Diseño de túneles: incluyendo selección de ruta del túnel, diseño de secciones longitudinales, diseño de secciones transversales, diseño de túneles auxiliares, etc.
Selección de línea: seleccione la ubicación y la longitud del túnel en función de los estándares de la línea, la topografía, la geología y otras condiciones. Se deben comparar varias opciones al seleccionar una línea. Para túneles largos, se debe considerar un túnel auxiliar y ventilación operativa. La ubicación del pozo debe seleccionarse en función de las condiciones geológicas. Considere la estabilidad de los taludes laterales y ascendentes para evitar el colapso.
Diseño de la sección longitudinal: La pendiente longitudinal a lo largo de la línea central del túnel deberá cumplir con la pendiente limitada del diseño de la línea. Debido a la alta humedad en el túnel, se reduce el coeficiente de adherencia entre las ruedas y los rieles y aumenta la resistencia del aire del tren. Por lo tanto, se debe reducir la pendiente longitudinal de los túneles largos. Las pendientes longitudinales son en su mayoría pendientes simples y pendientes en espiga. La pendiente única favorece la elevación y la pendiente en forma de espina de pescado es conveniente para el drenaje y el lastre de la construcción. Para facilitar el drenaje, la pendiente longitudinal mínima es generalmente de 2 ‰ ~ 3 ‰. Diseño de la sección transversal: La sección transversal del túnel, es decir, el contorno interior del revestimiento, se diseña dentro de los límites de no invadir la construcción del túnel. Los límites de construcción de túneles de China se dividen en secciones de tracción de locomotoras diésel de vapor y secciones de tracción de locomotoras eléctricas, que se dividen en secciones de una sola línea y secciones de doble línea, respectivamente. El contorno interior del revestimiento suele estar formado por un único círculo central o tres círculos centrales y un arco formado por paredes laterales rectas o curvas. Agregue inversiones en áreas geológicas débiles. El área del contorno interior sobre la superficie de la vía de un túnel de una sola línea es de aproximadamente 27 a 32 metros cuadrados, y la de un túnel de doble línea es de aproximadamente 58 a 67 metros cuadrados. En tramos curvos, debido a factores como la inclinación de los vehículos ferroviarios exteriores ultra altos, el tramo deberá ampliarse adecuadamente. La altura del contorno interior del túnel ferroviario electrificado debería aumentarse gracias a la red de contactos suspendida. Las dimensiones generales utilizadas por China, Estados Unidos y la Unión Soviética son las siguientes: la altura de un túnel de una sola línea es de aproximadamente 6,6 a 7,0 metros y el ancho es de aproximadamente 4,9 a 5,6 metros de altura; El túnel de línea mide aproximadamente 7,2 ~ 8,0 m y el ancho es aproximadamente 8,8 ~ 10,6 m. En doble línea Al construir dos túneles de vía única en un ferrocarril, se debe considerar la influencia de la distribución de la presión de la formación en el espaciamiento de las líneas. El túnel de roca mide entre 20 y 25 m y el túnel de tierra debe ampliarse adecuadamente.
Diseño de túneles auxiliares: Existen cuatro tipos de túneles auxiliares: pozos inclinados, pozos verticales, túneles guía paralelos y túneles horizontales. Los pozos inclinados son túneles principales inclinados excavados en un punto favorable de la colina cerca de la línea central. El ángulo de inclinación del eje inclinado está generalmente entre 18 y 27° y se levanta mediante un cabrestante. Las secciones de pozo inclinado son generalmente rectangulares, con una superficie aproximada de 8 a 14 metros cuadrados. Un pozo es un túnel vertical excavado cerca de la línea central de la cima de una montaña que conduce a la cueva principal. Su posición plana puede estar en la línea central del ferrocarril o en un lado de la línea central (a unos 20 metros de la línea central). La sección del pozo es en su mayor parte circular, con un diámetro interior de aproximadamente 4,5 a 6,0 metros. El túnel guía paralelo es un pequeño túnel paralelo excavado a una distancia de entre 17 y 25 m de la línea central del túnel. Está conectado al túnel a través de un pasaje inclinado y también se puede utilizar como túnel guía para la Línea 2 en el futuro. Desde que mi país adoptó túneles guía paralelos en la construcción del túnel ferroviario Liangfengya en el ferrocarril Sichuan-Guizhou en 1957, alrededor de 80 de los 58 túneles con una longitud de más de 3 kilómetros han construido túneles guía paralelos. El túnel horizontal es un túnel de pequeña sección abierto en un terreno favorable en el lado del túnel de montaña cerca del valle. Además, el diseño del túnel incluye el diseño de aberturas, métodos de excavación y selección del tipo de revestimiento.
Medición del control de penetración del túnel: La medición del túnel tiene como objetivo garantizar que la desviación de la línea central y la elevación medidas en la superficie de penetración del túnel no excedan el límite especificado.
Control del plano central: En el pasado, los túneles largos utilizaban la triangulación y los túneles cortos utilizaban el método del cable para controlar las desviaciones de la línea central. Desde la década de 1950, el método del alambre se ha utilizado para controlar los errores de penetración en túneles en mediciones de túneles de 1 km de longitud en mi país. La aparición y desarrollo de los telémetros fotoeléctricos resolvió la dificultad de medir distancias. El método del conductor cerrado principal y auxiliar se utiliza dentro y fuera del túnel de montaña, es decir, se mide el ángulo en el conductor principal, la distancia se mide con un distanciómetro fotoeléctrico y solo se mide el ángulo en el conductor auxiliar. A un polígono compuesto por conductores primarios y secundarios sólo se le puede ajustar su ángulo, no su longitud. De esta manera, el método de la línea guía principal es más simple y práctico que el método trigonométrico, y más confiable que el método de un solo conductor. El túnel de doble vía en Dayaoshan, China, adopta el método de conductor cerrado principal y auxiliar como control del plano de la línea central. Antes de medir la línea central del túnel, se debe considerar el valor de desviación después de la apertura del túnel en el futuro. De acuerdo con la longitud y la forma plana del túnel, primero organice los puntos de medición y las posiciones de los puntos de penetración esperados en el mapa topográfico, mida las dimensiones necesarias en el mapa plano y luego calcule la precisión necesaria del ángulo y la distancia de medición. de acuerdo con las tolerancias especificadas en la especificación y luego proceda a la medición. Este proceso se llama medición del diseño o error de penetración del túnel. El error límite de predicción para la penetración en la línea central de túneles de menos de 4 km es de 100 mm; el error límite para la penetración en la línea central de túneles de 4 a 8 km es de 150 mm.
Control de elevación: Los túneles cortos utilizan niveles ordinarios, mientras que los túneles largos pueden utilizar niveles de precisión para garantizar la precisión requerida. El error del límite de penetración de elevación es de 50 mm y el método de excavación del túnel se divide en excavación abierta y excavación oculta. El método a cielo abierto se utiliza principalmente para túneles poco profundos o túneles ferroviarios urbanos, mientras que el método de cubierta se utiliza principalmente para túneles ferroviarios de montaña. Dependiendo del tamaño y la ubicación de la sección de excavación, existen métodos de excavación parcial y métodos de excavación de sección completa. El método de perforación y voladura es el más utilizado en formaciones rocosas pedregosas, y gradualmente se está popularizando la excavación directa de túneles mediante tuneladoras. El método de túnel en escudo se usa ampliamente en geología débil.
Levantamiento del túnel: Determinar la ubicación, método de construcción, tipo de revestimiento y método de soporte del túnel, y determinar el plano técnico del túnel, es decir, el terreno y las condiciones geológicas dentro del rango, así como la distribución y fuente de agua subterránea, etc. Se estudiaron las condiciones hidrológicas. Durante el estudio y la excavación de un túnel, es importante comprender los tipos de roca circundante. La excavación del túnel tendrá un impacto en la estabilidad del macizo rocoso que rodea el túnel. La clasificación de las rocas circundantes se refiere a su vez a la resistencia general de las rocas circundantes. Las "Especificaciones técnicas para la roca circundante" de 1975 del proyecto del túnel ferroviario de China se dividen en seis secciones de licitación. En cuanto a la clasificación de rocas, los métodos de clasificación como Field Commander y Pullman Rock se usaban comúnmente antes de la década de 1970. Barton utilizó varios sistemas de clasificación que han sido ampliamente utilizados en el mundo desde la década de 1970 y recomendados por la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas. Además, Japón utiliza la velocidad de onda elástica como clasificación. La determinación de los tipos de roca circundante en proyectos de túneles proporciona una base para un diseño razonable y una construcción sin problemas.
Diseño de túneles: incluyendo diseño longitudinal de líneas de túnel, diseño transversal, diseño de túneles auxiliares, etc.
Ruta: Seleccione la ubicación y longitud del túnel en función de los estándares, la topografía de la línea y las condiciones geológicas. La ruta debe ser una comparación de múltiples opciones. Considere túneles auxiliares y disposiciones de ventilación operativa para túneles largos. La ubicación del hoyo debe elegirse en función de las condiciones geológicas. Considere el talud y el rango de estabilidad del talud para evitar deslizamientos de tierra.
Diseño longitudinal: la pendiente límite de diseño a lo largo de la línea central del túnel hasta la línea de pendiente longitudinal. Debido a la alta humedad, el coeficiente de adherencia entre las ruedas y los rieles en el túnel disminuye y la resistencia del aire del tren aumenta, por lo que la pendiente vertical debe reducirse en túneles largos. Las formas de las pendientes longitudinales son en su mayoría pendientes simples y en espina de pescado. La elevación de la pendiente única es una pendiente competitiva, y la espina de pescado es para el drenaje de la construcción y la eliminación de pendientes. Para facilitar el drenaje, la pendiente longitudinal mínima es generalmente de 2 ‰ ~ 3 ‰. Diseño de sección transversal: El contorno del revestimiento del túnel que cruza hacia el túnel donde se realiza la construcción contra el ancho y el trabajo. Los límites estructurales de los túneles de China se dividen en dos tipos: secciones de tracción de locomotoras de vapor y locomotoras diésel, y secciones de tracción de locomotoras eléctricas. Estos dos tipos se dividen en secciones simples y secciones dobles. Por lo general, el contorno del revestimiento está formado por un arco único o tricentrado y un muro lateral recto o curvo. Agregue arcos solares en áreas geológicas blandas. La superficie interior de la vía de un túnel de una sola línea es de aproximadamente 27 a 32 metros cuadrados, y la de un túnel de doble línea es de aproximadamente 58 a 67 metros cuadrados. Debido a factores como la gran inclinación de los vehículos ferroviarios en los tramos curvos, el tramo debería ampliarse adecuadamente. Conviene mejorar y valorar la red de contactos suspendidos de los túneles ferroviarios electrificados.
El esquema de tamaño adoptado por Estados Unidos y Susan es: la altura de un túnel de una sola línea es de aproximadamente 6,6 a 7,0 m, y el ancho es de aproximadamente 4,9 a 5,6 m; la altura de un túnel de doble línea es de aproximadamente 7,2 a 8,0; m, y el ancho es de aproximadamente 8,8 ~ 10,6 m. Construcción de ferrocarril de doble línea. Para dos túneles de una sola línea, la distancia entre ellos debe considerar la distribución de la presión de la formación sobre el túnel de roca, que es de aproximadamente 20 ~ 25 m. debería ampliarse adecuadamente.
Diseño de túneles auxiliares: Existen cuatro tipos de túneles auxiliares: pozos verticales, pozos auxiliares, túneles, pozos paralelos y pozos horizontales. Se estaban cavando túneles en puntos estratégicos cerca de la línea central de las montañas. El ángulo de inclinación generalmente está entre 18° y 27°, y el tiempo de elevación está entre 18° y 27°. La sección oblicua es generalmente rectangular, con una superficie de unos 8-14 metros cuadrados. El hoyo cavado perpendicular al túnel en la cima de la montaña cerca de la línea central del pozo es el hoyo. Su posición en el plano es en la línea central de la vía férrea o en un costado a unos 20 metros de la línea central). La sección transversal del pozo es mayoritariamente circular, con un diámetro interior de aproximadamente 4,5 ~ 6,0 m. El túnel paralelo es un túnel paralelo excavado a 25 m de la línea central del túnel 17. Es muy pequeño con un pasaje oblicuo. del túnel, y también se puede conectar con la segunda línea de túnel a nivel para una futura ampliación. 1957 - El túnel ferroviario Liangfeng de construcción propia de China adopta fosos paralelos en forma de L con tres pilares de piedra cada uno. Se construyeron fosos paralelos en aproximadamente el 80% de los túneles de más de 58 kilómetros a lo largo de toda la línea. El túnel es un túnel de pequeña sección construido en el terreno abierto de la zona costera junto al túnel de montaña y la zanja del río. Además, el túnel también incluye el diseño del portal este, el diseño del método de excavación y la elección del tipo de revestimiento.
Medición del control de penetración del túnel: La penetración del túnel es para garantizar que la desviación de las líneas de medición y medición de elevación en la superficie de penetración del túnel no exceda el límite especificado.
Control del plano central: Antes de la triangulación para túneles largos, se suele utilizar el método del conductor para controlar la desviación de la línea central para túneles cortos. Desde la década de 1990, mi país ha utilizado el método del cable para medir longitudes de túneles superiores a 65.438±0 km, lo que también puede controlar los errores de penetración en los túneles. La aparición y desarrollo de los distanciómetros fotoeléctricos han resuelto el problema de la distancia. Todos los orificios principales y auxiliares en el túnel de montaña se cierran mediante el método del cable, es decir, el ángulo se mide en la red de cables y la distancia se mide con el distanciómetro fotoeléctrico. El cable auxiliar solo mide el ángulo pero no la distancia. Un polígono compuesto por líneas secundarias solo tiene una diferencia de longitud en el ajuste del ángulo y es desigual. Por lo tanto, el método del conductor principal y auxiliar es más simple y práctico que el método de la red triangular, y más confiable que el método del conductor único. Los datos del túnel de la línea principal de China utilizan líneas dobles como plano de línea central cerrada secundaria para controlar la medición de la línea central del túnel. Es necesario considerar el valor de desviación antes de penetrar el túnel en el futuro. De acuerdo con la longitud y la forma de la superficie de trabajo del túnel, organice las posiciones de los puntos de medición y los puntos de penetración avanzados en el mapa topográfico, estime las dimensiones necesarias en el plano y luego calcule la precisión del ángulo de medición y la cantidad de acuerdo con las tolerancias. estipulado en la especificación y luego realizar las pruebas necesarias. Este proceso se llama diseño de medición o error de penetración del túnel. El error estimado del límite de penetración de la línea para un túnel de 4 km es de 100 mm. La tolerancia de la línea central para un túnel de 4 a 8 km es de 150 mm.
Control de elevación; : túnel corto La aplicación de niveles ordinarios y niveles de precisión en túneles largos puede garantizar la precisión requerida para la aplicación. El error del límite de avance de elevación es de 50 mm. Los métodos de excavación de túneles se dividen en excavación abierta y excavación oculta. El método de corte y cubierta se utiliza principalmente para túneles poco profundos o túneles de ferrocarril urbano, mientras que el método de corte y cubierta se utiliza principalmente para túneles de ferrocarril de montaña. Según el tamaño de la sección transversal y la posición de excavación, se dividen el método de excavación y el método de excavación de sección completa. Entre los métodos de perforación y voladura de rocas, también se está popularizando gradualmente la tuneladora más utilizada, la excavación directa. La construcción de túneles en escudo es más común en geología suelta.