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高原特长隧道快速施工及机械配套技术研究

作　者: 杨森森
导　师: 谭忠盛
学　校: 北京交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 长大隧道高原隧道快速施工机械配套反坡排水
分类号: U455.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着铁路长大隧道的日渐增多,其快速施工成为隧道工作者特别关注的问题。隧道的施工是整条铁路线路施工中的关键环节,长大隧道的建设工期一般会比较长,往往影响整个工程的进度。因此,实现隧道快速施工意义重大。本文采用工程调研、现场试验、理论分析相结合的方法,从影响隧道快速施工因素入手,对各因素进行细化分析,总结了一些实现高原长大隧道快速施工的方法。论文主要研究内容和成果如下：(1)通过工程调研,总结出影响隧道快速施工的因素,并进一步提出高原长大隧道快速施工的影响因素。高原长大隧道快速施工影响因素复杂,本文主要考虑的有高原状况下施工人员及机械效率、整个施工作业线工效、不良地质地层施工等。(2)通过对关角隧道施工作业线进行工效分析,对比各作业线耗时比例,发现钻孔、支护作业线为整条作业线中的关键环节,需加以重视。因此将开挖作业线、支护作业线细化,分析每一个工序的工作效率,对耗时低效的步骤进行优化。(3)通过实验不仅验证了非增压柴油机耗油率随海拔高度的升高而增加,而且验证了其标定功率随海拔高度的升高呈现一定的折减。最后,根据三地柴油发电机实验结果基本可以推断出随着柴油发电机负载的增加,柴油发电机耗油率增大系数也随之增大。因此,在高原施工时应考虑“大马拉小车”的思想。(4)本文统计了关角隧道部分工区北奔车、装载机、挖掘机月工作台班和耗油率的关系,为高原隧道施工留下了宝贵的资料。本文统计出了北奔车在使用0#柴油、负35#柴油汽油每出渣10立方土需人民币,对使用两种型号汽油经济情况进行了对比。可以基本判断,北奔车在使用0号柴油最经济。(5)本文对关角隧道3#斜井和4#反坡排水系统进行了初步设计,制定了相应的水泵配备方案,并且配备了合理的供电系统。实际施工中,3号和4号斜井工区多次发生了淹井事故。根据现场补充勘查实验,找出了涌水量大增的原因。根据现场观测最大涌水量,及时对3号和4号斜井施工阶段和正洞隧道施工阶段斜井的反坡排水系统进行了调整,制定了相应的水泵配备方案,并且配备了合理的供电系统。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-12
第1章绪论  12-22
  1.1 课题的提出及研究意义  12-14
  1.2 课题的研究背景  14-19
    1.2.1 国内外特长隧道研究现状  14-16
    1.2.2 国内外长大隧道的发展研究现状  16-19
    1.2.3 需要进一步研究的问题  19
  1.3 课题的技术路线  19-22
第2章关角隧道快速施工工序分析  22-36
  2.1 工程概况  22-28
    2.1.1 工程地质  23-24
    2.1.2 水文地质特征  24-25
    2.1.3 气象  25
    2.1.4 地震动峰参数区划分  25
    2.1.5 隧道施工中的主要地质问题  25-28
  2.2 影响因素  28-29
  2.3 施工方法的选择  29-31
    2.3.1 开挖机械化配套作业系统的选型  29-30
    2.3.2 衬砌机械化配套作业线系统的选型  30
    2.3.3 模版台车选型  30-31
  2.4 关角隧道施工工序分析  31-33
    2.4.1 开挖作业线系统工序分析  32-33
  2.5 浅埋河谷段区段施工工艺优化  33-34
  2.6 本章小结  34-36
第3章关角隧道机械效率分析  36-70
  3.1 概述  36
  3.2 高海拔环境对机械设备的影响及应对方法  36-51
    3.2.1 高海拔环境气候的特点  36-37
    3.2.2 受高海拔环境影响的施工设备  37-38
    3.2.3 高海拔环境对内燃机的影响  38-51
  3.3 机械设备配套的原则  51-52
  3.4 机械设备配套的技术  52-66
    3.4.1 开挖设备  52-53
    3.4.2 扒渣、装渣及运渣设备  53-63
    3.4.3 喷锚设备  63
    3.4.4 通风设备  63-66
  3.5 机械设备的保养及其维护  66-68
  3.6 本章小结  68-70
第4章关角隧道反坡排水技术  70-98
  4.1 综述  70
  4.2 3号4号斜井排水泵站设计参数  70-77
    4.2.1 3号斜井泵站  72-76
    4.2.2 4号斜井泵站  76-77
  4.3 移动排水泵方案  77-80
    4.3.1 移动排水泵扬程计算  77-78
    4.3.2 斜井建设阶段移动排水泵接力  78
    4.3.3 附加的低扬程移动排水泵  78-80
  4.4 水泵机械配套  80-81
    4.4.1 水泵参数  80
    4.4.2 水泵选型  80-81
  4.5 供电系统  81-82
    4.5.1 关角隧道现有施工用电负荷  81
    4.5.2 关角隧道施工供电方案  81-82
  4.6 3号和4号泵站配置调整  82-96
    4.6.1 3号斜井泵站配置调整  83-88
    4.6.2 4号斜井泵站配置调整  88-96
  4.7 本章小结  96-98
第5章结论与展望  98-100
  5.1 结论与成果  98-99
  5.2 展望  99-100
参考文献  100-104
附录A  104-108
附录B  108-112
附录C  112-116
附录D  116-118
附录E  118-124
作者简历  124-128
学位论文数据集  128

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