水工地下洞室（new）

第九章水工隧洞水電學(xué)院劉曉青進廠交通洞尾水調(diào)壓室主廠房主變室引水洞進風(fēng)井母線洞排風(fēng)井出線井交通洞尾水洞溪洛渡地下廠房洞室群（180條、總長50公里）布置示意圖參考文獻水工隧洞和調(diào)壓室水工隧洞部分/段樂齋等編著

中圖圖書分類法類號:TV692

科圖圖書分類法類號:86.8382

目錄地下洞室圍巖應(yīng)力分布和穩(wěn)定性判別水工隧洞的洞身及洞室段隧洞進口的型式和布置隧洞的組成、閘門的位置及其線路選擇概述作用在隧洞襯砌上的荷載計算及結(jié)構(gòu)計算隧洞的結(jié)構(gòu)?

隧洞的斷面?

常規(guī)隧洞川藏公路秦嶺隧洞12常規(guī)鐵路成昆鐵路鐵路之最3隧洞施工開挖機械開挖方式公路隧洞鐵路隧洞水工隧洞認識隧洞中國最長的鐵路隧道——20．05公里地下洞室的開挖方法

鉆爆法盾構(gòu)法掘進機沉管法

隧道掘進機按一次開挖斷面占全部斷面的比例分為全斷面掘進機和部分斷面掘進機兩種。全斷面掘進機主要包括全斷面巖石掘進機（也稱為TBM-TunnelBoringMachine

，用于硬巖）和全斷面盾構(gòu)機（一般盾構(gòu)機用于土層）。全斷面巖石掘進機主要用于具有一定自穩(wěn)能力的巖石地層的掘進，多用于野外的長隧道（如引水隧洞、鐵路隧道等）。盾構(gòu)機主要用于有水地層、軟弱不穩(wěn)定圍巖、對地表有嚴格沉降控制要求的城市地下工程或過江隧道工程的掘進?！岸沃ёo”的概念

一次支護的主要作用是及時限制和減少圍巖變形，防止個別圍巖掉落產(chǎn)生事故，而不是使“支架-圍巖”系統(tǒng)達到力學(xué)平衡。相反，一次支護以后仍允許圍巖有限地產(chǎn)生一定變形，以便繼續(xù)釋放一些能量。一次支護的要求是及時支護或“柔性支護”。二次支護的作用是進一步促進圍巖的穩(wěn)定和增加安全性。

隧道及地下洞室工程，其核心問題，都歸結(jié)在開挖和支護兩個關(guān)鍵工序上。

施工技術(shù)的革新：除爆破作業(yè)外，出現(xiàn)了機械法----隧洞掘進機（TBM）非爆破方法：火焰法，超高頻法，激光法等。新奧法（NATM—NewAustrianTunnellingMethod）---全稱“新奧地利掘進法”。

隧洞的結(jié)構(gòu)?

襯砌（lining）隧洞的斷面?

圓形、城門洞形（馬蹄形）錦屏電站：1號引水遂洞采用12.4米大直徑TBM（隧道掘進機）一次性連續(xù)掘進約13公里,2號隧洞采用鉆爆法施工，隧洞為馬蹄形斷面，開挖直徑13米，襯砌后洞徑11.8米。三板溪水電站導(dǎo)流隧洞斷面尺寸為16m×18m。二灘導(dǎo)流隧洞尺寸17.5m×23m,為我國目前開挖尺寸最大的隧洞。洪家渡水電站洞式溢洪道14×21.54m。小浪底隧洞圓形斷面直徑14.5m。溪洛渡隧洞群：兩岸各有8條泄洪、引水、交通、變電等隧洞，地下廠房（各18臺機組）。水工樞紐布置三維圖左右岸地下廠房各裝9臺單機700Mw機組，主廠房尺寸：367m\31.9m\75.1m;調(diào)壓室：300m\23m\94m；為世界上最大的地下廠房第一節(jié)概述水工隧洞的功用及其特點1工作特點2一、水工隧洞的功用及其特點2.功用：

(1)與溢洪道一起擔(dān)任泄洪任務(wù)-----泄洪洞；

(2)向下游供水(灌溉、航運、供水)用-----供水(通航)洞；

(3)放空水庫用------放空洞；

(4)施工導(dǎo)流用------導(dǎo)流洞；

(5)排沙用------排沙洞；

(6)發(fā)電引水用------發(fā)電洞。1.定義

在水利樞紐中，為滿足防洪、發(fā)電、灌溉、供水等各項任務(wù)的要求而設(shè)置的隧洞稱為:水工隧洞。提倡“一洞多用”二、工作特點123地質(zhì)特點水力特點施工特點4圍巖壓力（山巖壓力）彈性抗力

開挖前：巖體處于整體穩(wěn)定狀態(tài)。

開挖后：原有的地應(yīng)力平衡被打破，引起變形，嚴重時可能導(dǎo)致巖石崩塌，需進行開挖襯砌支護。A.有壓洞：

洞內(nèi)水頭大壓力高，對襯砌、強度、防滲等要求均較高；

閘門啟閉力大，設(shè)備復(fù)雜，局部開啟時易振動。

B.無壓洞：

高速水流問題（空化、空蝕、脈動、振動等）；

宜摻氣；

C.隧洞出口水流通常流速高、單寬流量大、需要采取適當(dāng)?shù)南芊罌_措施。

D.超泄能力小。

a.施工條件差、工序多、工藝復(fù)雜；b.工作面小、干擾大；

(放炮、出渣、支護等)c.質(zhì)量要求高、防滲要求高、安全問題突出；

d.進度慢、時間緊、任務(wù)重；

山巖壓力（圍巖壓力）

山體中任一點處，在未開挖前是處于平衡狀態(tài)的，開挖后由于圍巖的變形、滑移或塌落而施加在襯砌或支護上的壓力稱為山巖壓力，它對襯砌而言是主動荷載。

彈性抗力隧洞在內(nèi)水壓力等作用下，襯砌(部分)向圍巖方向發(fā)生變形，當(dāng)變形受到圍巖的抵抗時，就有一個抵抗力作用在襯砌上，稱該抵抗力為彈性抗力。它對襯砌而言是被動荷載。這兩個荷載

是否同時作用在襯砌上？第二節(jié)

隧洞的組成、閘門

的位置及其線路的選擇隧洞的組成1閘門的位置23線路的選擇上游引水段：（可?。贿M口段：控制流量及流態(tài)；洞身段：輸水道的主體；出口段：消能段；尾水渠：解決歸河問題；1.隧洞的組成2、閘門的位置閘門類型：（1）檢修門（有時可作為事故門用，故亦稱為事故檢修門）檢修門位于隧洞首部，工作門的前部。要求：能動水關(guān)閉、靜水開啟。（2）工作門：位于檢修門后的某個合適位置處，可能緊挨著，也可能離得很遠。作用：封閉孔口、調(diào)節(jié)流量，要求：動水啟閉。閘門的位置：

a、位于進口：------無壓洞（如甘肅文縣碧口右岸洞）優(yōu)點：工作門與檢修門在一起，運行管理方便；內(nèi)水壓力小；缺點：高速水流對隧洞進口體型及施工質(zhì)量要求比較高。優(yōu)點：洞內(nèi)水流平穩(wěn)，門后通氣條件好；便于部分開啟，調(diào)節(jié)流量；控制閘門的建筑物比較簡單；檢修相對容易；缺點：工作門檢修門分離，運行管理不便；洞內(nèi)壓力大，襯砌一旦開裂，內(nèi)水外滲;

對巖體和土石壩等建筑物的穩(wěn)定問題突出；閘門推力大，支承體受力復(fù)雜；

b、位于出口：------有壓洞c、位于隧洞中間(內(nèi)部)－－門前有壓門后無壓適用于：因地形地質(zhì)條件的原因，隧洞線路需轉(zhuǎn)彎時，工作門置于轉(zhuǎn)彎后的直線段上；可利用洞內(nèi)某處地質(zhì)條件好的巖體支承閘門傳過來的水推力；（如碧口左岸泄洪洞采用此種布置）。3、線路的選擇

關(guān)系到圍巖整體穩(wěn)定、工程造價、施工難易、工期長短、運行是否可靠等因素。一般原則：直、短、少拐彎。具體（1）地形條件（2）地質(zhì)條件（3）周密規(guī)劃（4）不要因片面強調(diào)最短洞線而輕視地質(zhì)條件。第三節(jié)

隧洞進口的

型式和布置進水口的形式1進水口的組成與功用21

進口可采用表孔式進水口也可采用深孔式進水口。前者即以實用堰作為進口控制堰，與溢洪道相同，以無壓多見，后者常用于有壓的情況。1、進水口的形式A.豎井式進水口：組成：閘前漸變段，豎井，閘后漸變段。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省工作橋,不受風(fēng)浪和冰的影響，抗震及穩(wěn)定性好。缺點：豎井開挖困難，檢修門前一段隧洞檢修不便。適用：河岸巖石堅固,開鑿豎井無塌方危險。

(三門峽)B.塔式進水口：組成：閘前漸變段，塔身，閘后漸變段。優(yōu)點：為獨立懸臂結(jié)構(gòu)，布置緊湊,閘門檢修相對來說方便。缺點：另設(shè)工作橋，可能增加投資，需進行穩(wěn)定驗算。適用：進口處岸坡低緩,覆蓋層較厚,山巖破碎,不宜開鑿豎井。類型：框架式塔和封閉式塔。C.岸塔式進水口：優(yōu)點：穩(wěn)定性比塔式好，造價比塔式省，施工方便,地形、地質(zhì)條件許可時優(yōu)先選用。缺點：若傾斜,閘門也斜,啟門力增加,不易靠自重關(guān)閉閘門。適用：進口處巖石堅固，可開挖成近于直立的陡壁時。D.斜坡式進水口：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，穩(wěn)定性好，造價最低。缺點：斜坡上裝閘門，關(guān)門時不易靠自重下降，需另加關(guān)門力。適用：較為完整的巖坡。E.組合式進水口：（1）閘前及閘后漸變段：閘前喇叭口和閘后漸變段.上墻:側(cè)墻:D---斷面高度B---斷面寬度（2）通氣孔:補氣和排氣.2、進水口的組成與功用

進水口由進水喇叭口、閘門段、通氣孔、平壓管、漸變段等組成。

（3）平壓管：為了減小檢修門的啟門力，在檢修門與工作門間設(shè)平壓管，與水庫相通，使檢修門能在靜水中開啟。

面積由充水時間決定。（4）漸變段閘門斷面為矩形斷面需漸變?yōu)槎瓷矶蔚膱A型或城門洞形。需設(shè)漸變段。漸變段的長約為23倍洞徑，收縮率小于1：51：8。（5）欄污柵設(shè)在閘門上游側(cè)的網(wǎng)格型的鐵柵欄。泄洪洞可不設(shè)；發(fā)電洞必須設(shè)------尺寸構(gòu)造設(shè)計見(水電站)第四節(jié)

洞身段及出口消能段

1、洞身斷面型式及尺寸（1）斷面型式無壓洞－－－以城門洞形、馬蹄形常見；有壓洞－－－以圓形斷面常見；城門洞形：頂拱中心角90180之間，斷面高寬比為（1：1）（1.5：1）。馬蹄形：可減小或消除側(cè)向山巖壓力。圓形斷面：水流及受力條件好，水頭損失小。有壓進水口的流量計算公式（即有壓管流公式）：

（2）斷面尺寸：

有壓洞：為保證洞內(nèi)處于有壓流態(tài)，由能量方程求出壓坡線，洞頂一般保持２m以上的余幅。

為減免空蝕，可通過縮小出口面積增加壓力(縮小1530%)。這里：—洞身過水面積，

Q—最大設(shè)計流量，

m—兼計沿程與局部阻力的流量系數(shù)，

H—計算斷面的作用水頭。a、有壓引水隧洞洞內(nèi)水流流速低，以減小水頭損失，保證發(fā)電所需的能量。

b、有壓泄洪隧洞洞內(nèi)水流流速高，以便讓洪水盡快下泄。無壓洞：由進口壓力段核算泄流能力并用水力學(xué)中的方法計算洞內(nèi)水面線，為保證明流狀態(tài)，水面線以上應(yīng)有一定凈空，凈空不小于洞高的0.15倍且不小于0.40m。①表孔式進口，按堰流計算。②深式短管式進口，泄水能力決定于進口壓力段，仍用有壓管流計算，但系數(shù)隨進口段局部水頭損失而定。（一般在0.9左右，不考慮沿程損失，因為距離短），ω為工作閘門處的孔口面積。2、洞室襯砌－人工護壁是指沿隧洞開挖斷面四周或一部分所做的人工護壁，其功用有：(1)保證圍巖穩(wěn)定，承受內(nèi)水壓力、山巖壓力等荷載；(2)防止隧洞滲漏；(3)防止水流、空氣、溫度和濕度變化對圍巖的沖刷、風(fēng)化侵蝕等破壞作用；(4)減小糙率，改善水流條件，減小水頭損失；

。其類型有：(一)抹平襯砌（又名平整襯砌）：作用：減糙但不承載；材料：混凝土噴漿適用于：水頭低、巖層好的情況（二）受力襯砌單層襯砌、組合式襯砌、預(yù)應(yīng)力襯砌、噴錨支護。

單層襯砌：

作用：承載、減糙、防沖防滲等

材料：混凝土、鋼筋混凝土；

適用于：中等地質(zhì)條件、斷面較大、水頭較高的情況襯砌厚度：組合式襯砌:采用多層結(jié)構(gòu)且各層材料可以不同，或在

斷面的不同部位采用不同的材料進行襯砌。組合１：內(nèi)層用鋼板或鋼絲網(wǎng)噴漿外層用砼或鋼筋砼組合２：頂部拱用砼

邊墻用漿砌石組合３：頂部拱用噴錨支護邊墻、底板用混凝土(組合１、２都是從節(jié)省材料的角度)預(yù)應(yīng)力襯砌

襯砌分兩層，層間留有35cm空隙，以便灌漿預(yù)加應(yīng)力，灌漿用膨脹水泥，對層間襯砌預(yù)加應(yīng)力；其型式有壓漿式、鋼箍式等，以前者用得較多。優(yōu)點：可使襯砌厚度減薄，節(jié)省材料和開挖量；缺點：施工復(fù)雜，工序多，工期長，灌漿技術(shù)要求高；適用于：高水頭圓形有壓隧洞。噴錨支護噴錨支護：是指噴混凝土支護與錨桿加固法相結(jié)合，這樣支護本身有一定的剛度，又有一定的柔性，使圍巖在適量變形后取得自身的穩(wěn)定，減小傳到支護上的力。。襯砌分縫：

為滿足施工能力、防止不均勻沉陷，對襯砌應(yīng)進行分縫。

縱縫---設(shè)在頂拱與邊墻、底板的交界處。橫縫(伸縮縫)--距一般為6－12米沉陷縫--設(shè)在地質(zhì)條件較差的斷層處或破碎帶處。各類縫內(nèi)均應(yīng)設(shè)止水。3、灌漿

（1）回填灌漿：目的：充填襯砌與圍巖間的空隙，使之緊密結(jié)合，提高襯砌結(jié)構(gòu)傳力條件和減少滲漏。范圍：頂拱部位壓力：低壓深度：襯砌與圍巖間（2）固結(jié)灌漿：目的：加固圍巖，提高其整體性和彈性抗力。范圍：全斷面壓力：壓力4-6kg/cm2深度：2－10m

4、排水

當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，外水壓力將是隧洞的主要荷載之一，為了減少外水壓力，應(yīng)設(shè)排水設(shè)施。無壓洞：采用徑向排水管，將外水直接排至洞內(nèi)。有壓洞：沿縱向設(shè)暗排水管，收集滲水排向下游。5.出口消能段

有壓洞：出口有工作門及啟閉機室，門前為漸變段（由圓形變?yōu)榫匦危?，門后為消能段；無壓洞：出口消能段設(shè)有門框和消能段；消能方式:擴散挑流消能擴散水躍消能6.多用途隧洞

該布置方式適用于狹窄河谷，需采用隧洞導(dǎo)流的場合。為減少泄洪建筑物的工程量，節(jié)省樞紐投資，將導(dǎo)流洞在導(dǎo)流結(jié)束后改建成泄洪洞----先導(dǎo)流，再泄洪。b.型式-----“龍?zhí)ь^”見教材p.390圖9-2（b）、（d）導(dǎo)流洞進口高程低，泄洪洞進口高程可高一些，c.體形設(shè)計“龍?zhí)ь^”曲線由三部分組成--拋物線段--斜坡段--反弧段拋物線段符合水流運動軌跡：曲線與起始流速有關(guān)，特別是局部開啟時，流速大，為適應(yīng)不同開度，應(yīng)使堰面保持有較大的正壓。(1)導(dǎo)流洞與泄洪洞相結(jié)合

a.適用場合

當(dāng)起始流速為水平向時，根據(jù)自由射流軌跡方程，并給以一定的安全系數(shù)，常用下列曲線方程H---孔口底板x軸以上的作用水頭M---系數(shù)，由水工水力學(xué)模型試驗確定如我國的碧口M=1.42；石頭河M=1.36；劉家峽M=1.25；一般情況下M=1.20-1.45斜坡段

是拋物線段與反弧段的連接段，起穩(wěn)定流態(tài)的作用。反弧段

是使水流轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)。斜坡段坡度愈陡，反弧半徑愈小，壓力變化愈大。因此：拋物線段不宜過長，斜坡段不宜太陡，反弧半徑不宜太小。一般斜坡坡度１：1.5--１：３之間反弧半徑約為該處流速的0.8v或(7.5-10)D洞徑(2)泄洪洞與發(fā)電洞結(jié)合----打支洞

a.主洞泄洪(直洞)支洞發(fā)電

b.支洞泄洪(斜洞)主洞發(fā)電研究表明：“主泄支發(fā)”好，流態(tài)好，岔尖附近負壓小。研究重點：分岔位置、洞徑比例、分岔角度、泄洪洞出口斷面面積收縮比等。

7、摻氣減蝕措施減蝕措施（1）做好體型設(shè)計（2）控制過水表面的施工不平整度（3）人工摻氣減蝕（4）采用抗蝕強度高的材料護面（5）制定合理的運行方式空蝕易發(fā)生的部位：（1）有壓隧洞的進口、門槽、過渡段、分岔段、彎曲段、出口及水流邊界突變等部位；（2）無壓隧洞龍?zhí)ь^式曲線段、反弧段、擴散及收縮段、閘墩及門槽及出口段等；（3）隧洞出口消能部位。第五節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布

和穩(wěn)定性判別未開挖巖體：在自重及地質(zhì)構(gòu)造運動后形成初始應(yīng)力場并處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。開挖后巖體：在洞室四周一定范圍內(nèi)的巖體，相對穩(wěn)定應(yīng)力場受到破壞，產(chǎn)生應(yīng)力重分布，隨圍巖部位和產(chǎn)狀不同，產(chǎn)生兩種結(jié)果：

1.應(yīng)力重分布后趨于穩(wěn)定；

2.洞頂崩塌；

本節(jié)內(nèi)容一、巖石受破壞規(guī)律和強度特性二、巖石的初始應(yīng)力場三、地下洞室圍巖應(yīng)力的彈性理論四、圍巖的穩(wěn)定性判斷一、巖石受破壞規(guī)律和強度特性初始圍巖應(yīng)力自重引起地質(zhì)構(gòu)造運動引起二、巖石的初始應(yīng)力場—海姆假定

在巖體深處的初始垂直應(yīng)力（由自重引起的）與其上覆蓋的巖體重量成正比，而水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力幾乎相等。自重產(chǎn)生的初始地應(yīng)力：視巖體為表面水平的半無限體，無地質(zhì)構(gòu)造作用，則深度Z處由自重產(chǎn)生的垂直應(yīng)力為：

式中，為巖石的容重，M為靜止側(cè)壓力系數(shù)。

三、地下洞室圍巖應(yīng)力的彈性理論

圓形洞室圍巖應(yīng)力的分布：式中為圓形洞室半徑，r為計算點至圓心的徑向距離，為計算點徑向與水平向夾角。結(jié)論：（１）Ｍ＝０，洞頂有切向拉應(yīng)力，洞側(cè)有較大的切向壓力集中；（２）Ｍ＝１，洞周無拉應(yīng)力，當(dāng)時，，可見開挖洞室的影響在3倍洞高之內(nèi)?，F(xiàn)場量測

應(yīng)力解除法：挖前先測出應(yīng)變，由應(yīng)變求出應(yīng)力，挖深后再測應(yīng)變求其應(yīng)力。兩次應(yīng)力差=初始地應(yīng)力應(yīng)力恢復(fù)法：挖前測讀應(yīng)變挖槽后再讀應(yīng)變槽內(nèi)設(shè)千斤頂加壓，使讀數(shù)為首次測讀的應(yīng)變，則所加的壓力即為地應(yīng)力。78

四、圍巖的穩(wěn)定性判斷

洞室開挖以后，圍巖內(nèi)應(yīng)力重分布，在受擾動的范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性區(qū)，但出現(xiàn)塑性區(qū)并不意味著一定失穩(wěn)。只有當(dāng)彈性區(qū)與塑性區(qū)之間出現(xiàn)分離形成承載環(huán)時,環(huán)內(nèi)巖體失穩(wěn)。根據(jù)彈塑性理論有三種情形：洞頂處于極限平衡狀態(tài)；洞頂穩(wěn)定；洞頂不穩(wěn)定，必須進行襯砌。(1)彈塑性理論：式中：分別為巖石的凝聚力和內(nèi)摩擦角；

為塑性區(qū)半徑；

為洞半徑；

為巖石容重.

為計算點位置的半徑；為洞周邊的初始地應(yīng)力即80(2)自然平衡拱理論(3)經(jīng)驗方法:圍巖分類法（將巖石分為五類）穩(wěn)定圍巖：可不計圍巖壓力?；痉€(wěn)定圍巖：考慮圍巖壓力(垂直向)和彈性抗力穩(wěn)定性較差的圍巖：考慮圍巖壓力(垂直向和側(cè)向)和彈性抗力不穩(wěn)定圍巖：：考慮圍巖壓力(垂直向和側(cè)向)和彈性抗力極不穩(wěn)定圍巖：考慮圍巖壓力(垂直向、側(cè)向和上擠力)，無彈性抗力2.巖體質(zhì)量指標(biāo)評估法

--“RQD”(RockQualityDesignation)RQD的定義：勘測鉆孔中，所有取巖芯長度大于10cm

的長度總和占鉆孔總進尺的百分比RQD愈大，圍巖的穩(wěn)定性愈好，開挖跨度可越大五類巖石對應(yīng)的RQD指標(biāo)如下：

RQD(%)0-2525-5050-7575-9090-100巖體品質(zhì)極差差一般好很好巖體狀態(tài)松散狀破碎狀破碎鑲嵌狀塊狀整體塊狀不同RQD指標(biāo)的洞室最大開挖跨度

RQD(%)1020407090100最大開挖跨度(m)558910201.荷載種類內(nèi)水壓力自重可準(zhǔn)確計算外水壓力灌漿壓力地震荷載可近似計算溫度荷載山巖壓力彈性抗力難以準(zhǔn)確計算第六節(jié)作用在隧洞襯砌上的荷載計算（一）內(nèi)水壓力

（1）無壓洞－內(nèi)水壓力為水面線以下的靜水壓；

（2）有壓洞－內(nèi)水壓力為均勻內(nèi)水壓力和無水頭洞內(nèi)滿水壓力兩部分；（3）發(fā)電引水隧洞－內(nèi)水壓力為全水頭加水擊壓力；襯砌厚度：（二）自重

00－0.250.25－0.500.50－0.750.75－1.01（三）外水壓力（四）灌漿壓力回填灌漿：范圍小、壓力低、淺孔灌漿。臨時荷載，可不考慮。固結(jié)灌漿：范圍大、壓力高、深孔灌漿。相當(dāng)于外水壓力，位置較深，大部分作用于圍巖上，臨時荷載，可不考慮。地下水無微弱顯著強烈劇烈

（五）溫度荷載

指襯砌混凝土的水泥水化熱與運行時水溫或氣溫之差引起的的溫度應(yīng)力。通常只在非常寒冷的地區(qū)才予考慮。對有壓洞：按彈性理論厚壁筒公式計算，根據(jù)圍巖和襯砌的徑向變位一致的條件，計入溫度變形，進行內(nèi)外層荷載分配，分別計算各層在荷載作用下的內(nèi)力和應(yīng)力。對無壓洞：在確定溫差后，按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算內(nèi)力。（六）地震荷載

埋入地下與圍巖緊密結(jié)合的洞身襯砌與地面建筑物相比，地震的影響較小，埋深10m的隧洞在地震時所受的地震力約為地面的十分之一，因此設(shè)計時一般不考慮。８、９度地震地區(qū)，不宜在風(fēng)化和裂隙發(fā)育的傍山巖體中修建大跨度的隧洞。

（七）山巖壓力松散介質(zhì)理論(見前)山巖壓力分三個方向：頂拱上的豎向力-------最主要荷載側(cè)墻上的水平側(cè)向力----通常要考慮

分別為水平向及垂向的山巖壓力系數(shù)。

規(guī)范規(guī)定：（八）彈性抗力考慮彈性抗力的條件:(1)圍巖沒有不利的斷層或裂隙;(2)圍巖厚度大于洞中內(nèi)水壓力的0.4倍;(3)圍巖厚度大于3倍洞徑;(4)圍巖與襯砌之間的間隙被完好填充,接觸緊密.彈性抗力的計算：k為彈性抗力系數(shù)，可查表。k與圍巖情況及開挖斷面形態(tài)尺寸有關(guān)，對圓洞半徑為r0，圍巖為無限彈性體，將圍巖視為無限厚的圓筒，則

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差,巖石軟弱破碎,或外水壓力很大時不能考慮彈性抗力:

.與上式相比洞徑為２m(r0=1.0m)的K，稱為單位彈性抗力系數(shù)。當(dāng)實際開挖半徑為r0時，

這是在均勻內(nèi)水壓力作用下圓洞上的情況，非圓洞時近似用之，此時k=100k0/(0.5b)，b為洞室開挖寬度(cm)。第七節(jié)水工地下洞室襯砌的結(jié)構(gòu)計算