【正文】 證。適用于埋深淺，地面周邊無(wú)道路和建筑物的情況。 有偏壓的翼墻式洞門(mén) a．檢算“Ⅰ”、“Ⅲ”部分中高者作為“檢算條帶”，檢算其偏心、強(qiáng)度及穩(wěn)定性； b．取“Ⅱ”部分作為“檢算條帶”，檢算截面偏心及強(qiáng)度； c．取“ abcde” 部分作為端墻與擋墻共同作用檢算其穩(wěn)定性。39。 特殊條件的模擬技術(shù)問(wèn)題： 不連續(xù)面（結(jié)構(gòu)面）的模擬 層狀巖體的模擬 錨桿的模擬 動(dòng)態(tài)施工模擬（應(yīng)力釋放問(wèn)題） 洞門(mén)結(jié)構(gòu)基本計(jì)算方法 按照擋土墻處理 ①主動(dòng)土壓力按庫(kù)侖理論進(jìn)行計(jì)算； ②無(wú)論墻背仰斜或直立，土壓力的作用方向均假定為水平； ③不考 慮被動(dòng)土壓力。 特點(diǎn)：數(shù)值分析的離散化僅在邊界上 3）有限單元法基本流程 問(wèn)題的界定與簡(jiǎn)化 離散化 單元插值 單元分析，建立平衡方程 系統(tǒng)（整體）分析，建立結(jié)構(gòu)平衡方程 求解系統(tǒng)（整體）方程，計(jì)算單元位移 其它物理量的計(jì)算與分析 工程問(wèn)題分析與評(píng)價(jià) 5）數(shù)值分析方法探討 可信度問(wèn)題： A） 計(jì)算的準(zhǔn)確性與精度是不用懷疑 B）應(yīng)用于隧道與地下工程中，計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際有一定的距離 有 限元法獲得的圍巖穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的可靠性，取決于以下幾個(gè)因素： 巖體參數(shù)取值的可靠性和準(zhǔn)確性，主要是初始地應(yīng)力和巖體的物理力學(xué)參數(shù)。 ） 地層結(jié)構(gòu)法的基本原理 隧道開(kāi)挖所引起的應(yīng)力重分布由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)體系共同承擔(dān)，從而達(dá)到新的應(yīng)力平衡； 由于支護(hù)結(jié)構(gòu)阻止圍巖變形，必然要受到圍巖給予的作用力而發(fā)生變形，這種作用力和圍巖的松動(dòng)壓力極不相同，它是在支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖共同變形過(guò)程中對(duì)支護(hù)施加的壓力，稱為“形變壓力”。 ）→ 單元分析（ 以單元為 對(duì)象建立單元坐標(biāo)系，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)位移和節(jié)點(diǎn)荷載之間的關(guān)系， 以單元?jiǎng)偠染仃嚨男问奖硎?。這種效應(yīng)的前提條件是圍巖與襯砌必須全面地緊密地接觸。 ◆ 采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。 2） 間接量測(cè)法 靠量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，從而推算出作用在其上的圍巖壓力的方法，是一種間接量測(cè)方法。 形成兩個(gè)主動(dòng)滑動(dòng)面； 豎向壓力均勻分布； 側(cè)壓力與豎向壓力成正比； (B) 太沙基理論 hv ??? 鐵路、公路隧道圍巖壓力規(guī)范確定方法 1） 等效荷載 ??*2* 1?? sq （ s 圍巖級(jí)別； ? 圍巖容重； ? 寬度影響系數(shù) )5(*1 ??? Bi? ； B坑道寬度；當(dāng) B5m 時(shí)， i= 當(dāng) B5m 時(shí)， i=） 2） 等效荷載高度 ?qhq? 3） 深淺埋判別 pp hH )~2(? （礦山法施工下， 1~3 級(jí)圍巖 pp hH 2? ， 4~6 級(jí)圍巖 pp hH ? ） 深埋隧道 （ H=Hp） 淺埋隧道 （ hqHHp） 松散圍巖 （ Hhq） 深埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力計(jì)算 垂直均布?jí)毫Γ?hq ?? ?*2* 1?? sh 淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力計(jì)算 垂直均布?jí)毫Γ?Hq ?? （ H為隧道埋深，坑頂?shù)降孛婢嚯x ） 深埋隧道圍巖松動(dòng)壓力的確定方法 我國(guó)隧道審計(jì)規(guī)范所推薦的方法 普氏理論 太沙基理論 淺埋隧道圍巖松動(dòng)壓力的確定方法 h=hq 時(shí)，忽略滑面上的摩擦阻力，則圍巖垂直均布?jí)毫?hq ?? hhq 時(shí)，計(jì)算時(shí)要考慮滑面上阻力的影響。 確定壓力拱高度： hk=b/f 似摩擦系數(shù) f 的概念及其確定： （ 似摩擦系數(shù) f 又稱為普氏系數(shù) ） 將具有一定粘性的松散圍巖視為無(wú)粘性的松散體。 圍巖分級(jí)方法今后發(fā)展趨勢(shì) 1） 分級(jí)應(yīng)主要以巖體為對(duì)象 2） 分級(jí)應(yīng)與地質(zhì)勘探手段有機(jī)的聯(lián)系起來(lái) （ 波速是反映巖性與巖體結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)綜合指標(biāo)，波速越高，圍巖越好。 巖體應(yīng)力應(yīng)變曲線： 壓密階段，彈性，塑性，破裂破壞 。 人為因素（設(shè)計(jì)施工因素） ： 隧道形狀和尺寸 ： 形狀方面（一般情況） : 圓形斷面受力較好，穩(wěn)定性好； 高度跨度比（簡(jiǎn)稱高跨比）越大越容易穩(wěn)定； 斷面圓順可以避免應(yīng)力集中，有利于圍巖穩(wěn)定； 特殊地應(yīng)力狀態(tài)則需要具體分析。 初始地應(yīng)力場(chǎng) ： ●初始應(yīng)力是隧道圍巖變形、破壞的根本作用力。 ●完整狀態(tài)：整塊狀、大塊狀等。 圍巖對(duì)隧道設(shè)計(jì)施工的影響 : 隧道開(kāi)挖難易程度 。 軟化性 是巖石與水相互作用時(shí)強(qiáng)度降低的特性，用軟化系數(shù)衡量。 飽水率 是巖石在強(qiáng)制飽和狀態(tài)下巖樣的最大吸入水的重量與巖石干重量的百分比 。 孔隙指標(biāo)（孔隙率等） ： 巖石試樣中孔隙體積與試樣體積的百分比稱為孔隙率。 當(dāng)隧道內(nèi)滲漏水引起地表水減少，影響居民生產(chǎn)、生活用水時(shí)，應(yīng)對(duì)圍巖采取堵水措施，減少地下水的滲漏。隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個(gè)完整通暢的防排水系統(tǒng)。 隧道通風(fēng)的目的 稀釋有害氣體 、 稀釋隧道內(nèi)的粉塵 、 保持隧道內(nèi)的氧氣含量 、 降低隧道內(nèi)的濕度 隧道通風(fēng)的類型劃分 按照通風(fēng)動(dòng)力劃分 ： 自然通風(fēng) 、 機(jī)械通風(fēng) 按照空氣流動(dòng)方向 ： 縱向通風(fēng) 、 橫向通風(fēng) 、 半橫向通風(fēng) 、 混合式通風(fēng) 按交通類型劃分通風(fēng)方式 ： 鐵路隧道通風(fēng)方式 （ 洞口風(fēng)道式 ； 噴嘴式 ； 豎井 、 斜井通風(fēng) ； 射流式通風(fēng) ） 公路隧道通風(fēng)方式 【 縱向通風(fēng) （ 射流風(fēng)機(jī) 、 風(fēng)道式和噴嘴式 、 豎井送、排風(fēng) ）、 橫向通風(fēng) 、半橫向通風(fēng) （ 送風(fēng)式 、 排風(fēng)式 ）、 混合式通 風(fēng)】 隧道照明的目的 緩解或消除黑洞效應(yīng)和白洞效應(yīng) 、 緩解駕駛員視覺(jué)適用滯后問(wèn) 題 、 解決煙霧導(dǎo)致能見(jiàn)度下降問(wèn)題 、 解決眩光失能問(wèn)題 黑洞效應(yīng) 白天進(jìn)入隧道時(shí)，由于隧道內(nèi)、外的亮度差別極大，所以，從隧道外部看照明不充分的隧道入口時(shí)，會(huì)看到長(zhǎng)隧道的黑洞現(xiàn)象與短隧道的黑框現(xiàn)象。隧道長(zhǎng)度在 300m 以下時(shí)，可不布置大避車洞，如果兩端洞口接橋或路塹，當(dāng)橋上無(wú)避車臺(tái)或路塹兩邊側(cè)溝外無(wú)平臺(tái)時(shí)，應(yīng)與隧道一并考慮布置大避車洞。 適用： 陡峻的穩(wěn)定山坡，外側(cè)地形難以滿足一般棚洞的地基要求，且落石不太嚴(yán)重的情況。 半路塹明洞 特點(diǎn)：地形低的一側(cè)低于隧道高度，一般設(shè)置擋墻或加厚襯砌結(jié)構(gòu)，并通過(guò)反壓回填平衡偏壓。 明洞 （ 明挖法修建的隧道。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在端墻中部設(shè)置兩個(gè)斷面較大的柱墩，增加了端墻的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)雄偉。 主要襯砌材料 襯砌材料要求：強(qiáng)度、耐久 性、（抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕） 主要材料類型：混凝土 、 鋼筋混凝土 、 型鋼混凝土 、 片石混凝土 、 錨桿 +噴射混凝土 洞門(mén)結(jié)構(gòu)的作用 減少洞口土石方開(kāi)挖量 、 穩(wěn)定邊坡 、 引流地表水 、 裝飾洞門(mén) 、 減光作用 環(huán)框式洞門(mén) 適用于Ⅵ類或Ⅰ級(jí)圍巖，地形陡峻而又無(wú)排水要求 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不承載，加固洞口；減少雨后洞口滴水；簡(jiǎn)單裝飾 端墻式洞門(mén) 適于地形開(kāi)闊，巖質(zhì)基本穩(wěn)定的Ⅰ ～ Ⅲ級(jí)圍巖。 2） 曲墻式襯砌：適用于地址比較差，巖體松散破碎，強(qiáng)度不高，又有地下水，側(cè)向水平壓力也相當(dāng)大的情況。 曲線隧道加寬的原因： 列車在曲線上行駛時(shí)，由于車體內(nèi)傾和平移，使得所需橫斷面積有所增加，為了保證列車在曲線隧道中安全通過(guò)，隧道中曲線段的凈空必須加大。包括開(kāi)挖輪廓線、初期支護(hù)內(nèi)輪廓線、襯砌內(nèi)輪廓線（凈空）。 ） 隧道洞口段 （ 洞門(mén)結(jié)構(gòu) ， 明洞結(jié)構(gòu) ）、 隧道洞身段 隧道附屬建筑 （ 為了進(jìn)一步提高隧道的耐久性、安全性和舒適性而修建的輔助設(shè)施，包括安全避讓設(shè)施、交通設(shè)施、通訊設(shè)施、通風(fēng)照明設(shè)施、防排水設(shè)施、防災(zāi)救災(zāi)設(shè)施，等等。 主要不良地質(zhì)類型：（斷層）、滑坡、崩塌、松散堆積、泥石流、巖溶及含鹽、含煤地層、地下水發(fā)育 2） 隧道洞口位置的選擇 （應(yīng)遵循的原則：早進(jìn)晚出） 隧道洞口的特征：埋深淺、風(fēng)化強(qiáng)、受水系影響 隧道洞口位置選擇的重要性：關(guān)系隧道洞門(mén)結(jié)構(gòu)受力 、 關(guān)系隧道進(jìn)洞施工難易 、 關(guān)系洞門(mén)及洞口段維護(hù)難 易 其它考慮因素：避開(kāi)沖溝；選擇山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好、地下水不豐富；注意防洪或水庫(kù)蓄水標(biāo)高；盡量不要擾動(dòng)原生坡面；避免高邊坡；考慮施工場(chǎng)地；考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)。 定測(cè)（詳勘） ： 是根據(jù)有關(guān)單位批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件及審核 意見(jiàn)，在初測(cè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步核對(duì)、落實(shí)、深化相關(guān)勘測(cè)資料，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題給出可靠性結(jié)論，為施工圖設(shè)計(jì)提供資料。 隧道工程基本建設(shè)流程 ： 可行性研究 （ 技術(shù)可行性 、 經(jīng)濟(jì)可行性 ）、 初步設(shè)計(jì) （ 初步勘測(cè) 、 方案設(shè)計(jì) ）、 施工 圖設(shè)計(jì) （ 詳細(xì)勘測(cè) 、 詳細(xì)設(shè)計(jì) ）、 施工 、 交工 、 竣工 勘察設(shè)計(jì)的概念 ： 勘察設(shè)計(jì)是指推薦建設(shè)方案，查明、分析、評(píng)價(jià)地質(zhì)地理環(huán)境特征和工程地質(zhì)條件，對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、土地利用等方面進(jìn)行綜合分析、論證，編制設(shè)計(jì)文件，以及現(xiàn)場(chǎng)配合的活動(dòng)。 耗節(jié)約土地 。 按埋置深度劃分 ： 淺 埋隧道 、 深埋隧道 。第一章 隧道工程的定義 ： 隧道是一種修建在地下，兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通過(guò)的工程建筑物 。 按地質(zhì)條件劃分 ：土質(zhì)隧道、巖質(zhì)隧道、土石混合。 山嶺隧道的特點(diǎn)： 克服高程障礙 裁彎取直（縮短線路） 避開(kāi)不良地質(zhì)地段 避開(kāi)其他重要建筑或工程等 隧道工程的功能 ： 克服高程障礙 、 克服平面障礙 、 避開(kāi)不良地質(zhì) 、 避開(kāi)其它障礙 （ 路線交叉 、 重要建筑 、 景區(qū) 、水利工程）、 避開(kāi)不良?xì)夂?（ 臺(tái)風(fēng)暴雨 、 山區(qū)泥石流 、 高寒風(fēng)雪 ） 隧道工程的優(yōu)點(diǎn) ： 縮短路線，降低能 。 隧道工程的缺點(diǎn) ： 造價(jià)高 、 難度大 、 風(fēng)險(xiǎn)高 、 維修困難 。 隧道工程勘察的基本內(nèi)容： 隧道工程調(diào)查 隧道線路確定 洞口位置選擇 地質(zhì)調(diào)查后應(yīng)提供的主要資料 ： 概述 地形地質(zhì)說(shuō)明 應(yīng)交付的圖文（線路地形圖，洞口附近地形圖，地質(zhì)平面圖，地質(zhì)縱斷面圖，洞口附近地質(zhì)縱斷面圖和洞口附近地質(zhì)橫斷面圖若干，說(shuō)明書(shū)） 隧道工程勘察設(shè)計(jì)的基本流程 ： 兩階段勘察設(shè)計(jì)基本流程 ：初步設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì) 三階段勘察設(shè)計(jì)基本流程 ： 初步設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì) 各階段勘察設(shè)計(jì)工作目的 ： 初測(cè)（初勘） ： 初步設(shè)計(jì)提供資料，應(yīng)完成的勘測(cè)工作有：隧道所在地區(qū)自然條件的調(diào)查、對(duì)周圍環(huán)境影響調(diào)查、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘查、地形測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量等。 隧道工程勘察的主要內(nèi)容 ： 地形資料 水文地質(zhì)資料 用地及環(huán)境資料 氣候氣象資料 文化、風(fēng)俗資料 災(zāi)害資料 類似工程資料 國(guó)防要求 隧道工程總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ： 1）平面線形設(shè)計(jì) 2）縱斷面線形設(shè)計(jì) 3）洞口位置設(shè)計(jì) 隧道工程總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) ： 1） 地質(zhì)條件對(duì)隧道工程的影響 ： 常見(jiàn)地質(zhì)類型：?jiǎn)涡?、褶曲、斷?。 線位確定原則： a 保證最小覆蓋層厚； b 盡量?jī)?nèi)靠 c 注意周圍既有建筑對(duì)隧道穩(wěn)定的影響 d 盡可能“裁彎取直” 隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)成 ： 隧道主體建筑隧道主體建筑結(jié)構(gòu)： （ 為了保證隧道穩(wěn)定和行車安全而 修建的基本建筑結(jié)構(gòu)。 輪廓線： 圍巖或支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)表 面所形成的輪廓。 對(duì)于 鐵路而言，不同的線路等級(jí)有不同的限坡，隧道內(nèi)線路的最大允許坡度應(yīng)在明線最大限制坡度上乘以一個(gè)折減系數(shù)。 1） 整體式混凝土直墻式：適用于地質(zhì)條件較好，屬于 1,2,3 級(jí)圍巖。一般只適用于長(zhǎng)度不超過(guò) 500 米的短隧道。 柱式洞門(mén) 適用于 地形較陡，地質(zhì)條件較差，仰坡可能下滑，而又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時(shí)。 斜交 式洞門(mén) 當(dāng)線路方向與地形等高線斜交時(shí)，也可將洞門(mén)做成與地形等高線一致，使洞門(mén)左右可以仍保持近似對(duì)稱。 適用于兩側(cè)邊坡高 差較大的不對(duì)稱路塹。 懸臂式棚洞 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)墻為重力式，上端接懸臂式橫梁，其上鋪以蓋板，在蓋板的內(nèi)端設(shè)平衡重來(lái)維持結(jié)構(gòu)受外荷載作用下的穩(wěn)定性。當(dāng)隧道長(zhǎng)度在300400m 時(shí)，可在隧道中間布置一個(gè)大避車洞。如隧道臨近有農(nóng)村市鎮(zhèn)，估計(jì)由隧道通行的人較多，或曲線半徑小，視距較短時(shí)，小避車洞 還可以加密。 水對(duì)圍巖和支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)的不利影響 增大圍巖容重 產(chǎn)生水壓力 產(chǎn)生膨脹力（膨脹性圍巖） → 增大荷載 產(chǎn)生凍脹力（寒區(qū)隧道） 軟化圍巖 加速圍巖風(fēng)化 沖蝕襯背圍巖 → 降低承載力 侵蝕支護(hù)結(jié)構(gòu) 水對(duì) 隧道施工的不利影響 引發(fā)施工災(zāi)害 ： 涌水 、 突泥 、 塌方 降低施工效率 ： 洞內(nèi)排水，增加工作量 ； 洞內(nèi)積水，降低作業(yè)效率 ； 積水或潮濕，降低設(shè)備效率 威脅人員健康 水對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)的不利影響 惡化運(yùn)營(yíng)環(huán)境 ： 降低設(shè)備效率，縮短壽命 ； 引起滲漏水，侵蝕襯砌結(jié)構(gòu) ； 威脅運(yùn)營(yíng)及司乘人員健康 威脅運(yùn)營(yíng)安全 ： 水霧造成能見(jiàn)度降低 ； 滲漏水導(dǎo)致路面濕滑 ； 引起電