡脚标高为：
h路=383m
边坡坡率为m=0.5，即可计算出不同标高位置的边坡顶至边坡坡脚的水平投。
距离为：对384m等高线：c1 =(384-383)×0.5=0.5m
对385m等高线：c2 =(385-383)×0.5=1.0m
对386m等高线：c3 =(386-383)×0.5=1.5m
对387m等高线：c4 =(387-383)×0.5=2.0m
对388m等高线：c5 =(388-383)×0.5=2.5m
对389m等高线：c6 =(389-383)×0.5=3.0m
对390m等高线：c7 =(390-383)×0.5=3.5m
对391m等高线：c8 =(391-383)×0.5=4.0m
对392m等高线：c9 =(392-383)×0.5=4.5m
对393m等高线：c10=(393-383)×0.5=5.0m
作与路堑坡脚线平行且相距为的平行线交383m等高线于1点，同理作与路堑坡脚线相距为、、的平行线交相应的等高线于，连接各点，即为边坡开挖线。
3．绘制仰坡与边坡交角处开挖线。
以仰坡坡脚为起坡点，采取乙式开挖，由此确定相应起坡点的标高为：
因边、仰坡坡率相同m＝n＝0.5，所以坡率k＝0.5，则可计算不同标高位置的坡顶至起坡点的水平投影距离为：
r1=(394-393)×k=0.5m
r2=(395-393)×k=1.0m
r3=(396-393)×k=1.5m
r4=(397-393)×k=2.0m
r5=(398-393)×k=2.5m
r6=(399-393)×k=3.0m
以仰坡坡脚为圆心，以、…为半径，与等高线394m、395m…无交点，所以边仰坡交角处开挖线由仰坡交点画法确定。
4.绘制洞口开挖线。
连接仰坡开挖线、仰坡与边坡交角处开挖线及边坡开挖线即可形成全部开挖线。将开挖折线用光滑圆弧曲线连接得开挖线如下图（2）所示：
图 2三）确定边、仰坡开挖线其他方案。
也可在确定隧道位置时：以仰坡坡脚至极限开挖高度控制点的水平距离为半径，用分规沿i—i（图1中所示）线移动，找出与控制等高线相切于点(即控制点)的圆心按上述步骤作出的开挖线线如下图所示：
图 3四）方案比较。
由上述作图过程可知，前者（图2）确定的洞口位置和边仰坡开挖线都优于后者，前者进洞位置满足“早进”原则且边、仰坡开挖量少。
所以选用前一方案（图2）所选位置做为进洞洞口位置，选前者边、仰坡开挖线做为进洞口边仰坡开挖线方案。
结论。本设计在认真阅读课程设计任务书的基础上，明确了本次设计的设计任务。本设计所选隧道洞口里程如图1所示，边、仰坡开挖线如图2所示。
在陈老师的耐心指导下，在查阅了大量相关资料基础和同学们的热心帮助下，历时两周终于完成了设计。设计中，隧道进口满足洞口位置选择原则，进口处端墙式洞门按《专隧（01）0013-8》图设计绘制，洞口边、仰坡开挖线也按相关作图原则作图绘出。在此感谢陈老师的耐心教导，谢谢同学们的热心帮助。
参考文献。1）《铁路工程结构可靠度设计统一标准》（gb50216-94）
《地下工程》课程设计 地下工程锚喷支护设计
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