隧道畢業(yè)設(shè)計(jì) 建筑 用書(shū)

目 錄 1 隧道基本情況說(shuō)明 . 1 1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 . 1 1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) . 1 1.3 工程概論 . 1 1.3.1 隧道概述 . 1 1.3.2 工程地質(zhì)條件 . 1 1.3.3 區(qū)構(gòu)造 . 2 1.3.4 水文地質(zhì)條件域地質(zhì) . 3 2 初步預(yù)設(shè)計(jì) . 4 2.1 圍巖分類(lèi) . 4 2.2 隧道洞口位置及形式 . 5 2.2.1 洞門(mén)位置 . 5 2.2.2 洞門(mén)形式 . 5 2.2.3 洞門(mén)確定 . 6 2.3 隧道橫斷面設(shè)計(jì) . 6 2.3.1 隧道凈空與限界 . 6 2.3.2 隧道襯砌 內(nèi)輪廓線 . 7 3 隧道洞門(mén)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算 . 9 3.1 洞門(mén)設(shè)計(jì) . 9 3.2 洞門(mén)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 . 10 3.2.1 翼墻 . 11 3.2.2 主墻與翼墻共同作用的 B 部分 . 12 3.2.3 主墻 B 部分 . 13 3.2.4 主墻 C 部分 . 13 3.3 出口段洞門(mén)設(shè)計(jì) . 14 4 襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算 . 14 4.1 級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì) . 14 4.1.1 支護(hù)參數(shù) . 15 4.1.2 襯砌內(nèi)力計(jì)算 . 15 4.1.3 配筋計(jì)算 . 34 4.1.4 襯砌安全性評(píng)價(jià) . 37 4.2 級(jí)圍巖段襯砌設(shè)計(jì)（直墻拱形） . 38 4.2.1 支護(hù)參數(shù) . 38 4.2.2 襯砌內(nèi)力計(jì)算 . 38 4.3 、級(jí)圍巖段襯砌設(shè)計(jì) . 47 4.3.1 支護(hù)參數(shù) . 48 4.3.2 配筋計(jì)算 . 48 5 輔助工程設(shè)計(jì) . 49 5.1 偏壓處理方法 . 49 5.2 超前支 護(hù)設(shè)計(jì) . 49 6 施工組織設(shè)計(jì) . 51 6.1 概述 . 51 6.1.1 隧道工程概述 . 51 6.1.2 資料依據(jù) . 52 6.1.3 施工準(zhǔn)備工作 . 52 6.2 施工方法 . 53 6.2.1 施工方法選擇的原則 . 53 6.2.2 開(kāi)挖方法 . 53 6.3 普通水泥砂漿錨桿與噴射混凝土施工 . 57 6.3.1 普通混凝土砂漿錨桿施工 . 57 6.3.2 噴射混凝土施工 . 59 6.4 爆破設(shè)計(jì) . 60 6.4.1 炸藥品種選擇 . 60 6.4.2 掘進(jìn)進(jìn)尺 L . 60 6.4.3 炮眼直徑 D . 60 6.4.4 炮眼布置 . 61 6.4.5 裝藥結(jié)構(gòu) . 61 6.5 出渣運(yùn)輸 . 64 6.5.1 裝渣方式 . 64 6.5.2 裝渣機(jī)械 . 64 6.5.3 運(yùn)輸 . 64 6.6 監(jiān)控量測(cè) . 65 6.6.1 地表監(jiān)測(cè) . 69 6.6.2 洞內(nèi)監(jiān)測(cè) . 69 6.6.3 監(jiān)控量測(cè)成果分析 . 69 6.6.4 洞內(nèi)監(jiān)測(cè) . 72 6.6.5 洞內(nèi)儀器施工方法及說(shuō)明 . 72 6.7 照明設(shè)計(jì) . 75 6.8 通風(fēng)設(shè)計(jì) . 75 6.9 安全 管理 . 76 總結(jié) . 79 致謝 . 80 參考文獻(xiàn) . 81 附錄 . 82 附錄 A 施工圖 . 86 附錄 B 數(shù)值計(jì)算 . 82 1 隧道基本情況說(shuō)明 1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 （ 1） 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D70-2004）。 （ 2） 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（ GB 50086-2001） 。 （ 3） 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（ JTJ042-94）。 1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 1） 隧道按規(guī)定的遠(yuǎn)期交通量設(shè)計(jì)，采用單拱雙向行車(chē)雙車(chē)道隧道 。 （ 2） 隧道設(shè)計(jì)車(chē)速 隧道幾何線形與凈空按二級(jí)公路 80km/h 設(shè)計(jì)； 隧道照明設(shè)計(jì)按 60km/h 設(shè)計(jì)。 1.3 工程概論 1.3.1 隧道概述 陽(yáng)河至黃龍洞公路黎子坪隧道位于湘西北武陵山脈腹地，初設(shè)路線訖樁號(hào)為 K8+260至 K11+505，隧道全長(zhǎng) 3245m，為直線型單洞傍山長(zhǎng)隧道。洞底設(shè)計(jì)標(biāo)高 (進(jìn)口 )377.3m(出口 )414.1m，隧道縱坡度為 -3.0%。 1.3.2 工程地質(zhì)條件 該隧道處于低山丘陵及發(fā)育期間的河谷階地地貌。山脈走向自南西向北東方向展布，山峰陡峭兀立，構(gòu)成鱗脊?fàn)钌綆X，山嶺最高處為土福界，高程 954.8m，其構(gòu)成陽(yáng)河溪與索溪谷的自然分水嶺，相對(duì)高度 500m，溪谷兩岸分布有二、三級(jí)洪（沖）積階地，寬度 10 余 m 至 100 余 m。上覆第四系地層，分布于進(jìn)、出口地段，巖性為填筑、種植土、亞粘土及碎石類(lèi)土。填筑土，分布于隧道進(jìn)、出口前的村級(jí)公路上，結(jié)構(gòu)稍密中密，厚度較小，一般 0.8 2m；種植土， 暗褐色，厚度一般僅 0.3 0.6m；亞粘土，黃褐色，稍濕，硬塑狀，土質(zhì)不均勻，下部夾有砂巖、貝巖強(qiáng)風(fēng)化角礫、塊石，厚度 0.7 0.8m；漂石、漂石夾塊石，色雜，粒徑一般 0.2 0.5m，含量 50 80%不等，次棱角棱角狀，充填物為粉土及角礫，稍濕飽和，結(jié)構(gòu)松散中密。下覆土層為泥盆系志留系地層。泥盆系為石英砂巖、砂巖，灰色、淺灰色夾灰黃色、深灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀厚層狀結(jié)構(gòu)，夾泥質(zhì)砂巖、粉砂巖或沙質(zhì)頁(yè)巖薄層。強(qiáng)風(fēng)化層厚 1.70m左右，以下為弱風(fēng)化。弱風(fēng)化石英砂巖巖性堅(jiān)硬，巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度 101 109MPa，垂直或斜交層理的節(jié)理裂隙較發(fā)育，其產(chǎn)狀 122 71 與 48 87 ，構(gòu)成共軛裂隙（ X 型）。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該層厚度 600m。主要分布于 K9+300 左右（地表）以北，推測(cè)在深部隧道部位樁號(hào) K10+110左右以北。志留系地層：頁(yè)巖，紫色、青灰、灰綠等色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀結(jié)構(gòu)。強(qiáng)風(fēng)化層厚 3.10 4.00m，節(jié)理裂隙發(fā)育；以下為強(qiáng)風(fēng)化層，節(jié)理裂隙較發(fā)育，以順層裂隙為主，次為垂直裂隙或斜交層理的裂隙，裂隙多數(shù)緊閉平直，充填泥質(zhì) ；泥質(zhì)粉砂巖夾粉沙質(zhì)泥巖，紫紅色、青灰色，粉沙質(zhì)結(jié)構(gòu)或泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀結(jié)構(gòu)，在2SZK（ K8+710 左 8m）孔中深 93.50m 揭露此層，為微風(fēng)化層，節(jié)理裂隙較發(fā)育不甚發(fā)育。志留系也上伏泥盆系呈假整合接觸，據(jù)區(qū)域資料，該層厚度 1694m。 1.3.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 線路區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造處于湘西北區(qū)東岳觀三官寺向斜南西部轉(zhuǎn)折（揚(yáng)起）端，總體呈單斜構(gòu)造，巖層傾向北西（ 312 344 ），傾角 15 23 。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造與褶皺構(gòu)造，僅見(jiàn)節(jié)理裂隙構(gòu)造，個(gè)巖層間未整合接觸與假整合接觸，整合白堊系、第四系與下伏地層呈不整合接觸。泥盆系石英砂巖、砂巖巖性堅(jiān)硬呈剛性，發(fā)育二組（ X 型）高角度的垂直或近似垂直剪切裂隙，其產(chǎn)狀為 122 71 與 48 87 ，為巖體切割成巖塊、成獨(dú)立的高聳巖柱 ，構(gòu)成武陵源張家界獨(dú)特的巖柱景觀，志留系頁(yè)巖、沙質(zhì)頁(yè)巖顯柔性，發(fā)育順層及斜交（或垂直）層面的節(jié)理裂隙，多被泥質(zhì)充填，延伸不遠(yuǎn)。本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 表現(xiàn)為區(qū)域性緩慢上升，山間河流深切侵蝕 。 1.3.4 水文地質(zhì)條件 隧道 區(qū) 內(nèi)地表水為南部的陽(yáng)河溪上的支流與北部的王潭谷溪上的支流，水量豐富。隧道區(qū)內(nèi)地下 水類(lèi)型主要有第四系的孔隙潛水和泥盆系的基巖裂隙水：第四系孔隙潛水主要存在與沖洪積和洪積物中，次為殘坡積物中，水量不大，一般 0.1 0.6 L/s，主要補(bǔ)給來(lái)自于大氣降水，次為地表溝谷水滲透補(bǔ)給；基巖裂隙水，主要賦存于泥盆系石英砂巖層中，砂巖裂隙較發(fā)育，巖性呈剛性堅(jiān)硬，易產(chǎn)生剪切裂隙，裂隙較多平直緊閉，在該層地勢(shì)較低處或上覆坡殘積物較厚處，賦存一定量的地下水，根據(jù)3SZK鉆探成果，鉆進(jìn)中，石英砂巖、砂巖中有水涌出，其水頭為 0.8m左右，用水量 0.15 L/s，水質(zhì) 類(lèi)型為（ W6） HC03-Ca mg型水， PH 值 7.0。 2 初步預(yù)設(shè)計(jì) 2.1 圍巖分類(lèi) 圍巖分類(lèi)的方法： （ 1） 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； （ 2） 我國(guó)鐵路隧道圍巖分類(lèi)； （ 3） 國(guó)防工程圍巖分類(lèi)； （ 4） 巖體質(zhì)量“ Q”法分級(jí)。 在本隧道中采用的圍巖分級(jí)方法為工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即： 9 0 3 2 5 0bvB Q R K 式中 BQ 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)； bR 巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度； vK 巖體完整性系數(shù)。 再對(duì) BQ 進(jìn)行修正： 1 2 31 0 0 ( )B Q B Q K K K 式中 BQ 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)修正值； BQ 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)； 1K 地下水影響修正系數(shù)； 2K 主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)； 3K 初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。 根據(jù)相應(yīng)的 BQ 值以及實(shí)際情況得到圍巖的級(jí)別如下： 級(jí)圍巖（ K8-330K8-390、K8-415K8-780 、 K11-140K11-290 ） 、 級(jí)圍巖（ K8-390K8-415 ）、 級(jí)圍巖 （ K10-110K11-050、 K11-290K11-360、 K11-390K11-470） 、 級(jí)圍巖（ K8-780K10-110、K11-050K11-140、 K11-360K11390、 K11-470K11-505）。 2.2 隧道洞口位置及形式 2.2.1 洞門(mén)位置選擇標(biāo)準(zhǔn) 一般應(yīng)依據(jù)具體工點(diǎn)的地形、地質(zhì)、水文等條件，結(jié)合工程施工安全、環(huán)境保護(hù)要求、洞口相關(guān)工程加以全面研究，綜合比較其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的合理性和安全性。同時(shí)注意在城鎮(zhèn)附近或與公路交叉的地段應(yīng)與周?chē)坝^和交叉方式相協(xié)調(diào)。 洞口位置應(yīng)選擇在坡面穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好、無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象處。不應(yīng)在山體不穩(wěn)或有明顯偏壓、滑坡、崩坍、松散堆積體、泥石流溝等地段進(jìn)洞。 當(dāng)巖層傾斜，層理、片理結(jié)合很差或存在軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí) ，不宜大挖，避免斬?cái)鄮r腳，以防止順層滑動(dòng)或塌方。宜盡量早進(jìn)洞或設(shè)明洞引進(jìn)。不能避開(kāi)堆積層進(jìn)洞時(shí)（不宜采用清方的辦法縮短洞口）必要時(shí)接長(zhǎng)明洞。 黃土地區(qū)（干燥無(wú)水、密實(shí)、穩(wěn)定的老黃土?xí)r）可按一定的挖深進(jìn)洞，有水或新黃土則不宜大挖。洞口應(yīng)避開(kāi)沖溝，防止坡面沖蝕產(chǎn)生泥石流。 洞口為軟巖或軟硬巖互層時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低邊仰坡高度，以減少風(fēng)化暴露面，同時(shí)對(duì)軟巖坡面可作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。 2.2.2 洞門(mén)形式 選擇標(biāo)準(zhǔn) 洞門(mén)形式的選擇應(yīng)適應(yīng)地形、地質(zhì)的需要，同時(shí)考慮施工方法和施工需要。一般地形等高線與線路中線斜交角度在 45 65之間，地面橫坡較陡，地質(zhì)條件好，無(wú)落石掉塊現(xiàn)象時(shí)，可選擇斜交洞門(mén)；當(dāng)斜交角度大于 65時(shí)，地面橫坡較陡，或一側(cè)地形凸出，可考慮用臺(tái)階洞門(mén)；當(dāng)斜交角度小于 45時(shí)，地面橫坡較陡，邊仰坡刷方較高，有落石掉塊掉塊威脅運(yùn)營(yíng)安全時(shí)，考慮接長(zhǎng)明洞。 常用的洞門(mén)形式主要有端墻式 . 翼墻式和臺(tái)階式 . 柱式 . 削竹式和喇叭口式。 2.2.3 洞門(mén)確定 從地質(zhì)勘察報(bào)告縱斷面圖上看出洞口接近巖腳，土層穩(wěn)定性差，圍巖易坍塌，故采用翼墻式洞門(mén)。從本隧道進(jìn)口地形平面圖可見(jiàn)地形等高線與線路中心斜交角小于 65 ，地面橫坡較陡，邊坡刷方較高，存在偏壓?jiǎn)栴}，故采用單側(cè)翼墻形勢(shì)。在進(jìn)口位置選擇上主要考慮邊仰坡穩(wěn)定及土石方量大小，從縱斷面圖看，進(jìn)口段有沖積階地，地形平緩，考慮到在 K8+250 處有一與線路平行的斷層影響施工及土方量大小，采用接長(zhǎng)明洞。同時(shí)從洞門(mén)基礎(chǔ)承載力以及建成后的沉降問(wèn)題考慮，洞門(mén)選擇在 K8+260 處合適。 2.3 隧道橫斷面設(shè)計(jì) 2.3.1 隧道凈空與限界 隧道凈空是指隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括隧道建筑界限、通風(fēng)、照明及其他所需面積。隧道斷面形狀和尺寸應(yīng) 該 根據(jù) 其 圍巖壓力 來(lái) 求得最 經(jīng)濟(jì) 的斷面形狀。 “隧道建筑限界 ”是指建筑物（包括襯砌、通風(fēng)管道等）不能侵入的一種限界。公路隧道建筑限界由行車(chē)道寬度（ W）、左側(cè)向?qū)挾?、右?cè)向?qū)挾龋?L）、余寬（ C）、人行道寬度（ R）或檢修道寬度（ J）等組成。相應(yīng)基本寬度的數(shù)值規(guī)定可參考規(guī)定。為了消除或減少隧道邊墻給駕駛員帶來(lái)恐之沖撞的心理效應(yīng)（側(cè)墻效應(yīng)），保證一定車(chē)速的安全通行，應(yīng)在行車(chē)通道的兩側(cè)設(shè)置一定的寬度的側(cè)向?qū)挾然蛴鄬挕?建筑限界高度，高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路取 5m，三、四級(jí)公路取 4.5m。當(dāng)設(shè)置檢修道或行人通道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)檢修道或人行道時(shí)。應(yīng)設(shè)不小于 25cm寬的余寬；隧道路面橫破，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面破；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面破。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度、平縱線形等因素綜合確定，一邊拿可采用 1.5% 2.0%。當(dāng)路面采用單面破時(shí)，建筑限界底邊線與路面重合；當(dāng)采用雙面破時(shí)，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。對(duì)于單車(chē)道四級(jí)公路的隧道應(yīng)按雙車(chē)道四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建修。 本工程隧道凈寬 10m（ 1.0+0.5+3.52+0.5+1.0），凈高 5.0m。限界基本寬度 ， 行車(chē)道：7.0m， 路緣帶： 0.50m， 側(cè)向余寬： 0.0m， 人行道：雙側(cè) 1.0m， 限界凈高： 5.0m， 人行道 凈高： 2.5m。 所以設(shè)計(jì)建筑限界如圖 2. 1 示 。 圖 2.1 隧道建筑限界 （單位： cm） 2.3.2 隧道襯砌內(nèi)輪廓線 隧道襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、斷面形狀、支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工條件等，并應(yīng)充分利用圍巖的自承能力。襯砌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證隧道長(zhǎng)期安全使用。襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型和尺寸，應(yīng)根據(jù)使用要求、圍巖級(jí)別、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、隧道埋置深度、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，并結(jié)合工程施工條件、環(huán)境條件，通過(guò)工程類(lèi)比和結(jié)構(gòu)計(jì)算綜合分析確定。在施工 階段，還應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，必要時(shí)可通過(guò)試驗(yàn)分析確定。隧道斷面設(shè)計(jì)主要解決內(nèi)輪廓線、軸線和截面厚度三個(gè)問(wèn)題。襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡可能地接近建筑限界，而且使襯砌內(nèi)表面圓順，不留棱角。襯砌斷面的軸線應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力軸線重合，使各截面主要承受壓力作用而無(wú)拉力作用。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)襯砌承受徑向分布的靜水壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)軸線以圓形最理想；當(dāng)襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平側(cè)壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)軸線上部宜采用圓弧形或尖拱形，下部則做成直墻式襯砌；當(dāng)承受豎向荷載和較大的側(cè)壓力時(shí)，宜采用五心圓曲墻式襯砌。當(dāng)有底鼓壓力時(shí)，則結(jié) 構(gòu)底部應(yīng)施筑仰拱為宜。襯砌各截面厚度根據(jù)隧道所在的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不同而變化，也與隧道受到荷載大小、跨 度、襯砌材料和施工條件有關(guān)。隧道建筑物各部結(jié)構(gòu)的截面最小厚度應(yīng)大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度值。 隧道的內(nèi)輪廓必須符合前述的隧道建筑凈空限界，結(jié)構(gòu)的任何部位都不應(yīng)侵入限界以?xún)?nèi)。隧道的內(nèi)輪廓還應(yīng)滿(mǎn)足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾的需要，并為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、營(yíng)運(yùn)等內(nèi)部裝修設(shè)施提供安裝空間，同時(shí)考慮圍巖變形、施工方法影響的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形勢(shì)及尺寸符號(hào)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則。 為了有利于施工時(shí)襯砌模板的制 作，以及利于洞內(nèi)設(shè)施的布置，規(guī)范規(guī)定在橫斷面輪廓設(shè)計(jì)方面推行標(biāo)準(zhǔn)化。按照規(guī)范規(guī)定，隧道內(nèi)輪廓 要 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，即拱部為單心半圓，側(cè)墻為大半徑圓弧，仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連接。本工程隧道為二級(jí)公路隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速為 80km/h。根據(jù)設(shè)計(jì)速度相應(yīng)的建筑限界，可參考規(guī)范隧道內(nèi)輪廓幾何尺寸計(jì)算算例設(shè)計(jì)本工程的襯砌內(nèi)輪廓線，如上圖 2.2 示。 60 6 0 電 纜 溝 R 2 0 邊 水 溝圖 2.2 隧道襯砌內(nèi)輪廓標(biāo)準(zhǔn)斷面 （單位： cm） 3 隧道洞門(mén)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算 3.1 入 口段 洞門(mén)設(shè)計(jì) 進(jìn)洞口采用一般隧道門(mén)，該處土層穩(wěn)定性差，圍巖易坍塌，在 K8+250 處左側(cè) 15m左右存在一條基本平行與設(shè)計(jì)隧道方向的裂隙，故可采用單翼墻式洞門(mén)。洞門(mén)參考初設(shè)如下圖 3.1 示。 設(shè)計(jì)標(biāo)高圖 3.1 入口洞門(mén)初設(shè)示意圖（單位： cm） 3.2 洞門(mén)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 翼墻式洞門(mén)是承受土石主動(dòng)壓力的擋土墻，洞門(mén)與翼墻共同承受土石主動(dòng)壓力，亦即應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的整體作用。 翼墻不僅與主墻共同承受縱向土 石主動(dòng)壓力，而且還承受橫向土石主動(dòng)壓力。因此，在計(jì)算翼墻洞門(mén)時(shí)，可先驗(yàn)算翼墻本身的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。 a.對(duì)于翼墻，可以洞門(mén)前一延米處，取其平均高度，按承受主動(dòng)壓力的擋土墻來(lái)計(jì)算，從而確定整個(gè)翼墻尺寸和截面厚度，計(jì)算過(guò)程中，可忽略翼墻與主墻間連接的抗剪作用； b.隨后，再驗(yàn)算洞門(mén)主墻受力最大的 A 部分與翼墻一起的穩(wěn)定， 及洞門(mén) 主墻 A 部分的自重和翼墻的自重，共同抵抗作用在洞門(mén)主墻 A 部分墻背的主動(dòng)壓力，使之不能移動(dòng)，從而確定主墻 A 部分的尺寸； c.主墻 B 部分基礎(chǔ)落在襯砌頂上，而與 A 部分無(wú)聯(lián)系的擋土墻來(lái)驗(yàn)算，由此所確定的B 部分結(jié)構(gòu)厚度是偏安全的。通常，是 取 0.5m 的一個(gè)窄條來(lái)計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。為了使計(jì)算簡(jiǎn)化和便于施工， B 部分的截面厚度可取與 A 部分相同； d.主墻 C 部分可以按一承受主動(dòng)壓力的獨(dú)立擋土墻來(lái)計(jì)算。 設(shè)計(jì)標(biāo)高CBA圖 3.2 洞門(mén)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算示意圖 (單位： cm) 3.2.1 翼墻 （ 1） 壓力的計(jì)算 1）各項(xiàng)物理 力 學(xué)指標(biāo) （ 其中 為計(jì)算摩擦角， 為巖石的重度， f 為基底摩擦系數(shù)， 為基底容許應(yīng)力，假定仰坡坡度為1： 1.25 時(shí)得到： 分別為端墻和翼墻的傾斜角度， 為坡的角度） 2）土壓力系數(shù) )( 的計(jì)算 )t a nt a n1(t a n)t a n1(t a n)t a nt a n1)(t a n) ( t a nt a n) ( t a nt a n1(t a nt a nt a nt a n222 t a n t a n 1 t a n t a nt a n 1 t a n t a n 2t a n 4 5 / 2pK （ 3）土壓力的計(jì)算 H H 212aEH 21 22p p pE h b K c h K G Hb （ 2） 穩(wěn)定性 及 強(qiáng)度的驗(yàn)算 1）抗傾覆穩(wěn)定性的驗(yàn) 算 00yMKM 滿(mǎn)足傾覆穩(wěn)定的要求。 2）滑動(dòng)穩(wěn)定性的驗(yàn)算 pcaN f EKE 滿(mǎn)足滑動(dòng)穩(wěn)定的要求。 3）合力的偏心距的驗(yàn)算 02yMMCNBeC 滿(mǎn)足基 底 合力的偏心距。 4）基底壓應(yīng)力的驗(yàn)算 6Be ， m a x , m i n61N eBB m a x61N eBB m i n61N eBB 滿(mǎn)足基底壓應(yīng)力的要求。 3.2.2 主墻與翼墻共同作用的 B 部分 （ 1） 土壓力的計(jì)算 由上面計(jì) 算可知： H H 21 1 . 9 12aEH 21 1 . 9 1 2 1 . 9 12p p pE h K c h K 1 1 1 1 .9 1G H b2 2 21 8 . 0 22G H b（ 2） 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 cNfKE 滿(mǎn)足滑動(dòng)穩(wěn)定的要求。 3.2.3 主墻 B 部分 （ 1） 土壓力的計(jì)算 同樣由以上計(jì)算可知： 21 0 . 520 . 5H HEHG H b （ 2） 墻身截面偏心的驗(yàn)算 1123M E H偏心距beb Me N不滿(mǎn)足墻身截面偏心的要求。取墻身厚度 1.2mB ，則 0.5G Hb 偏心距b Me N應(yīng)力 61 beN M NF W b b 滿(mǎn)足墻身截面強(qiáng)度的要求。 3.2.4 主墻 C 部分 考慮到明洞偏壓處理時(shí)將使用重力式擋土墻支撐結(jié)構(gòu)，故只需驗(yàn)算基底壓力 。 G hBbNbB滿(mǎn)足墻身截面強(qiáng)度要求。 3.3 出口段洞門(mén)設(shè)計(jì) 出口段洞門(mén)采用端墻式，其參數(shù)和計(jì)算同上翼墻與主墻 B 共同作用部分相同。 4 襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算 4.1 級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì) 根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D70-2004）規(guī)定，由于巖土體介質(zhì)通常具有明顯的不確定特征，巖土工程問(wèn)題分析中 經(jīng)驗(yàn) 常 起主導(dǎo)作用，規(guī)范中規(guī)定 級(jí)圍巖中復(fù)合襯砌的初期支護(hù)主要按工程類(lèi)比法設(shè)計(jì)，即參照已往工程實(shí)例確定支護(hù)參數(shù)。 經(jīng)驗(yàn)表明， 級(jí)圍巖具有較強(qiáng)的自支撐能力，對(duì)其施作薄層噴射混凝土和少量錨桿后即可保持穩(wěn)定，因而不必計(jì)算； 、 級(jí)圍巖則在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定支護(hù)參數(shù)后仍需進(jìn)行檢驗(yàn)計(jì)算。所以， 、 級(jí)圍巖段襯砌在選定支護(hù)參數(shù)后，需要進(jìn)行驗(yàn)算，并通過(guò)計(jì)算配筋。 4.1.1 支護(hù)參數(shù) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定， 級(jí)圍巖段初期 支護(hù) 選擇為 20cm厚 C20 噴射混凝土，拱、 墻 鋪設(shè) 8鋼筋網(wǎng)， 間距 20cm20cm，墻拱部、側(cè)墻均設(shè)置 20MnSi 22 普通水泥砂漿錨桿， 4.0Lm ，間距 100cm100cm，拱、墻設(shè)置鋼拱架，鋼拱架采用 HW125mm125mm，間距 1.0m；防水層為 1.2mm 厚 EVA 防水卷材， 450g/無(wú)紡布；二次襯砌為 75cm 厚 C25 鋼筋混凝土；預(yù)留變形 10cm。 4.1.2 襯砌內(nèi)力計(jì)算 （ 1） 設(shè)計(jì)基本資料 結(jié)構(gòu)斷面圖如圖 4.1 示。 設(shè)計(jì)標(biāo)高2%2%初 期 支 護(hù) 噴 射 C 2 0 混 凝 土 ， 厚 2 0拱 、 墻 8 鋼 筋 網(wǎng) 2 0 X 2 0拱墻、仰拱布置I 2 0 a 鋼拱架, 間距1 0 0預(yù) 留 變 形 1 0防 水 層 ， 1 . 2 m m 厚 E V A 防 水 卷 材450g/m 無(wú) 紡 布二 次 襯 砌 ， C 2 0 鋼 筋 混 凝 土 7 53 2 c m 厚 復(fù) 合 路 面1 5 c m 厚 C 2 0 混 凝 土 基 層C 2 0 混 凝 土 整 平 層1 5 號(hào) 片 石 混 凝 土 仰 拱 回 填2%2%94818120MnSi 22普 通 砂 漿 錨 桿 ， L=4.0m縱 橫 間 距 1 0 0 1 0 0 c m ， 梅 花 形 布 置圖 4.1 級(jí)圍巖段襯砌斷面圖（單位： cm） a.巖體特性 巖體為 級(jí)圍巖。隧道埋深為深埋；計(jì)算摩擦角 50c ，巖體重度 320 kN /m ，圍巖的彈性反力系數(shù) 2 0 0 M P a /mK ，基底圍巖