Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Проект производства работ по строительству Керакского железнодорожного тоннеля

Содержание:

Аннотация 4

Abstract 5

Введение 6

1. Анализ исходных данных 8

1.1 Исходные данные 8

1.2 Климатическая характеристика района строительства 9

1.3 Инженерно-геологические условия участка строящегося тоннеля 10

2. Конструкции тоннеля 11

3. Вариантное проектирование 27

3.1. Технология сооружения тоннеля ( 1 вариант) 27

3.2. Технология сооружения тоннеля ( 2 вариант) 36

3.3. Технико-экономическое сравнение вариантов строительства 41

4. Общие вопросы организации строительства 45

4.1. Подсчет объемов работ 45

4.2. Выбор машин и механизмов 45

4.3. Циклограммы на основные виды работ 46

4.4. Календарный план производства работ 46

5. Проект строительной площадки при сооружении тоннеля 48

5.1. Расчет площадей временных складов 48

5.2. Определение площадей временных зданий и бытовых помещений 50

5.3. Расчет временного водоснабжения 51

5.4. Расчет временного электроснабжения 51

6. Конструирование и расчет щита 55

6.1. Определение геометрических размеров щита 55

6.2. Определение сопротивлений, преодолеваемых щитом 60

7. Безопасность жизнедеятельности 62

8. Охрана окружающей среды 73

9. Организация эксплуатации тоннеля 75

9.1 Штаты и оборудование для эксплуатации тоннеля 75

9.2 Наземные сооружение обслуживающего назначения 75

Заключение 84

Список использованных источников 85

Приложение 1. Сметный расчет 88

Приложение 2. Патентный поиск 89

Приложение 3. Чертежи 93

Введение:

Современное железнодорожное строительство требует создания большого числа искусственных сооружений. В инженерных работах, связанных с монтажом и строительством тоннелей, широко используются новые технологии и материалы. Применение новой высокопроизводительной техники позволяет выполнять их за более короткий период, что позволяет сокращать сроки ввода объектов в эксплуатацию. Наиболее показательным примером освоения инновационных технологий является использование передовой высокопроизводительной горнопроходческой техники.

Сооружение тоннеля дорогостоящее, трудоемкое и продолжительное мероприятие. Для сведения к минимуму сроков строительства и стоимости тоннеля, а также снижения трудоемкости в настоящее время необходимо стремиться к максимальной комплексной механизации проходческих работ.

Поэтому актуальным является применение современных технологий и конструкций позволяет не только увеличить скорость проходки, уменьшить стоимость и снизить трудоемкость, но и расширить возможный диапазон применения тоннелей — в слабых и сильно трещиноватых грунтах, в условиях вечной мерзлоты, позволяет сооружать тоннели под водой и в сильно обводненных грунтах.

РЖД приступает к строительству нового Керакского тоннеля на перегоне Ульручьи – Ковали Транссибирской магистрали в Амурской области.

Взамен старого негабаритного будет построен новый тоннель, который позволит увеличить скорость движения поездов и пропускную способность на этом участке.

Проектными решениями, получившими положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России», предусматривается строительство на новой оси двухпутного железнодорожного тоннеля на расстоянии порядка 25 м от существующего.

Целью данного дипломного проекта является проект производства работ по строительству Керакского железнодорожного тоннеля.

Для этого необходимо выполнить следующие задачи:

— выполнить разработку и сравнение вариантов технологии сооружения тоннеля;

— рассчитать конструкции тоннеля;

— разработать технологию строительства.

Объектом дипломной работы является Керакский железнодорожный тоннель.

Предметом работы является технология строительства железнодорожного тоннеля.

Заключение:

Во время выполнения дипломного проекта по строительству горного однопутного железнодорожного тоннеля были проработаны следующие вопросы:

1. Разработаны 3 варианта трассы участка новой железнодорожной линии, в соответствии с существующими нормами и строительными правилами. На основании технико-экономического сравнения был выбран наиболее оптимальный – Вариант №2.

2. На выбранном варианте трассы был запроектирован двухпутный горный железнодорожный тоннель, характеристика тоннеля приведена в п. 1.

3. Горный массив был представлен 5 видами грунтов, с различными значениями коэффициента крепости породы по М. М. Протодьяконову. Физико-механические свойства грунтов приведены в таблице 3.1. На тоннель из перечисленных видов грунта оказывают влияние 4 типа. С учетом характеристики горного массива, было запроектировано 3 типа тоннельных обделок.

4. В результате расчета на армирование выбранных типов тоннельных обделок было установлено, что в тоннельной обделки типа I армирование будет выполняться по расчет, а в остальных конструктивно, т.е. по площади бетона тоннельных обделок.

5. Проходка тоннеля в породах крепостью f=0,8 и f=4,0 будет осуществляться методом нижнего уступа, а в крепостях f=6,0 и f=9,0 — сплошного забоя. Были разработаны технологии, составлены циклограммы для обоих типов проходок.

6. Для обеспечения нормального и безопасного производства работ были решены вопросы охраны труда, техники безопасности, а также охраны окружающей среды

Фрагмент текста работы:

1. Анализ исходных данных

1.1 Исходные данные

Проектируется двухпутный железнодорожный тоннель I категории. Из этого следует, что тоннель будет с небольшим уклоном, прямым или с кривыми большого радиуса. Таким образом, будут увеличены траты на строительство тоннельного перехода, и уменьшена стоимость его эксплуатации, что оправдано, учитывая требования к железнодорожным линиям первой категории.

На строительстве тоннеля задействовано 370 человек и 50 единиц современной техники. Большая часть людей и техники работает под землей. Здесь круглый год поддерживается температура +10 градусов, которая позволяет преодолевать горную породу и идти к сбойке. Сбойка запланирована на август 2022 года, но работы по строительству 926 метрового тоннеля продолжатся еще два года. За это время будет выполняться чистовая отделка тоннеля, строительство вспомогательных сооружений, монтаж многочисленных коммуникаций. В 2022 году чистовую отделку завершат на 320 метрах.

Вместе с проходкой тоннеля в ближайшее время начнется строительство зданий для обслуживающего персонала. Здесь построят комплекс для военизированной охраны, помещение для монтеров пути.

Напомним, что Керакский тоннель на перегоне Ульручьи – Ковали считается самым длинным на Забайкальской железной дороге. Он получил свое название в честь реки Керак в Амурской области. Подземное сооружение протяжённостью 926 м было построено в 1910 году. После 110 лет службы на Транссибе оно не отвечало современным требованиям безопасности, внутренняя отделка обветшала, часто через нее просачивалась вода. Из-за этого на участке ввели ограничения по скорости. Нечётный путь тоннеля негабаритный, электровозам приходится опускать токоприёмник. После введения в эксплуатацию нового тоннеля скорость движения поездов вырастет до установленной. За счет этого увеличится пропускная способность.

1.2 Климатическая характеристика района строительства

Климат Амурской области резко континентальный с муссонными чертами. Зима в Приамурье продолжительная, холодная, солнечная и малоснежная. Зимние метели, сопровождаются сильным ветром. Снег сдувает в ложбины, поэтому снежный покров, как правило, небольшой от 17 до 42 см. На севере области зима устанавливается уже с середины октября. Морозы под 40 здесь обычное дело. Средние показатели температур от -28° до -32°С на севере и до -30°С на юге.

Весна короткая. Продолжительность весеннего сезона увеличивается с юга на север от 45 до 52 дней. Для амурской весны характерны гололедица, метели, резкие перепады температур, обусловленные вторжением циклонов, а с ними как холодного, так и теплого воздуха. Безморозный период на севере начинается только в конце июня, а на южных территориях области на месяц раньше.

Лето жаркое, с большим количеством осадков, чем в другие времена года. В летние месяцы их выпадает на 60-70% больше годовой нормы. С летними осадками приходит половодье на реках. Летние наводнения, обусловленные муссонными дождями, иногда имеют катастрофические последствия. Кроме того, нередки грозы с сильным ветром и градом. Однако наряду с обильными дождями случаются и засухи, которые сопровождаются слабым суховеем. Самый теплый месяц в году июль, но в горных северных районах июльские температуры составляют всего 10° — 12°С.

Осень приходит в первых числах сентября. Начало осени, как правило, дождливое, но с наступлением холодов количество ясных дней увеличивается. Дневные температуры и в ноябре остаются положительными. А потом легкий морозец сменяется устойчивыми холодами, предвещающими наступление зимы. Морозы начинаются раньше, чем выпадает снег. Это связано с особенностями циркуляционных процессов, обусловленных охлаждением материка. Продолжительность осеннего периода на юге области — до 40 дней, в северной её части не больше 30 дней.

1.3 Инженерно-геологические условия участка строящегося тоннеля

Характеристики грунтов представлены в таблице 1:

Таблица 1– Физико-механические свойства грунтов

Верхняя часть представляет слой мягкой глины толщиной до 6 м с коэффициентом крепости 1,1, ниже залегает твердая глина мощностью 10 м и коэффициентом крепости 1,6, на глубине 16-36 м сиенит с коэффициентом крепости 7,2, затем ниже залегает песчаник с крепостью 10.

В целом, инженерно-геологические условия благоприятны для строительства.

Инженерно-геологические условия благоприятны для строительства и не требуют применения специальных способов работ – осушения и стабилизации грунта.

2. Конструкции тоннеля

Обделка тоннеля — это постоянная несущая конструкция, воспринимающая внешние нагрузки, ограждающая подземную выработку и образующая внутреннюю поверхность подземного сооружения. Обделки следует проектировать исходя из назначения сооружения и глубины его заложения, инженерно-геологических условий, ожидаемых нагрузок и технологии производства строительно-монтажных работ. Ограждающие несущие конструкции (обделки) и внутренние несущие конструкции тоннельных сооружений должны удовлетворять требованиям СП122.13330.2012 [2].

Форма и размеры транспортных тоннелей определяются видом транспорта, заданными габаритами приближения строений и оборудованием, принятой системой и объемами вентиляции.

Задача проектирования тоннельных обделок заключается, в выборе типа и материала конструкций, а также в установлении их внутреннего и наружного очертания. В необходимо разработать несколько вариантов обделки тоннеля, удовлетворяющих установленным в СП 122.13330.2012 [2] требованиям. Выбор наиболее рациональной конструкции обделки тоннеля следует производить на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов строительства тоннеля.

3.1 Габарит приближения строений

Все транспортные сооружения проектируют исходя из габаритов приближения строений.

Габарит приближения строений – это контур, внутрь которого не должны попадать никакие части сооружения.

При проектировании поперечного сечения, железнодорожного тоннеля учитывались требования СП 122.13330.2012 [2]. Согласно этому документу поперечное сечение тоннеля проектируется в соответствии с габаритом приближения строений «С» по ГОСТ 9238-83 [7] согласно заданной категории железной дороги (I).