隧道設想襯砌結構計算范例

1.1工程概況川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全縣與甘孜瀘定縣交界的二郎山地段,東距成都約260km,西至康定約97km,這里山勢險峻雄偉,地質條件復雜,氣候環(huán)境惡劣,自然災害頻繁,原有公路坡陡彎急,交通事故不斷,使其成為千里川藏線上的第一個咽喉險道,嚴重影響了川藏線的運輸能力,制約了川藏少數民族地區(qū)的經濟發(fā)展。二郎山隧道工程自天全縣龍膽溪川藏公路K2734+560(K256+560)處回頭,沿龍膽溪兩側緩坡展線進洞,穿越二郎山北支山脈——干海子山,于瀘定縣別托村和平溝左岸出洞,跨和平溝經別托村展線至K2768+600(K265+216)與原川藏公路相接,總長8166km,其中二郎山隧道長4176m,別托隧道長104m,改建后可縮短運營里程2514km,使該路段公路達到三級公路標準,滿足了川藏線二郎山段的全天候行車。1.2工程地質條件1.2.1地形地貌二郎山段山高坡陡,地形險要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原過渡的盆地邊緣山區(qū)分水嶺地帶,隸屬于龍門山深切割高中地區(qū)。隧道中部地勢較高。隧址區(qū)地形地貌與地層巖性及構造條件密切相關。由于區(qū)內地層為軟硬相間的層狀地層,構造為西傾的單斜構造,故地形呈現東陡西緩的單面山特征。隧道軸線穿越部位,山體渾厚,東西兩側發(fā)育的溝谷多受構造裂隙展布方向的控制。主溝龍膽溪、和平溝與支溝構成羽狀或樹枝狀,橫斷面呈對稱狀和非對稱狀的“v”型溝谷,縱坡順直比降大,局部受巖性構造影響,形成陡崖跌水。1.2.2水文氣象二郎山位于四川盆地亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)與青藏高原大陸性干冷氣候區(qū)的交接地帶。由于山系屏障,二郎山東西兩側氣候有顯著差異。東坡潮濕多雨,西坡干燥多風,故有“康風雅雨”之稱。全年分早季和雨季。夏、秋兩季受東進的太平洋季風和南來的印度洋季風的控制,降雨量特別集中；冬春季節(jié),則受青藏高原寒冷氣候影響,多風少雨,氣候嚴寒。據滬定、天全兩縣21年（1960-1980年）氣候資料,多年平均氣溫分別為16.6℃和15.1℃,滬定略高于天全，多年平均降雨量分別為636.8mm和1730.0mm，多年平均蒸發(fā)量分別為1578.6和924.2mm，每年8級以上大風日數分別為14天和3天,滬定相對大風更多、更強烈。據調查訪問,二郎山東坡季節(jié)冰凍線約在海拔2200m以上,積雪線海拔1900m左右,積雪時限11月上旬至次年4月,西坡季節(jié)冰凍線約為海拔2600m-2800m季節(jié)積雪線海拔2300m-2500m左右。二郎山東西兩側分別屬于青衣江和眠江支流一大渡河兩大水系。東坡龍膽溪為青衣江支流天全河發(fā)源地,西坡潘溝,屬大渡河支流。本區(qū)溪溝均受大氣降水（雨、雪）和地下水的補給,其中主要為大氣降水補給。因而,亦具有一般山區(qū)溝河“易漲易落”之特點。1.2.3地質狀況隧道穿越地層以志留系、泥盆系淺?！獮I海相碳酸鹽和碎屑巖為主,出口端上覆地層為崩坡積層,黃灰、黑灰色塊石土或塊石、碎石土,由山前滑坡、崩塌等坡積、崩積物及少量坡面洪流形成的洪積物組成,主要成份為巖屑砂礫、角礫、亞粘土等。由于區(qū)內巖層軟硬相間,故地形呈東陡西緩的單面山特征,東坡為逆向坡,西坡為順向坡。二郎山斷裂帶從隧址區(qū)西北側通過,距隧道出口約350~400m,該斷裂是龍門山斷裂帶的南西延長部分,為區(qū)內控制性主干斷裂,在其影響下區(qū)內沿其旁側發(fā)育一系列次級分支羽狀斷裂,在隧道軸線上共穿越斷層11條,多屬壓性—壓扭性質,斷層帶不寬,影響帶較小,膠結較好。隧址區(qū)地震基本烈度為8度。1.3隧址區(qū)初始應力條件通過采用水壓致裂法在7個鉆孔中的地應力測量,得出隧道最大水平主應力(σmax)的總體方向為N74°W,與隧道軸線夾角31°左右,隧址區(qū)地應力場具有以下分布特征:(1)大約位于標高2200m處,為山體應力與構造應力的分界線,分界線以上垂直應力(Rv)占主導地位;分界線以下水平主應力值明顯增加并占主導地位,隧道頂板正好位于分界線偏下。特(2用)烈水平椒地應膽力摟(疑σ性Hm耕a挑x卻、講σ走hm蹲in鴨閱)懇在垂孤直方滅向上隔的分飯布隨饞深度考增加朝而增困大暫,灰陣在橫吉向上扯由隧眠道兩矮端向膨山體召內部記逐漸日增論加寺,貴分即隧疾道中腳部地括應力畫最溫大撐,繼σ?guī)烪m已ax舟=橡54欣.3倍7M嗽P甚a偶。革(3鳳)薄在同輩一深草度內借硬質孝巖類方顯示爽高應像力萬值儲,今旋軟巖董類顯族示低騾應力柜值。賤二郎初山隧捉道耳(涉主聰洞哀)爐長衰41像76狠m鬧,論碑以更I峰I競、險II枕I禾類圍息巖為葉主傳,玻長重30宵04今m茅,枯占喝71劃.9箱3%趟;卻I雜V選類圍拌巖辮長葵82緊1膏m益,松灘占演19攻.6廳6%池;砍V閑類圍羅巖役長啄35煙1竹m涌,廚占漠8.孕41駝%誘。共2混隧常道設膜計圖2.此1過設蠻計標絡準嗚設計薦行車祖速少度妖:私40停k壟m/芳h但謙(元三級私公液路侵)偏;肆隧道落建筑屈限勒界屑:舍征隧道師凈勺寬球9然.0悉m寧(董7.甲5陜m顧+貧2×械0.顧75蒙m概)乖,乞匆限堡高烏5后m扇設計柿荷其載容:籌癥汽腎車易—爪20紡欺級廟,跨評掛乒車意—次10氣0;廈設計訊小時挎交通碎量形:荷44則1嫩輛徹/h喉;芬行車跌方怪式番:廣逗單洞株雙向沾行嚇駛誼;荷衛(wèi)生吼標圖準杠:剃困正常玉運艙營斑C摟O座允許全濃度它為鐵15越0×鼓10憂-據6眠,舅靜阻塞蝕及救健災短扎時間拒內鳳(1籠5秀mi供n拌)背為域25輝0×工10教-晝6即;爸煙霧豪允許傾濃丙度攝0.去00宣9著m源-固1寨。挑2.漂2民平筋面線端形、匯縱斷平面設箱計夢2.爪2.般1煎占平面椒線形淚隧道匠的平至面線破形應斜根據櫻地質匆、地啊形、悔路線者走向凝、通反風等攜因素癢確定斤隧道盾的平皆曲線弊線形良。直誕線便終于施朽工；音曲線勒段施程工難告度較求大，鐘除測洋量上蔽難度惠加大惜以外撤，例襲如模逆板臺潛車載腐曲線季段施悄工很糕困難親，有皆超高訪時就淡更困絡難。乏結合必隧址沖區(qū)地愧形炮、客馬地貌店及工羅程地容質與牧水文賓地質清條件葡、茶完地應輕力大陸小與星方向框、屬敏經濟奔性愉,拆朗確定何出了訓隧道習軸線鈴位秧置那,話何同時肚還兼積顧了運兩端崖接線勒的銜霞接，身隧道瓣平面捕線形烈確定句為直訓線型傷。隧打道設雨計里戀程僵K黨25你9+寧0秀3攏6?！[K退26均3+剃2間12魚,敲利長砍4博1慎76謙晴m鍛，進艱口標濱高商2據18立0.岡31擊m報,睛矮出口裂標狐高注2覺18零2.悔01宇仰m孕。筆2.具2.藏2功縱掠斷面嚼設計筋隧道旗內縱扒斷面盒線形安應考波慮行供車安瀉全性底、營敵運通偵風規(guī)順模、姜施工公作業(yè)遠效率內和排下水要義求，厘隧道滅縱坡貌不應姨小于嫩0.其3%閘，一餅般情換況不錦應大罩于術3授%下；忘受地后形等潛跳警知限制邊時，沈高速沫公路愈、一臂級公捷路的悼中、爬短隧康道可濃適當笛加大罩，但免不宜瘋大于熊4%縣；短西于去10匯0m棵的隧忌道縱妄坡可廣與該頓公路遲隧道帖外路仔線的團指標翼相同議。隧岡道內旱的縱魄坡形品式，怒一般播采用每單向轎坡；光當地切下水述發(fā)育園的長獨隧道性、特司長隧跪道可曠采用薄雙向折坡。通縱坡奶變更攏的凸淚形豎塑曲線絮和凹誼形豎兩曲線窄的最哪小半而徑和移最小禾長度徒應符圍合規(guī)橫范規(guī)裝定（彈《公哀路隧牲道設任計規(guī)釀范》里JT肢GD狡70域-2歲00肆4員，每表棚4.貸3.鋤4求）。蛙二郎擦山隧枯道屬浸特長媽隧道多，因潛此縱鳴坡形勢式采添用懲“底人西”南字坡杯式，沉進口臂側上率坡巾,低難坡抱度血0.獅5%省陪(厲長胸20棉00資m需)休,帥燦出口兔側下降坡蔑,窯盡坡玻度淺0.達41她%阻(脅長疲21睬76綁m芝惠)漂。干2.診3新葬橫斷贏面設項計邁2.蜂3.兆1階骨建筑修限界印隧道部橫斷糾面設暖計主形要是爬對隧于道凈崇空的鏟設計芒。隧殖道凈艘空是櫻指隧宵道襯沙砌的把內輪需廓線脫所包網圍的滋空間養(yǎng)。隧霧道凈哲空是廟根蕩據墳“糊建筑財限述界甘”秤確定好的齡。扭“些限靠界腔”具是一悉種規(guī)栗定的溉輪廓熱線，辯這種第輪廓垮線以雞內的弟空間榆是保醬證車善輛安痰全運混行所混必需猾的，濾是建按筑物恩不得蜜侵入蒼的一遮種限潛界?；殴窙]隧道菠建筑謠限界蘆包括猶車道醫(yī)、路美肩、次路緣為帶、篩人行哄道等慈的寬宴度及弦車道規(guī)、人慶行道槍的凈域高。先下圖精為公儀路隧拿道建維筑限柄界橫艱斷面光組成要寬度跪。擦根漁據司毀《公斑路工粉程技廊術標印準較》鉆,錦絮隧道摟建筑敲限界床采用恭凈廣寬速9.帳0爹m昆,峽波限辟高猶4.蘿5陷m曬。隧駝道內嚼輪廓珍經過于比選文確定民采用塵單心爪圓斷擺面擊,數效隧道矩總高魯度在6.語1霉m難。跡2.垮3.撫2嫩三緊急悅停車蚊帶攀長、崖特長胡隧道旺應在間行車頸方向潮的右困側設與置緊奪急停吩車帶窄。雙頁向行意車隧犁道，吊其緊鴉急停吼車帶也應雙蝦側交蜜錯設浩置。立緊急短停車皮帶的錦寬度南，包皂含右攪側向辨寬度滑應取溫3.棟5m何，長齡度應爹取播40冒m滑，其拾中有乖效長篇度不績得小劃于喘30拳m崗。緊遵急停密車帶俘的設襪置間噴距不肢宜大算于太75賴0構m卷。停闊車帶幼的路級面橫槍坡，撫長隧款道可飯取水勾平，雞特長脹隧道榆可取戰(zhàn)0.烤5%百~公1.炕0%沫或水潮平。該二郎棒山隧快道應耐設緊億急停負車帶悅，雙狐向交具錯布嬸置，黨緊急夢停車初帶間叛距器70戚0桐m暑，有掃效長贈度誓30蛛m巾，橫檔向坡限度取遙1%王。緊讓急停牛車帶翻的建灑筑限季界、急寬度拜和長腳度見培圖稿2除-3臨.2超。妻圖盛2-茄3.歸1芹煤建筑處界（私單位臣：斑c斧m把）疼a煮）寬搜度構傍成及那建筑她限嶄界你潛（單娛位旅：刃c踐m涂）彼b卻）長窮度（稼單位錫：隙c按m料）盛圖治2-滿3.呢2赤君緊急占停車鴨帶的幸建筑朗限界呼、寬逐度和據長度本2.區(qū)3.倆3茅爛內輪唐廓設套計討隧道六內輪規(guī)廓設幫計除圖符合擺隧道拘建造噸限界抄的規(guī)嘩定外陜，還宏應滿怎足洞糠內路叉面、酷排水拿設施吸、裝略飾的妖需要知，并匹為通漲風、件照明遷、消佛防、耐監(jiān)控祝、營抹運管鋤理等火設施滴提供忠安裝睬控件相，同邀時考粱慮圍戀巖變窄形、站施工久方法間影響孟的預尼留富卵裕量扣，使油確定侍的斷收面形彼式及巷尺寸茶符合傾安全典、經鐮濟、統(tǒng)合理巨的原拋則。社二郎姐山隧鞭道內鳳輪廓然采用舟單心裹圓方望案，疾半徑甩R直1姓=攝4.裳8倘m取，街R區(qū)2紡=1攔m轉，史R乖3搖=壁9.惕6尤m努，足θ蠅1啊=1裙08偶°滿，犧θ殼2術=破67捏°貿，功θ命3鴉=蝶12繳°山，饒I遮V瞇、榴V夜級圍榮巖設皮置仰熟拱尖，辟內輪濤廓線書如旁圖廢2-理3蠢.3扛。是a編）一肚般內足輪廓呆線配b)芝扎含緊綢急停塞車帶廢內輪諒廓線獅圖完2-兇3.基3啊粒內輪煮廓線客（單好位獸：止m貪）僑3胞灶洞門胞設計約《炎公路付隧道也設計抗規(guī)范寬》（頃JT亦GD化70且-2匯00廚4賽）對概洞門裹有如鍬下規(guī)楚定：弦1圖．洞優(yōu)口位案置應膀根據柴地形煩、地伴質條斥件，愧同時仇結合天環(huán)境傷保護池、洞事外有頸關工影程及階施工錢條件脾、營吹運要應求，棄通過熟經濟守、技瞇術比告較確敘定；促2件．隧溉道應辛遵執(zhí)循群“產早進矛洞、稱晚出澇洞部”數的原污則，賭不得匹大挖才大刷妙，確毀保邊踩坡及劇仰坡采的穩(wěn)申定；滋3易．洞乒口邊杰坡、胡仰坡世頂面堅及其竭周圍撓，應眾根據攜情況模設置鍋排水叛溝，斯并和悟路基塘排水蜜系統(tǒng)紛綜合嗚考慮贈布置階。定3.澆1燒撓洞門盡位置蟲選擇圍《通公路挑隧道喇設計腳規(guī)范丘》（家JT區(qū)GD供70曲-2嶺00逝4啦）規(guī)梯定洞米口位真置的皂確定煉應符跟合下覺列要云求：級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