【正文】 引起墻頂處的豎向力、水平力和力矩由于豎向均布荷載引起：由于是長梁，所以由與偏心距所產(chǎn)生的力矩忽略不計。由于彈性抗力引起的，按下式計算：帶入數(shù)值計算得，；將以上算出的各項數(shù)值代入式 中，則得： 將以上算出得各值代入式 得：解出：，；下面求彈性抗力。由下式：求出墻頂（拱腳）的水平位移為代入式得解得： 因此，得多余力和如下：kNmkN 由于對稱關(guān)系，將左半拱分為四等段，計算0～4各截面的彎矩M和軸力N，按下式計算：坐標(biāo)尺寸的計算見表51，式中計算結(jié)果見表52所示，彎矩的計算見表53，軸力的計算見表54。表51 拱軸線的坐標(biāo)Tab. 51 Arch axis of coordinates截面01234表52 數(shù)值表Tab. 52 numerical tables截面01234表53 拱的彎矩Tab. 53 of the arch截面01234表54 拱的軸力Tab. 54 of the axial force截面01234 邊墻的計算邊墻屬于長梁，由于對稱，所以僅取左邊墻進(jìn)行計算。邊墻的彈性標(biāo)值。墻頂?shù)牧丶八搅Π词? 計算，得：墻頂?shù)呢Q向力為：將坐標(biāo)原點取在墻頂，分邊墻為四等段，求4～8各截面的彎矩、軸力和彈性抗力。由式： 解得：每等段的邊墻自重為：故4～8各截面的軸力為：函數(shù)可根據(jù)式計算得出，也可從附表查出，計算結(jié)果見表55。表55 邊墻的Fig. 55 walls截面4005678以上的計算結(jié)果表明：除截面8以外，沿邊墻的彈性抗力均為壓力。根據(jù)假定，墻下端不能產(chǎn)生水平位移，故截面8的彈性抗力應(yīng)等于零，而計算結(jié)果不為零，這是由于計算誤差所致。 彈性抗力、彎矩和軸力圖圖52 彈性抗力圖Fig. 52 Elastic force diagram圖53 彎矩和軸力圖Fig. 53 Bending and axial tries 二次襯砌設(shè)計因圍巖穩(wěn)定性較好，二襯作為安全儲備，按《規(guī)范》、：本隧道二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面采用連接圓順的等厚襯砌斷面?；炷翉?qiáng)度等級取C30。在明洞與暗洞相接處設(shè)一處沉降縫，在距洞口150m處，設(shè)置一處伸縮縫。沉降縫、伸縮縫垂直于隧道軸線設(shè)置，寬度取25mm，縫內(nèi)夾侵瀝青木板。 防排水設(shè)計《規(guī)范》：隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和營運設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道放排水設(shè)計應(yīng)對地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)。 防水根據(jù)《規(guī)范》：1）本隧道采用復(fù)合式襯砌，在初期支護(hù)與二次襯砌之間應(yīng)設(shè)置防水板及無紡布。防水板采用易于焊接的防水卷材，厚度1mm，搭接縫長度100mm。2）二次襯砌應(yīng)滿足抗?jié)B要求?；炷量?jié)B等級采用S8。3）二次襯砌的施工縫、沉降縫、伸縮縫采取專門的防水措施。本隧道施工縫、沉降縫采取的具體防水措施見圖54。圖54 施工縫、沉降縫防水措施示意圖Fig. 54 Construction seam waterproof measures and settlement joints 排水根據(jù)《規(guī)范》，本隧道排水措施如下：1）路面兩側(cè)設(shè)縱向排水溝，其形式采用開口式明溝。檢修道的路面設(shè)1%的橫坡。2）路面結(jié)構(gòu)下設(shè)縱向中心水溝，集中引排地下水，其縱向每隔50m設(shè)沉沙池。3）每隔30m設(shè)一處橫向?qū)?，以連接中心水溝與襯砌墻背排水盲管。橫向?qū)苤睆饺?00mm，橫向坡度取2%。4）在襯砌兩側(cè)邊墻背后底部設(shè)沿隧道的縱向排水盲管，孔徑取80mm；沿襯砌背后環(huán)向每隔15m設(shè)置一處導(dǎo)水盲管，孔徑取50mm。環(huán)向盲管與底部縱向排水盲管連通；縱向排水盲管與橫向?qū)苓B通，以形成完整的縱橫向排水系統(tǒng)。排水盲管用無紡布包裹。本隧道設(shè)計的排水系統(tǒng)示意圖如圖55。圖55 排水系統(tǒng)示意圖Fig. 55 Drainage system6 施工組織設(shè)計本隧道采用新奧法施工，由一個隧道工程隊從左線入口端單個作業(yè)面施工，單向掘進(jìn)。按“少擾動、早噴錨、快封閉、勤測量”的原則組織施工。 隧道進(jìn)出口附近地段施工方案對隧道進(jìn)出口偏壓地段采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法（CRD工法）施工。先施工壓力較小的一側(cè)，然后施工壓力較大的一側(cè)。 隧道各分部工程施工方案1）洞口開挖：采用挖掘機(jī)開挖，自卸汽車運輸。進(jìn)出口均采用明洞式洞門。2）洞身開挖及初期支護(hù)：本隧道所經(jīng)地層為Ⅳ類圍巖，為了進(jìn)洞施工安全，施工時根據(jù)實際情況，洞口段采用超前管棚支護(hù)后再開挖，并在洞口處作2～5米的護(hù)拱。洞內(nèi)Ⅳ類圍巖采用正臺階法開挖；初期支護(hù)采用噴錨、掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的方法。出碴采用裝載機(jī)裝碴、自卸汽車運輸。3）洞身襯砌：隧道襯砌在初期支護(hù)和圍巖變形處于基本穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，由襯砌臺車澆筑模筑混凝土完成一次性整體襯砌。4）結(jié)構(gòu)防排水：洞身開挖后，根據(jù)隧道滲漏情況在初期支護(hù)與二次襯砌之間鋪設(shè)LDPE復(fù)合防水板及無紡布，并安裝彈簧排水管防排水，二次襯砌施工縫處全環(huán)設(shè)置止水帶防水。5）風(fēng)、水、電：在洞口靠近變壓器房附近設(shè)空氣壓縮機(jī)站，為各種施工風(fēng)動機(jī)具提供足夠的風(fēng)壓。分別在進(jìn)出洞口處距隧道頂部不小于50米的山坡上修建蓄高壓水池一個，以供隧道施工用水。用電采用絕緣電線供電，成洞地段，額定電壓為220V；作業(yè)地段，額定電壓為36V。6）隧道通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)，于施工端的兩個洞口附近各設(shè)置一處風(fēng)機(jī)，并配備Φ1200軟風(fēng)管。 施工場地、人員配備及進(jìn)度安排 場地布置在隧道出口端組建一個隧道工程部，并開辟施工場地。計劃每個洞口平均月成洞60m 左右，前一個月進(jìn)行施工準(zhǔn)備，鋪設(shè)供水管路，建高位水池、拌合站、空壓機(jī)房等臨時設(shè)施。平整施工場地，機(jī)械設(shè)備和人員進(jìn)場，開挖洞外路基土石方，暴露洞口達(dá)到正式進(jìn)洞條件。 人員配備為確保隧道按期、優(yōu)質(zhì)、安全的完成施工，本隧道由一個專業(yè)化隧道施工隊伍在出口端對兩條線路同時進(jìn)行掘進(jìn)，抽調(diào)經(jīng)驗豐富、專業(yè)性強(qiáng)的人員參加隧道施工，配足人員、設(shè)備。施工隊伍勞動力人員配備如表61：表61 雙脖山隧道施工人員配備表Tab. 61 Construction personnel人員及組別工 作 內(nèi) 容管理人員隊長1施工現(xiàn)場、調(diào)度室、全面管理、組織書記1負(fù)責(zé)全隊政治思想工作，后勤保障工作技術(shù)副隊長兼主管1主管技術(shù)工作，并兼職環(huán)保工程師2配合技術(shù)主管搞好技術(shù)工作安全員2安全、質(zhì)量檢查掘進(jìn)班鉆爆工26鉆孔、裝藥、起爆、打管棚出碴工16裝碴運碴、扒碴、機(jī)械排險噴錨工18錨桿、噴砼、掛網(wǎng)、注漿機(jī)修工12機(jī)械維修鋼筋工16格柵鋼架加工、安裝雜工15扒碴、物料倒運、洞內(nèi)掘進(jìn)輔助工作調(diào)度室調(diào)度長2洞內(nèi)、洞外各工序協(xié)調(diào)調(diào)度員3洞內(nèi)開挖、出碴、襯砌各工序協(xié)調(diào)襯砌班砼拌合工6拌合砼、拌合機(jī)械維修砼輸送工12運輸砼、運輸車保養(yǎng)維修、輸送泵操作砼工38臺車移位、立端頭模、搗固、接泵管等防水工11安裝透水管、引排水、鋪設(shè)防水板雜工15洞外物料倒運、襯砌輔助工作保障班電工4電氣設(shè)備安裝、維修供風(fēng)、水工10高壓送風(fēng)、供水、通風(fēng)、管路維修運輸工12運料、砂、石、鋼材、水泥等運輸合 計223 進(jìn)度安排本隧道計劃開工日期為2010年7月1日，工期安排12個月。隧道洞身段采用小導(dǎo)管超前支護(hù)，，開挖后，立即初期支護(hù)，并及時封閉掌子面圍巖，防止由于風(fēng)化而發(fā)生坍塌。洞身開挖月進(jìn)度計劃安排60m。其作業(yè)循環(huán)時間表見圖61，詳細(xì)計算過程如下：1）開挖作業(yè)循環(huán)施工進(jìn)度計算本隧道開挖作業(yè)循環(huán)的施工工序主要包括測量放線、鉆眼、裝藥放炮、通風(fēng)排煙、裝渣運渣、找?guī)驼翼敽湾^噴支護(hù)等七道施工工序。采用三班工作制，每兩天三個循環(huán)，則一個循環(huán)時間T為16小時，計960min，一個月以25天計算，所以每天實際的進(jìn)度為：，取60m。2）16小時施工循環(huán)時間分配計算①測量時間t1測量放線時間約占循環(huán)總時間5%左右，取3%，則：t1=9603%=28min②鉆眼時間t2鉆眼時間可按進(jìn)行計算，但是考慮初期工作比較多，工作量較大，根據(jù)工程類比，裝眼時間相當(dāng)于總時間的30%左右，對于本工程取30%，則：=96030%=288min③裝藥放炮時間t3裝藥放炮時間占循環(huán)總時間7%左右，本工程取7%，則：t3=9607%=67min④通風(fēng)排煙時間t4通風(fēng)排煙時間占循環(huán)總時間6%左右，本工程取5%，則：t4=9605%=48min⑤裝渣運渣時間t5裝渣運渣時間其中 ：——炮眼利用率，；——裝渣與鉆眼平行作業(yè)折減率，~，如平行程度高，；——裝渣生產(chǎn)率。而根據(jù)工程類比，實際裝渣運渣時間僅占循環(huán)總時間的40%左右，在本設(shè)計中，取32%，則：t5=96032%=307min。⑥找?guī)驼翼數(shù)绕渌鳂I(yè)時間t6找?guī)驼翼數(shù)绕渌鳂I(yè)時間t6占循環(huán)總時間2%左右，取2%，則：t7=9602%=20min⑦錨噴支護(hù)時間t7錨噴支護(hù)時間占循環(huán)總時間30%左右，取21%，則：t7=96021%=202min。圖61 掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)橫道圖（） Transverse lined diagram of sinking operation（Cyclical ） 洞內(nèi)施工輔助設(shè)施布置 洞內(nèi)施工排水順坡排水時在隧道兩側(cè)開挖排水溝，反坡排水采用在洞內(nèi)較低一側(cè)的邊墻處每隔一定距離開挖集水井存水，再用潛水泵將水從集水井逐級抽出洞外的排水方法，排出洞外的水進(jìn)行過濾處理后，再排放至洞外既有排水系統(tǒng)。洞外施工排水為開挖邊、仰坡截水溝，直接將水排出路基外。 洞內(nèi)施工用電采用三相四線系統(tǒng)供電，電線全部為絕緣電線，路固定于成洞地段邊墻上部，為了維持正常電壓，采用高壓電進(jìn)洞，成洞地段一側(cè)每隔一定距離在避車洞室設(shè)移動變壓器調(diào)壓。洞內(nèi)施工照明:洞內(nèi)施工照明線路的電壓，按下述要求設(shè)置：成洞地段，額定電壓為220V；作業(yè)地段，額定電壓為36V。運輸?shù)缆氛彰髟谖闯啥吹囟蚊扛?米設(shè)掛燈，成洞地段每隔10米設(shè)100W白熾燈。電力線路懸掛于指定高度和位置處。 通風(fēng)、防塵、防有害氣體1）通風(fēng)措施因壓入式隧道能較快排除工作面的污濁空氣，且拆裝簡單，故本隧道采用壓入式供風(fēng)方案。為配合施工，在每洞口配備一臺90—1型軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)安設(shè)在距洞口不小于30米處，高度距隧底4m，邊墻上設(shè)Φ1200軟風(fēng)管，進(jìn)風(fēng)口距隧道開挖工作面不大于30m，以保證通風(fēng)效果。當(dāng)開挖長度超過400米時，在原有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上串聯(lián)一臺風(fēng)機(jī)。通風(fēng)示意圖如圖62： 901型軸流風(fēng)機(jī) 30m φ1200mm軟風(fēng)管圖62 隧道通風(fēng)示意圖Fig. 62 Tunnel ventilation2）除塵措施洞內(nèi)爆破后和機(jī)械作業(yè)過程中，會產(chǎn)生對人體有害氣體物質(zhì)，施工時將通過通風(fēng)排煙和水幕降塵等措施來減少洞內(nèi)污染。本隧道采用如下降塵措施：①濕式鑿巖濕式鑿巖就是用高壓水通過鉆頭沖洗炮眼，這樣就將粉塵變成巖漿從炮孔中排出，相比打干孔，能使作業(yè)面的空氣中粉塵濃度大大降低，是防塵的最有效措施之一。②噴霧灑水在施工中經(jīng)常進(jìn)行噴霧灑水和沖洗巖壁，不但可以消除爆破、裝碴產(chǎn)生的粉塵，并可以吸收少量的有毒氣體、降低隧道內(nèi)的溫度，使空氣保持明凈清爽。常用噴霧器有很多形式，本隧道采用“W”形噴霧器。其布置方法如圖63所示。當(dāng)爆破工作人員裝藥聯(lián)接檢驗完畢后要撤離時，即將噴霧器的噴嘴打開，使各炮眼在噴霧中起爆，并在整個通風(fēng)排煙期間進(jìn)行噴霧除塵。當(dāng)裝碴開始時，要先向碴堆上灑水，并沖洗工作面附近的巖壁，防止粉塵揚(yáng)起。圖63 噴霧器布置示意圖Fig. 63 Spray layout diagram 隧道施工具體措施 施工測量隧道施工中，測量工作是重點。開工前，首先復(fù)測設(shè)計中線，并在山頂布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)聯(lián)系出洞口方向，達(dá)到設(shè)計精度，出口高程進(jìn)行復(fù)測閉合