【正文】 Ⅳ % 900 3Φ 20(941) Ⅴ (淺埋 ) % 1000 3Φ 22(1140) 由于選用的是兩側(cè)對(duì)稱配筋，每一延米襯砌截面上的鋼筋布置示意圖如圖 311。sA ( 2mm ) Ⅳ － 280 Ⅴ (淺埋 ) － 1640 表 311 中計(jì)算得出的配筋值都為負(fù)值，所以需采用最小配筋率來對(duì)截面進(jìn)行配筋。 15 截面配筋結(jié)果 軸向力偏心距增大系數(shù) ? 取為 。 大偏心受壓配筋計(jì)算公式為 39。 11 圖 31 Ⅳ級(jí)圍巖襯砌彎矩圖 ( ) 圖 32 Ⅳ級(jí)圍巖襯砌軸力圖 (N ) 確定拱頂處截面為最危險(xiǎn)截面， 10 N mM ? ? ?， 10 NN ??。 Ansys 軟件簡(jiǎn)介 Ansys 軟件是一個(gè)集結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件 [4] ，該軟件很好地實(shí)現(xiàn)了前、后處理，分析求解及多種場(chǎng)耦合分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)功能。 深淺埋的分界點(diǎn)是根據(jù) pq2Hh? 的計(jì)算數(shù)據(jù)從縱斷面上確定的。當(dāng)隧道覆蓋層厚度 phH? 時(shí)為深埋， phH? 時(shí)即為淺埋。 隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容 隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要內(nèi)容包 括：擬定隧道結(jié)構(gòu)很斷面尺寸、支護(hù)參數(shù) ；確定圍巖壓力 ；通過建立 荷載 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，求出各級(jí)圍巖襯砌的結(jié)構(gòu)內(nèi)力 ；檢算截面強(qiáng)度，不滿足 規(guī)范 要求予以 結(jié)構(gòu) 配筋。 b、地下水地表水對(duì)混凝土的影響 根據(jù)地質(zhì)資料，隧道地下水無侵蝕性。 。然后，使用 Ansys 工程軟件對(duì)隧道襯砌建模，計(jì)算并檢驗(yàn)隧道襯砌在所加荷載作用下是否滿足強(qiáng)度要求。 《鐵路主要技術(shù)政策》明確指出： 運(yùn)輸緊張的繁忙干線修建四線或多線，實(shí)行客貨分線運(yùn)輸。到 2021 年，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到 11 萬公里以上，其中新建高速鐵路將達(dá)到 萬公里。高速鐵路為廣大旅客創(chuàng)造了美好生活的新時(shí)空，贏得了大家的贊 譽(yù)。 我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)狀況總體很好。 而 鐵路作為國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和大眾化交通工具，具有占地少、能耗低、污染 小 等比較優(yōu)勢(shì)，加快鐵路發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展的要求鐵路現(xiàn)代化是國(guó)家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，也是現(xiàn) 代化的基礎(chǔ)性保障條件。 2021 年 10 月 ，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過的《綜合交通網(wǎng)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到 2020年的鐵路網(wǎng)規(guī)模將增加到 12 萬 km 以上，時(shí)速 200km 及以上的客運(yùn)專線將達(dá)到 萬 km。二是運(yùn)輸安全穩(wěn)定。 我國(guó)鐵路建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)黃金機(jī)遇期。特別是自以日本新干線、法國(guó) TGV為代表的快速鐵路投入運(yùn)營(yíng)以來，以安全可靠、技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的優(yōu)勢(shì)為鐵路的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了巨大動(dòng)力。隨著《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的逐步實(shí)施，武 (漢 )廣 (州 )、鄭 (州 )西 (安 )、京 (北京 )津 (天津 )、石 (家莊 )太 (原 )等客運(yùn)專線先后立項(xiàng)。 4 第 2 章 工程概況 隧 道概況 新建貴廣鐵路下豪一號(hào)隧道隧道全長(zhǎng) 480m，隧道進(jìn)出口里程分別為 DK723+1DK723+620；隧線分界里程分別為： DK723+1 DK723+620，隧道位于廣東省肇慶市四會(huì)市黃田鎮(zhèn)境內(nèi) 。 2)地層巖性： 本隧道洞身穿過地層從新至老為 ：第四系殘坡積（ Q4el+dl）、奧陶系（ Oa）等地層。 6 第 3 章 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算原理 對(duì)隧道 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢算，主要是依據(jù)荷載 結(jié)構(gòu)計(jì)算模式 ，通過對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)建模，計(jì)算得出襯砌結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力和位移，利用結(jié)構(gòu)最危險(xiǎn)點(diǎn)的內(nèi)力對(duì)襯砌強(qiáng)度進(jìn)行檢算，對(duì)不滿足強(qiáng)度要求的配筋。Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)圍巖的襯砌形式和襯砌詳細(xì)尺寸見附錄 B 中圖 02，圖 03。 水平均布松動(dòng)壓力 e 可根據(jù)豎直均布松動(dòng)壓力求得，小寨隧道水平均布?jí)毫Φ慕?jīng)驗(yàn)公式見表 33。 表 36 圍巖 部分 物理力學(xué)指標(biāo) 圍巖級(jí)別 重度 ? ( 3kN/m ) 彈性反力系數(shù) K (MPa/m ) 計(jì)算摩擦角 0? (176。其中，前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以多種圖形方式顯示出來，而且還可以將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。 說明：當(dāng) 0 ? 時(shí)，由抗壓強(qiáng)度控制承載能力，不必檢算抗裂；當(dāng) 0 ? 時(shí)，由抗拉強(qiáng)度控制承載能力，不必檢算抗壓。y 0 s( / 2 )()N e f b x h xAA f h a????? ? (317) 39。根據(jù)式 (315)、 (316)可對(duì)襯砌截面受壓進(jìn)行大、小偏心判斷，其判斷的結(jié)果見表 310。s s minA A bh??? (320) 式中， 39。 第一批：項(xiàng)目部組織機(jī)構(gòu)人員和各施工隊(duì)主要負(fù)責(zé)及部分施工人員。洞內(nèi)、基坑支護(hù)材料、雨季排水等材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)備足，并隨耗隨補(bǔ)充。 并且要考慮 環(huán)境保護(hù)、洞外有關(guān)工程及施工條件、運(yùn)營(yíng)要求 等因素 ，同時(shí)還需以“早進(jìn)洞、晚出洞”為 總 原則。 19 測(cè)量放線 → 洞門邊仰坡開挖、支護(hù) → 超前小導(dǎo)管 → 洞身開挖及支護(hù) 明洞施工前， 先測(cè)量放樣，標(biāo)定明洞與暗洞的開挖分界線，進(jìn)行邊坡整修，基底清理。 （ 2）明洞施工過程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)包括坡面穩(wěn)定、基底穩(wěn)定及 地表下沉量測(cè)等，以便及時(shí)掌握邊仰坡坡面動(dòng)態(tài)與支護(hù)工作狀態(tài)，保證基坑穩(wěn)定和施工安全?？傮w上講，隧道開挖的基本原則是：在保證圍巖穩(wěn)定或減少對(duì)圍巖擾動(dòng)的前提下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進(jìn)方法，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。 Ⅴ級(jí)圍巖段開挖方法 新建貴廣鐵路下豪一號(hào)隧道性質(zhì)大部分處于 Ⅴ級(jí)圍巖 地段 ，在隧道全長(zhǎng)范圍內(nèi)，總共有 2 段，起訖里程分別為 DK723+140~DK723+277 和 DK723+441~DK723+620。開挖過程中，鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時(shí)施作并連接牢固。 （ 4）利用襯砌模板臺(tái)車一次性灌筑 Ⅳ 部二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。 （ 7）下臺(tái)階在上臺(tái)階噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 70%以上時(shí)開挖，當(dāng)巖體不穩(wěn)定時(shí)需縮短進(jìn)尺，必要時(shí)分下臺(tái)階左右兩部開挖，并及時(shí)施作初期支護(hù)和仰拱。 （ 1）上臺(tái)階開挖：在拱部超前支護(hù)施工后，沿隧道開挖輪廓線環(huán)向開挖上臺(tái)階。 （ 4）隧道仰拱開挖：圍巖較好時(shí)，仰拱與下臺(tái)階同時(shí)開挖；圍巖軟弱破碎時(shí)，仰拱單獨(dú)開挖。 （ 6）施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)反饋結(jié)果，③①② 25 分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支護(hù)參數(shù)的調(diào)整、灌筑二次襯砌的時(shí)機(jī)提供依據(jù)。 （ 4）根據(jù)量測(cè)結(jié)果分析，待初期支護(hù)收斂后，利用襯砌模板臺(tái)車一次性灌筑二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。 (1)炮眼數(shù)量計(jì)算公式為 qSN ??? (41) 式中， N —— 炮眼數(shù)量，不包括未裝藥的空眼數(shù)； q —— 單位炸藥消耗量； S —— 開挖斷面積 ( 2m )； ? —— 裝藥系數(shù)，即裝藥長(zhǎng)度與炮眼全長(zhǎng)的比值； ? — — 每米藥卷的炸藥質(zhì)量 (kg/m)。 爆破設(shè)計(jì) 計(jì)算 方法 爆破設(shè)計(jì)結(jié)果 在小寨隧道全長(zhǎng)范圍內(nèi)，需對(duì)Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，其開挖方法主要是全斷面法和臺(tái)階法，下面就這兩種開挖方法的具體爆破設(shè)計(jì)概述如下： Ⅳ 級(jí)圍巖 臺(tái)階法 爆破設(shè)計(jì) 29 查表可得，炸藥 每米藥卷的炸藥質(zhì)量 ? 為 ，單位耗藥量 q 為 。 根據(jù)式 (41)，可得計(jì)算炮眼數(shù)量，結(jié)果見表 46。具體做法如下： (1)施工超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：全隧道采用地質(zhì)編錄進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 新建貴廣鐵路下豪一號(hào) 隧道各級(jí)圍巖的支護(hù)基本形式都為噴錨支護(hù)，依據(jù)各級(jí)圍巖的工程力學(xué)性質(zhì)不同，采用的具體形式 和襯砌方式 也不相同。使用濕噴工藝主要的優(yōu)點(diǎn)是噴射混凝土的質(zhì)量容易控制，噴射過程中回彈量較小，且粉塵少，工作環(huán)境好。它也是一種新的支護(hù)手段，它能約束圍巖變形，能使圍巖中節(jié)理裂隙、破裂面得以連接，并且能加固局部失穩(wěn)的巖體。 表 52 各種圍巖錨桿設(shè)計(jì)參數(shù) 里程段落 圍巖級(jí)別 錨桿類型 錨桿長(zhǎng)度 (m) 環(huán)向間距 (m) 縱 向間距 (m) DK723+162~DK723+202 Ⅴ級(jí) φ 50 雙層小導(dǎo)管 5 3 DK723+202~DK723+277 Ⅴ級(jí) φ 42 小導(dǎo)管 3 DK723+277~DK723+441 Ⅳ級(jí) φ 42 小導(dǎo)管 3 DK723+441~DK723+521 Ⅴ級(jí) φ 42 小導(dǎo)管 3 DK723+521~DK723+551 Ⅴ級(jí) φ 50 雙層小導(dǎo)管 5 3 DK723+551~DK723+591 Ⅴ級(jí) φ 108 長(zhǎng)管棚 40 — 注漿使用的砂漿的配合比為：砂灰比為 1∶ 1(重量比 )，水灰比為 ，應(yīng)采用中細(xì)砂，粒徑不應(yīng)大于 。 在 采用 錨桿機(jī)打眼時(shí) ，嚴(yán)格控制方向。注漿前對(duì)注漿泵進(jìn)行試運(yùn)行。 孔深允許偏差為 177。在此工藝流程中，應(yīng)注意如下一些施工要點(diǎn)： (1)鋼筋網(wǎng)使用的鋼筋應(yīng)冷拉調(diào)直，鋼筋表面不得有裂紋、油污、顆?；蚱瑺钿P蝕； (2)為了便于掛網(wǎng)安裝，鋼筋網(wǎng)先在洞外加工成長(zhǎng)寬為 150cm 的鋼筋網(wǎng)片，運(yùn)送進(jìn)洞后，焊接成整體即可； (3)鋼筋網(wǎng)應(yīng)在初噴混凝土后鋪設(shè)，初噴混凝土厚度不得小于 2cm，并且鋪設(shè)需沿著巖面的實(shí)際起伏形狀，并與受噴面的間隙不大于 3cm； (4)鋼筋網(wǎng)與錨桿之間應(yīng)盡可能多的連接； 37 (5)掛網(wǎng)完畢后，噴射混凝土應(yīng)縮短噴頭至受噴面之間的距離，并適當(dāng)調(diào) 整噴射角度，使鋼筋網(wǎng)背面混凝土密實(shí)； (6)噴射完畢后，鋼筋保護(hù)層厚度不得小于 4cm[5] 。格柵鋼架的任何部位偏離鉛垂面不大于 5cm。 （ 8）格柵鋼架需設(shè)置長(zhǎng) 的 Ф 22 砂漿錨桿作為鎖腳錨桿。沿格柵鋼架設(shè)直徑為 Ф 22 的縱向連接鋼筋，并按環(huán)向間距 1m 設(shè)置。 圖 52 鋼 拱架 橫斷面圖 與接頭示意圖 由于 Ⅳ 、 Ⅴ級(jí)圍巖初期支護(hù)噴射混凝土厚度 均 為 25cm，考慮到鋼拱架安裝時(shí)初噴混凝土厚度和鋼筋的保護(hù)層厚度，鋼拱架截面的高度值設(shè)計(jì)為 16cm。 作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，包括錨桿的長(zhǎng)度，注漿壓力，注漿數(shù)量，起止時(shí)間，抗拔力等。 鉆孔應(yīng)符合下列要求。 注漿時(shí)必須保證漿液飽滿和注漿質(zhì)量，采用敲打錨桿排出氣體，并嚴(yán)格控制注漿壓力。 5mm。當(dāng)主結(jié)構(gòu)面不 明顯時(shí)，與隧道周邊輪廓垂直布置。保證噴射效果和噴射質(zhì)量； (5)對(duì)巖面凹陷處應(yīng)先噴和多噴，凸出處應(yīng)后噴少噴； (6)對(duì)噴射混凝土厚度進(jìn)行檢查，采取埋設(shè)檢測(cè)釘?shù)姆椒?，沿隧道縱向每 20m 設(shè)置一個(gè)檢測(cè)面，在檢測(cè)面上，拱部埋設(shè) 5 個(gè)檢測(cè)釘，左右側(cè)壁各設(shè) 1 個(gè) [12] 。纖維噴射混凝土主要的優(yōu)點(diǎn)是具有較好的韌性，抗裂性能好，能有效控制圍巖裂隙擴(kuò)張。 32 第 5 章 隧道施工工藝 初期支護(hù)施工工藝 隧道初期支護(hù)是指隧道開挖后，立即施作的剛度較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一部分的結(jié)構(gòu)層，它是為了控制圍巖應(yīng)力和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工。各種形式炮眼間距和個(gè)數(shù)情況見表 48。 ) 深度 (m) 長(zhǎng)度 (m) 深度 (m) 長(zhǎng)度 (m) 深度 (m) 長(zhǎng)度 (m) Ⅳ 75 炮眼具體布置時(shí) ，根據(jù)炮眼的間距在隧道橫斷面圖上一一布置，確定各種形式炮眼的個(gè)數(shù)，炮眼布置詳細(xì)示意圖見附錄圖 3 和附錄圖 4。 圖 47 掏槽眼和周邊眼長(zhǎng)度計(jì)算示意圖 掏槽眼和周邊眼的長(zhǎng)度依照?qǐng)D 41 計(jì)算 11cosLl ?? (46) 12 tanB l b??? (47) 2 39。 ①③② 27 （ 4）鎖腳小導(dǎo)管可根據(jù) 需要設(shè)置，以確保下臺(tái)階施工的安全。 開挖方案設(shè)計(jì) 中臺(tái)階開挖 上中下臺(tái)階測(cè)量放線 上臺(tái)階開挖 下臺(tái)階開挖 反饋綜合信息 清理開挖面 初噴后出渣 上中下三斷面支護(hù)與施作臨時(shí)仰拱 上斷面檢查穩(wěn)定性 中斷面檢查穩(wěn)定性 下斷面檢查穩(wěn)定性 下一循環(huán) 良好 良好 施工準(zhǔn)備 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 26 二、 三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工工序說明 圖 46 三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工工序圖 三、三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工工序說明： （ 1） a、利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護(hù)； b、開挖 1 臺(tái)階階； c、施作 1 部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，即初噴 4cm 厚混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳錨（管）桿；d、鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混