某隧道課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(已修改)
2025-01-24 07:04 本頁(yè)面
【正文】 第 1 頁(yè) 共 16 頁(yè) 一、 設(shè)計(jì)資料 工程概況： 安徽省銅湯高速公路要穿越黃山的焦家山，在該山建一隧道。隧道址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山區(qū)，海拔 — ，相對(duì)高差 。山脊走向 35 度左右，隧道軸線與山脊走向基本垂直。 地形地質(zhì)等條件 工作區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，梅雨區(qū) 40 天左右，年平均氣溫為 — 度，最高日平均氣溫為 42 度，最低日平均氣溫為－ 20 度。 七、八月氣溫最高，一月氣溫最低。區(qū)內(nèi)雨量充沛，多年平均年降雨量為 ，最大為 ，最小為 ，多鋒面雨及地形雨， 山區(qū)冬季風(fēng)速較大，一般為 4～ 5 級(jí)。 地層巖性主要為志留系畈村組粉砂巖（ fnS2 ）和第四系全新統(tǒng)崩坡積成因碎石土（ 14deQ? ）。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)等級(jí)：高速公路雙向四車道； 地震設(shè)防烈度： 7 級(jí) 計(jì)算斷面資料： 樁號(hào)： K151+； 地面高程： ； 設(shè)計(jì)高程： ； 圍巖類別：Ⅲ類； 復(fù)合式襯砌類型：Ⅲ類； 工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)：該段隧道通過微風(fēng)化粉砂巖地段，節(jié)理裂隙不發(fā)育，埋置較深，圍巖穩(wěn)定性較好。 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 （ 1）確定隧道開挖方式及隧道斷面布置圖； （ 2）圍巖壓力計(jì)算； （ 3）隧道支護(hù)設(shè)計(jì)圖； （ 4）隧道襯砌設(shè)計(jì)圖 。 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1） 《公路 隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 》（ JTG D702022）； （ 2）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ04294） ； （ 3）《隧道工程》王毅才 主編 人民交通出版社 ； （ 4）《地下結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算》 天津大學(xué)建筑工程系地下建筑工程教研室 編 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 。 二、隧道斷面布置 本公路設(shè)計(jì)等級(jí)為高速公路雙向四車道，由《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D702022） 有：高速公路、一級(jí)公路的隧道應(yīng)設(shè)計(jì)為上、下行分離的獨(dú)立雙洞。對(duì)于Ⅲ類圍巖，分離式獨(dú)立雙洞間的最小凈距為 ， B 為隧道開挖斷面的寬度。 本隧道入口處樁號(hào)為： K151+818,出口處樁號(hào)為： K151+986，全長(zhǎng) 168 米，為短隧道 ，不需設(shè)緊急停車帶 。 因圍巖條件較好，選 隧道斷面形式為直墻式。 公路隧道 建筑 限界： 第 2 頁(yè) 共 16 頁(yè) 本高速公路位于皖南山區(qū)，取設(shè)計(jì)時(shí)速為 hkmVk /100? ，則建筑限界高度 H＝ 。且當(dāng) hkmVk /100? 時(shí)，檢修道 J 的寬度不宜小于 ， 取 ?? 右左 JJ ，檢修道高度 h＝ 。 設(shè)檢修道時(shí)，不設(shè)余 寬 ，即： C=0。 取行車道寬度 W= 2＝ ，側(cè)向?qū)挾葹椋?mLL RL ?? ，建筑限界頂角寬度為： mEE RL ?? ，隧道縱坡不應(yīng)小于 ％，不應(yīng)大于 3％，本處取 2％。 具體建筑限界見圖一所示。 圖一 公路隧道建筑限界 （單位： cm） 由《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D702022） 有：上、下行分離式獨(dú)立雙洞的公路隧道之間應(yīng)設(shè)置橫向通道。本隧道長(zhǎng) 168m，設(shè)置一處人行橫道即可， 人行橫通道的斷面建筑限界如下圖二所示。 圖二 人行橫通道的斷面建筑限界 （單位： mm） 故：隧道限界凈寬 為： ； 其中：行車道寬度 ： W= 2＝ ； 側(cè)向?qū)挾葹椋?mLL RL ?? ； 檢修道寬度 ： ?? 右左 JJ ； 隧道限界凈高： 5m； 第 3 頁(yè) 共 16 頁(yè) 內(nèi)輪廓形式：?jiǎn)涡膱A R=； 凈高： 7m； 凈寬： ； 向外取襯砌厚度 ，則： 隧道開挖寬度 mBt ? ；隧道開挖高度： mHt ? ； 取 兩分離式洞口之間左右間距為 40m； 該段隧道的埋深 H＝ 。 洞口的開挖方式見施工組織設(shè)計(jì)。 三、圍巖壓力計(jì)算 ???ttBH 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的垂直均布?jí)毫Γ? hq ?? ? ???h 其中： s=3， 為安全起見，取 mt?? ， B5m,取 i＝ ， )5(1 ）＝（ ??????? Bi? ， 21s mthq ＝??????? ? ???， 荷載等效高度： mqhq ??? ?； 深、淺埋隧道分界深度： mHmhH qp ?????? ＝， 故為深埋隧道。 水平均布圍巖壓力： qe ? ， 取22 mtmte ??? ＝。 三、隧道 初支 查看《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D702022），則： 由 有：公路隧道應(yīng)作襯砌，根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條 件和使用要求可分別采用噴錨襯砌、整體式襯砌、復(fù)合式襯砌。高速公路應(yīng)采用復(fù)合式襯砌。 有：復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次襯砌及中間夾放水層組合而成的襯砌形式。復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)復(fù)合下列規(guī)定： 初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用，錨桿支護(hù)宜采用全長(zhǎng)粘結(jié)錨桿。 二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓順的等厚襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。 由 有：復(fù)合式襯砌可采用工程類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過理論分析進(jìn)行驗(yàn)算。初期支護(hù)及二次襯砌的支護(hù)參數(shù)可參照表 選用。 由表 ，對(duì)于Ⅲ級(jí)圍巖，有： 初期支護(hù)：拱部、邊墻的噴射混凝土厚度為 8～ 12cm，拱、墻錨桿長(zhǎng)度為 ～ ， 第 4 頁(yè) 共 16 頁(yè) 間距 ～ ；鋼筋網(wǎng)：局部 @25 25； 二次襯砌厚度：拱、墻混凝土厚度為 35cm。 本隧道大部分地段為深埋隧道。深埋隧道外層支護(hù)，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，采用錨噴支護(hù)，錨桿采用水泥砂漿全長(zhǎng)粘結(jié)錨桿 ， 規(guī)格 ? 22 2500mm，間距 ～ ，錨噴混凝土厚度120mm；鋼筋網(wǎng)： 局部 @25 25。 四、 隧道 襯砌 設(shè)計(jì)與 計(jì)算 因圍巖穩(wěn)定性較好， 二襯作為安全儲(chǔ)備，按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)， 采用直墻式襯砌，拱頂采用單心圓。 取襯砌中線為計(jì)算線，則：隧道計(jì)算寬度為 ，計(jì)算高度為 。 已知資料： 頂拱和邊墻的厚度均為 ，寬度為 ，跨度 l＝ ，拱的矢高 f＝ ， 垂直均布?jí)毫?mtq ?， 側(cè)向均布?jí)毫?mte＝， 襯砌選用 C30 混凝土，其彈性模量E=31GPa，圍巖彈性抗力系數(shù)3310200 mtK ??。 圖 三 隧道襯砌 計(jì)算模型 （單位： m） 拱頂?shù)挠?jì)算 （ 1）幾何尺寸 R=， 39。5362onQ ? ， sin nQ ＝ ， cos nQ ＝ ， 536 ?? ＝＝EJ ， 邊墻的彈性標(biāo)值： 1024
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