【正文】 設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸車(chē)輛、運(yùn)輸構(gòu)件尺寸、施工方法及不同地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)核并以簡(jiǎn)圖方式表示。5 洞口及洞臉 洞口 洞口位置提示：洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文條件并考慮邊坡及仰坡的穩(wěn)定，從保證施工和營(yíng)運(yùn)安全出發(fā)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，綜合研究確定。(1)洞口的邊坡及仰坡必須保持穩(wěn)定，避免大挖大刷、大填；(2)洞口位置應(yīng)設(shè)在山坡穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好處；(3)位于懸崖陡壁下的洞口，一般不宜切削厚山坡；當(dāng)坡面及巖頂穩(wěn)定，無(wú)落石或坍塌的可能時(shí)，可貼壁進(jìn)洞；要避免在不穩(wěn)定的懸?guī)r陡壁下進(jìn)洞，否則應(yīng)延伸洞口設(shè)置明洞，或采取其它措施，以保證安全；(4)沿溝側(cè)進(jìn)洞時(shí)，應(yīng)考慮水文情況，結(jié)合防排水工程，充分比選后確定洞口位置；(5)洞口設(shè)計(jì)應(yīng)考慮和附近的地面建筑及地下埋設(shè)物的相互影響，并采取防患措施。 洞口設(shè)施的規(guī)定提示：（1）洞口邊坡、仰坡頂面及其周?chē)?，?yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置排水溝及截水溝，并和路塹排水系統(tǒng)綜合考慮布置；（2）洞口邊坡、仰坡應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取坡面防護(hù)措施，做到不留后患、保證安全、經(jīng)濟(jì)合理。（3）當(dāng)洞口處有落石、泥石流等時(shí)，應(yīng)采取清刷、延伸洞口設(shè)置明洞或其它措施。 洞口參數(shù)的選定（1）洞口的邊坡 ；設(shè)計(jì)開(kāi)挖高度 ｍ；（2）洞口的仰坡 ；（3）明洞的長(zhǎng)度 ｍ；（4）排水溝及截水溝斷面尺寸 ｍ ｍ；（5）邊坡防護(hù)措施 。 洞臉 洞臉形式提示：（1）洞口應(yīng)修建洞臉。洞臉為交通運(yùn)輸洞對(duì)外設(shè)施，形式應(yīng)適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。有條件時(shí)，盡可能在其周?chē)矘?shù)綠化，特別是在旅游風(fēng)景區(qū)應(yīng)與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)；（2）如交通運(yùn)輸洞與地下建筑物通風(fēng)相結(jié)合時(shí)，應(yīng)綜合考慮通風(fēng)設(shè)施的修建；（3）洞臉應(yīng)盡量與隧洞軸線正交。洞臉的形式為 。 洞臉構(gòu)造及基礎(chǔ)設(shè)置（1）洞臉墻頂高程 ｍ；（2）洞臉墻伸縮縫間距 ｍ；墻厚度 ｍ；（3）洞臉墻基底高程 ｍ。提示： ｍ， ｍ；地基為凍脹土層時(shí)， ｍ；墻基底埋設(shè)深度應(yīng)大于墻邊各種溝、槽基底埋設(shè)的深度。軟弱地基上的基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度不足時(shí)，可采取擴(kuò)大、加固基礎(chǔ)等措施。6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，見(jiàn)表17。表17 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表相同斷面斷面簡(jiǎn)圖初選支護(hù)型式灌漿孔布置排距孔距灌漿壓力排水布置起始樁號(hào)終了樁號(hào)襯砌厚度噴錨厚度w提示：襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型和尺寸，應(yīng)根據(jù)使用要求、工程地質(zhì)條件、圍巖類(lèi)別、埋設(shè)位置及施工條件等，通過(guò)工程類(lèi)比和結(jié)構(gòu)計(jì)算綜合分析確定。必要時(shí)，可通過(guò)試驗(yàn)論證確定。本階段可用工程類(lèi)比法確定。另外應(yīng)做到：(1)隧洞進(jìn)／出口應(yīng)設(shè)置鎖口加強(qiáng)襯砌段，其伸入洞內(nèi)深埋段長(zhǎng)度一般不宜小于10 ｍ，且不宜小于2～3倍隧洞開(kāi)挖跨度；(2)圍巖較差段的襯砌應(yīng)向圍巖較好段延伸5 ｍ以上。偏壓襯砌段應(yīng)延伸至一般襯砌段內(nèi)5 ｍ以上；(3)設(shè)仰拱的隧道，路面下應(yīng)以漿砌片石或素混凝土回填；(4)襯砌段之間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置變形縫；(5)淺埋地段隧道應(yīng)采用淺埋襯砌；因地形或地質(zhì)構(gòu)造、施工等引起有明顯偏壓的地段，應(yīng)采用偏壓襯砌或特殊襯砌，并與回填、灌漿相配合。7 結(jié)構(gòu)計(jì)算 荷載及其組合(1)隧道荷載，見(jiàn)表18。表18 隧道荷載表編號(hào)荷載分類(lèi)荷載名稱1永久荷載（恒載）圍巖壓力2結(jié)構(gòu)自重力3填土壓力4混凝土收縮和徐變的影響力5圍巖彈性抗力6可變荷載基本可變荷載公路車(chē)輛荷載，人群荷載7外水壓力8回填灌漿壓力9立交公路車(chē)輛荷載及其所產(chǎn)生的沖擊力、土壓力10立交鐵路列車(chē)活載及其所產(chǎn)生的沖擊力、土壓力11其它可變荷載立交渡槽流水壓力12溫度變化的影響力13凍脹力14偶然荷載落石沖擊力15地震力16施工荷載(2)荷載組合，見(jiàn)表19。表19 荷載組合表部 位荷 載 組 合基本組合特殊組合明洞段洞口鎖口段斷層破碎帶交岔段提示：（1）明洞頂回填土壓力，當(dāng)有落石危害需驗(yàn)算沖擊力時(shí)，只計(jì)洞頂實(shí)際填土重力和落石沖擊力的影響，不計(jì)塌方堆積土石重力；（2）當(dāng)明洞上方與公路或鐵路立交時(shí)，應(yīng)考慮公路車(chē)輛荷載或列車(chē)活載；（3）圍巖壓力應(yīng)根據(jù)施工方法、圍巖變形情況以及襯砌修筑時(shí)間對(duì)圍巖壓力的影響等因素確定。如按復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)，考慮一期錨噴支護(hù)后，圍巖已達(dá)到基本穩(wěn)定，然后進(jìn)行二期混凝土襯砌，故作用在襯砌上的垂直山巖壓力參照鐵道部經(jīng)驗(yàn)僅考慮全部垂直山巖壓力的50 ％；（4）一般情況下，特殊荷載中考慮回填灌漿壓力時(shí)，不再計(jì)入山巖壓力；（5）僅在地質(zhì)條件較好的地段考慮彈性抗力；（6）灌漿壓力與外水壓力不需要疊加。灌漿壓力大于外水壓力時(shí)，頂拱部位只計(jì)灌漿壓力，其余部位為外水壓力；灌漿壓力小于外水壓力時(shí)，則可不計(jì)灌漿壓力；（7）地震對(duì)地下結(jié)構(gòu)的破壞作用遠(yuǎn)比對(duì)地面建筑物的破壞作用小。國(guó)內(nèi)外隧洞規(guī)范規(guī)定，設(shè)計(jì)隧洞洞身時(shí)可不考慮地震荷載，對(duì)隧洞的進(jìn)出口建筑物，按地面建筑物結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；（8）考慮圍巖抗力時(shí)，不計(jì)側(cè)向圍巖壓力及底拱的反力；（9）不考慮圍巖抗力時(shí)，可不計(jì)溫度應(yīng)力；（10）可以采取措施防止或減少灌漿壓力和溫度作用的不利影響。當(dāng)其成為襯砌結(jié)構(gòu)的控制因素時(shí)，可不考慮或少考慮計(jì)算采用值，而用相應(yīng)的施工技術(shù)措施解決。里端鎖口段 荷載計(jì)算提示：除文中列入有關(guān)荷載計(jì)算公式外，其余荷載計(jì)算公式參見(jiàn)有關(guān)規(guī)程規(guī)范。(1)圍巖壓力。提示：（1）Ⅰ類(lèi)圍巖，設(shè)計(jì)襯砌時(shí)，可不考慮圍巖的松動(dòng)壓力。（2）Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖，圍巖壓力：ｑ＝（～）γ1B式中：γ1——巖石容重，kN/m3；B——隧洞的開(kāi)挖寬度，ｍ；ｑ——均勻分布的垂直圍巖松動(dòng)壓力，ｋPａ。在隧洞開(kāi)挖后應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況用塊體平衡法或有限單元法進(jìn)行修正。（3）Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖，根據(jù)減壓拱理論確定山巖壓力。為了計(jì)算簡(jiǎn)化，常將山巖壓力分為垂直壓力和水平壓力兩個(gè)分力。(2)結(jié)構(gòu)自重力。進(jìn)行靜力計(jì)算時(shí)，常把襯砌斷面分成若干楔塊，故實(shí)際計(jì)算襯砌自重時(shí)，按單位長(zhǎng)度每一楔塊的襯砌自重作為計(jì)算單元。對(duì)于非等厚斷面圓拱的自重，可近似地按圖1所示分成均勻的G1和三角形G2兩部分分別計(jì)算，各部分自重的數(shù)量和作用點(diǎn)較容易確定。計(jì)算公式如下：G1＝γｎｄ0Ｌ （1）(2）式中：ｄ0——拱頂斷面厚度，ｍ；ｄｎG——拱座斷面厚度，ｍ；φｎ——拱座斷面和鉛直線的交角；γｎ——襯砌材料的容重，kN/m3。Ｌ——見(jiàn)圖1示。(3)填土壓力：設(shè)計(jì)明洞時(shí)，要計(jì)算填土壓力：1)拱圈回填土石垂直壓力；2)拱圈回填土石側(cè)壓力；3)邊墻回填土石側(cè)壓力。(4)圍巖彈性抗力。(5)外水壓力。(6)回填灌漿壓力。提示：假定沿襯砌背面均勻分布，并與背面正交。其壓強(qiáng)為灌漿時(shí)壓力計(jì)讀數(shù)的1 ％～ ％，根據(jù)具體情況而定。(7)溫度應(yīng)力。如果降溫時(shí)襯砌完全被圍巖所束縛，則混凝土內(nèi)將產(chǎn)生拉應(yīng)力，其值如下：σ＝－ＥαΔｔ （3）式中：σ——混凝土襯砌完全不能自由伸長(zhǎng)時(shí)在降溫Δｔ（℃）時(shí)在其內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力；α——混凝土的線膨脹系數(shù)；提示：溫度變化的影響力計(jì)算方法較多，除上述計(jì)算方法外，《十三陵抽水蓄能電站排風(fēng)兼安全洞技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》中，其溫差和彎矩計(jì)算公式如下：（1）溫差計(jì)算式中：ｈ——襯砌厚度；K1——吸熱系數(shù)；K2——放熱系數(shù)；K′——導(dǎo)熱系數(shù)；T1——洞外溫度；T2——巖石溫度。（2）溫差引起的隧洞襯砌彎矩計(jì)算：M＝（ＥJΔTα）／ｈ式中：α——線膨脹系數(shù)（取1010－6／℃）；ＥJ——襯砌剛度。Ｅ——混凝土在降溫時(shí)的彈性模量。(8)地震慣性力。提示：參考SDJ 10－78第三章第二節(jié)第23條計(jì)算。(9)地震動(dòng)土壓力。提示：參考SDJ 10－78第30條。(10)受力簡(jiǎn)圖。提示：舉例如下：ｑ——豎向山巖壓力；ｅｅ2——水平山巖壓力，ｐ——灌漿壓力；ｅ0、ｅｎ——地震引起襯砌自重水平力；ΔｅΔｅ2——地震引起土壓力。綜合所有力的計(jì)算，得出結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖。 錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)提示：依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家或部制定的規(guī)范，按圍巖類(lèi)別確定支護(hù)形式和支護(hù)參數(shù)。參見(jiàn)：GBJ　86－85。(1)間接工程類(lèi)比法。提示：直接工程類(lèi)比法是將需設(shè)計(jì)的工程與已建成并投入運(yùn)行的工程進(jìn)行類(lèi)比，決定支護(hù)類(lèi)型和支護(hù)參數(shù)。(2)直接工程類(lèi)比法。(3)錨噴支護(hù)的理論設(shè)計(jì)（見(jiàn)附錄Ａ）。(4)交通運(yùn)輸洞最后采用的系統(tǒng)錨噴支護(hù)參數(shù)。根據(jù)以上工程類(lèi)比及理論計(jì)算，交通運(yùn)輸洞最后采用的系統(tǒng)錨噴支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表20。表20 交通運(yùn)輸洞采用的系統(tǒng)錨噴支護(hù)參數(shù)表支護(hù)部位巖性圍巖分類(lèi)錨噴支護(hù)參數(shù)錨桿種類(lèi)錨桿直徑ｍｍ錨桿長(zhǎng)度ｍ錨桿間距ｃｍ噴混凝土厚度ｃｍ鋼筋網(wǎng)直徑ｍｍ鋼筋網(wǎng)格間距ｃｍ(5)錨噴支護(hù)安全度驗(yàn)算（見(jiàn)附錄B）。提示：一般來(lái)講，錨噴支護(hù)系統(tǒng)參數(shù)是根據(jù)直接或間接工程類(lèi)比法確定，然后進(jìn)行驗(yàn)算，隨機(jī)錨桿的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算。錨噴支護(hù)安全度驗(yàn)算是按照錨桿、噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的原則，即圍巖、錨桿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)或其它類(lèi)型的支護(hù)聯(lián)合共同工作，分別提供抗力，維持圍巖的穩(wěn)定。錨噴支護(hù)安全度驗(yàn)算成果見(jiàn)表21。表21 錨噴支護(hù)安全度驗(yàn)算成果表驗(yàn) 算 項(xiàng) 目分 段 編 號(hào)噴混凝土厚度，m錨 桿直徑，mm長(zhǎng)度L，m間距，m鋼筋網(wǎng)直徑，mm網(wǎng)格間距，cm圍巖最小支護(hù)抗力Pimin，Pa錨噴支護(hù)抗力Pi，Pa安全系數(shù)Pi／Pimin加固深度與松馳范圍比值Ｌ/(Ｒ－Ｒ0) 隧洞襯砌內(nèi)力計(jì)算提示：隧洞襯砌的內(nèi)力計(jì)算，可參照SD 134－84附錄五：圓拱直墻式隧洞襯砌靜力計(jì)算方法，附錄六：馬蹄形隧洞襯砌靜力計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。目前，運(yùn)用邊值數(shù)值解法編制的程序已普遍推廣應(yīng)用。（1）程序由：水利部及電力部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、水利部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)院、新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院出版。詳見(jiàn)《水利水電工程PC－1500程序集（88版）使用說(shuō)明》“G－5隧洞襯砌內(nèi)力計(jì)算程序（可用于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)）”、“G－12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算通用程序”；（2）G－5程序采用襯砌邊值問(wèn)題的數(shù)值解法，可以計(jì)算由直段和圓弧段組成的開(kāi)敞式或封閉式的各種襯砌結(jié)構(gòu)，可解算襯砌在各主動(dòng)荷載及其組合作用下的內(nèi)力和位移；荷載包括各種線性分布荷載；（3）G－12程序除能計(jì)算內(nèi)力外，還可計(jì)算出配筋及裂縫。另外，由四川科學(xué)技術(shù)出版社出版，水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和水利水電地下建筑物信息網(wǎng)編制的《水利水電工程地下建筑物設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三章第七節(jié)列出了源程序，可供參考。G－G－12程序均已移植為微機(jī)程序，聯(lián)系單位：水利部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院。輸入數(shù)據(jù)文件（）請(qǐng)參照上述程序之使用說(shuō)明。（4）隨著彈塑性理論的發(fā)展，非線性、彈粘塑性有限元程序以其模擬準(zhǔn)確計(jì)算精度高而越來(lái)越多地應(yīng)用在工程實(shí)際中，如：水利水電科學(xué)研究院“RUS－1非線性平面有限元程序”；天津大學(xué)水利系“TDS彈塑性、粘彈性平面及空間有限元全過(guò)程仿真程序”。計(jì)算成果見(jiàn)表22。表22 交通運(yùn)輸洞鋼筋混凝土襯砌內(nèi)力計(jì)算成果表項(xiàng) 目安全系數(shù)拱頂拱座邊墻墻底彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力明洞段基本荷載組合特殊荷載組合洞口鎖口段基本荷載組合特殊荷載組合破碎帶1基本荷載組合特殊荷載組合破碎帶2基本荷載組合特殊荷載組合交叉段基本荷載組合特殊荷載組合里端鎖口段基本荷載組合特殊荷載組合8 觀測(cè)設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求 觀測(cè)項(xiàng)目 應(yīng)力觀測(cè)（1）圍巖應(yīng)力觀測(cè)；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力觀測(cè)；（3）圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的接觸應(yīng)力觀測(cè)。 變形觀測(cè)（1）圍巖內(nèi)部變形（