參考山嶺隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、第一章總則對某區(qū)間隧道進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，求出力，并進(jìn)行配筋計算。具體設(shè)計基本資料如下：1.1設(shè)計條件隧道拱頂埋深為5 m；隧道圍巖等級為III級，圍巖重度為28kN/m3,圍巖 的摩擦角©=0o似摩擦角© *=68c,圍巖側(cè)壓力系數(shù)取為0.3。；采用暗挖法施工， 隧道斷面型式為6心圓馬蹄形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：囲 卜傾圖1隧道尺寸示意圖1.2 設(shè)計原則山嶺地區(qū)的地下工程是包括鐵路、公路、水工隧道和地下儲庫等位于山嶺 部的地下建筑物。對于公路隧道而言，主體規(guī)劃設(shè)計主要考慮 4 個方面的問題：(1) 隧道(里面、平面)線型的選擇，需要考慮地表條件、地層條件、 地下水條件和既有臨近

2、建筑及設(shè)施；(2) 隧道施工對地層的影響，需要分析地層的變形、荷載和穩(wěn)定性特征， 還需要考慮地下水和地層的滲透性；(3) 隧道斷面、主體及附屬結(jié)構(gòu)形式的選擇，需要考慮地層的變形和剛 度、襯砌的變形和剛度，以及兩者之間的相互作用；(4) 隧道防水方案，選擇全封閉方案、部分封閉部分排水方案或其他防 排水方案。隧道施工方法的規(guī)劃設(shè)計主要涉及 3 個方面的問題：(1) 地層的開挖與出渣，需要考慮地層結(jié)構(gòu)和巖石硬度的變化，還要計 入地下水的作用；(2) 地層穩(wěn)定性的維持，需要考慮地層的自穩(wěn)特征和站立時間，對注漿 或凍結(jié)等地層處理方法的適應(yīng)性；(3) 地下水，包括流量與流向，流砂或管涌的可能性，以及處理方

3、法。 公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按照相關(guān)的行業(yè)規(guī)執(zhí)行。如建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)( GBJ50009-2001)、人民防空工程設(shè)計規(guī)(GB 50225-95)、公路隧道設(shè)計規(guī)(JTGD70-2004)、錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)(GB 50086-2001)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計 規(guī)(GB 50010-2002)、型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 138-2001)、鋼結(jié) 構(gòu)設(shè)計規(guī)(GBJ 50017-2003)、地下工程防水設(shè)計規(guī)(GB 50108-2001)、公 路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)等。圖2隧道位置示意圖1.3設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)隧道部尺寸設(shè)計:結(jié)構(gòu)凈寬16.56m結(jié)構(gòu)凈高11.92m結(jié)構(gòu)底板厚度550m

4、m結(jié)構(gòu)頂板厚度550mm結(jié)構(gòu)側(cè)板厚度550mm1.4設(shè)計依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)(GBJ 50009-2001)人民防空工程設(shè)計規(guī)(GB 50225-95)公路隧道設(shè)計規(guī)(JTG D70-2004)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)(GB 50086-2001)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)(GB 50010-2002)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 138-2001鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)(GBJ 50017-2003地下工程防水設(shè)計規(guī)(GB 50108-2001)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)1.5環(huán)保措施在本次設(shè)計中，我們采取了以下環(huán)境保護(hù)措施：選用無毒無害的防水板，避免對地下水的影響。嚴(yán)格控制降低地下水位，以

5、免地下水位降低引起地面沉降、地下管道斷 裂、建筑物開裂、草木枯萎。施工場地規(guī)劃盡量減少對綠化的破壞及對交通的影響。采用有利于環(huán)境保護(hù)、符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色建筑技術(shù)，選用有利 于環(huán)境保護(hù)和人群健康的建筑材料及建筑裝修材料，選用的建筑材料、 涂料等要符合國家的有關(guān)部門標(biāo)準(zhǔn)。E各專業(yè)應(yīng)積極采用不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污染的新技術(shù)、新工藝、新材料、新 設(shè)備，節(jié)約能源，循環(huán)(重復(fù))利用資源。引進(jìn)設(shè)備其污染物的排放 必須達(dá)到國家工市制定的標(biāo)準(zhǔn)和符合環(huán)境管理法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1根據(jù)給定的隧道或車站埋深判斷結(jié)構(gòu)深、淺埋;根據(jù)公路隧道設(shè)計規(guī)，在判定隧道深淺埋時有如下規(guī)定:在礦山法施工的條件下，IV 切

6、級圍巖取 Hp 2.5h* , I 川級圍巖取Hp 2h*。根據(jù)設(shè)計的條件， 出2h*。采用公路隧道設(shè)計規(guī)推薦的方法，即有h* 0.45 2s 1(2.1)1 i(B 5)上式中：s為圍巖的級別；B為洞室的跨度；i為B每增加1m時的圍巖壓力增減率，以B=5m的圍巖垂直均布壓力為準(zhǔn)， 當(dāng) B<5m 時，取 i=0.2;當(dāng) B>5m 時，取 i=0.1。由于隧道拱頂埋深5m,位于III級的圍巖中，根據(jù)公路隧道設(shè)計規(guī)公式， 則有h*0.45 2s 10.45 2s 1 1 i(B 5)0.45 23 11 0.1 (16.56 5)3.88m因為埋深2h* 7.76m hc 5m h*

7、3.88m，可知該隧道為淺埋隧道。2.2計算作用在結(jié)構(gòu)上的荷載；1永久荷載A頂板上永久荷載a. 頂板自重(可只考慮二襯)q d 25kN/m3 0.55 13.75kN/m2b. 地層豎向土壓力由于拱頂埋深5m，根據(jù)公路隧道設(shè)計規(guī)的淺埋隧道荷載的計算方法， 將地層的豎向土壓力換算成作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的均布荷載，即：q淺=QB淺H(1 H tan )(2.2)式中:側(cè)壓力系數(shù)，本設(shè)計取0.3圍巖自重（kN/m3）H 隧道埋深，指坑頂至地面的距離（m）Bt坑道寬度（m）埋深在淺埋圍時，為便于計算，假定土體中形成的破裂面是一條與水 平成 的斜直線。當(dāng)隧道正上方土體下沉?xí)r，帶動兩側(cè)三棱錐土體下沉，整個

8、土體下沉，又要受到未擾動巖土體的阻力，對于無實測資料時， 可按表1采用表1各級圍巖的值圍巖級別I mIVV0.9 ©(0.70.9)©(0.50.7 ) ©(0.3 0.5) ©代入數(shù)據(jù)：Q淺h5q淺二占H(1 H tan ) 28 5 150.3 tan(0.9 60 )BtBt16.56122.54kN /m2e H 28 5 0.3 42kN / m2q h 28 (5 11.921 0.3 142.1kN/m21 1 3e -(0 e2)-(42 142.1)92.05kN / mB底板上可變荷載底板自重(可只考慮二襯)q d 25kN / m3

9、 0.55 13.75kN/m2C側(cè)墻上永久荷載a. 側(cè)墻自重q d 25kN/m3 0.55 13.75kN/m2b. 對于隧道側(cè)墻上側(cè)向土壓力地層側(cè)向壓力按的公路隧道設(shè)計規(guī)的淺埋隧道荷載的方法計算。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的水平側(cè)壓力為:e1(2.3)e h（ 2.4）當(dāng)側(cè)壓力視為均布荷載時1e 尹勺）（2.5）式中：側(cè)壓力系數(shù)，本設(shè)計取 0.3圍巖自重（kN/m3）H 隧道埋深，指坑頂至地面的距離（m）h 隧道底部至地面的距離（m）代入數(shù)據(jù)：e H 28 5 0.3 42kN / m2e2h 28 （5 11.921 0.3 142.1kN/m21 1 2 e -（e, 弓）-（42 142.1） 92.05kN/m22可變荷載A頂板上可變荷載按公路隧道設(shè)計規(guī)6.1.4中第三條規(guī)定：當(dāng)明洞上方與公路（鐵路）立交時，應(yīng)考慮