地下洞室解析課件

7地下洞室地下洞室一般是指在巖土體中用人工方法開鑿修建的地下空間。地下空間的利用為各類建筑工程的選址開辟了廣闊的前景。當前，地下空間已開始作為極其重要的自然資源加以開發(fā)，在我國各領(lǐng)域已有大量使用，特別是人口密集和交通繁忙的市區(qū)，地下空間的開發(fā)與日俱增。17地下洞室地下洞室一般是指在巖土體中用人工方法開鑿修建的地下7.1洞室的類型及位置選擇7.1.1洞室的類型（1）按使用功能分交通隧道：如鐵路隧道、公路隧道、城市地下鐵道及水底隧道等；水工隧洞：如水力發(fā)電站的各種輸水隧洞，為農(nóng)業(yè)灌溉開鑿的輸水隧洞以及給水排水隧洞等；礦山巷道：如各類礦山的運輸巷道及開采井巷等；地下倉庫：如糧食、油料、釀酒和水果、蔬菜等的儲藏庫，魚肉食品的冷藏庫，車庫以及核廢渣封存庫等；地下工廠：如水力或火力發(fā)電站的地下廠房以及各種輕、重工業(yè)的地下廠房等；地下民用與公共建筑：如地下商店、圖書館、體育館、展覽廳、影劇院、旅館、餐廳、住宅及其綜合建筑體系——城市地下街等；地下市政工程：如給水工程、污水、管路、線路、廢物處理中心等；人防工程：如人員隱蔽部、指揮所、疏散干道、醫(yī)院、救護站及大樓防空地下室，根據(jù)以戰(zhàn)為主、平戰(zhàn)結(jié)合的原則，這些建筑物平時可用作辦公室、會議室、工廠倉庫、食堂和招待所等；國防地下工程：如飛機庫、艦艇庫、武器庫、彈藥庫、作戰(zhàn)指揮所、通訊樞紐、軍醫(yī)院和各類野戰(zhàn)工事以及永備筑城工事等。

27.1洞室的類型及位置選擇7.1.1洞室的類型2隧道模型3隧道模型344556677盾構(gòu)與隧道掘進機（TBM）盾構(gòu)（Shield）適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程。隧道掘進機（TBM，TunnelBoringMachine）適用于礫石、硬巖等不同地質(zhì)構(gòu)造的隧道暗挖。可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。8盾構(gòu)與隧道掘進機（TBM）盾構(gòu)（Shield）適用于軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道施工法盾構(gòu)施工是近年來在國內(nèi)興起挖掘隧道的先進方法，它是根據(jù)不同的地質(zhì)條件，采用相適應(yīng)的構(gòu)造復(fù)雜的盾構(gòu)機，通過計算機精確控制，在地下向前掘進，同時尾部拼裝上可以承受巨大壓力的相互咬合的管片而形成圓形隧道。盾構(gòu)機通過之處，其后面就會形成一條高質(zhì)量的隧道。9盾構(gòu)隧道施工法盾構(gòu)施工是近年來在國內(nèi)興起挖掘隧道的先進方法，盾構(gòu)隧道示意10盾構(gòu)隧道示意10管片堆放11管片堆放1112121313141415151616全球地下空間掠影：地下空間的多種樣貌

17全球地下空間掠影：地下空間的多種樣貌17上海目前已建成使用的主要地下交通設(shè)施：打浦路隧道，延安路隧道，延安路隧道復(fù)線，外灘隧道，外環(huán)隧道，翔殷路隧道，大連路隧道，復(fù)興路隧道；地鐵1號線、地鐵2號線一期工程；16條人行過街道（含6條下穿鐵路的人行過街道）與7條車行下立交；227座地下車庫。18上海目前已建成使用的主要地下交通設(shè)施：打浦路隧道，延安路隧北京在已建成的地鐵網(wǎng)基礎(chǔ)上，北京地下空間規(guī)劃內(nèi)容除其他城市地下空間規(guī)劃的內(nèi)容外，還結(jié)合北京的特點，包含了歷史文化名城保護區(qū)的地下空間開發(fā)利用、故宮等文物保護區(qū)的地下空間開發(fā)利用、奧運村的地下空間開發(fā)利用以及地下空間開發(fā)利用對地下水、環(huán)境保護的影響等專題規(guī)劃內(nèi)容。

19北京在已建成的地鐵網(wǎng)基礎(chǔ)上，北京地下空間規(guī)劃內(nèi)容除其他城深圳地下空間規(guī)劃內(nèi)容包含地下交通設(shè)施、城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市防災(zāi)設(shè)施等；規(guī)劃還提出大型居住區(qū)地下空間開發(fā)利用、城市中心區(qū)與分區(qū)中心區(qū)地下空間開發(fā)利用、交通樞紐地區(qū)地下空間開發(fā)利用的發(fā)展戰(zhàn)略等。

20深圳地下空間規(guī)劃內(nèi)容包含地下交通設(shè)施、城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市杭州錢江地下新城地處富春江路與新安路江路和奉化路交叉口，為杭州市新中心。地下四層，總建筑面積200萬平方米。21杭州錢江地下新城地處富春江路與新安路江路和奉化路交叉口，為杭上海白玉蘭廣場地下車庫22上海白玉蘭廣場地下車庫22上海地鐵二號線靜安路站23上海地鐵二號線靜安路站23上海人民廣場地下停車場24上海人民廣場地下停車場24北京地鐵西客站站25北京地鐵西客站站25西單文化廣場26西單文化廣場26香港名店街27香港名店街27加拿大

“我們的城市有一個很著名的地下城，總長32公里，在寒冷的冬天，人們就可以通過地下城去電影院或者劇院……”——加拿大蒙特利爾市市長皮埃爾·布爾克。

28加拿大“我們的城市有一個很著名的地下城，總長32公里，在美國

波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中央大道高架。在現(xiàn)有中央大道下修建8至10車道地下高速路，地面用以綠化；修建一條通向機場的4車道隧道，穿越波士頓港。

29美國波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中美國

波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中央大道高架。在現(xiàn)有中央大道下修建8至10車道地下高速路，地面用以綠化；修建一條通向機場的4車道隧道，穿越波士頓港。

30美國波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中日本

第一條地下高速公路“中央環(huán)狀新宿線”在東京開工建設(shè)。1997年建成的大大阪Nagahori地下街是目前日本最大的地下街。31日本第一條地下高速公路“中央環(huán)狀新宿線”在東京開工建（2）地下洞室按斷面形狀分類①圓形或橢圓形；②直墻拱頂形③曲墻拱頂形；④據(jù)洞室底板情況可分為平底式和仰拱式；⑤其他形狀，如矩形、方形，雖轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中較大，受力性能不好，但在某些情況下仍被采用。32（2）地下洞室按斷面形狀分類32(3)按洞周所處的地質(zhì)條件分①巖體地下洞室包括人工洞和天然溶洞兩種。②土體地下洞室包括黃土洞室和其他土層洞室。33(3)按洞周所處的地質(zhì)條件分3334347.1.2巖體洞室位置的選擇（1）地質(zhì)構(gòu)造、地層特征的影響（2）使用功能的考慮（3）注意收集有關(guān)設(shè)計、施工資料（4）地下洞室的性能、規(guī)模、特點和地面建筑的聯(lián)系（5）相鄰隧道間距的考慮。357.1.2巖體洞室位置的選擇（1）地質(zhì)構(gòu)造、地層特征的影響33636（6）地下水情況的考慮（7）洞口位置與標高、洞軸線走向、洞室斷面與長度等項選擇（8）方案比較與論證37（6）地下水情況的考慮377.1.3土體洞室位置的選擇（1）土體強度和含水情況（2）對臨近建筑物影響的考慮（3）施工方法的考慮（4）洞口位置與洞軸線走向的選擇（5）方案比較與論證387.1.3土體洞室位置的選擇（1）土體強度和含水情況387.2影響洞室穩(wěn)定性的主要因素7.2.1地質(zhì)因素包括：巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體強度和地下水活動3項基本因素。（1）巖體結(jié)構(gòu)特征巖體的結(jié)構(gòu)特征是圍巖分級的一項主要因素，可分為：整體狀結(jié)構(gòu)；塊狀結(jié)構(gòu)；層狀結(jié)構(gòu)；碎裂結(jié)構(gòu)；散體結(jié)構(gòu)397.2影響洞室穩(wěn)定性的主要因素7.2.1地質(zhì)因素39（2）巖體強度巖體強度通常可用巖塊飽和單軸抗壓強度乘以因考慮節(jié)理裂隙存在的巖體完整性系數(shù)KV來表示。①巖石按飽和單軸抗壓強度劃分②巖體按完整性系數(shù)劃分40（2）巖體強度40(3)地下水活動的影響地下水活動對洞周巖土體的影響有：①增加洞周支護結(jié)構(gòu)上的壓力；②使洞周巖土體強度降低，造成洞周巖土體變形或失穩(wěn)破壞，③長期作用可加速洞周巖石風化、溶蝕可溶性巖石，土體中的動水壓力可造成施工中的洞室產(chǎn)生大規(guī)模塌方；④已成地下洞室內(nèi)可能產(chǎn)生滲漏泉涌，影響地下洞室的正常使用。41(3)地下水活動的影響417.2.2工程因素(1)由于設(shè)計的洞室斷面形狀不當或尺寸過大，產(chǎn)生的應(yīng)力集中；(2)由于施工方法不當，如不用光面爆破且炸藥量過多或全斷面開挖時沒有及時支護；(3)洞頂開挖時超挖形成集水，向洞內(nèi)逐漸滲漏；(4)地下冷庫由于設(shè)計或施工不當，從而洞周巖土體發(fā)生凍脹，使支護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破壞；(5)在已成洞室旁邊開挖洞室，或在已成洞室下采煤(或挖洞)，使已成洞室遭受破壞；(6)洞周巖土體在地震、爆炸等振動作用下，因巖土抗剪強度降低而產(chǎn)生變形或破壞等。427.2.2工程因素(1)由于設(shè)計的洞室斷面形狀不當或尺寸過大43434444454546464747采用超前管棚預(yù)注漿進洞當能在洞門處切出洞口后，可先在洞門外輪廓線外打超前管棚并注漿48采用超前管棚預(yù)注漿進洞當能在洞門處切出洞口后，可先在洞門外輪494950505151525253535454555556565757585859596060616162626363646465656666676768686969707071717272737374747575767677777878797980808181828283837.3圍巖應(yīng)力由于在巖體內(nèi)開挖洞室，洞室圍巖各質(zhì)點的原有應(yīng)力的平衡狀態(tài)就受到破壞，各質(zhì)點就要產(chǎn)生位移調(diào)整，以達到新的平衡位置。達到新平衡狀態(tài)時的應(yīng)力稱為巖體二次應(yīng)力。洞周受到擾動的巖體就稱為該洞室的圍巖，圍巖范圍大概是洞徑的3－5倍。巖體內(nèi)某個方向原來處于緊張壓縮狀態(tài)，現(xiàn)在可能發(fā)生松脹，另一個方向可能反而擠壓的程度更大了。相應(yīng)地，圍巖內(nèi)的應(yīng)力大小和主應(yīng)力方向也發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象叫做圍巖應(yīng)力重分布。

847.3圍巖應(yīng)力847.3.1地下洞室圍巖的變形破壞圍巖變形破壞的形式與特點，除與巖體內(nèi)的初始應(yīng)力狀態(tài)和洞形有關(guān)外，主要取決于圍巖的巖性和結(jié)構(gòu)圍巖這類變形破壞由外向內(nèi)逐步發(fā)展的結(jié)果，常可在洞室周圍形成松動圈，圍巖內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)也將因松動圈內(nèi)的應(yīng)力被釋放而重新調(diào)整，形成一定的應(yīng)力分布帶。

857.3.1地下洞室圍巖的變形破壞圍巖變形破壞的形式與特點1脆性圍巖的變形破壞

脆性圍巖的變形破壞有不同的類型1)張裂坍落2)劈裂3)剪切滑動或破壞4)巖爆巖爆是圍巖的一種劇烈的脆性破壞，常以“爆炸”的形式出現(xiàn)。巖爆發(fā)生時能拋出大小不等的巖塊，大型者常伴有強烈的震動、氣浪和巨響，對地下開挖和地下采掘事業(yè)造成很大的危害。5)彎折內(nèi)鼓861脆性圍巖的變形破壞脆性圍巖的變形破壞有不同的類型86天生橋巖爆87天生橋巖爆87天生橋巖爆88天生橋巖爆882塑性圍巖的變形破壞

（1）擠出洞室開挖后，當圍巖應(yīng)力超過塑性圍巖的屈服強度時，軟弱的塑性物質(zhì)就會沿最大應(yīng)力梯度方向向消除了阻力的自由空間擠出。易于被擠出的巖體，主要是那些固結(jié)程度差、富含泥質(zhì)的軟弱巖層，以及擠壓破碎或風化破碎的巖體。（2）膨脹膨脹變形有吸水膨脹和減壓膨脹兩類不同的機制。（3）涌流和坍塌涌流是松散破碎物質(zhì)和高壓水一起呈泥漿狀突然涌入洞中的現(xiàn)象，多發(fā)生在開挖揭穿了飽水斷裂破碎帶的部位。坍塌是松散破碎巖石的重力作用下自由垮落的現(xiàn)象。892塑性圍巖的變形破壞（1）擠出893圍巖變形破壞的累進性發(fā)展

大量的實踐表明，地下工程圍巖的變形破壞通常是累進性發(fā)展的。由于圍巖內(nèi)應(yīng)力分布的不均勻性以及巖體結(jié)構(gòu)、強度的不均勻性及各向異性，那些應(yīng)力集中程度高，而結(jié)構(gòu)強度又相對較低的部位往往是累進性破壞的突破口，在大范圍圍巖尚保持整體穩(wěn)定性的情況下，這些應(yīng)力強度關(guān)系中的最薄弱部位就可能發(fā)生局部破壞，并使應(yīng)力向其它部位轉(zhuǎn)移，引起另一些次薄弱部位的破壞，如此逐次發(fā)展連鎖反應(yīng)，終將導致大范圍圍巖的失穩(wěn)破壞。903圍巖變形破壞的累進性發(fā)展大量的實踐表明，地下工程圍7.3.2圍巖壓力1圍巖壓力的概念在工程建設(shè)中，把由于洞室圍巖的變形和破壞而作用在支護或襯砌上的壓力，稱為圍巖壓力，有的稱為“地層壓力”，“山巖壓力”，“地壓”，“巖石壓力”，都是與圍巖壓力同一個意義。主動部分：直接由于圍巖變形或破壞引起的，即由于“松馳”引起的主要反映圍巖的構(gòu)造和特性。被動部分：圍巖抗力，它反映了支護結(jié)構(gòu)的特性917.3.2圍巖壓力1圍巖壓力的概念9192922圍巖壓力的形成洞室周圍的圍巖壓力隨著時間的發(fā)展可以分為三個階段

第I階段：由于巖體的變形，在洞室的周界上產(chǎn)生一般的擠壓，同時，在兩側(cè)的巖石因剪切破壞而形成了楔形巖塊，這兩個楔形巖塊有朝著洞室內(nèi)部移動的趨向。

第Ⅱ階段：在側(cè)向楔形體發(fā)生某種變形以后，在巖體內(nèi)形成了一個橢圓形的高壓力區(qū)，在橢圓曲線與洞室周界線間的巖體發(fā)生了松動。

第Ⅲ階段：洞頂和洞底的松動巖體開始變形，并向著洞內(nèi)移動，洞頂松動巖石在重力作用下有掉落的趨勢，圍巖壓力逐漸增加。932圍巖壓力的形成933圍巖壓力分類（1）松動壓力因開挖引起圍巖松動式塌落的巖體以重力形式作用于支護上的壓力稱為松動壓力。散體－塌落拱破壞塊狀－塌落式滑移（C/D/E）碎裂－落石（F/G/H/I）層狀裂－剝落943圍巖壓力分類散體－塌落拱破壞塊狀－塌落式滑移（C/D/E（2）變形壓力變形壓力是圍巖在二次應(yīng)力作用下發(fā)生的變形受到支護的抑制作用而產(chǎn)生的壓力。按其成因有下列幾種情況：①彈性變形壓力當采用緊跟開挖面進行支護的施工方法時，由于開挖面的“空間效應(yīng)”而使支護受到一部分圍巖的彈性變形作用而產(chǎn)生的壓力稱為彈性變形壓力。②塑性變形壓力在過大的二次應(yīng)力作用下圍巖發(fā)生塑性變形而使支護受到的壓力稱為塑性變形壓力。③流變壓力在流變性很顯著的圍巖中，一定的二次應(yīng)力會使圍巖發(fā)生隨時間而增加的變形。這種變形會使圍巖鼓出，引起很大的洞室收斂變形。由此變形在支護上產(chǎn)生的壓力稱為流變壓力，其特點是壓力隨時間變化。95（2）變形壓力95(3)沖擊壓力（又稱巖爆）巖爆是圍巖的一種劇烈的脆性破壞，常以“爆炸”的形式出現(xiàn)。巖爆發(fā)生時能拋出大小不等的巖塊，大型者常伴有強烈的震動、氣浪和巨響，對地下開挖和地下采掘事業(yè)造成很大的危害。96(3)沖擊壓力（又稱巖爆）96（4）膨脹壓力在膨脹巖巖體中開挖地下洞室時，由于圍巖遇水膨脹、崩解而引起的壓力稱為膨脹壓力。97（4）膨脹壓力977.3.3圍巖壓力的計算7.3.3.1深埋地下洞室圍巖的松動壓力的計算987.3.3圍巖壓力的計算7.3.3.1深埋地下洞室圍巖的松動9999式中：100式中：100該式的適用條件：1非高邊墻101該式的適用條件：101該式的適用條件：2不產(chǎn)生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖。3適用于礦山法施工的隧道4對噴射砼及錨桿支護，因荷載性質(zhì)不同，不宜采用5深埋隧道102該式的適用條件：2不產(chǎn)生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖。1即：103即：103適用條件與垂直壓力同104適用條件與垂直壓力同104圍巖水平壓力(主動側(cè)壓力)的大小及分布與下述因素有關(guān)：a．與作用在側(cè)壁巖(土)體上的上覆荷載(或應(yīng)力)有關(guān)，即與坑道開挖后圍巖壓力的分布有關(guān)。b．坑道側(cè)壁的松弛范圍，主要取決于側(cè)壁圍巖的地質(zhì)條件，如結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與組合等，另外也受到施工技術(shù)的影響。c．地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場的強度、方位及應(yīng)力釋放途徑，這是產(chǎn)生較大側(cè)壓力的一個重要原因。105圍巖水平壓力(主動側(cè)壓力)的大小及分布與下述因素有關(guān)：③圍巖壓力的分布圖形圍巖垂直壓力:在通用的隧道襯砌設(shè)計中，應(yīng)按多種圖式分布的圍巖垂直壓力進行驗算，使之較符合實際情況圍巖水平主動側(cè)壓力的分布圖式，通常簡化為均勻分布。106③圍巖壓力的分布圖形圍巖水平主動側(cè)壓力的分布圖式，通常簡化鐵路隧道的計算方法寬度影響系數(shù)垂直壓力水平壓力107鐵路隧道的計算方法寬度影響系數(shù)垂直壓力水平壓力1072太沙基理論太沙基理論中假定巖石為散粒體，并具有一定的凝聚力。（1）隧道側(cè)壁比較穩(wěn)定時，只有頂部有垂直壓力，洞頂巖層中任意點的垂直壓力為：

側(cè)壓力系數(shù)1082太沙基理論側(cè)壓力系數(shù)108109109（2）當側(cè)壁不穩(wěn)定時：110（2）當側(cè)壁不穩(wěn)定時：110太沙基假定巖體為“散粒體”，對巖石作了比較簡單的假定，沒有對洞室圍巖進行較嚴密的應(yīng)力和強度分析，計算一部分巖石的自重作用下對洞室引起的圍巖壓力，這些壓力實際上都是松動壓力。

（3）水平側(cè)壓力計算111太沙基假定巖體為“散粒體”，對巖石作了比較簡單的假定，沒有對3普氏理論：普氏圍巖壓力計算方法是在松散介質(zhì)中開挖坑道后，坑道上方將形成拋物線形的平衡拱。如果側(cè)壁巖體穩(wěn)定，則平衡拱的跨度與開挖寬度相等，如圖7．8。若側(cè)壁巖體不穩(wěn)定，平衡拱跨度加大至側(cè)壁滑裂面的外緣，如圖7．9。平衡拱內(nèi)的巖石重力即為圍巖垂直壓力。1123普氏理論：112理論實質(zhì)：在松散介質(zhì)中開挖坑道，在其上方會形成一個拋物線形平衡拱，此拱線即為破壞的范圍。隧道支護結(jié)構(gòu)所要承擔的荷載是這個拱內(nèi)巖石的重量。兩種情況：圍巖無側(cè)向壓力圍巖有側(cè)向壓力113理論實質(zhì)：在松散介質(zhì)中開挖坑道，在其上方會形成一個拋物線形平

普氏把所有巖石視為非粘結(jié)體，用增大巖石摩擦系數(shù)來考慮巖體質(zhì)點之間的相互粘結(jié)，即認為在平面發(fā)生運動時的剪應(yīng)力，再加上巖體質(zhì)點間的凝聚力C后，就得到單位抗剪強度巖石堅固系數(shù)114普氏把所有巖石視為非粘結(jié)體，用增大巖石摩擦系數(shù)來考慮巖巖石堅固系數(shù)開挖洞室高115巖石堅固系數(shù)開挖洞室高1157.3.3.2淺埋地下洞室圍巖松動壓力的確定（1）當h≤h0時，埋深小，垂直壓力考慮全部覆土的重力，按下式計算：埋深壓力拱高1167.3.3.2淺埋地下洞室圍巖松動壓力的確定（1）當h≤h0（2）當h＞h0時摩阻力下沉破裂面破裂面壓力拱高117（2）當h＞h0時摩阻力下沉破裂面破裂面壓力拱高117118118119119太沙基公式坑頂至計算點的高太沙基公式120太沙基公式坑頂至計算點的高太沙基公式1201211217.3.3.3變形壓力的計算（1）彈性變形壓力的計算1227.3.3.3變形壓力的計算（1）彈性變形壓力的計算122123123（2）塑性變形壓力的計算①塑性變形壓力pi的計算剛度支護系數(shù)原巖壓力開挖半徑124（2）塑性變形壓力的計算剛度支護系數(shù)原巖壓力開挖半徑124125125②最小圍巖壓力的計算126②最小圍巖壓力的計算1261271271281287.4地下洞室支護措施地下洞室支護結(jié)構(gòu)（1）噴射混凝土（2）錨桿（3）鋼筋混凝土襯砌1297.4地下洞室支護措施地下洞室支護結(jié)構(gòu)1297.4.1錨桿支護地下建筑常用的錨桿有：①螺紋鋼筋砂漿錨桿；②楔縫式砂漿錨桿；③樹脂錨桿。1307.4.1錨桿支護地下建筑常用的錨桿有：130砂漿錨桿的注漿長度可分為:①整個桿身全長注漿;②只錨頭錨固段注漿。如果對埋人的錨桿施加預(yù)拉應(yīng)力，則錨桿可以立刻起到加固作用，這種錨桿稱為預(yù)拉應(yīng)力錨桿。131砂漿錨桿的注漿長度可分為:如果對埋人的錨桿施加預(yù)拉應(yīng)力，則錨7.4.2襯砌襯砌類型：1327.4.2襯砌襯砌類型：1321331337.4.2.1離壁式襯砌(1)離壁式襯砌的優(yōu)點①對于洞內(nèi)，防潮去濕、通風易于處理，巖壁的滲漏水可從襯砌外排走，在邊墻和巖壁之間可形成自然排風通道；②由于邊墻與巖壁間通常不用回填，可以減少回填工作量(拱頂一般還需回填或部分回填以減少巖石可能掉塊的沖擊荷載)；③邊墻可采用預(yù)制砌塊，拱頂可用滑模壓注混凝土，施工速度較快；④對可能出現(xiàn)的塌方或滲漏水，易于檢查處理。1347.4.2.1離壁式襯砌(1)離壁式襯砌的優(yōu)點134(2)離壁式襯砌計算要點如邊墻為預(yù)制砌塊，頂拱為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，則可將拱、墻分別計算，拱視為兩鉸拱，拱上荷載視回填及可能塌方情況而定；邊墻按中心或偏心荷載作用下的豎桿(沿墻取1m長)計算。如邊墻與頂拱為整體澆注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則可視邊墻頂端與頂拱在拱腳處彈性固定進行計算。135(2)離壁式襯砌計算要點1357.4.2.2貼壁式襯砌(1)貼壁式直墻拱形襯砌的構(gòu)造①直墻拱形襯砌根據(jù)洞室尺寸和受力性能可以采用條石或預(yù)制混凝土塊砌筑。巖層穩(wěn)定性好、洞室尺寸小的也有用強度等級不低于Mulo的磚砌筑的，但用得更多的是鋼筋混凝土。②襯砌拱圈可用割圓拱、拋物線拱或三心圓拱等。拱的矢高可由矢跨比求出，矢跨比通常采用1／3～1／5．某些情況下可采用半圓拱，即矢高比等于l／2。當拱腳巖層較好，承受水平推力有保證時，拱的矢高比可用到1／6或更。拱頂襯砌厚度根據(jù)計算確定，計算常采用試算法，先假定拱頂厚度約為凈跨的1／8～1／20，然后進行計算，出入較大時再重新假設(shè)進行計算。拱腳厚度一般取為拱頂厚度的1.0-1.5倍。1367.4.2.2貼壁式襯砌(1)貼壁式直墻拱形襯砌的構(gòu)造13(2)貼壁式直墻拱形襯砌計算要點計算時將拱和墻分別進行計算再聯(lián)立求解．拱墻之間可能為鉸接或彈性固端連接。拱圈和巖壁之間應(yīng)盡量予以填實以利于對巖體的支護。當拱圈和巖壁接觸比較好，在拱腳至拱腰l／4的范圍內(nèi)可以考慮巖石的彈性抗力。側(cè)墻則按下端不能水平移動的彈性地基梁計算，側(cè)墻基礎(chǔ)的寬度可為墻厚的1.0一1.5倍。137(2)貼壁式直墻拱形襯砌計算要點1377.4.3噴錨支護(1)噴射混凝土支護

受節(jié)理裂隙切割的巖體，在成洞以后的洞壁表面，可能因某塊危石的旋轉(zhuǎn)、錯動或掉落，引起其他巖塊發(fā)生連鎖反應(yīng)而相繼掉落、滑動，故對一塊成石的加固非常重要。所以有些洞室在開挖后，應(yīng)先噴射一層混凝土以策安全，然后作2次乃至3次噴射或加錨桿或襯砌。1387.4.3噴錨支護(1)噴射混凝土支護138(2)噴射加鋼筋網(wǎng)支護混疑土噴層主要靠混凝土的抗拉強度和混凝土與巖壁的粘結(jié)力來支持危巖的重量。由于混凝土的抗拉強度和粘結(jié)力均較低，在巖層較破碎或危巖重量較大時，宜于初噴后掛鋼筋網(wǎng)，再噴混凝土以形成較堅實的支護層。噴射混凝土用的普通硅酸鹽水泥不得低于C40，每次噴射最小設(shè)計厚度：拱部不小于5cm，邊墻不小于3cm。139(2)噴射加鋼筋網(wǎng)支護139(3)噴錨支護噴錨支護應(yīng)用比較廣泛，除可以和襯砌組成復(fù)合式襯砌外，如元特殊要求也可單獨使用。這里的特殊要求是指洞內(nèi)需要表面光潔度等。在采用復(fù)合式襯砌的時候，有時也可用噴射支護使巖體達到基本穩(wěn)定，在稍后或等待整個洞體貫通以后再施工表層的襯砌。140(3)噴錨支護140新奧法指出圍巖本身具有“自承”能力，若采用正確的設(shè)計施工方法，最大限度的發(fā)揮這種自稱能力，既可以使的經(jīng)濟效果達到最佳。它的要點就是：盡可能不擾動周邊的圍巖，開挖之后及時進行一次支護，防止圍巖的進一步松動，然后是需要進行二次支護。所有的支護都是相當柔性的，能適應(yīng)圍巖的變形。在施工過程中密切監(jiān)測圍巖的變形、應(yīng)力等情況，以便及時調(diào)整支護措施，控制變形。新奧法也稱作“歐洲隧道掘進法”或“收斂約束法”（ConvergenceConinementMethod）。①錨噴支護原理141新奧法指出圍巖本身具有“自承”能力，若采用正確的設(shè)計施工方法7地下洞室地下洞室一般是指在巖土體中用人工方法開鑿修建的地下空間。地下空間的利用為各類建筑工程的選址開辟了廣闊的前景。當前，地下空間已開始作為極其重要的自然資源加以開發(fā)，在我國各領(lǐng)域已有大量使用，特別是人口密集和交通繁忙的市區(qū)，地下空間的開發(fā)與日俱增。1427地下洞室地下洞室一般是指在巖土體中用人工方法開鑿修建的地下7.1洞室的類型及位置選擇7.1.1洞室的類型（1）按使用功能分交通隧道：如鐵路隧道、公路隧道、城市地下鐵道及水底隧道等；水工隧洞：如水力發(fā)電站的各種輸水隧洞，為農(nóng)業(yè)灌溉開鑿的輸水隧洞以及給水排水隧洞等；礦山巷道：如各類礦山的運輸巷道及開采井巷等；地下倉庫：如糧食、油料、釀酒和水果、蔬菜等的儲藏庫，魚肉食品的冷藏庫，車庫以及核廢渣封存庫等；地下工廠：如水力或火力發(fā)電站的地下廠房以及各種輕、重工業(yè)的地下廠房等；地下民用與公共建筑：如地下商店、圖書館、體育館、展覽廳、影劇院、旅館、餐廳、住宅及其綜合建筑體系——城市地下街等；地下市政工程：如給水工程、污水、管路、線路、廢物處理中心等；人防工程：如人員隱蔽部、指揮所、疏散干道、醫(yī)院、救護站及大樓防空地下室，根據(jù)以戰(zhàn)為主、平戰(zhàn)結(jié)合的原則，這些建筑物平時可用作辦公室、會議室、工廠倉庫、食堂和招待所等；國防地下工程：如飛機庫、艦艇庫、武器庫、彈藥庫、作戰(zhàn)指揮所、通訊樞紐、軍醫(yī)院和各類野戰(zhàn)工事以及永備筑城工事等。

1437.1洞室的類型及位置選擇7.1.1洞室的類型2隧道模型144隧道模型31454146514761487盾構(gòu)與隧道掘進機（TBM）盾構(gòu)（Shield）適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程。隧道掘進機（TBM，TunnelBoringMachine）適用于礫石、硬巖等不同地質(zhì)構(gòu)造的隧道暗挖。可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。149盾構(gòu)與隧道掘進機（TBM）盾構(gòu)（Shield）適用于軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道施工法盾構(gòu)施工是近年來在國內(nèi)興起挖掘隧道的先進方法，它是根據(jù)不同的地質(zhì)條件，采用相適應(yīng)的構(gòu)造復(fù)雜的盾構(gòu)機，通過計算機精確控制，在地下向前掘進，同時尾部拼裝上可以承受巨大壓力的相互咬合的管片而形成圓形隧道。盾構(gòu)機通過之處，其后面就會形成一條高質(zhì)量的隧道。150盾構(gòu)隧道施工法盾構(gòu)施工是近年來在國內(nèi)興起挖掘隧道的先進方法，盾構(gòu)隧道示意151盾構(gòu)隧道示意10管片堆放152管片堆放111531215413155141561515716全球地下空間掠影：地下空間的多種樣貌

158全球地下空間掠影：地下空間的多種樣貌17上海目前已建成使用的主要地下交通設(shè)施：打浦路隧道，延安路隧道，延安路隧道復(fù)線，外灘隧道，外環(huán)隧道，翔殷路隧道，大連路隧道，復(fù)興路隧道；地鐵1號線、地鐵2號線一期工程；16條人行過街道（含6條下穿鐵路的人行過街道）與7條車行下立交；227座地下車庫。159上海目前已建成使用的主要地下交通設(shè)施：打浦路隧道，延安路隧北京在已建成的地鐵網(wǎng)基礎(chǔ)上，北京地下空間規(guī)劃內(nèi)容除其他城市地下空間規(guī)劃的內(nèi)容外，還結(jié)合北京的特點，包含了歷史文化名城保護區(qū)的地下空間開發(fā)利用、故宮等文物保護區(qū)的地下空間開發(fā)利用、奧運村的地下空間開發(fā)利用以及地下空間開發(fā)利用對地下水、環(huán)境保護的影響等專題規(guī)劃內(nèi)容。

160北京在已建成的地鐵網(wǎng)基礎(chǔ)上，北京地下空間規(guī)劃內(nèi)容除其他城深圳地下空間規(guī)劃內(nèi)容包含地下交通設(shè)施、城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市防災(zāi)設(shè)施等；規(guī)劃還提出大型居住區(qū)地下空間開發(fā)利用、城市中心區(qū)與分區(qū)中心區(qū)地下空間開發(fā)利用、交通樞紐地區(qū)地下空間開發(fā)利用的發(fā)展戰(zhàn)略等。

161深圳地下空間規(guī)劃內(nèi)容包含地下交通設(shè)施、城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市杭州錢江地下新城地處富春江路與新安路江路和奉化路交叉口，為杭州市新中心。地下四層，總建筑面積200萬平方米。162杭州錢江地下新城地處富春江路與新安路江路和奉化路交叉口，為杭上海白玉蘭廣場地下車庫163上海白玉蘭廣場地下車庫22上海地鐵二號線靜安路站164上海地鐵二號線靜安路站23上海人民廣場地下停車場165上海人民廣場地下停車場24北京地鐵西客站站166北京地鐵西客站站25西單文化廣場167西單文化廣場26香港名店街168香港名店街27加拿大

“我們的城市有一個很著名的地下城，總長32公里，在寒冷的冬天，人們就可以通過地下城去電影院或者劇院……”——加拿大蒙特利爾市市長皮埃爾·布爾克。

169加拿大“我們的城市有一個很著名的地下城，總長32公里，在美國

波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中央大道高架。在現(xiàn)有中央大道下修建8至10車道地下高速路，地面用以綠化；修建一條通向機場的4車道隧道，穿越波士頓港。

170美國波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中美國

波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中央大道高架。在現(xiàn)有中央大道下修建8至10車道地下高速路，地面用以綠化；修建一條通向機場的4車道隧道，穿越波士頓港。

171美國波士頓，拆除美國乃至世界最擁擠的城市交通干道，6車道中日本

第一條地下高速公路“中央環(huán)狀新宿線”在東京開工建設(shè)。1997年建成的大大阪Nagahori地下街是目前日本最大的地下街。172日本第一條地下高速公路“中央環(huán)狀新宿線”在東京開工建（2）地下洞室按斷面形狀分類①圓形或橢圓形；②直墻拱頂形③曲墻拱頂形；④據(jù)洞室底板情況可分為平底式和仰拱式；⑤其他形狀，如矩形、方形，雖轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中較大，受力性能不好，但在某些情況下仍被采用。173（2）地下洞室按斷面形狀分類32(3)按洞周所處的地質(zhì)條件分①巖體地下洞室包括人工洞和天然溶洞兩種。②土體地下洞室包括黃土洞室和其他土層洞室。174(3)按洞周所處的地質(zhì)條件分33175347.1.2巖體洞室位置的選擇（1）地質(zhì)構(gòu)造、地層特征的影響（2）使用功能的考慮（3）注意收集有關(guān)設(shè)計、施工資料（4）地下洞室的性能、規(guī)模、特點和地面建筑的聯(lián)系（5）相鄰隧道間距的考慮。1767.1.2巖體洞室位置的選擇（1）地質(zhì)構(gòu)造、地層特征的影響317736（6）地下水情況的考慮（7）洞口位置與標高、洞軸線走向、洞室斷面與長度等項選擇（8）方案比較與論證178（6）地下水情況的考慮377.1.3土體洞室位置的選擇（1）土體強度和含水情況（2）對臨近建筑物影響的考慮（3）施工方法的考慮（4）洞口位置與洞軸線走向的選擇（5）方案比較與論證1797.1.3土體洞室位置的選擇（1）土體強度和含水情況387.2影響洞室穩(wěn)定性的主要因素7.2.1地質(zhì)因素包括：巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體強度和地下水活動3項基本因素。（1）巖體結(jié)構(gòu)特征巖體的結(jié)構(gòu)特征是圍巖分級的一項主要因素，可分為：整體狀結(jié)構(gòu)；塊狀結(jié)構(gòu)；層狀結(jié)構(gòu)；碎裂結(jié)構(gòu)；散體結(jié)構(gòu)1807.2影響洞室穩(wěn)定性的主要因素7.2.1地質(zhì)因素39（2）巖體強度巖體強度通常可用巖塊飽和單軸抗壓強度乘以因考慮節(jié)理裂隙存在的巖體完整性系數(shù)KV來表示。①巖石按飽和單軸抗壓強度劃分②巖體按完整性系數(shù)劃分181（2）巖體強度40(3)地下水活動的影響地下水活動對洞周巖土體的影響有：①增加洞周支護結(jié)構(gòu)上的壓力；②使洞周巖土體強度降低，造成洞周巖土體變形或失穩(wěn)破壞，③長期作用可加速洞周巖石風化、溶蝕可溶性巖石，土體中的動水壓力可造成施工中的洞室產(chǎn)生大規(guī)模塌方；④已成地下洞室內(nèi)可能產(chǎn)生滲漏泉涌，影響地下洞室的正常使用。182(3)地下水活動的影響417.2.2工程因素(1)由于設(shè)計的洞室斷面形狀不當或尺寸過大，產(chǎn)生的應(yīng)力集中；(2)由于施工方法不當，如不用光面爆破且炸藥量過多或全斷面開挖時沒有及時支護；(3)洞頂開挖時超挖形成集水，向洞內(nèi)逐漸滲漏；(4)地下冷庫由于設(shè)計或施工不當，從而洞周巖土體發(fā)生凍脹，使支護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破壞；(5)在已成洞室旁邊開挖洞室，或在已成洞室下采煤(或挖洞)，使已成洞室遭受破壞；(6)洞周巖土體在地震、爆炸等振動作用下，因巖土抗剪強度降低而產(chǎn)生變形或破壞等。1837.2.2工程因素(1)由于設(shè)計的洞室斷面形狀不當或尺寸過大1844318544186451874618847采用超前管棚預(yù)注漿進洞當能在洞門處切出洞口后，可先在洞門外輪廓線外打超前管棚并注漿189采用超前管棚預(yù)注漿進洞當能在洞門處切出洞口后，可先在洞門外輪19049191501925119352194531955419655197561985719958200592016020261203622046320564206652076620867209682106921170212712137221473215742167521776218772197822079221802228122382224837.3圍巖應(yīng)力由于在巖體內(nèi)開挖洞室，洞室圍巖各質(zhì)點的原有應(yīng)力的平衡狀態(tài)就受到破壞，各質(zhì)點就要產(chǎn)生位移調(diào)整，以達到新的平衡位置。達到新平衡狀態(tài)時的應(yīng)力稱為巖體二次應(yīng)力。洞周受到擾動的巖體就稱為該洞室的圍巖，圍巖范圍大概是洞徑的3－5倍。巖體內(nèi)某個方向原來處于緊張壓縮狀態(tài)，現(xiàn)在可能發(fā)生松脹，另一個方向可能反而擠壓的程度更大了。相應(yīng)地，圍巖內(nèi)的應(yīng)力大小和主應(yīng)力方向也發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象叫做圍巖應(yīng)力重分布。

2257.3圍巖應(yīng)力847.3.1地下洞室圍巖的變形破壞圍巖變形破壞的形式與特點，除與巖體內(nèi)的初始應(yīng)力狀態(tài)和洞形有關(guān)外，主要取決于圍巖的巖性和結(jié)構(gòu)圍巖這類變形破壞由外向內(nèi)逐步發(fā)展的結(jié)果，常可在洞室周圍形成松動圈，圍巖內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)也將因松動圈內(nèi)的應(yīng)力被釋放而重新調(diào)整，形成一定的應(yīng)力分布帶。

2267.3.1地下洞室圍巖的變形破壞圍巖變形破壞的形式與特點1脆性圍巖的變形破壞

脆性圍巖的變形破壞有不同的類型1)張裂坍落2)劈裂3)剪切滑動或破壞4)巖爆巖爆是圍巖的一種劇烈的脆性破壞，常以“爆炸”的形式出現(xiàn)。巖爆發(fā)生時能拋出大小不等的巖塊，大型者常伴有強烈的震動、氣浪和巨響，對地下開挖和地下采掘事業(yè)造成很大的危害。5)彎折內(nèi)鼓2271脆性圍巖的變形破壞脆性圍巖的變形破壞有不同的類型86天生橋巖爆228天生橋巖爆87天生橋巖爆229天生橋巖爆882塑性圍巖的變形破壞

（1）擠出洞室開挖后，當圍巖應(yīng)力超過塑性圍巖的屈服強度時，軟弱的塑性物質(zhì)就會沿最大應(yīng)力梯度方向向消除了阻力的自由空間擠出。易于被擠出的巖體，主要是那些固結(jié)程度差、富含泥質(zhì)的軟弱巖層，以及擠壓破碎或風化破碎的巖體。（2）膨脹膨脹變形有吸水膨脹和減壓膨脹兩類不同的機制。（3）涌流和坍塌涌流是松散破碎物質(zhì)和高壓水一起呈泥漿狀突然涌入洞中的現(xiàn)象，多發(fā)生在開挖揭穿了飽水斷裂破碎帶的部位。坍塌是松散破碎巖石的重力作用下自由垮落的現(xiàn)象。2302塑性圍巖的變形破壞（1）擠出893圍巖變形破壞的累進性發(fā)展

大量的實踐表明，地下工程圍巖的變形破壞通常是累進性發(fā)展的。由于圍巖內(nèi)應(yīng)力分布的不均勻性以及巖體結(jié)構(gòu)、強度的不均勻性及各向異性，那些應(yīng)力集中程度高，而結(jié)構(gòu)強度又相對較低的部位往往是累進性破壞的突破口，在大范圍圍巖尚保持整體穩(wěn)定性的情況下，這些應(yīng)力強度關(guān)系中的最薄弱部位就可能發(fā)生局部破壞，并使應(yīng)力向其它部位轉(zhuǎn)移，引起另一些次薄弱部位的破壞，如此逐次發(fā)展連鎖反應(yīng)，終將導致大范圍圍巖的失穩(wěn)破壞。2313圍巖變形破壞的累進性發(fā)展大量的實踐表明，地下工程圍7.3.2圍巖壓力1圍巖壓力的概念在工程建設(shè)中，把由于洞室圍巖的變形和破壞而作用在支護或襯砌上的壓力，稱為圍巖壓力，有的稱為“地層壓力”，“山巖壓力”，“地壓”，“巖石壓力”，都是與圍巖壓力同一個意義。主動部分：直接由于圍巖變形或破壞引起的，即由于“松馳”引起的主要反映圍巖的構(gòu)造和特性。被動部分：圍巖抗力，它反映了支護結(jié)構(gòu)的特性2327.3.2圍巖壓力1圍巖壓力的概念91233922圍巖壓力的形成洞室周圍的圍巖壓力隨著時間的發(fā)展可以分為三個階段

第I階段：由于巖體的變形，在洞室的周界上產(chǎn)生一般的擠壓，同時，在兩側(cè)的巖石因剪切破壞而形成了楔形巖塊，這兩個楔形巖塊有朝著洞室內(nèi)部移動的趨向。

第Ⅱ階段：在側(cè)向楔形體發(fā)生某種變形以后，在巖體內(nèi)形成了一個橢圓形的高壓力區(qū)，在橢圓曲線與洞室周界線間的巖體發(fā)生了松動。

第Ⅲ階段：洞頂和洞底的松動巖體開始變形，并向著洞內(nèi)移動，洞頂松動巖石在重力作用下有掉落的趨勢，圍巖壓力逐漸增加。2342圍巖壓力的形成933圍巖壓力分類（1）松動壓力因開挖引起圍巖松動式塌落的巖體以重力形式作用于支護上的壓力稱為松動壓力。散體－塌落拱破壞塊狀－塌落式滑移（C/D/E）碎裂－落石（F/G/H/I）層狀裂－剝落2353圍巖壓力分類散體－塌落拱破壞塊狀－塌落式滑移（C/D/E（2）變形壓力變形壓力是圍巖在二次應(yīng)力作用下發(fā)生的變形受到支護的抑制作用而產(chǎn)生的壓力。按其成因有下列幾種情況：①彈性變形壓力當采用緊跟開挖面進行支護的施工方法時，由于開挖面的“空間效應(yīng)”而使支護受到一部分圍巖的彈性變形作用而產(chǎn)生的壓力稱為彈性變形壓力。②塑性變形壓力在過大的二次應(yīng)力作用下圍巖發(fā)生塑性變形而使支護受到的壓力稱為塑性變形壓力。③流變壓力在流變性很顯著的圍巖中，一定的二次應(yīng)力會使圍巖發(fā)生隨時間而增加的變形。這種變形會使圍巖鼓出，引起很大的洞室收斂變形。由此變形在支護上產(chǎn)生的壓力稱為流變壓力，其特點是壓力隨時間變化。236（2）變形壓力95(3)沖擊壓力（又稱巖爆）巖爆是圍巖的一種劇烈的脆性破壞，常以“爆炸”的形式出現(xiàn)。巖爆發(fā)生時能拋出大小不等的巖塊，大型者常伴有強烈的震動、氣浪和巨響，對地下開挖和地下采掘事業(yè)造成很大的危害。237(3)沖擊壓力（又稱巖爆）96（4）膨脹壓力在膨脹巖巖體中開挖地下洞室時，由于圍巖遇水膨脹、崩解而引起的壓力稱為膨脹壓力。238（4）膨脹壓力977.3.3圍巖壓力的計算7.3.3.1深埋地下洞室圍巖的松動壓力的計算2397.3.3圍巖壓力的計算7.3.3.1深埋地下洞室圍巖的松動24099式中：241式中：100該式的適用條件：1非高邊墻242該式的適用條件：101該式的適用條件：2不產(chǎn)生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖。3適用于礦山法施工的隧道4對噴射砼及錨桿支護，因荷載性質(zhì)不同，不宜采用5深埋隧道243該式的適用條件：2不產(chǎn)生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖。1即：244即：103適用條件與垂直壓力同245適用條件與垂直壓力同104圍巖水平壓力(主動側(cè)壓力)的大小及分布與下述因素有關(guān)：a．與作用在側(cè)壁巖(土)體上的上覆荷載(或應(yīng)力)有關(guān)，即與坑道開挖后圍巖壓力的分布有關(guān)。b．坑道側(cè)壁的松弛范圍，主要取決于側(cè)壁圍巖的地質(zhì)條件，如結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與組合等，另外也受到施工技術(shù)的影響。c．地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場的強度、方位及應(yīng)力釋放途徑，這是產(chǎn)生較大側(cè)壓力的一個重要原因。246圍巖水平壓力(主動側(cè)壓力)的大小及分布與下述因素有關(guān)：③圍巖壓力的分布圖形圍巖垂直壓力:在通用的隧道襯砌設(shè)計中，應(yīng)按多種圖式分布的圍巖垂直壓力進行驗算，使之較符合實際情況圍巖水平主動側(cè)壓力的分布圖式，通常簡化為均勻分布。247③圍巖壓力的分布圖形圍巖水平主動側(cè)壓力的分布圖式，通常簡化鐵路隧道的計算方法寬度影響系數(shù)垂直壓力水平壓力248鐵路隧道的計算方法寬度影響系數(shù)垂直壓力水平壓力1072太沙基理論太沙基理論中假定巖石為散粒體，并具有一定的凝聚力。（1）隧道側(cè)壁比較穩(wěn)定時，只有頂部有垂直壓力，洞頂巖層中任意點的垂直壓力為：

側(cè)壓力系數(shù)2492太沙基理論側(cè)壓力系數(shù)108250109（2）當側(cè)壁不穩(wěn)定時：251（2）當側(cè)壁不穩(wěn)定時：110太沙基假定巖體為“散粒體”，對巖石作了比較簡單的假定，沒有對洞室圍巖進行較嚴密的應(yīng)力和強度分析，計算一部分巖石的自重作用下對洞室引起的圍巖壓力，這些壓力實際上都是松動壓力。

（3）水平側(cè)壓力計算252太沙基假定巖體為“散粒體”，對巖石作了比較簡單的假定，沒有對3普氏理論：普氏圍巖壓力計算方法是在松散介質(zhì)中開挖坑道后，坑道上方將形成拋物線形的平衡拱。如果側(cè)壁巖體穩(wěn)定，則平衡拱的跨度與開挖寬度相等，如圖7．8。若側(cè)壁巖體不穩(wěn)定，平衡拱跨度加大至側(cè)壁滑裂面的外緣，如圖7．9。平衡拱內(nèi)的巖石重力即為圍巖垂直壓力。2533普氏理論：112理論實質(zhì)：在松散介質(zhì)中開挖坑道，在其上方會形成一個拋物線形平衡拱，此拱線即為破壞的范圍。隧道支護結(jié)構(gòu)所要承擔的荷載是這個拱內(nèi)巖石的重量。兩種情況：圍巖無側(cè)向壓力圍巖有側(cè)向壓力254理論實質(zhì)：在松散介質(zhì)中開挖坑道，在其上方會形成一個拋物線形平

普氏把所有巖石視為非粘結(jié)體，用增大巖石摩擦系數(shù)來考慮巖體質(zhì)點之間的相互粘結(jié)，即認為在平面發(fā)生運動時的剪應(yīng)力，再加上巖體質(zhì)點間的凝聚力C后，就得到單位抗剪強度巖石堅固系數(shù)255普氏把所有巖石視為非粘結(jié)體，用增大巖石摩擦系數(shù)來考慮巖巖石堅固系數(shù)開挖洞室高256巖石堅固系數(shù)開挖洞室高1157.3.3.2淺埋地下洞室圍巖松動壓力的確定（1）當h≤h0時，埋深小，垂直壓力考慮全部覆土的重力，按下式計算：埋深壓力拱高2577.3.3.2淺埋地下洞室圍巖松動壓力的確定（1）當h≤h0（2）當h＞h0時摩阻力下沉破裂面破裂面壓力拱高258（2）當h＞h0時摩阻力下沉破裂面破裂面壓力拱高117259118260119太沙基公式坑頂至計算點的高太沙基公式261太沙基公式坑頂至計算點的高太沙基公式1202621217.3.3.3變形壓力的計算（1）彈性變形壓力的計算2637.3.3.3變形壓力的計算（1）彈性變形壓力的計算122264123（2）塑性變形壓力的計算①塑性變形壓力pi的計算剛度支護系數(shù)原巖壓力開挖半徑265（2）塑性變形壓力的計算剛度支護系數(shù)原巖壓力開挖半徑124266125②最小圍巖壓力的計算267②最小圍