xx隧道最終說明書

武漢理工大學畢業(yè)設計PAGE目錄摘要 1Abstract 21緒論 32杵嶺隧道方案確定 43概述 53.1隧道設計技術標準 53.2設計依據(jù)與執(zhí)行主要標準 53.3隧道設計原則 53.4工程建設標準強制性條文執(zhí)行情況 53.5隧道規(guī)模 63.5.1隧道長度 63.5.2各級圍巖所占隧道的比例 64工程概況 74.1隧址區(qū)自然條件 74.1.1地理位置及地形地貌 74.1.2氣候及地質概況 74.2工程地質條件 74.2.1地層巖性 74.2.2地質構造 74.2.3水文地質條件 84.3不良地質現(xiàn)象 84.4隧道工程地質評價 94.4.1隧道洞室圍巖級別的劃分 94.4.2隧道圍巖穩(wěn)定性評價 94.5地震基本烈度 105隧道主體工程 115.1隧道平面線形設計 115.1.1隧道平面 115.2隧道縱斷面設計 115.3隧道橫斷面設計 115.3.1橫斷面設計 115.3.2襯砌內輪廓 115.4隧道洞門設計 125.4.1洞門設計原則 125.4.2洞門設計 125.5隧道襯砌結構設計 125.5.1隧道襯砌結構設計原則 125.5.2洞身段支護參數(shù) 135.5.3特殊洞身結構設計 135.6隧道防排水工程設計 145.6.1隧道洞內防排水 145.6.2施工縫、變形縫防水 145.6.3隧道洞口防排水 155.7隧道路面及洞內裝飾 155.8隧道檢修道及人行道設計 156隧道動態(tài)施工、設計 166.1隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測 166.1.1必測項目 166.1.2選測項目 167隧道施工方案設計 177.1施工工藝要求 177.2施工方案設計 178隧道棄渣方案及臨時工程 199隧道通風設計 2010隧道照明設計 2110.1照明設計亮度 2110.2燈具及燈具布置形式 2110.3洞外引道照明 2110.4照明組合方式 2111監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng) 2211.1系統(tǒng)概況 2211.2交通監(jiān)視控制系統(tǒng) 2211.3通信系統(tǒng) 2211.4通風系統(tǒng) 2211.5通報、報警系統(tǒng) 2311.6消防系統(tǒng) 2311.7救援系統(tǒng) 2311.8供電系統(tǒng) 2311.9中央控制系統(tǒng) 2312環(huán)境保護 2413拱形曲墻式襯砌結構計算 2513.1基本資料 2513.2荷載確定 2513.2.1圍巖豎向壓力 2513.2.2計算襯砌自重 2613.3襯砌幾何要素 2613.3.1襯砌幾何尺寸 2613.3.2半拱軸線長度S及分段軸長△S 2613.3.3各分塊截面中心幾何要素 2713.4計算位移 2713.4.1單位位移： 2713.4.2載位移——主動荷載在基本結構中引起的位移 2813.4.3載位移——單位彈性抗力及相應的摩擦力引起的位移 3213.4.4墻底（彈性地基上的剛性梁）位移 3513.5解力法方程 3613.6計算主動荷載和被動荷載分別產(chǎn)生的襯砌內力 3713.7計算最大抗力值 3813.8計算襯砌總內力 3813.9檢驗截面強度 4013.9.1拱頂（截面0）： 4013.9.2截面7： 4013.9.3墻底(截面8)偏心檢查： 4013.10內力圖 4114隧道通風計算 4214.1基本條件： 4214.2車輛組成 4214.3需風量計算 4214.3.1設計濃度 4214.3.2CO排放量及稀釋CO的需風量 4314.3.3霧排放量及稀釋煙霧需風量 4414.3.3稀釋空氣異味的需風量 4414.4通風設計計算 4514.4.1計算條件 4514.4.2通風阻抗力 4514.4.4交通通風力 4614.4.5風機的選型及配置 4615隧道照明計算 4815.1基本條件 4815.2白天各照明區(qū)段的長度及照明要求 4815.2.1老城區(qū)段 4815.2.2新城區(qū)段 4915.3夜間各照明區(qū)段的長度及照明要求 5115.4照明計算 5115.4.1照度計算： 5115.4.2應急照明 5215.4.3洞外引道照明 5215.4.4接近段減光措施 52結論 53參考文獻 54致謝 55PAGE56摘要本設計對隧道的設計內容主要包括從地質、地形、經(jīng)濟、環(huán)保的方面對路線的方案確定；對隧道平面、縱斷面、橫斷面的設計以滿足經(jīng)濟、合理、安全、施工容易等要求；對隧道襯砌結構設計和計算以保證襯砌能夠滿足圍巖壓力的要求；在排水設計遵循“防、排、截、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的原則下，采用完整的防排水體系，使隧道內防水可靠，排水通暢，保證運營期間隧道內不滲不漏，基本干燥；根據(jù)隧道進出口地形和工程地質條件，結合開挖邊仰坡的穩(wěn)定性及洞口防排水需要，選用經(jīng)濟、美觀并有利于視線誘導的洞門形式；在考慮盡量少刷坡和隧道“早進洞、晚出洞”的原則確定洞門位置；選擇合適隧道施工方案使之滿足本隧道圍巖節(jié)理發(fā)育、圍巖不穩(wěn)定易發(fā)生變形等要求；隧道通風、照明的設計和計算。關鍵詞：方案比選；襯砌結構；施工方法；結構計算；排水；洞門；通風；照明AbstractTheroutesselectionofthetunneldesignaremainlyfromthegeological,topographical,economic,andenvironmentalprotectionprograms.Planeofthetunnel,verticalsectionofthetunnel,cross-sectionalofthetunneldesigntomeettheneedsoftheeconomy,areasonable,safe,easyconstruction,etc.Structuraldesignoftunnelliningandcalculationtoensuretheliningtomeettherequirementsofpressureofsurroundingrock.Inthedrainagedesigntofollow,"defense,platoon,section,blockbycombiningthelightoflocalconditionsinacomprehensiveway"principle,adoptingacompletedrainagesystemmakewaterinsidethetunnelreliable,efficientdrainagetoensurethatoperatorsdonotdialysisduringthetunneldoesnotleak,basicdry;ImportandExportunderthetunnelandengineeringgeologicalconditionsoftheterrain,combinedwiththeexcavationsideslopestabilityandYangdrainageholesneedtochoosetheeconomic,aestheticandconducivetotheformofattention-inducedportal;Brushaslittleaspossibleinconsideringtheslopeandtunnel"getinginthetunnelportalasaerlyaspossibleandgettingoutthetunnelportalaslateaspossible"principletodeterminethelocationofPortal;Choosingtherighttunnelconstructionprogramtomeetthejointdevelopmentoftunnelsurroundingrock,rockdeformationpronetoinstability,etc.;Designingandcalculatingofventilationandilluminationofthetunnel.Keywords:routesselection；structurelining；Constructionmethod；structuralcalculation；drainage；Portal；Ventilation；illumination1緒論隨著我國經(jīng)濟形勢的發(fā)展，現(xiàn)有的交通遠遠不能滿足城市交通的發(fā)展需求，我國的各重要城市常常出現(xiàn)交通擁擠的現(xiàn)象，同時過長的的通行時間嚴重阻礙各經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)之間的交流和經(jīng)濟發(fā)展，因此發(fā)展地鐵等成為一個解決交通問題的重要工具，它不但可以承受具大的交通量，還可以縮短各城市的距離大大提高運行效率，全面促進城市的經(jīng)濟繁榮。我國提出了大力發(fā)展西部地區(qū)經(jīng)濟的戰(zhàn)略規(guī)劃，所謂要致富先修路，解決路的問題就解決了經(jīng)濟發(fā)展的大部分問題。而我國的西部基本上是山區(qū)，在修鐵路和高速公路的時候必須穿越許多的山地，因此必須修建大量的隧道，我們從宜鐵路恩施段就可清楚看到這種現(xiàn)象。在這種形勢下，對隧道工程的需求將會越來越大，隧道工程的數(shù)量將大幅度增加，隧道的長度也將明顯增長。因此，通過結合工程實際進行畢業(yè)設計，有助于我們在充分考慮的經(jīng)濟、地質、文化等方面因素情況下制定合理的隧道設計方法，為今后的工作累積經(jīng)驗，打下基礎。本隧道的設計內容主要包括方案的比選，隧道平面、縱斷面、橫斷面的設計；隧道襯砌結構設計和計算；洞門的設計；隧道照明、隧道通風的計算；確定合適的施工工藝。2杵嶺隧道方案確定下面我將從工程設置目的，綜合分析了工程所在位置的地形、地質工程條件、環(huán)境、安全、經(jīng)濟、合理、環(huán)保的原則，同時考慮投入使用后的養(yǎng)護管理等方面分析修建隧道的優(yōu)越性。石臺縣新老城區(qū)之間被一座山阻隔開來，兩個城區(qū)之間雖有道路相連，但道路的距離很大，浪費時間、運行效率不高，不能適應當?shù)氐慕煌òl(fā)展和未來經(jīng)濟的發(fā)展。由于老城區(qū)端的高程為65.19m，開發(fā)區(qū)的高程為74.66m，北側最高峰為263m，南側最高峰為298m，如果直接修建道路要達到城市道路設計規(guī)范的要求將需要開挖200m高程差左右的山體，這是具大的開挖量同時對環(huán)境也會造成很大的損壞。從縮短城區(qū)之間的距離，提高運行效率，促進兩個城區(qū)的整合和經(jīng)濟發(fā)展等方面考慮修建隧道都是合理的選擇。它可以很好的克服地形及高程障礙、改善線形、提高車速、縮短里程、節(jié)約燃料、節(jié)省時間、減少大開挖對環(huán)境植被造成的損壞，保護了生態(tài)環(huán)境。因此在石臺縣老城區(qū)和開發(fā)區(qū)修建隧道是綜合各方面因素后最合理的選擇。3概述3.1隧道設計技術標準1）公路等級：次干路Ⅱ級。2）道路計算行車速度:40km/h。隧道計算行車速度:40km/h。3）隧道建筑限界：凈寬：11.00m，凈高：5.0m。4）洞內路面設計荷載:公路--Ⅱ級。5）隧道路面橫坡:2%的雙面坡。6）通風方式:機械通風。7）通風衛(wèi)生標準：正常狀態(tài)：CO設計濃度δ：150ppm煙霧設計濃度K：0.0090m-1；交通阻滯（控制時間20分鐘）：CO設計濃度δ：300ppm煙霧設計濃度K：0.012m-1。3.2設計依據(jù)與執(zhí)行主要標準1）《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）；2）《公路隧道設計規(guī)范》（JTGD70-2004）；3）《公路隧道通風照明設計規(guī)范》（JTGD70-2004）；4）《地下工程防水技術規(guī)范》（GB50108-2001）；5）《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004-89）；6）《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTGD40-2002）；7）《石臺縣工業(yè)集中區(qū)基礎設施杵嶺隧道工程詳細工程地質勘察報告》；8）《工程建設標準強制性條文·公路工程部分》（2002年）；9）《公路隧道交通工程設計規(guī)范》（JTF/TD71-2004）;10）《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052-95）；施工中涉及設計文件未列的標準、規(guī)范,應按國家有關標準、規(guī)范嚴格執(zhí)行。3.3隧道設計原則1）本隧道充分考慮了隧道的設置目的及隧道自身的結構特征，并且綜合分析了隧道所在位置的地形、地質工程條件、環(huán)境因素等。2）隧道按安全、經(jīng)濟、合理、環(huán)保的原則，按新奧法理論，結合隧道實際情況進行設計，同時考慮隧道投入使用后的養(yǎng)護管理等，力求隧道總體安全、經(jīng)濟。3.4工程建設標準強制性條文執(zhí)行情況隧道主體結構物按永久性建筑物設計，具有規(guī)定的強度、穩(wěn)定性和耐久性；建筑限界內，不得有任何部件侵入；洞口邊仰坡必須保證穩(wěn)定，避免大挖大刷；洞門必須置于穩(wěn)固地基上；隧道襯砌按隧規(guī)規(guī)定的安全系數(shù)選??；隧道應結合襯砌采取可靠的防排水措施，保證使用期內行車安全、設備正常使用；對地表水、地下水采取妥善處理，使洞內外形成完整、暢通的防排水系統(tǒng)；隧道供電系統(tǒng)設計必須做到保障人身安全，供電可靠；隧道內水泥混凝土路面設計彎拉強度為5MPa。3.5隧道規(guī)模3.5.1隧道長度杵嶺隧道位于石臺縣城郊，為連接老城區(qū)和開發(fā)區(qū)的重要通道，隧道長度、洞口樁號見表3-1。表3-1隧道始終點高程項目名稱隧道長度老城區(qū)端洞口開發(fā)區(qū)端洞口樁號高程樁號高程杵嶺隧道1145.00K1+670.0065.91K2+815.0077.663.5.2各級圍巖所占隧道的比例根據(jù)《石臺縣工業(yè)集中區(qū)基礎設施杵嶺隧道工程詳細工程地質勘察報告》，杵嶺隧道穿越主要圍巖級別為Ⅴ、Ⅳ級兩種圍巖，各級圍巖所占隧道比例見表3-2。表3-2各級圍巖所占隧道比例圍巖級別Ⅴ級Ⅳ級長度（m）/百分比（%）145.0/12.71000.0/87.34工程概況4.1隧址區(qū)自然條件4.1.1地理位置及地形地貌杵嶺隧道地處皖南山區(qū)的西北部石臺縣境內，為單洞雙向行車隧道，為曲線長隧道。隧址區(qū)位于皖南山區(qū)的北緣，屬于低山區(qū)。隧道軸線呈近東西向于山間展布，南北兩側為山體，其中北側最高峰為263m，南側為298m。山體走向近東西向，地面坡度一般在30～40°。4.1.2氣候及地質概況隧址區(qū)屬于亞熱帶季風性氣候區(qū)，氣候溫和，全年最熱月份在7、8兩月，氣溫最高可達40℃左右，1、2月份最為寒冷，最低氣溫為－11.5℃，年平均氣溫為16.5℃，年平均降雨量1100mm，無霜期210天。隧址區(qū)大地構造單元隸屬于揚子準地臺江南臺隆與下?lián)P子坳陷的交接部位，附近出露的地層形成于古生代震旦紀至奧陶紀，歷經(jīng)印支、燕山和喜山等大的構造運動，地質構造較為復雜，斷層和褶皺較為發(fā)育。4.2工程地質條件4.2.1地層巖性隧址區(qū)主要出露地層為寒武系和奧陶系，在隧道所經(jīng)過地層以奧陶系侖山組為主。侖山組下段(O1l)主要為灰白和深灰色厚層白云巖、灰質白云巖，下部灰?guī)r夾層較多，白云質含量相對較少；含白云石，層理很不發(fā)育，風化面灰黑色，表面呈“刀砍狀”，而且極粗糙，顆粒一般較粗，局部粗大者似糖粒狀等為其特征。各處巖性穩(wěn)定；局部為灰、灰黑色薄層瘤狀泥質灰?guī)r，厚度約在700m。4.2.2地質構造1）斷層隧址區(qū)所處四級構造單元為石臺穹褶斷束。石臺穹褶斷束是沿江拱斷褶帶南部的次級單元，南以江南深斷裂與皖南陷褶斷帶相接。大致位于宣城，南陵、青陽、石臺及東至一帶，呈北東向帶狀展布。隧址區(qū)所處地層為奧陶系侖山組白云巖和灰質白云巖，巖石物理屬性較脆，區(qū)內主要構造形式為斷層及節(jié)理破裂構造，其中主要發(fā)育了NWW、NW、NE、NNE向四組斷層。隧址區(qū)斷層規(guī)模都不大，對隧道工程的影響有限。斷層主要性質如下：①近EW向斷層該組斷層多呈270°－290°展布，多數(shù)傾向北東，傾角中等，該組斷層平行于區(qū)域構造線方位，早期顯示為逆斷層性質，后期斷層性質主要表現(xiàn)為右行平移。②NW向斷層該套斷層走向多為290°～330°，以向NE傾斜居多，本組斷層性質以右行平移性質為主。③NE向斷層該組斷層主要走向為60°～80°，其中三組傾向南東，兩組傾向北西，傾角多為高角度在75°～85°之間，該組斷層切割了早期先存的斷層多以左行平移為主。④NNE向斷層NNE向斷層走向為10°～35°，傾角較陡（75°至近直立），野外研究發(fā)現(xiàn)該套斷層多切割了前期近東西向斷層，該方向斷層形成時代最晚。2）節(jié)理、裂隙隧址區(qū)發(fā)育了以NW～NWW；NE和NNE為主的三組節(jié)理裂隙，這些節(jié)理與區(qū)內所形成的各組斷層方位吻合。此外，還發(fā)現(xiàn)在斷層旁側形成了派生節(jié)理。根據(jù)野外對節(jié)理的充填和切割關系的系統(tǒng)統(tǒng)計分析，在該區(qū)發(fā)育有多期節(jié)理，其中，NWW或近東西向節(jié)理平行區(qū)內構造線方位，形成時代相對最早；其次為NE向節(jié)理，而在區(qū)內所發(fā)育的NNE及近南北向節(jié)理形成最晚。4.2.3水文地質條件1）地表水隧址區(qū)附近無大的地表水體，山坡較陡，不利于地表水的入滲，地表徑流較為強烈。2）地下水隧址區(qū)地下水主要為裂隙孔隙潛水，地下水主要賦存在構造裂隙中，由于裂隙的連通性差異很大，地下水位相對變化大，地下水徑流條件受構造的影響大，鉆孔水位一般埋深5～20m，地層大多呈弱～中等透水性，滲透性由進口至出口有逐漸變大的現(xiàn)象，特別是ZK2孔壓水試驗時，從坡面和附近的金龍洞有水滲出，出口段的滲透性較大，對隧道掘進不利。根據(jù)區(qū)域水文地質資料及附近工點的水質分析資料，地下水對混凝土無腐蝕性。4.3不良地質現(xiàn)象隧址區(qū)山勢較陡，但巖體較為單一且堅硬完整，沒發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡等不良地質現(xiàn)象。主要的不良地質為巖溶，組成工作區(qū)的主要巖性為碳酸鹽巖類巖石，脆性大，具一定的可溶性，受斷層的影響易形成較深的沖溝，受節(jié)理或劈理的影響，巖石在淺層次則多形成溶失溝槽和溶洞和溶芽，鉆探過程和巖芯鑒定中，均未發(fā)現(xiàn)有溶蝕現(xiàn)象，由此推定隧址區(qū)巖溶發(fā)育僅在淺層和地表有溶蝕現(xiàn)象，對洞身影響甚微。4.4隧道工程地質評價4.4.1隧道洞室圍巖級別的劃分根據(jù)《公路工程地質勘察規(guī)范》、《公路隧道設計規(guī)范》規(guī)定的圍巖分級方法，隧道洞室圍巖級別劃分，主要按以下順序進行：1）根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標BQ，綜合進行初步分級。2）對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素的影響，修正巖體基本質量指標值。3）按修正后的巖體基本質量指標[BQ]，結合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。根據(jù)地勘報告提供的各類巖組的物理力學參數(shù)、巖體結構、結構面發(fā)育特征及各項定性、定量成果資料分析，將全隧道圍巖劃分為Ⅴ、Ⅳ級兩種圍巖級別，洞身工程地質評價詳見地勘報告及隧道地質縱斷面圖。4.4.2隧道圍巖穩(wěn)定性評價1）隧道洞口穩(wěn)定性評價老城區(qū)端洞口段位于西坑村沖溝的南側山坡下，地面自然坡度15～20°下緩上陡，坡面巖石大多出露良好，風化裂隙發(fā)育，巖石大多新鮮或呈微風化狀，局部有0.5m厚的坡積層，無斷層通過。主要結構面為巖層產(chǎn)狀10°∠15°，另外發(fā)育有兩組主要節(jié)理5°/E∠58°、45°/ES∠40°，結構面走向與洞軸夾角15～40°，由于節(jié)理與軸線大角度相交但節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀與軸線及坡面小角度相交對洞口的穩(wěn)定帶來不利的影響。綜合計算修正的圍巖基本質量指標[BQ]=248.5，按《公路隧道設計規(guī)范》圍巖級別屬于Ⅴ級。開發(fā)區(qū)端洞口段位于永豐村杵嶺沖溝的南側山坡下，地面自然坡度30°，坡面巖石出露較差，植被發(fā)育，巖石破碎，巖石為硬質巖石，碎石狀鑲嵌結構，受構造影響嚴重，節(jié)理裂隙發(fā)育，中等透水性，未見斷層通過。主要結構面為巖層產(chǎn)狀0°∠15°，主要節(jié)理裂隙產(chǎn)狀273°/NE∠15°,280°/NE∠85°，節(jié)理與軸線及坡面小角度相交，其傾角很緩或很陡，但是由于巖體破碎，整體性差。綜合計算修正的圍巖基本質量指標[BQ]=218.5，按《公路隧道設計規(guī)范》圍巖級別為Ⅴ級。2）隧道洞身圍巖穩(wěn)定性評價隧道圍巖為侖山組下段(O1l)灰白和深灰色厚層白云巖、灰質白云巖，下部灰?guī)r夾層較多，白云質含量相對較少，隧道洞口、洞身段圍巖穩(wěn)定性均較差。4.5地震基本烈度隧址區(qū)屬華南地震區(qū)的地震活動不太強的長江中、下游地震區(qū)，區(qū)內構造基本穩(wěn)定，沿線未發(fā)現(xiàn)大的構造斷裂帶；未見破壞性地震，地震活動不強。隧址區(qū)無活動性斷層，場地穩(wěn)定性好。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001,工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g。長大隧道應提高一級防護。5隧道主體工程5.1隧道平面線形設計5.1.1隧道平面本隧道平縱方案主要由路線方案控制，這在路線方案中已有詳述，具體隧道位置根據(jù)隧址區(qū)地形、地質工程條件、環(huán)境、造價、功能等因素綜合確定，在綜合考慮線形指標及工程造價的前提下，通過實地勘察，充分研究了隧道所處地域的地形、地質情況，主要考慮隧道進、出口地形條件、隧址區(qū)工程地質條件、營運管理設施場地等因素擬定本隧道方案。5.2隧道縱斷面設計隧道縱斷面設計綜合考慮了隧道長度、主要施工方向、通風、排水、洞口位置以及隧道進、出口接線等因素。隧道平、縱面指標見表5-1。表5-1隧道平、縱指標概況一覽表隧道名稱起訖樁號縱坡（%）平曲線杵嶺隧道K1+670～K2+815+1.0001145曲線（R=2000m）5.3隧道橫斷面設計5.3.1橫斷面設計1）隧道主洞：限界凈寬：11.00m=1.50m人行道+0.25m左側向寬度+2×3.75m行車道+0.25m右側向寬度+1.50m人行道；限界凈高：行車道凈高5.0m，檢修道凈高2.5m。5.3.2襯砌內輪廓隧道內輪廓應符合相關《公路隧道設計規(guī)范》、《公路工程技術標準》規(guī)定的建筑限界的要求，考慮照明、通訊、排水、裝飾等其他設施需要的空間，各種設備均不得侵入建筑限界；襯砌內輪廓的形狀和尺寸應考慮圍巖類別、結構受力的特點及便于施工，設計輪廓采用單心圓內輪廓。本設計中的內輪廓具體設計參數(shù)如下表5-2表5-2內輪廓設計參數(shù)表參數(shù)隧道名稱內輪廓形式內輪廓半徑凈高凈寬備注杵嶺隧道單心圓5.70m7.10m11.17m40km/h注：凈高為設計高程點至拱頂?shù)淖罡唿c。5.4隧道洞門設計5.4.1洞門設計原則根據(jù)隧道進出口地形和工程地質條件，結合開挖邊仰坡的穩(wěn)定性及洞口防排水需要，選用經(jīng)濟、美觀并有利于視線誘導的洞門形式；在考慮盡量少刷坡和隧道“早進洞、晚出洞”的原則確定洞門位置。為了確保洞口邊仰坡的穩(wěn)定性，不受可能出現(xiàn)的自然災害、氣象災害的影響，同時對車輛行使的影響較小，隧道均修建洞門。5.4.2洞門設計老城區(qū)端洞口地面橫坡較緩，縱向坡度比較緩，考慮“早進洞”原則，接長明洞修筑削竹式洞門。開發(fā)區(qū)端洞口地面橫坡較陡，縱向坡度比較緩，接長明洞設置了具有徽派建筑風格臺階式洞門。洞門基礎應落在穩(wěn)定的基巖上，開挖后地基承載力不能滿足洞門要求，應采用如注漿或設置基底錨桿加固地層，以提高地基承載力。若開挖后如果地質條件與設計不相符時，應及時通知業(yè)主及設計單位，并根據(jù)隧道具體地質條件針對每座隧道洞門進行不同的處理。隧道洞口的邊坡及仰坡防護，主要采用鋪設三維固土網(wǎng)植草綠化，臨時仰坡根據(jù)具體地質條件采用錨、網(wǎng)、噴混凝土進行防護。隧道洞門建筑材料采用C20片石混凝土，以達到施工方便、安全和快速，洞門墻采用飾面材料裝飾。5.5隧道襯砌結構設計5.5.1隧道襯砌結構設計原則隧道除洞口段結合地形、地質條件設置明洞外，其余均按新奧法原理設計，采用柔性支護體系結構的復合式襯砌，即以超前鋼管注漿加固地層、系統(tǒng)錨桿、噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)、工字鋼型鋼鋼架、格柵拱架等為初期支護，模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次支護，并在兩次襯砌之間敷設PVC防水卷材及無紡土工布防水層。隧道襯砌類型、襯砌斷面型式、襯砌結構尺寸方案設計，主要采用工程類比法，結合構造要求及經(jīng)濟技術比較，根據(jù)圍巖類別和洞室埋深條件擬定相應的支護類型，并對隧道結構進行必要的理論分析計算及校核，確定支護襯砌模式。斷面型式為：本隧道均采用曲墻帶仰拱襯砌。風機懸掛段襯砌采用鋼筋混凝土襯砌。5.5.2洞身段支護參數(shù)隧道各類圍巖復合式襯砌斷面支護參數(shù)見下表5-3表5-3隧道復合式襯砌支護主要設計參數(shù)項目單位支護參數(shù)Ⅴ級加強超前支護超前小導管mmφ50×5環(huán)向間距cm40長度m4.5噴射砼C25早強砼cm25錨桿直徑mm25長度cm400錨桿布置cm80×80鋼筋網(wǎng)直徑mm8鋼筋網(wǎng)格cm20×20鋼架截面尺寸mmI18工鋼間距cm80二次襯砌拱墻cm45仰拱cm45注：在Ⅴ級圍巖中錨桿為系統(tǒng)錨桿，采用中空注漿錨桿，開挖后可視具體地質情況調整設計參數(shù)。本隧道圍巖斷面預設計了圍巖變形量。5.5.3特殊洞身結構設計1）明洞工程為了減少路基開挖形成的高邊坡等病害對隧道口的威脅，洞口均設置了明洞襯砌，明洞采用C25鋼筋混凝土結構。2）Ⅴ級圍巖洞口淺埋段處理隧道洞口段埋深較淺，均為Ⅴ級圍巖，故設置了鋼筋混凝土襯砌，洞口段超前支護采用中管棚支護及錨網(wǎng)噴支護，同時輔以工字鋼鋼拱架支撐。施工時應在進洞之前首先做好邊仰坡的防護和加固，盡量減少對圍巖的擾動，做到“管超前、強支撐”以確保施工安全。3）跨越斷層地段本隧道穿越多條斷層，斷層破碎帶內節(jié)理裂隙較發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性差，地下水集中，施工時應施作超前鉆孔探測前方地質及地下水情況，若可能發(fā)生涌水或突水情況，應及時通知設計研究處理措施，必要時可超前預注漿。設計時對斷層破碎帶采用帶有超前小導管支護及工字鋼鋼拱架支撐的Ⅴ加強襯砌結構。5.6隧道防排水工程設計隧道防排水設計遵循“防、排、截、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的原則，采用完整的防排水體系，使隧道內防水可靠，排水通暢，保證運營期間隧道內不滲不漏，基本干燥。隧道防水等級為二級。5.6.1隧道洞內防排水隧道防排水設計以復合式結構襯砌原則進行設計，隧道二次襯砌以自防水為主，襯砌采用防水混凝土。根據(jù)隧道圍巖裂隙水的大小采取不同的防排水措施，主要防排水措施為：在初期支護與二次襯砌之間設置PVC防水板（1.2mmPVC防水板+350g/m2無紡土工布）防水，并實現(xiàn)無釘鋪設；并采用半圓排水管、PVC排水管等形成完善的防排水系統(tǒng)。隧道襯砌排水是在初期支護與防水層之間設置環(huán)向半圓排水管，環(huán)向半圓排水管設置間距為5～10m。縱向排水管采用PVC波紋管，設置在洞內初期支護邊墻腳，沿隧道兩側，全隧道貫通，環(huán)向半圓排水管沿隧道拱背環(huán)向布設將水排入縱向PVC波紋管，然后通過PVC塑料排水管將水導入隧道底部φ300中央排水管，引水至洞外排水溝。在遇有地下水較大地段、集中滲水地段及在噴層中如遇較大滲水地段，應加設半圓排水管將水導入縱向排水管。隧道路面采用雙面坡，路面水通過開口流入縫隙管，縫隙管設在兩側，洞內縫隙管主要排放消防及清洗水，使襯砌背后圍巖水與污染水分離排放。隧道中央排水管設置了沉砂井、檢查井，邊墻腳縱向排水管設置了檢查井，使隧道排水設施具有了可維修性。隧道如遇涌水地段，應對于可能發(fā)生涌水的地段采用堵水處理，根據(jù)國內外堵水經(jīng)驗和隧道的具體情況，再采用超前探水等物理勘探手段，查明隧道前方地下水分布狀況及水量后，適時采取預注漿，將大量水盡可能封堵在圍巖內，使隧道開挖后不出現(xiàn)大量涌水，為隧道后續(xù)施工創(chuàng)造條件，以確保隧道施工能安全、按時完成。5.6.2施工縫、變形縫防水本隧道變形縫設置PVC背貼式止水帶加中埋式橡膠止水帶，兩道防水，且嵌縫材料要求防水。環(huán)向施工縫具體可根據(jù)施工情況進行調整，環(huán)向施工縫設置PVC背貼式止水帶加橡膠止水條，兩道防水。仰拱與邊墻施工縫應設置在電纜溝蓋板以下。施工時應注意防水板搭接，排水管預埋、止水帶安裝、注漿管預埋等等，如遇安裝位置不合適時，應作適當調整。5.6.3隧道洞口防排水隧道開挖前應做好防排水處理工作，如山頂、坡面低洼或溝槽應整平并做好排水設施。結合洞口的地形情況，設置洞門墻排水溝以及在洞頂仰坡上方設置截水溝，防止雨水對坡面、洞口的危害，引地表水至路基邊溝或洞門外端自然溝谷，以此形成完善的洞外排水系統(tǒng)。5.7隧道路面及洞內裝飾隧道采用水泥混凝土剛性路面，面層采用26cm厚水泥混凝土剛性路面，其設計彎拉強度不小于5MPa，混凝土標號不小于25號，路面下設15cm厚C20素混凝土基層。另外為提高路面防側滑能力，隧道洞外及洞口100m范圍路面表面構造應施做縱、橫向刻槽，其他段路面只采用縱向刻槽。隧道內裝飾之前，必須對混凝土墻面進行處理，達到表面圓順，平整、光潔，隧道拱部噴涂鐵蘭色、墻部噴涂米黃色隧道專用厚型防火涂料15mm，防火極限不小于180分鐘。5.8隧道檢修道及人行道設計為便于對隧道內設施的維修養(yǎng)護及日常行人通過，隧道內設置雙側人行道。為防止汽車沖上檢修道，確保隧道養(yǎng)護人員在檢修道上的安全，以及考慮到洞內發(fā)生事故便于人員疏散，同時結合電纜槽設置的要求，設計檢修道高度為25cm，寬度為150cm，檢修道道面設向內1%的橫坡，以有利于道面水排入縫隙管。6隧道動態(tài)施工、設計6.1隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測是新奧法復合式襯砌設計、施工的核心技術之一，也是本隧道采用信息化設計的重要組成內容之一。隧道斷面預設計了圍巖變形量，并應通過施工現(xiàn)場監(jiān)測可以掌握圍巖和支護在施工過程中的力學動態(tài)及穩(wěn)定程度，保障施工安全，為評價和修改初期支護參數(shù)、力學分析及二次襯砌施作時間提供信息依據(jù)，并且積累資料為以后的設計提供類比依據(jù)，確保隧道的安全，達到隧道施工安全、節(jié)約工程投資的目的。根據(jù)本次項目隧道設計的具體情況，參照有關規(guī)范和新奧法設計指南建議施工中進行以下量測項目。6.1.1必測項目1）地質和支護狀況觀察通過對隧道開挖后巖性、結構面產(chǎn)狀及支護裂縫觀察或描述來評價隧道圍巖工程地質特性、支護措施的合理性及洞室穩(wěn)定狀態(tài)。2）隧道圍巖變形量測通過洞內變形收斂量測來監(jiān)控洞室穩(wěn)定狀態(tài)和評價隧道變形特征。該項是主要量測項目，包括凈空收斂量測、拱頂下沉量測和圍巖內部位移量測。3)隧道地表下沉變形量測通過對洞口淺埋段地表變形量測來監(jiān)控洞室穩(wěn)定狀態(tài)和評價隧道變形特征，并對洞口仰坡進行動態(tài)監(jiān)測。4)采用錨桿抗拔計進行錨桿抗拔試驗。6.1.2選測項目1)應力～應變量測采用應變計、應力盒、測力計等監(jiān)測鋼拱架、格柵支撐、錨桿和襯砌受力變形情況，進而檢驗和評價支護效果。2）圍巖穩(wěn)定性和支護效果分析通過對量測數(shù)據(jù)的整理與回歸分析，找出其內在的規(guī)律，對圍巖穩(wěn)定性和支護效果進行評價，然后采用位移反分析法，反求圍巖初始應力場及圍巖綜合物理力學參數(shù)，并與實際結果對比、驗證。7隧道施工方案設計7.1施工工藝要求1）本隧道穿越Ⅴ、Ⅳ級圍巖段，巖層節(jié)理裂隙較發(fā)育，隧道系統(tǒng)錨桿Ⅴ、Ⅳ級圍巖選用中空有壓注漿錨桿，錨桿必須設置墊板，施工時錨桿墊板必須與圍巖密貼，錨桿盡量垂直與巖石層面和節(jié)理裂隙面施工。鋼支撐尺寸圓順，架立準確，且密貼圍巖。2）噴射混凝土采用濕噴工藝。3）二次襯砌施作時必須先澆筑仰拱，然后進行拱、墻部二次襯砌澆筑。4）二次襯砌澆筑應采用摸板臺車泵送混凝土整體澆筑，以保證二次襯砌密實。5）錨桿的選擇：φ25中空有壓注漿錨桿，壁厚5mm，單位重量小于2.5Kg/m，桿體材料抗拉力不小于180KN，墊板厚6mm，150mm×150mm。6）小導管注漿：注漿壓力為0.5～1MPa，管棚注漿：注漿壓力為1～2MPa，壓力維持時間一般為5～10分鐘，漿液配合比及注漿量可根據(jù)現(xiàn)場地質情況酌情調整。7）隧道片石混凝土片石含量不得超過混凝土體積的30%，石塊厚度不小于150mm，石塊抗壓強度不低于30Mpa，石塊應清洗干凈，均勻分布，凈距不小于100mm。8）防排水嚴格執(zhí)行《地下工程防水技術規(guī)范》（GB50108-2001），防水板接頭要嚴格密封并充氣采用標準荷載檢測，各類施工縫、沉降縫防水構造安裝準確、到位。9）施工過程中加強監(jiān)控量測，及時分析處理數(shù)據(jù)，調整支護參數(shù)。7.2施工方案設計隧道明洞段采用明挖法施工，在確保洞口邊坡穩(wěn)定的條件下，然后就地模筑全斷面整體式鋼筋混凝土。暗洞均采用新奧法施工，Ⅴ級圍巖洞口段采用注漿中管棚進洞，Ⅴ級圍巖、Ⅳ級圍巖加強段采用以注漿小導管、超前錨桿為超前支護，初期支護以錨網(wǎng)噴支護為主，輔以鋼拱架。該段模注混凝土及仰拱要求及早施作。開挖方式應根據(jù)圍巖、支護類型和斷面型式等具體情況選擇采用環(huán)形開挖中心留核心土法，上部留核心土支擋開挖工作面，有利于及時施作拱部初期支護以加強開挖工作面的穩(wěn)定性，核心土以及下部開挖在初期支護的保護下進行，施工安全性好，一般環(huán)形開挖進尺為：0.5～1.0米，不宜太長，下臺階長度為開挖洞徑的1.5倍。為了避免初期支護拱腳下沉，每榀增加4～6根拱腳鎖定錨桿，桿長與相應圍巖類別匹配。根據(jù)隧道圍巖特征及開挖后的應力分布情況，建議Ⅳ級圍巖一般地段采用臺階法開挖施工。該隧道在施工開挖時，Ⅴ級圍巖段應采用機械開挖或預裂爆破，嚴禁大強度爆破。在施做初期支護時，根據(jù)其洞室軟弱圍巖穩(wěn)定時間較短的特點，必須及時施做初期支護等，錨桿需作拉拔試驗，Ⅴ級圍巖抗拔力不小于50KN，Ⅳ級圍巖抗拔力不小于70KN，并根據(jù)圍巖監(jiān)控量測結果以觀察拱頂下沉和拱腳收斂情況，若變形速率值突然增大，除加強初期支護外，必須立即封閉仰拱。所有圍巖段系統(tǒng)錨桿均采用了有壓注漿錨桿，通過壓力注漿使未膠結的圍巖形成整體和一定厚度的承載圈以提高自身承載能力，最終根據(jù)圍巖監(jiān)控量測結果，在初期支護趨于穩(wěn)定的條件下，全斷面模筑二次混凝土襯砌。隧道初期支護由上而下，采用先拱后墻法施工，隧道二次襯砌施工，采取在施工邊墻、拱頂前先施作仰拱。隧道的開挖、支護、襯砌及監(jiān)控量測等，須按《公路隧道施工技術規(guī)范》要求辦理，并參照《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》。隧道施工開挖時應少擾動巖體，嚴格控制超、欠挖，鋼筋網(wǎng)和鋼支撐必須密貼圍巖面，支撐緊密，再加混凝土預制塊墊、“楔”緊，使初期支護及時可靠。二次襯砌采用混凝土運輸車、輸送泵和襯砌模板臺車的機械化配套施工方案，確保混凝土質量達到內實外光。8隧道棄渣方案及臨時工程本隧道開挖洞渣及洞口開挖的土方，全部洞渣由路線統(tǒng)一調配。施工臨時用房及材料堆放加工場地應放在附近坡地較緩地帶，但不得妨礙洞口及截水溝結構的設置，施工用電可就近接入，施工用水可就近提取。9隧道通風設計根據(jù)交通量情況及隧道長度、縱坡，經(jīng)計算本隧道通風需風量為：253.8m3/s，需風量均以換氣及火災排煙控制。隧道通風考慮正常、阻塞和火災三種情況，經(jīng)計算確定本隧道采用全射流縱向通風，共需安裝8臺射流風機。射流風機選用φ1120型，風機技術參數(shù)：軸向推力1124N，出口風速30m/s，流量30.0m3/s，電機功率30Kw，風機轉速1470r/min。10隧道照明設計10.1照明設計亮度隧道照明依據(jù)《公路隧道通風照明設計規(guī)范》的要求設計，為保證行車安全，照明計算行車車速采用40Km/h,洞外環(huán)境取3500cd/m2。隧道內照明設計亮度見下表：表10-1隧道內照明設計亮度區(qū)段亮度（cd/m2）長度(m)入口段42.022x2過渡段112.626x2過渡段24.244x2中間段(基本照明)2.5全隧道應急照明0.5全隧道10.2燈具及燈具布置形式隧道內照明采用高壓鈉燈，基本照明按兩側交錯式布燈，間距取5米。照明燈具安裝高度為5.3米，所有燈具均位于隧道建筑限界以外。隧道內應急照明采用洞外不間斷電源供電，應急照明燈平時兼基本照明。10.3洞外引道照明在隧道洞外引道應布設路燈，由設計規(guī)范確定引導照明路面設亮度為0.5cd/m2，長度為60米。10.4照明組合方式隧道內照明按晴天、陰天、夜間和深夜分四級控制。晴天：洞內全部燈具開啟，洞外路燈關閉。陰天：加強燈開啟部分，基本燈全開,洞外路燈關閉。夜間：加強燈全關，基本燈全開,洞外路燈開啟。深夜：加強燈全關，基本燈開啟一半,洞外路燈開啟。11監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)11.1系統(tǒng)概況杵嶺公路隧道屬長隧道，在重點保證運營安全的前提下，本著“實用、可靠、經(jīng)濟”的原則，考慮設置監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)。該公路隧道按其長度和交通狀況，交通工程等級為A級。設置八個監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)：1）交通監(jiān)視和控制系統(tǒng)；2）通訊系統(tǒng)；3）環(huán)境檢測系統(tǒng)；4）運營通風系統(tǒng)；5）照明系統(tǒng)；6）報警、消防系統(tǒng)；7）供電系統(tǒng)； 8）中央控制系統(tǒng)。11.2交通監(jiān)視控制系統(tǒng)系統(tǒng)由中控室的交通監(jiān)控計算機、閉路電視系統(tǒng)、可變情報板、可變限速標志、視頻車輛檢測器、入口信號燈及車道表示器等組成。閉路電視系統(tǒng)：洞內攝像機間距160m，洞口各設一臺，以及與其相關的顯示及傳輸、控制系統(tǒng)。視頻車輛檢測器攝像頭與CCTV系統(tǒng)合用。交通信號燈或車道表示器：洞內250m,洞口各一道?？勺兦閳蟀澹憾磧?000m，洞口各一道?？勺兿匏贅酥荆憾磧?000m，洞口各一道。洞口各設一道超高監(jiān)測系統(tǒng)。11.3通信系統(tǒng)系統(tǒng)由緊急電話、電視監(jiān)控、廣播和無線通信組成。緊急電話系統(tǒng)：洞內250m一處，設于前進方向右側。有線廣播系統(tǒng)：間距160m，設于前進方向左側。無線通信：由四信道基站、光中繼器、天線、光傳輸設備等組成。11.4通風系統(tǒng)針對隧道的交通量、交通特征、自然地理條件、工程條件、經(jīng)濟和技術條件，綜合比選后采用射流風機縱向式通風。通風設計按單洞雙向行車考慮。通風控制：1）正常狀態(tài)：CO≤150ppm;煙霧濃度VI≤0.009m-1(透過率47.5%);2）阻滯狀態(tài)：20min內CO≤300ppm；3）火災發(fā)生時風機采用緊急狀況進行排煙，洞內縱向風速2.5m/s。11.5通報、報警系統(tǒng)1）手動報警按鈕：50m一處，設于消防栓箱上；2）自動報警裝置：設于消防栓箱上；3）火災檢測器：貫穿全隧道的感溫光纖電纜；4）緊急電話：50m一處；5）交通信號燈、情報板：按有關上述規(guī)定設置。11.6消防系統(tǒng)1）滅火器：50m一處，2個一組，設于消防栓箱中；2）消防栓箱：50m一處，既能噴水，也能噴泡沫。11.7救援系統(tǒng)1）兩洞口均設隧道管理所消防隊，消防車2輛（其中一輛為干粉消防車），救援車一輛；2）地方專業(yè)消防隊。11.8供電系統(tǒng)供電電源：均由110kv變電站出線，用35kv架空線路分別供至兩洞口，在兩端洞口各設35/10kv變電所向隧道供電。隧道兩端洞口電源互為備用（單回路供電）。本隧道照明、通信、信號、監(jiān)控、報警、監(jiān)測、消防、通風等電力負荷均為一級負荷。洞口及洞內風機房變配電設施均設置防雷接地設施。11.9中央控制系統(tǒng)本系統(tǒng)主要由綜合控制臺、模擬顯示屏幕、監(jiān)視器柜、中心計算機網(wǎng)絡構成。實施中心控制的項目有：通風控制、照明、交通流檢測與控制、環(huán)境檢測、光強檢測、閉路電視、緊急電話、無線廣播、無線通信、火災報警等。各系統(tǒng)的啟動、運行與停止的控制裝置集中設置于管理所內。監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡由雙中心計算通過以太網(wǎng)工作站、模擬顯示屏幕操作站、通信工作站組成。12環(huán)境保護采用隧道方案有著節(jié)約土地資源，減少對地表生態(tài)環(huán)境的破壞，起著保護生態(tài)環(huán)境之作用。在隧道設計中考慮了環(huán)境保護因素，盡量避免因人為的因素而導致新的山體病害的產(chǎn)生，盡量進少對工程附近的歷史文物、風景區(qū)、建筑、居民生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的不良影響。為此，在環(huán)保設計中主要考慮了采取以下幾個措施：1）在隧道設計時采用早進洞、晚出洞的原則，減少深挖路段，保護自然坡體及植被。2）在隧道設計時，考慮隧道開挖對隧道頂?shù)乃暮娃r作物的影響，避免地表水流失，以保護地表植被。3）隧道開挖石渣盡可能縱向調配，作路基填料。棄方根據(jù)實際情況，集中堆放在專門棄渣場地。渣體堆放時，應做好坡腳擋墻防護，以防止洪水沖走，形成人為泥石流，并在棄渣頂覆蓋土層，復墾還田或植樹造林。4）洞口設計注意和周圍環(huán)境的協(xié)調，洞口邊仰坡開挖嚴禁放大炮，并作永久防護（護坡工程），防護采用綠色（植物）防護。5）隧道內及洞頂水的排放，結合周圍環(huán)境排放。6）做好施工場地竣工后的清理、綠化及復耕還田工作，保護自然環(huán)境。7）施工中對環(huán)境可能產(chǎn)生危害的廢水，化學漿液，處理后方可排放。13拱形曲墻式襯砌結構計算13.1基本資料公路等級次干路Ⅱ級圍巖類別Ⅴ類圍巖容重襯砌材料C25混凝土彈性抗力系數(shù)材料容重彈性模量二襯厚度d=0.45m圖13—1襯砌結構斷面13.2荷載確定13.2.1圍巖豎向壓力根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD70-2004)的有關計算公式及已知的圍巖參數(shù)，代入公式：(13-1)其中：S——圍巖的級別，取S=5；γ——圍巖容重，取γ=18KN/m3；ω——寬度影響系數(shù)，由式ω=1+i(B-5)計算，B為隧道寬度，B=12.3+2×0.1=12.5m，式中0.1為一側平均超挖量;B>5時，取i=0.1，ω=1+0.1×(12.5-5)=1.75所以圍巖豎向荷載式中：0.4為折減系數(shù)，此處超挖回填層重忽略不計。13.2.2計算襯砌自重根據(jù)中南大學主編的《隧道工程》第五章的規(guī)定：(13-2)根據(jù)我國復合式襯砌圍巖壓力現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)和模型實驗，并參考國內外有關資料，建議Ⅱ類圍巖襯砌承受80%-60%的圍巖壓力，為安全儲備這里?。?7KN/m2（1）全部垂直荷載(13-3)（2）圍巖水平均布壓力(13-4)其中：Ⅴ類圍巖壓力的均布水平力，這里取中間值0.413.3襯砌幾何要素13.3.1襯砌幾何尺寸內輪廓線半徑：內徑所畫圓曲線的終點截面與豎直軸的夾角：α=102.4864°拱頂截面厚度=0.45m,拱底截面厚度=0.45m。13.3.2半拱軸線長度S及分段軸長△S(13-5)將半拱軸長度等分為8段，則(13-6)(13-7)13.3.3各分塊截面中心幾何要素1）與豎直軸的夾角由于所要平均分配的弧長均在同一園周上，因此，各弧段對應的圓心角也是相等的，即角度閉合差。2）接縫中心點坐標計算計算時采用以下計算公式：(13-8)(13-9)具體數(shù)值見表13-1。13.4計算位移13.4.1單位位移：用辛普生法近似計算（《結構力學教程Ⅰ》第8章詳細介紹計算原理），按計算列表進行。單位位移的計算見表13-1。(13-10)（13-11)(13-12)計算精度校核為：(13-13)(13-14)閉合差。表13-1單位位移計算表截面α(°)sinαcosαxyd1/Iy/Iy2/I(1+y)2/I積分系數(shù)1/300.00000.00001.00000.00000.00000.4500131.68720.00000.0000131.68721112.81080.22170.97511.31360.14750.4500131.687219.42812.8663173.40984225.62160.43240.90172.56200.58240.4500131.687276.698244.6712329.75492338.43240.62160.78333.68301.28390.4500131.6872169.0795217.0891686.93524451.24320.77980.62604.62032.21600.4500131.6872291.8123646.64141361.95312564.05400.89920.43755.32783.33280.4500131.6872438.88871462.73392472.19864676.86480.97380.22725.76984.57880.4500131.6872602.97462760.92434098.56072789.67561.00000.00565.92505.89180.4500131.6872775.87734571.32936254.771048102.48640.9763-0.21625.78467.20600.4500131.6872948.93606838.01858867.57771∑1053.49762835.000212919.522219643.0202注：1.I——截面慣性矩，，b取單位長度；2.不考慮軸力的影響。13.4.2載位移——主動荷載在基本結構中引起的位移1）每一塊上的作用力豎向力：(13-14)水平壓力：(13-16)式中：—襯砌外緣相鄰兩截面間的豎直投影長度，由圖13-2量?。?，，，，，，，自重力：(13-17)式中：接縫i的襯砌截面厚度。作用在各楔形塊上的力均列入表13-2，各集中力均通過相應圖形的形心。均由圖13-2直接量得，其值見表13-2。各集中力均通過相應圖形的形心。附圖13—2襯砌結構計算圖示2）外荷載在基本結構中產(chǎn)生的內力楔塊上各集中力對下一接縫的力臂由圖13-2量得，分別記為。內力按下式計算之：彎矩：