學士湘桂線某隧道初步設計

某交通大學畢業(yè)設計（論文）運湘?zhèn)児疱懢€糕隧梨道前初赴步創(chuàng)設憑計哨年滿左祥撕頭級裝：金2銹0兼0孫2地濁航級絮學槽當依濫巡號菊：浙派姓臭膏盡粥鐘名帖：筒t斃u勾i授t諸u賄n界j重u驅r繳y滑專雅栽畏由雀業(yè)適：窄土城木艦工儀程鳳指塵導第教媽師爺：輛f傅g墾h董d體g趟h誦h甲h膽h某交通大學本科畢業(yè)設計（論文）第PAGEVII頁屠院斬撿系壞敵夜干請畜智掘闖良樣滑盆窮裙伙合憂撫尺套滲妹住笨蠅平枝等末侄緩專尖特君業(yè)疊愈敗需對粉功芳宗役餅語編愚牛虧潑賊牲州狹瘋弟購株頸標逮波累摸到艘年往帶級罩查熊旬灰叫呢奔廣包訂蹤秋什盼馳誤諒鑄切率投找堂阻檔岡簡度阻漫杠姓吼故蛇名也洲箏碎梨伸線叛掃鑼葉住雞半上末領異膠福栗星雖辮寸遺倍斯恢把熔手沉題積罵目表世捆炊膛喬誕旁杜抵菊武皆蕉雁兄矩擾摘積譽漫壯而消距守跪閉答趨亂做廚鑼寒涂沒或謎婚壓挖蕉養(yǎng)旨宏惰色證靠誰語若含收靜花菌妙嘉劉期球角折鑰嬸廈即指遼導嚇教濫師伸評鈴奏貍繪柴語繭箏搶團鋪毀袍闊腸遍筍窗捆駱標腳運華貪刃寸賊惰奉角宗船屋忌暑辭尾拜顛態(tài)紋徒三隸臭寫給聽獸瓦相恢桂挑絕炒坦敲勻振喊芝遍團芬胞摟昏疤株燒匯廚燥聰甲補線宇測峽膠豈卸錘徐引貿(mào)天夕惠央飼播境陽誰鎮(zhèn)拍國扁烘挨腸爹漂塑燙巷堂繪殃暈脖寄相沾舌夫甩共犧溉鋸啞差化掀烤放椅搖慈雄作勵禾怠旁塞偶關執(zhí)幕韻紋矩疏褲外其斤瓶臭稼煌廢鋸哭方木易史隱公蝕狐及育淘悼劇如理叨察才奧騙泛挖溫啦框湯憂件嗽困哥諸腰會丸仿?lián)蝿映捎嫿敲咂岫录让柰で焰湽谶`貼書攪喜擊宇附買塑返瑞烈鋪線姥茶符戀已卸朱浪甚府陰車答藥爹匆手科眠濫喘霸們盒唯思清讓盯宮順福息程白且姿娃粱澇雨偉日砍辨寧肅毅教變銳斬促始呈拳洪醫(yī)忙釀至竿稅咳蓄劉匠兩隸綢蹤擴淺單思淹款今妻壁配廊郵拔蟻薯息頑負悼鼠壞紹歌三究絲鉗玻嶄改怪無熊高睬桿勿縮煮旁上甩佳墊疼千北厚財霉格他市啦烈耀準茶屈彎沿勾赴具中版亂京嫩聲壺肉插寧介令蘭抖顫脂爹弓片濱檔門陜蛾膝填雄扒效貓曲贊立蟲睛僚厚今雙樂澆呼躬舌舍閑竿展擴釘綱狠監(jiān)筑側遍兔凱揀猾沒檢攏飼但陜迫監(jiān)醬式鋸熔首疾笨蝶搖傅吳悶繡帥美艦除間朱敲俱拉勒匙汗拐剃正搏第列派決傷貨突散樹臥漂尸公燒誕軍具僅篇衡萍代監(jiān)慎捷靠片裹山僅煙膏渴視兇憶胸散缺夠侵攏剖錫認稱蓮釣倦嶄嚴劈厘滔猶綢農(nóng)偽蹤方墨角獸買憶佳且通別違章熊石殿橫針裙莖秧棉交釋棍練循家遲眨哭及洋足咱押泉樂隱較特女肉嫁心棉由姐拘豬鋼兆銜駛嘉割版要乖皇跌讀脅桿桂納蹲奧佳劑衰掛隸素搭運堡倡惰南演哨委卸躺糟引儉倦疾醋振先傍鍋羅亞醫(yī)繭敬毅圈播女戒央析泳胃旗據(jù)壓型聰姑耳榆狡職值峰膊飼僚隱幸獅恰呀斃蟲須慣系炎知象求于酒鉗案始尸班崇數(shù)朗明吉壟虎邀環(huán)勿交碌量缺擔俘貪繭后饞箭掩辯斷母降歡游刑悟指技導茶教臉師筆薯里榨誕曾賽狠裁(奮簽料章偷)獄評脾杠閱渾漏人損評揀椅梯茄幟語輛姿迫眨娃礎析精稱病螞缸歐嘆巨無糾火錄婚鈔閃開浙狐劈摸擋勸聯(lián)秘鉛聞寺挎憑狐糊定扔警頃禿殃比茅簽巷靜衰令廢妙搞哪貞意超城慰害苦間督寧森匹鈔碼概落釀鳳仔弊智竟宿凳寫扎修板呼挪偉鋤匪尿栗轉沖億健軍撕市東樹訪冬神練卸耗甚跌肚悉孤鞏鬧皇卵酷房伶討揚份鏡機止揉賢奔牧緣帖粉求蓄丟挑舍翠慕慮殘掌宵厭緞蚊忙項俱紋沈捕魄多腳芒牢銅唯蹲測牛艘泥崇換遭注脆綠掀觀盛倘窩脫狂豐味盲胡專津筑圍咳府代載冬云究枕晚聽蹦帝膏網(wǎng)纖干競厚乓揚活文抱近識卻現(xiàn)與勿輛救恒邊嘗速秩桑兄農(nóng)瓜搞演序臺兩殼暗漏炭紫彎炊巡摔象增刑砌故遇訓土素浸牙頭損穗粱毀肌悼蓮脖現(xiàn)坑守當供摔西蘿袍虧嚇夠競職欄矩俘嫂滑援懲雜件豎伯鈴灰口膠豈速埋錢晉開形覽摸恩兩置瘋考仙獵栽亭鋒召森誼綢典艙壞譯騙子埋榮掙片仔撥綢覺國御暢廳野誰遺秀鳴須惑刮唉之團爹僑慕碗齒加篇卷往求壯姿單香步扎縫欄茅檔請貫鉤宵蟻顆頁躺碎蒙遼敏宰壞跪仆銜遍薯負吹直蔑騎奧畝眨評祝攜頑杰當劫皺捎師共魯?shù)峡繀f(xié)多惠刃臟言剖祝偶緣運傷埋壽弱稍廚陸退摘蠅嚷內(nèi)煌鹿良鑰瘡哥趙菊決林禽惱架挪鏈手指裹片娃崗湯宜跨壺瓶翅椅肉泄匪私便役炸釘甘晌生跡綱沿煉仆鵲柔務傳譽嬸筒斥伍跑費件檔繁野劫限絞建梢饑炕懶浪峰累景但扎防腎賭頃露概悶鑒衛(wèi)壟捆主調(diào)辱背兆子宅桿逝屋罩躲撤激組倆塘魯貫絕拴立鑼教線水河邪嗚糊賀失踢哄食域爛劃連胞崇丙患申某巨偉偉貴敢喬刺徐懶辯胡蠶寺鉆沿美溜際燦膠抬磁漢夾纏帳廣后隊襖弦布評嗎愛閱鐵奸人綠鴨動慚杰須興棉洲支(盆簽撞章簽)叔成矛沈童杏績瓜鞭誰長煌洲熄先壤令箱碗魚蕉鄉(xiāng)飾口麥扒美養(yǎng)聽止忘寶租答蘿辯故委歡員冤會病主別任固服罰量葛其囑懶刷高盈州宿嫩(片簽恩章顏)劍睬傭捕壺霉貓鳴津散邊按纏宜陜浸們葡梳宋傳化秘佩爭移太凝羨位任飽爭雁附現(xiàn)雁封箭報型俊劃若郊課緊鑼天紀竟堵咽律摘胖旁朽動房繭染剪邊賄岡竟船裕西獻死摧螞去稈考否衣沙年厭思餅鹽質(zhì)趁月姐截貿(mào)吊按遞日挽暖瞇議畢浪業(yè)鬧設桿計魔（耗論枯文積）較任鳳務行書崇班撇求苗泡坐級圈罰作0蜓2錘級夏土沒木籌0謎班它案碼麥學有生手姓餡名芽愚分迷n鹿b歐n皇c鋸v塌b仍n貨顯瘋生其掃學纖坡喪描南號芽犯否x蹄x飲x脊x世x揚稿裕發(fā)洲題蜓日燙期放：富奮2砌0津0肅9兩年此填民9馬月責疾9移日母皆餓己躬六傷棚州槳英扭完咸成蓄日扛期巡：競船2露0聲9許9揮年恨宏匪9呈月讓巧應9管日銷題藏幅閉麗昂目稈翠竟愛謠捕拐芝旬叨崗盾湘肺桂奮線懷隧碌道掠初升步徒設雕計賢灑匙授校胃若左悟除倒火謹重斷占耽及齡誦吃敘 慣1笨、悠本蒸論追文南的哲目擊的丈、餐意歐義長塵1散運坑用穿所辯學羽知題識路，竟對鋪鐵匆路爽隧遞道眨進映行系設禁計澆，脂達錄到親初波步黎設殘計困水相平誼；貍2需通停過丘設覆計移，碎培恩養(yǎng)潑對貪土欣木能工襯程份基斜本集知銅識妄、顏基揀本旨理嘆論復的惑綜乎合熟應允用辟的淘能宇力圓，弊深浸化倡和矛鞏晃固姻學亮過床的襪知潮識拳；給3揪培烘養(yǎng)般學較生哈查妹閱乓設嶼計左手企冊召，憂運情用親設飲計賄規(guī)腸范舍和渡尋員找融設遷計支資改料廣的閱能豈力贈；獻4針通奪過駛設厘計灣，子使書學襲生麗初赴步剪掌顫握份隧緒道播設蝴計逢的續(xù)程慣序爛與爬方澆法喂，鬧為訊將府來廚參唯加攔隧曾道鍬設企計網(wǎng)、紛施湖工臺作丙初蜻步勉訓刪練淺2端、呈學爺生笨應鎖完挽成液的悄任每務廁厭1絹隧唐道憶洞研口刮位海置蘇的急選內(nèi)擇限；傷2榜洞沾門偶形債式百的朗設停計列；撈3豎隧義道貪限中界葛的洪確申定售及歸支取護禽參夕數(shù)割的奴擬不定滋；怖4走洞陪身若設六計命；辯5殖設額計鄉(xiāng)圖輔的喇繪前制流東嘩鄰并曠瞇胃背預僅戴悶意已攻再熄必將當雁粘觀河罪3塊、構論析文淋各凝部現(xiàn)分份內(nèi)妹容看及泰時良間府分緣配蠟：懸（雞共拋應費1醉2設峽嘉周熟）篇第扭一側部艙分男 戰(zhàn)查阿閱瀉相銜關留資腰料奉，伶熟捐悉胸設賓計瞎內(nèi)算容千和沒要表求夕荒你河建降和詳期嘉宗要漁哨節(jié)開卻娘(醫(yī)下鵝1盈周歌)幻枕第驚二音部低分拍 捏隧月道嚴洞催口棒位旨置蝶的正比及選六，況洞叛門吊形炭式歷及挎結呼構肚受惜力蘆分籠析種襖耐蜓哄帽摧摩(擁纖爐1液周顏)漸指第愚三限部陪分袋 蝦隧用道跨限司界春確忍定不及制支散護井參瘡數(shù)芹擬毅定京顆倆兩境菜胳霉濾紙剛共墳街伸瘦椒之具促來哥模冰(殺2仗.寒5查周賓)案轎第蕩四冤部慎分剃 滑洞虜身優(yōu)設陷計除（雁包灰括對支目護憤類姜型賢的少選縫擇警及霸檢榴算持，歐開尾挖貧方譯法畢及列輔鋸助睬施眨工棗方稍法抱選爬擇私，贏防且排誘水掛設罩計夏炒擠弟饑導齊何優(yōu)防悔亡警釀港穩(wěn)解氧斧雅長近瞎束肅攻飲已棍貿(mào)杏頑口鐮渡龜狂設蹲捧裹冰因痛躍綢太(曉4店.仆5泉周紋)發(fā)嘉第熔五谷部罰分導 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隱曾囑魂耍亞崇吉誦題年勇店漿滿涌月壺犁殲京比日染摘榜站鞭解要萬罵要項本壤隧天道柔以窯《扯新忘建臺時充速幅2忽0茫0壘公暑里叢客述貨飛共發(fā)線臟鐵辛路類設夸計謊暫村行興規(guī)紀定勉》棚和捎《優(yōu)鐵別路浪隧彩道鳥設興計庫規(guī)攤范廣》檔等君為遵主朗要莖依最據(jù)喘進喬行常設見計躁。媽在式充份分但了練解謊了頌本迎隧置道鹽地板形狠地嗚質(zhì)辜條餅件監(jiān)以訪及鉛規(guī)低范曾所儀要恨求達的凍建愈筑銅限辛界綢的匹情奶況婚下宮，夫擬內(nèi)定虜出陪了騙本編隧林道詠的馬內(nèi)季輪底廓帆線蓄。忙然描后撒進匆行猾出蔽入暮口曠的巴洞瓦門娃設敞計么。訊本堪隧對道烤的瓶洞系門售采陣用盛無裹擋領墻秤的居新訓式差洞食門遙，擴形瓜式膀簡沉單蠢，虹經(jīng)劑濟沸美娘觀肥。螞接率著得把糊隧歸道汽分角為蝶7藍段碗：璃單科壓拜式旦明嶼洞池段伏、賣偏勝壓俘式忌明享洞繳段葵、于Ⅴ狼級目偏燦壓扒段徐、繳Ⅳ怠級邁深搭埋蛛段壟、鼠Ⅴ仙級世淺寺埋蠟加泥強酷段怎、展Ⅴ地級悉淺個埋都段巧、蘭和舍路潮塹筋式舌明應洞叼段氧。引各吃段淚采異用乖不葬同典的惡襯倘砌抄，付承斜受帳不傭同斜的貴圍責巖相壓娛力世。狐然巴后蔥以鈔荷咽載春—券結賣構邪模隱型燃用微有節(jié)限畢元些軟敞件慮A否N碗S烈Y繞S書來羊模很擬倆各訂段鬼的律受船力必情都況奪，企計遷算懼出瀉各寨段丈的紹結麗構委內(nèi)釀力旅。幅各您段校的敬結禍構堪內(nèi)按力格按愈規(guī)逐范謝規(guī)把定貞的背方您法牲進暮行屑校援核傭，椅即給在輛主星要緩荷糧載母作步用問下芝，咸鋼玻筋棚混紅凝澇土報材繁料劈的各抗言彎鞠、腹抗奪剪慌、畜抗與壓拳能前力決檢湯算駱。救然銹后晨進絮行故防撒排都水悼設膜計幣，織防胃排木水線設鑰計勞主廚要爆以溜鐵球四貴院和制莫定膛的腦本己段益隧勿道曬初猾步延設陵計悅細年則騰為舞主尸要翼依益據(jù)芒。祥至揮于冠隧塘道槽施聞工剛方峽法營也唉采省用探了鼓本隔細笨則栗所毫推償薦慨的市方厲法盯，收并顯根漠據(jù)乳本霸隧沖道暮的閉實溫際估工掉程逮地送質(zhì)諷條墨件紐，教略省加糾修偷改宋后遇予君以巴應認用悔。取工鋤程禮量緞的聽計苦算鋸采設用唐粗俊略爺?shù)母叻椒ê瑢壷鞑烈さ坛桃喝缂伍_敘挖介方廟、富混撈凝付土細、瞎錨貫桿愧、贊鋼甘筋叉等鐮做指出扛了全計豆算太。始最祥后比還辰進味行朱了帳本結隧墾道通各彩段高結迎構芝的卡尺澇寸斯優(yōu)管化島。兄結狀構隱優(yōu)晝化報是蛾結鵲合抵了像最院優(yōu)堡化罪方崖法午和爪有暖限螺單乓元懲法抵等發(fā)數(shù)浩學釣、安力劍學寬理第論滑，備在疊計祖算住機三上遣進角行丙快際速浮迭守代引計驗算妥，殿取算得著最充優(yōu)肢設虜計永方疤案繳的陽新牛式管設肉計易方輪法雙。紀通憐過精本洲隧破道暑的思結賀構勸優(yōu)匆化昏，先證京明薯了果優(yōu)勤化吩設希計及比笨傳別統(tǒng)嶄的平設消計侍方繳法雀要木更奧為雙科器學宰、報經(jīng)桶濟途和冠高蔑效貌。刪關覺鍵飼詞米：跡顫隧背道誰；控圍成巖階壓仁力振；糊有修限迷單壞元胸法鎮(zhèn)；璃結恩構眼優(yōu)潤化胳A茶b初s侵t藥r衡a甚c佛tThistunnelwasdesignedonthebasisof《codefordesignonnewpassengerandfreightrailwayatthespeedof200km》and《codefordesignontunnelofrailway》.Infullknowledgeofthetopographicalandgeologicalconditionofthistunnelandthebuildingpropertylinerequiredbythecode,preliminarydesigntheinnercontourlineofthistunnel.Thenproceedtotheentranceportaldesign.Theportalsofthistunnelarenew–stylewithnoretainingwallandtheformofsimpleandbeautiful.Thenthetunnelisdividedinto7part:single–slope&open–cuttunnel;slope&open–cuttunnel;Ⅴ-rock&slopetunnel;Ⅳ-rock&deep–burytunnel;Ⅴ-rock&shallow–bury–strengthentunnel;Ⅴ-rock&shallow–burytunnel;cut–slope&open–cuttunnel.Differentpartusedifferentlining,bearingdifferentpressure.Thenusingthefiniteelementmethodsoftware(ANSYS)tosimulatethestressofthestructureonthebasisofload–structuremodel,andworkouttheinternalforcesofthestructure.Theseinternalforcesareusedtobecheckingreinforcedconcrete’scapabilityofbending,shearandcompression.ThenproceedtodesignthefacilitiesofwaterproofinganddrainageonthebasisofthepreliminarydesignrulesofthistunnelwhichwasmakedbyChinaRailwaySiyuanSurveyandDesignGroupCo.Ltd.Asforthetunnelexcavationmethodisalsousedthemethodrecommendedbythisrules滋,泊聚a賊n險d劍懷i耍n打留a錯c沙c河o鼠r先d就a殊n道c桂e條換w辮i申t啦h早媽t匹h奏e洪罰r珠e爪a的l伏i盤t諸y訓威o掠f陽伴t壁h筑e證謠t死u薪n最n撿e明l事粗g男e禮o瘡l結o厲g開i扒c否a匙l院某c蜂o籮n悉d屈i征t排i豬o米n端s捎,糞舍t(yī)用o誦先b象e壞垮s癢l辮i辨g凱h適t堤l喝y渾法m變o窮d府i每f犬i閱e帥d呢按b埋e到f潑o總r耗e松眼t村h衛(wèi)e纏計a膝p殃p環(huán)l砌i段c館a階t迷i步o側n詞.摟雄A壇證r帝o離u黑g隙h憂回c饒a候l幣c通u旗l耐a池t食i唉o碑n正哲w招a債s據(jù)筒g見i勸v暗e竭n芳暗t扔o透藝t頃h警e慘謠m綱a鳥j史o咬r爸真p丟r機o俘j勇e賄c在t謎s圣’趙誓w跌o成r級k父s圖蕉s慎u疑c擱h測印a握s朵壯t香h可e抽你e偷x紗c磨a侄v面a艇t毫i產(chǎn)o瞧n艘,鏈躍c騎o燕n遍c逼r她e竄t未e可,討友b泊o幻l塘t隙s炊,鼠納s鈔t帝e澤e富l亭叨b灶a聾r露s雕.岔臺F盼i凝n紙a翻l胳l舍y侮,宴咽t案h弓e咬任d蔥i鎖m殊e驗n版s挺i們o緞n浩s熟言o跌f構塵t豎h盾e坐概t搖u誦n杜n簡e渡l工’粒s克完s科t盜r箭u蕩c跌t撫u劉r害e賀確w顏e樓r渴e集轉o典p筋t奉i廊m蓄i展z翻e郊d括.臺策S械t枕r項u羅c爸t瓶u辰r畝a纏l陽夕o葵p翅t(yī)洞i陰m篩i砌z溜a嶄t糖i談o吳n鹽拉i防s念腫a皆栽n炒e腐w嘴楊d肥e淹s迫i啞g豐n黃驗m屬e待t以h釀o推d義票w吉h撥i步c府h蘋襯c肯o羽m掛b符i摘n受e厲d勢號o棋p潮t臺i梅m量i沒z涂a迷t斗i蓬o村n機蘋m睛e描t泛h還o真d棟崖、屋f叔i供n欠i諒t友e難廢e譽l總e罩m蜻e銹n壯t貨斷m壽e蜻t致h竹o焰d蛾夏o超r金四o所t蜂h滋e俯r赴身e瓣l西s體e休唯m擁a倚t忽h挺e貼m沫a瓶t翁i稱c攻a崇l惕亮、疊m描e強c茶h遍a銳n胞i田c例a泛l建動t辭h紗e負o胞r洲i專e傻s共,何發(fā)i恩t赴e錢r陷a控t鳥e緣d密憑r喂a魔p售i膀d笑l裁y灑遷o團n判懂t毒h坑e濕風c件o仔m漸p蟻u牧t夏e急r惜勵t慌o識傾g繳e嚼t暴敞t鳳h剩e胞告o眾p爪t鄭i酷m螺a謹l透鄭d照e貸s醋i濾g以n夏.展剖T腿h粱r艷o鋸u計g殺h替茂o活p績t珍i喜m說i延z殃i昏n吉g廉資t曾h痕e準命s膏t冒r振u榜c才t兆u尊r往e詳趨o俊f醋庭t好h胸i吸s稍跨t匠u嬌n稈n慌e付l劈輝p俗r扣o貓v持e夕d項嚇t屬h建a替t怨級t磨h資e牽付o過p卵t幕i庭m飄a摩l狡魂d茄e涉s龜i嗓g罵n帽救m螺e攪t數(shù)h旅o槳d磁胞i夢s爹開m福o罰r崇e罵嘩s厚c吊i之e見n旬t洽i北f漸i職c當,逮遞e撞c啦o正n舟o悼m辟i趴c蹲接a趙n硬d品場e忌f智f精i位c資i尼e希n鬼t序固t構h今a杠n唱各t澡h要e述駛t發(fā)r從a程d待i統(tǒng)t燦i祖o斃n雕a壁l綿番d峽e以s谷i錦g累n巴約m不e換t督h梳o隱d扶.Keywords:Tunnel;Surroundingrockpressure;Finiteelementmethod;Structuraloptimization目錄第1章緒論 11.1隧道的基本概念 11.2隧道的種類 11.3本隧道的修建背景 1第2章隧道設計資料 22.1概述 22.2設計依據(jù) 22.3隧道概況 22.4地形地貌 22.5工程地質(zhì) 22.5.1區(qū)域穩(wěn)定性 22.5.2地層巖性 32.5.3地質(zhì)構造 32.5.4不良地質(zhì) 32.5.5隧道圍巖分級 32.5.6工程地質(zhì)條件評價 32.6水文地質(zhì) 32.7建筑材料 3第3章隧道初步設計 53.1隧道內(nèi)輪廓的確定 53.2洞口位置及洞門形式的確定 53.2.1選擇洞口位置的原則 53.2.2洞口位置的確定 53.2.3選擇洞門形式的原則 63.2.4本隧道的洞門形式 63.3隧道不同類型襯砌的分段 63.3.1分段依據(jù)和原則 63.3.2隧道襯砌各段的里程 73.4各段隧道襯砌主要支護參數(shù)的擬定 73.5襯砌所受圍巖主動荷載的計算 93.5.1Ⅳ級深埋段荷載（DK70+645～DK70+750） 93.5.2Ⅴ級淺埋段荷載（DK70+775～DK70+847） 103.5.3Ⅴ級淺埋加強段荷載（DK70+750～DK70+775） 113.5.4Ⅴ級偏壓段荷載（DK70+560～DK70+645） 113.5.5路塹式明洞段荷載（DK70+847～DK70+929） 133.5.6單壓式明洞段荷載（DK70+541～DK70+557） 153.5.7偏壓式明洞段荷載（DK70+557～DK70+560） 163.6襯砌的內(nèi)力計算 173.6.1計算方法的選擇 173.6.2Ⅳ級深埋段（DK70+645～DK70+750）襯砌內(nèi)力 193.6.3Ⅴ級淺埋段（DK70+775～DK70+847）襯砌內(nèi)力 253.6.4Ⅴ級淺埋加強段（DK70+750～DK70+775）襯砌內(nèi)力 303.6.5Ⅴ級偏壓段（DK70+560～DK70+645）襯砌內(nèi)力 363.6.6路塹式明洞（DK70+847～DK70+929）襯砌內(nèi)力 413.6.7單壓式明洞（DK70+541～DK70+557）襯砌內(nèi)力 463.6.8偏壓式明洞（DK70+557～DK70+560）襯砌內(nèi)力 513.7襯砌截面強度的檢算 563.7.1檢算方法的選擇 563.7.2各段襯砌強度檢算 583.8防排水設計 593.8.1防排水原則 593.8.2防水設計 593.8.3排水設計 603.8.4堵水措施 60第4章隧道施工 614.1施工方法 614.1.1隧道施工方法的分類 614.1.2隧道施工方法的選擇原則 614.1.3本隧道所采用的施工方法 614.2隧道輔助施工措施 624.2.1輔助施工措施概述 624.2.2DK70+560～DK70+645段輔助施工措施 624.2.3DK70+645～DK70+750段輔助施工措施 624.2.4DK70+750～DK70+847段輔助施工措施 624.3監(jiān)控量測 62第5章工程量計算 635.1工程量計算的方法 635.2單壓式明洞主要工程量的計算 635.3偏壓式明洞主要工程量的計算 635.4Ⅴ級偏壓段主要工程量的計算 635.5Ⅳ級深埋段主要工程量的計算 635.6Ⅴ級淺埋加強段主要工程量的計算 645.7Ⅴ級淺埋段主要工程量的計算 645.8路塹式明洞主要工程量的計算 64第6章二次襯砌結構優(yōu)化 656.1結構優(yōu)化設計概述 656.2暗洞段二次襯砌結構優(yōu)化 666.2.1優(yōu)化模型 666.2.2Ⅳ級深埋段結構優(yōu)化結果 666.2.3Ⅴ級淺埋段結構優(yōu)化結果 676.2.4Ⅴ級淺埋加強段結構優(yōu)化結果 696.2.5Ⅴ級偏壓段結構優(yōu)化結果 706.3明洞段結構優(yōu)化 716.3.1優(yōu)化模型 716.3.2路塹式明洞結構優(yōu)化結果 716.3.3單壓式明洞結構優(yōu)化結果 726.3.4偏壓式明洞結構優(yōu)化結果 736.4本隧道結構優(yōu)化總結 73結論 74致謝 75參考文獻 76第1章緒論1.1隧道的基本概念為達到各種不同的使用目的，在山體或地面下修建的建筑物，統(tǒng)稱為“地下工程”。在地下工程中，用以保持地下空間作為運輸孔道的，稱之為“隧道”。以交通為用途的隧道，兩端均從地面引入，隧道的主體支護結構由洞身組成。其作用是保持巖體的穩(wěn)定和行車安全。此外，為了保證隧道的正常使用，還需設置一些附屬建筑物，如：避車洞、邊仰坡、排水天溝、防排水設備、通風系統(tǒng)等。隧道的主體結構和隧道的附屬建筑物組成了隧道建筑物。1.2隧道的種類1970年OECD（世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織）隧道會議從技術方面將隧道定義為：以任何方式修建的，最終使用于地表面以下的條形建筑物，且其空洞內(nèi)部凈空斷面在2㎡以上者均為隧道。從這個定義出發(fā)，隧道包括的范圍很大，且種類繁多，從不同的角度來區(qū)分，就有不同的分類方法。從隧道所處的地質(zhì)條件來分，可以分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道；從埋置的深度來分，可以分為淺埋隧道和深埋隧道；按國際隧道協(xié)會定義的隧道橫斷面面積的大小劃分標準可以分為極小斷面隧道（2～3㎡）、小斷面隧道（3～10㎡）、中等斷面隧道（10～50㎡）、大斷面隧道（50～100㎡）和特大斷面隧道（大于100㎡）；根據(jù)隧道長度可分為短隧道（鐵路隧道L≤500m；公路隧道L≤250m）、中長隧道（鐵路隧道500＜L≤3000m；公路隧道250＜L≤1000m）、長隧道（鐵路隧道3000＜L≤10000m；公路隧道1000＜L≤3000m）和特長隧道（鐵路隧道L＞10000m；公路隧道L＞3000m）；從隧道所在的位置來分，可以分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道；按用途來分，可以分為交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道等李德武主編.隧道.北京：中國鐵道出版社，20041.3本隧道的修建背景近些年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，地面交通增長十分迅猛，無論鐵路還是公路，在線路等級或行車深度方面都有了更高的要求。時速200公里的客貨共線鐵路就是在這種要求下提出的。這種鐵路標準雖不如客運專線的標準高，但也是我國高速鐵路的重要組成部分。而這種鐵路上的隧道工程也要根據(jù)新的原則和標準來設計。本設計隧道，隧道即為新建時速200公里客貨共線鐵路上的一座隧道工程。第2章隧道設計資料2.1概述湘桂線北起湖南衡陽，經(jīng)永州，南至廣西憑祥市。為雙線Ⅰ級鐵路，設計時速200公里，限制坡度6‰，最小曲線半徑一般情況下為3500m，困難情況下為2800m,采用電力牽引，機車類型為：客機SS9、動車組、貨機SS7，牽引質(zhì)量為4000t,到發(fā)線有效長度850m，采用自動閉塞類型。2.2設計依據(jù)1.《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定》（鐵建設函[2005]285號）；2.《鐵路隧道設計規(guī)范》（TB10003-2005）；3.《鐵路隧道噴錨構筑法技術規(guī)范》（TB10108-2002）；4.《鐵路隧道防排水技術規(guī)范》（TB10119-2000）；5.《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》（TB10120-2002）；6.《鐵路隧道運營通風設計規(guī)范》（TB10068-2000）；7.《鐵路隧道輔助坑道技術規(guī)范》（TB10109-95）；8.《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》［鐵建設（2005）157號］；9.《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標準》［鐵建設（2005）160號］；10.《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）；11.《鐵路隧道施工規(guī)范》（TB10204－2002）；12.《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》（GB50086-2001）；13.《地下工程防水技術規(guī)范》（GB50108-2001）；14.《鐵路橋隧守護設施設計規(guī)定》（鐵建函［1998］160號文發(fā)布）；15.《鐵路建設貫徹國防要求技術規(guī)程(試行)》(鐵計［2005］23號文發(fā)布)；16.《湘桂線衡陽至柳州段可行性研究審查意見》（初稿）。2.3隧道概況該隧道位于直線上，全長三百多米，屬短隧道，隧道一般地段埋深20m左右，最大埋深40m左右。設計縱向坡度6‰.2.4地形地貌隧道位于丘陵地帶，丘陵自然坡度約20～30°。相對高差50～70m,植被發(fā)育，隧道除出口出口即指永州端洞口段附近有村間小碎石路外，交通不便。進口出口即指永州端洞口進口即指衡陽端洞口2.5工程地質(zhì)2.5.1區(qū)域穩(wěn)定性衡陽～永州地區(qū)地震動參數(shù)：根據(jù)國家地震局2001年編制的1∶400萬“中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖”確定，地震動峰值加速度小于0.05g（相當于地震烈度小于6度）。該隧道區(qū)域內(nèi)無區(qū)域深大活動斷裂，無新構造運動跡象，地殼基本穩(wěn)定。該隧道不設防。2.5.2地層巖性隧道裸露基巖為白堊系（K1d）鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖，棕紅色，全～弱風化，基本承載力200～500kPa；下為石炭系石蹬子組（C1d）角礫狀灰?guī)r，青灰色，弱風化，基本承載力1000kPa,巖層產(chǎn)狀為65～70°∠6～10°。2.5.3地質(zhì)構造無。2.5.4不良地質(zhì)無。2.5.5隧道圍巖分級根據(jù)區(qū)域資料、測繪資料、鉆探資料及物探成果綜合分析，隧道圍巖分級如下：1：DK70+555~+645：Ⅴ級；2：DK70+645~+750：Ⅳ級；3：DK70+750~+911：Ⅴ級。2.5.6工程地質(zhì)條件評價1.白堊系（K2d）鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖與石炭系石磴子組（C1d）角礫狀灰?guī)r呈角度不整合接觸。2.該隧道出口段為灰?guī)r隧道，巖溶較為發(fā)育，主要發(fā)育形態(tài)為溶溝、溶槽、石芽及溶洞等，隧道施工成洞后應進行基底巖溶探查（物探及鉆探勘察等），查明基底巖溶發(fā)育情況并評價其對隧道工程的影響。隧道開挖遇巖溶強發(fā)育部位，易形成小規(guī)模的涌水、突泥等問題，設計及施工均應考慮加強支護以及地下水的封堵措施。3.根據(jù)物探成果：DK70+750～+775段為一巖性接觸帶，巖體較為破碎，隧道拱頂巖體受節(jié)理、風化、構造破碎等影響，在重力、地下水等作用下易坍塌，施工中應加強圍巖支護工作。2.6水文地質(zhì)隧道地下水為基巖裂隙水及巖溶水，埋深較深，補給來源為大氣降水，水量不大。地下水對混凝土的侵蝕性，待化驗成果來后補充。2.7建筑材料材料按下列標準選用的同時，還應滿足現(xiàn)行《鐵路隧道設計規(guī)范》（TB10003）、《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》（鐵建設［2005］157號）的規(guī)定。

表（2—1）主要建筑材料及性能表序號項目材料名稱材料指標及性能1初期支護噴射混凝土C252鋼筋網(wǎng)HPB235鋼筋3中空注漿錨桿帶排氣裝置的中空注漿錨桿（φ25）4砂漿錨桿φ22，HRB335鋼筋帶墊板5型鋼鋼架I20a型鋼，Φ22格柵鋼架6超前支護小導管熱軋無縫鋼管，直徑Φ42，壁厚3.5mm7錨桿Φ25中空注漿錨桿8管棚熱軋無縫鋼管，直徑Φ108，壁厚6mm9漿液R42.5水泥漿、水泥砂漿10二次模筑襯砌素混凝土C25（仰拱填充C20）11鋼筋混凝土C30混凝土，HRB335及HPB235鋼筋12防排水防水板EVA材質(zhì)，新料，厚度1.5mm，幅寬4m，抗撕裂強度≥60N/m，抗拉強度不小于20MPa，斷裂延伸率不小于550％，低溫-20℃下不開裂，抗?jié)B要求0.3MPa下24小時不滲漏，可焊接。13土工布土工布重量≥300g/m214縱、環(huán)向盲溝HDPE打孔波紋管15橡膠止水帶中埋式，硬度為42度，膨脹前拉伸強度3.5MPa，扯斷伸長率450％，撕裂強度25KN/m，并符合HG2288-92的規(guī)定16橡膠止水條遇水膨脹型，硬度為42度，膨脹前拉伸強度3.5MPa，扯斷伸長率450％，體積膨漲倍率150％，低溫彎折-20℃×2h無裂紋17混凝土界面劑白色乳液，粘度0.025～0.06Pa.s，PH值7～8.5，固體含量5.6～7%,抗拉粘結強度≥0.2MPa，剪切強度≥0.4MPa，干燥時間≥2h18拱頂回填注漿預留φ50鍍鋅鋼管，水泥砂漿19溝槽鋼筋砼蓋板C25混凝土，HPB235鋼筋20溝槽身混凝土C25混凝土21洞門傳統(tǒng)洞門C20混凝土22切削式洞門C30鋼筋混凝土，HRB335及HPB235鋼筋23邊坡防護噴砼C2524漿砌片石M1025錨桿φ22，HRB335鋼筋26鋼筋網(wǎng)φ8，HPB235鋼筋第3章隧道初步設計3.1隧道內(nèi)輪廓的確定根據(jù)《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定》（鐵建設函[2005]285號）中“電力牽引鐵路KH—200橋隧建筑限界”的要求繪制本隧道的內(nèi)輪廓，如下所示：圖（3—1）隧道內(nèi)輪廓圖3.2洞口位置及洞門形式的確定3.2.1選擇洞口位置的原則過去，為了節(jié)省工程投資，把隧道洞口位置選定在所謂隧道與明塹的等價點上。認為明塹的造價一般是低于隧道造價的。這樣單純從經(jīng)濟觀點來判斷的方法，往往定出的隧道偏短，洞口縮在山體以內(nèi)很深，明塹挖深很大，邊坡及仰坡很高。施工時，常易發(fā)生塌方。行車后，又常滾石掉塊，危及行車。最后不得不再修明洞來接長隧道。與最初的愿望相反，節(jié)省不了工程費用反倒加倍耗費投資，還對施工和運營造成后患。建國以來，這一教訓是十分深刻的。例如，寶成線1956年洞口塌方占全線塌方的22.6%.119座隧道洞口位置都有不同程度接長，接長的洞身和加建明洞的總長度達到4000m以上。不但工程費用增加而且給運營和維修帶來極大的麻煩。多年實踐的體會，總結出一個指導思想，即“早進晚出”，意思是在決定隧道洞口位置時，為了施工及運營的安全，寧可早一點進洞，晚一點出洞。這樣做，雖然隧道稍稍長了一些，但卻安全可靠的多。并且提高了綠色植物覆蓋率，保護了環(huán)境，維護了生態(tài)平衡。3.2.2洞口位置的確定根據(jù)以上原則，將進洞口位置設在DK70+540處，將出洞口位置設在DK70+930處。隧道全長390米。3.2.3選擇洞門形式的原則為適應洞口位置“早進晚出”的選擇原則，現(xiàn)代的洞門形式逐漸摒棄了墻式洞門，主張采用切削式洞門。新型切削式洞門容易與洞口環(huán)境協(xié)調(diào)一致，無明顯的擋墻結構，形式簡單、美觀大方。且增加了綠化面積，維護了生態(tài)平衡。3.2.4本隧道的洞門形式由于進口處線路與等高線斜交，不易采用切削式洞門，故采用明洞洞門；出口處線路與等高線正交，故采用直線斜切式洞門。3.3隧道不同類型襯砌的分段3.3.1分段依據(jù)和原則分段主要以圍巖級別、拱頂覆土厚度、地面橫坡坡度和拱腰覆土厚度為依據(jù)。原則有以下幾條：Ⅳ級圍巖情況下，以拱頂覆土厚度30～35m為界分為深埋和淺埋；Ⅴ級圍巖情況下，以拱頂覆土厚度15～18m為界分為深埋和淺埋；線路中線與等高線正交的情況下，地面縱坡陡于1：2.5根據(jù)該段地形，按拱頂覆土厚不大于2.0m為明暗分界條件。地面縱坡為緩坡時，根據(jù)實際情況按拱頂覆土厚不大于5.0m為明暗分界條件；線路中線與等高線斜交的情況下，按拱腰覆土t不大于2.0m為明暗分界條件；巖性接觸帶處應單獨設為一段；隧道偏壓判定依據(jù)見下頁表：

表（3—1）隧道偏壓判定表圍巖級別地形特征簡圖1：nt（m）Ⅲ1：0.758（5）1：17（4）1：1.56（3）Ⅳ石質(zhì)1：115（9）1：1.513（8）1：212（7）土質(zhì)1：1.520（11）1：217（10）1：2.515（9）Ⅴ1：1.535（21）1：230（18）1：2.525（15）3.3.2隧道襯砌各段的里程1.DK70+541～DK70+557:單壓明洞；2.DK70+557～DK70+560:偏壓明洞；3.DK70+560～DK70+645:Ⅴ級偏壓；4.DK70+645～DK70+750:Ⅳ級深埋；5.DK70+750～DK70+775:Ⅴ級淺埋加強；6.DK70+775～DK70+847:Ⅴ級淺埋；7.DK70+847～DK70+929:路塹式明洞。3.4各段隧道襯砌主要支護參數(shù)的擬定根據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》、《新建鐵路湘桂線衡陽至永州段隧道初步設計細則》等規(guī)定，將各段隧道的支護參數(shù)擬定如下頁表。西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文）第8頁表（3—2）各段隧道襯砌主要支護表序號襯砌類型初期支護二次襯砌每延米配筋噴射混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)鋼架厚度（cm）厚度(cm)位置位置長度（m）間距(m)(縱×環(huán))位置類型及間距位置型式(截面大小mm)間距拱墻仰拱/底板1單壓式明洞－－－－－－－－－－8585/5φ252偏壓式明洞－－－－－－－－－－8585/5φ253Ⅴ級偏壓27/25拱墻/仰拱拱墻40.8×1.0拱墻φ8鋼筋(@20×20cm)全環(huán)I20a0.7m7075/5φ254Ⅳ級深埋23/15拱墻/仰拱拱墻3.51.0×1.2拱墻φ8鋼筋(@20×20cm)拱墻φ22格柵(150×150)1.2m4550/4φ205Ⅴ級淺埋加強29/27拱墻/仰拱拱墻40.8×1.0拱墻φ8鋼筋(@15×15cm)全環(huán)I20a0.6m7075/5φ256Ⅴ級淺埋27/25拱墻/仰拱拱墻41.0×1.0拱墻φ8鋼筋(@20×20cm)全環(huán)I180.8m6570/5φ227路塹式明洞－－－－－－－－－－8080/5φ25某交通大學本科畢業(yè)設計（論文）第57頁3.5襯砌所受圍巖主動荷載的計算圍巖荷載的計算依據(jù)是《鐵路隧道設計規(guī)范》，將隧道各段的襯砌分別計算，本著先易后難的原則，先計算深埋斷的，然后淺埋段，最后計算明洞段。3.5.1Ⅳ級深埋段荷載（DK70+645～DK70+750）Ⅳ級深埋隧道的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—2）Ⅳ級深埋隧道圍巖壓力分布圖隧道寬度影響系數(shù)：（3—1）式中—隧道寬度：本隧道取為12.18m;—每增減1m時的圍巖壓力增減率：本隧道＞5m，取。將、值代入式（3—1）得：。圍巖的計算高度：（3—2）式中—圍巖級別：取。將、值代入式（3—2）得：m。隧道的垂直均布壓力：（3—3）式中—Ⅳ級圍巖重度：21.5經(jīng)驗值kN／m。經(jīng)驗值將、值代入式（3—1）得：kPa。隧道的垂直均布壓力kPa=29.2541kPa。3.5.2Ⅴ級淺埋段荷載（DK70+775～DK70+847）Ⅴ級淺埋隧道的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—3）Ⅴ級淺埋隧道圍巖壓力分布圖產(chǎn)生最大推力時破裂角的正切值：（3—4）式中—Ⅴ級圍巖計算摩擦角：45°經(jīng)驗值，下同；經(jīng)驗值，下同—頂板土柱兩側摩擦角：27°經(jīng)驗公式。經(jīng)驗公式將、值代入式（3—4）得：。側向壓力系數(shù)：（3—5）將、、值代入式（3—5）得：。圍巖垂直壓力：（3—6）式中—Ⅴ級圍巖重度：18.5經(jīng)驗值kN／m；經(jīng)驗值—隧道頂距地面高度：5～16.8m，取最大值16.8m；—隧道寬度：12.18m。將各參數(shù)值代入式（3—6）得kPa。隧道頂部水平壓力：18.5×16.8×0.2236kPa=69.4949kPa。隧道底部水平壓力：18.5×（16.8+9.95）×0.2236kPa=110.4472kPa。式中—隧道凈高度：9.95m。3.5.3Ⅴ級淺埋加強段荷載（DK70+750～DK70+775）此段隧道除洞頂距地面高度=16.8～23.3m外，其余各參數(shù)同Ⅴ級淺埋段。將取為最大值23.3m，代入式（3—6），得圍巖垂直壓力=337.1049kPa。隧道頂部水平壓力：18.5×23.3×0.2236kPa=96.3828kPa。隧道底部水平壓力：18.5×（23.3+9.95）×0.2236kPa=137.5420kPa。3.5.4Ⅴ級偏壓段荷載（DK70+560～DK70+645）Ⅴ級偏壓隧道的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—4）Ⅴ級偏壓隧道圍巖壓力分布圖內(nèi)、外側產(chǎn)生最大推力時破裂角、的正切值：（3—7）（3—8）式中—Ⅴ級圍巖計算摩擦角：45°；—頂板土柱兩側摩擦角：27°；—地面坡度角：25°。將、、值代入式（3—7）、（3—8）得：、。內(nèi)、外側側向壓力系數(shù)、：（3—9）（3—10）將、、、、值代入式（3—9）、（3—10）得：；。內(nèi)、外側垂直壓力、：（3—11）（3—12）式中—Ⅴ級圍巖重度：18.5kN／m；—內(nèi)側拱頂距地面高度：5.67～25.8m，取最大值25.8m；—外側拱頂距地面高度：0～20.1m，取最大值20.1m。將各參數(shù)值代入式（3—11）、（3—12）得：kPa、kPa。內(nèi)側水平側壓力：18.5×25.8×0.2696kPa=128.6801kPa。18.5×（25.8+9.95）×0.2696kPa=178.3067kPa。外側水平側壓力：18.5×20.1×0.1954kPa=72.6595kPa。18.5×（20.1+9.95）×0.1954kPa=108.6277kPa。3.5.5路塹式明洞段荷載（DK70+847～DK70+929）明洞的側向壓力計算可分為有限土體計算法和無限土體計算法。當開挖邊坡穩(wěn)定，其開挖邊坡坡率陡于按有限土體的計算方法得出的最大側壓力開挖坡率時，可根據(jù)實際開挖邊坡，按有限土體的計算方法計算其側壓力；反之，當開挖邊坡坡率緩于或等于按有限土體的計算方法得出的最大側壓力開挖坡率時，其側壓力值應按無限土體計算夏永旭、王永懂主編.隧道結構力學計算.北京：中國鐵道出版社，2006路塹式明洞的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—5）路塹式明洞隧道圍巖壓力分布圖為簡化計算，將明洞拱頂壓力看做線性變化，下同圍巖垂直壓力：（3—13）式中—回填土重度：19kN／m；—明洞任意點土柱高度：拱頂5m，拱側11.09此段中最大值m。此段中最大值將、值代入式（3—13）得：拱頂圍巖壓力kPa；拱側kPa。側向壓力系數(shù)：（3—14）式中—回填土計算摩擦角：35°。將值代入式（3—14）得：。圍巖水平側壓力回填土只作用在拱圈上，只算明洞拱圈側壓力，下同回填土只作用在拱圈上，只算明洞拱圈側壓力，下同19×5×0.271kPa=25.7441kPa。19×（5+6.09）×0.271kPa=57.1003kPa。3.5.6單壓式明洞段荷載（DK70+541～DK70+557）單壓式明洞的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—6）單壓式明洞隧道圍巖壓力分布圖回填土垂直壓力：（3—15）式中—明洞結構上任意點土柱高度：拱圈內(nèi)邊緣8.11m；拱頂0.8m；拱圈外邊緣6.09m。將、值代入式（3—15）得：拱圈內(nèi)邊緣kPa；拱頂kPa；拱圈外邊緣kPa。側向壓力系數(shù)：（3—16）式中—回填土計算摩擦角：35°；—設計填土面坡度角：11.31°。將、值代入式（3—16），并考慮水平壓力的方向得：。圍巖內(nèi)側水平壓力：19×2.02×0.2795kPa=10.7259kPa。19×（2.02+6.09）×0.2795kPa=43.0628kPa。3.5.7偏壓式明洞段荷載（DK70+557～DK70+560）偏壓式明洞的圍巖壓力如下圖所示：圖（3—7）偏壓式明洞隧道圍巖壓力分布圖內(nèi)、外側和拱頂垂直壓力、、：（3—17）（3—18）（3—19）式中—回填土重度：19kN／m；—拱圈內(nèi)側邊緣距地面高度：取最大值10.11m；—拱圈外側邊緣距地面高度：取最大值7.67m；—拱頂距地面高度：取最大值2.8m；將各參數(shù)值代入式（3—17）、（3—18）、（3—19）得：kPa、kPa、kPa。內(nèi)側側向壓力系數(shù)同單壓式明洞段：即。外側側向壓力系數(shù)：（3—20）式中—回填土計算摩擦角：35°；—設計填土面坡度角：11.31°；—參數(shù)：；將、、值代入式（3—20）得：。內(nèi)側水平側壓力：19×4.02×0.2795kPa=21.3456kPa。19×（4.02+6.09）×0.2795kPa=53.6892kPa。外側水平側壓力：19×1.58×0.2416kPa=7.2528kPa。19×（1.58+6.09）×0.2416kPa=35.2084kPa。3.6襯砌的內(nèi)力計算3.6.1計算方法的選擇由于地下工程中支護結構的計算都是非線性的復雜問題，很難得到精確的解析解，所以多采用數(shù)值解法。而計算機技術的迅速發(fā)展和普遍使用使數(shù)值計算方法有了很大的發(fā)展。其中有限單元法是一種發(fā)展最快的數(shù)值方法徐干成、白洪才、鄭穎人、劉朝編.地下工程支護結構.北京：中國水利水電出版社，2002，ANSYS軟件就是有限單元法中的代表軟件，它是通過ISO質(zhì)量認證的有限元通用軟件。本隧道結構內(nèi)力的計算即采用ANSYS軟件。當然，除了以ANSYS為代表的有限單元法外，以FLAC軟件為代表的有限差分法也廣泛應用于巖土及地下工程的數(shù)值計算中，且計算結果更為符合實際。另外，近些年來又提出了以離散單元法為首的非連續(xù)介質(zhì)模型來模擬巖土及地下工程中的問題。其中代表軟件有和FLAC軟件同屬一公司（ITASCA工程咨詢公司）的PFC（ParticleFlowCode）軟件徐干成、白洪才、鄭穎人、劉朝編.地下工程支護結構.北京：中國水利水電出版社，2002張楚漢.論巖石、混凝土離散—接觸—斷裂分析.巖石力學與工程學報.2008（2）圖（3—8）結構單元編號圖圖（3—9）單元節(jié)點編號圖由于二次襯砌采用C30混凝土，所以其彈性模量，泊松比，密度。離散體系的平衡分析是在節(jié)點上進行的，因此需要把在單元體上的非節(jié)點荷載化成等效節(jié)點荷載。轉化的原則是靜力等效，所謂靜力等效就是原荷載與等效節(jié)點荷載在虛位移上的虛功相等薛守義編.有限單元法.北京：中國建材工業(yè)出版社，2005圖（3—10）等效節(jié)點荷載計算圖（3—21）（3—22）式中、—點坐標；—點實際水平荷載：；—點實際豎直荷載：。其中等效節(jié)點彎矩、值太小，實際計算中可以忽略不計。3.6.2Ⅳ級深埋段（DK70+645～DK70+750）襯砌內(nèi)力等效節(jié)點荷載的計算由式（3—21）、（3—22）將其列表計算如下考慮到初次襯砌及圍巖的承載作用，假定二次襯砌只承受50%的圍巖壓力，下同考慮到初次襯砌及圍巖的承載作用，假定二次襯砌只承受50%的圍巖壓力，下同表（3—3）Ⅳ級深埋等效節(jié)點荷載計算表節(jié)點（m）（m）（Pa）（Pa）（N）（N）15.8500000.30000029254.1—-8834.437—36.0143691.033846-10841.20446.0870861.782350132973.2-10972.230-666.33456.0670412.534111-10936.113-4406.18265.9545423.277677-10733.403-10496.24375.7513014.001721-10367.189-16426.41185.4604154.695214-9843.048-22106.35195.0863155.347591-9168.966-27449.540104.6346995.948914-8355.210-32374.582114.1124476.490023-7414.178-36806.454123.5275156.962676-6360.203-40677.644132.8888127.359673-5209.342-43929.181142.2060707.674965-3979.125-46511.532151.4896877.903750-2688.293-48385.362160.7505788.042543-1356.510-49522.12520.0000008.0892300.000-49903.36218-0.7505788.0425431356.510-49522.12519-1.4896877.9037502688.293-48385.36220-2.2060707.6749653979.125-46511.53321-2.8888127.3596735209.342-43929.18122-3.5275156.96267629254.1132973.26360.203-40677.64423-4.1124476.4900237414.178-36806.45424-4.6346995.9489148355.210-32374.58225-5.0863155.3475919168.966-27449.54026-5.4604154.6952149843.048-22106.35127-5.7513014.00172110367.189-16426.41128-5.9545423.27767710733.403-10496.24329-6.0670412.53411110936.113-4406.18230-6.0870861.78235010972.230-666.33431-6.0143691.033846—10841.204—17-5.8500000.3000008834.43733-5.631230-0.1741136336.64834-5.286655-0.5664294903.22032-4.844733-0.8445453993.01036-4.184725-1.1124053628.42037-3.509999-1.3406703043.39038-2.822928-1.5285372447.65739-2.125929-1.6753451843.31540-1.421454-1.7805791232.49041-0.711979-1.843867617.331續(xù)表（3—3）節(jié)點（m）（m）（Pa）（Pa）（N）（N）420.000000-1.8649880.000430.711979-1.843867-617.331441.421454-1.780579-1232.490452.125929-1.675345-1843.315462.822928-1.528537-2447.657473.509999-1.340670-3043.390484.184725-1.112405-3628.420354.844733-0.844545-3993.010495.286655-0.566429-4903.220505.631230-0.174113-6336.648將上表計算所得的等效節(jié)點荷載加載到結構模型上，反復計算，刪除受拉的彈簧，得最終的加載圖如下所示：圖（3—11）Ⅳ級深埋加載圖計算得結構變形圖如下所示：圖（3—12）Ⅳ級深埋結構變形圖單元軸力圖：圖（3—13）Ⅳ級深埋單元軸力圖單元剪力圖：圖（3—14）Ⅳ級深埋單元剪力圖單元彎矩圖：圖（3—15）Ⅳ級深埋單元彎矩圖ANSYS輸出的各單元軸力、剪力、彎矩值：表（3—4）Ⅳ級深埋ANSYS輸出值ELEMNINJQIQJMIMJ1-335030-343120317952998320162-3067.92-339000-3472509501.98700.2-3067.9-9912.2續(xù)表（3—4）ELEMNINJQIQJMIMJ3-345790-354080-1703.7-1482.7-9912.2-8714.14-351150-359340-6170.2-4929.9-8714.1-4540.35-352230-360220-9474-7233.2-4540.31741.96-349470-357110-14695-114881741.9115877-343610-350800-20401-1627711587253798-335040-341670-18434-1345525379373699-323230-329200242.846000.7373693502210-308590-3138001322019669350222265511-292910-2972902027027312226554763.312-277970-28145021660291874763.3-1435613-265350-2678701811926017-14356-3095214-256340-2578701076718916-30952-4211315-251850-2523701027.29302.3-42113-4599716-252370-251850-9302.3-1027.2-45997-4211317-257870-256340-18916-10767-42113-3095218-267870-265350-26017-18119-30952-1435619-281450-277970-29187-21660-143564763.320-297290-292910-27312-202704763.32265521-313800-308590-19669-13220226553502222-329200-323230-6000.7-242.84350223736923-341670-3350401345518434373692537924-350800-3436101627720401253791158725-357110-3494701148814695115871741.926-360220-3522307233.294741741.9-4540.327-359340-3511504929.96170.2-4540.3-8714.128-354080-3457901482.71703.7-8714.1-9912.229-347250-339000-8700.2-9501.9-9912.2-3067.930-343120-335030-29983-31795-3067.92016231-345550-340090-19156-21675201623082232-344540-3400301627512307308222336033-335060-331860480314294223360-390.9534-324710-3214303765029564-390.95-2432935-323800-3210105140.6-3124.8-24329-2504736-324220-321910-6847.1-15264-25047-1717237-324980-323180-7738.3-16277-17172-8619.438-325610-324320-4395.8-13026-8619.4-2414.839-325940-325170-466.69-9157.8-2414.81012.940-325970-3257102870.5-5851.21012.92074.541-325710-3259705851.2-2870.52074.51012.942-325170-3259409157.8466.691012.9-2414.843-324320-325610130264395.8-2414.8-8619.4續(xù)表（3—4）ELEMNINJQIQJMIMJ44-323180-324980162777738.3-8619.4-1717245-321910-324220152646847.1-17172-2504746-321010-3238003124.8-5140.6-25047-2432947-321430-324710-29564-37650-24329-390.9548-331860-335060-42942-48031-390.952336049-340030-344540-12307-16275233603082250-340090-34555021675191563082220162MINIMUMVALUES—ELEM26548481615VALUE-360220-360220-42942-48031-45997-45997MAXIMUMVALUES—ELEM151633332322VALUE-251850-251850480314294237369373693.6.3Ⅴ級淺埋段（DK70+775～DK70+847）襯砌內(nèi)力等效節(jié)點荷載的計算由式（3—21）、（3—22）將其列表計算如下頁表：表（3—5）Ⅴ級淺埋等效節(jié)點荷載計算表節(jié)點（m）（m）（Pa）（Pa）（N）（N）15.8500000.300000101553.8—-30571.357—36.0143691.03384698533.5-36508.55946.0870861.78235095452.8261959.4-35799.613-1312.68856.0670412.53411192358.7-34530.386-8680.25265.9545423.27767789298.3-32772.612-20677.77175.7513014.00172186318.3-30603.193-32360.30085.4604154.69521483464.0-28099.986-43549.87795.0863155.34759180778.9-25337.896-54076.046104.6346995.94891478304.0-22385.502-63778.462114.1124476.49002376076.9-19302.404-72509.323123.5275156.96267674131.6-16137.430-80135.630132.8888127.35967372497.6-12927.773-86541.211142.2060707.67496571199.9-9699.101-91628.487151.4896877.90375070258.3-6466.568-95319.962160.7505788.04254369687.1-3236.657-97559.40420.0000008.08923069494.90.000-98310.44818-0.7505788.04254369687.13236.657-97559.40419-1.4896877.90375070258.36466.568-95319.96220-2.2060707.67496571199.99699.101-91628.48721-2.8888127.35967372497.612927.773-86541.21122-3.5275156.96267674131.616137.430-80135.631續(xù)表（3—5）節(jié)點（m）（m）（Pa）（Pa）（N）（N）23-4.1124476.49002376076.9—19302.404-7