【文章內(nèi)容簡介】 （3）DK341+345～DK345+870 Ⅳ級深埋復合式襯砌內(nèi)力計算的模型圖(圖410)、變形圖(圖411)、彎矩圖(圖412)和軸力圖(圖413)圖410 Ⅳ級深埋復合式襯砌計算模型圖411 Ⅳ級深埋復合式襯砌變形圖圖412 Ⅳ級深埋復合式襯砌彎矩圖圖413 Ⅳ級深埋復合式襯砌軸力圖 襯砌結(jié)構(gòu)強度檢算 襯砌結(jié)構(gòu)強度檢算原理當時，由抗壓強度控制承載能力，不必檢算抗裂；當時，由抗拉強度控制承載能力，不必檢算抗壓。（1）抗壓強度檢算按公式(415)計算： (415)式中， K――安全系數(shù)； ——混凝土或砌體的抗壓極限強度（MPa）；――構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)；――軸向力偏心系數(shù)；――截面寬度(mm)；――截面高度(mm)。（2）從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件的抗拉強度檢算按公式(416)計算： (416)式中，——混凝土的抗拉極限強度（MPa）；——截面偏心距； 其他符號意義同前(415)。 襯砌截面檢算結(jié)果（1）DK345+014～DK345+093 V級超淺埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果見表44 表44 V級超淺埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果項目拱頂拱肩邊墻拱腳仰拱彎矩/Nm+05+05100874519652709軸力/N+06+06+06+05+05偏心矩e0/me0/hAbs(e0/h)α1KN值/N+06+06+06+06+06極限值/N156000001767908817201073檢算結(jié)果抗拉不合格抗拉不合格抗壓合格抗壓合格抗壓合格（2）DK344+876～DK345+014 V級淺埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果見表45表45 V級淺埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果項目拱頂拱肩邊墻拱腳仰拱彎矩/Nm+05+05178888683593405軸力/N+06+06+06+06+06偏心矩e0/me0/hAbs(e0/h)α1KN值/N+06+06+06+06+06極限值/N11998804156000001754033117225925檢算結(jié)果抗拉不合格抗壓合格抗壓合格抗壓合格抗壓合格（3）DK341+345～DK345+870 Ⅳ級深埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果見表46表46 Ⅳ級深埋復合式襯砌內(nèi)力檢算結(jié)果項目拱頂拱肩邊墻拱腳仰拱彎矩/Nm9377958409軸力/N+05+06+05+05+05偏心矩e0/me0/hAbs(e0/h)α111KN值/N+06+06+06+05+05極限值/N12128608130000001560000015600000檢算結(jié)果抗拉合格抗壓合格抗壓合格抗壓合格抗壓合格 襯砌截面配筋 襯砌截面配筋步驟襯砌結(jié)構(gòu)配筋按對稱配筋。偏心受壓構(gòu)件截面配筋步驟歸納如下：(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖形可得出截面尺寸b,h；以及混凝土保護層厚度和。(2) 根據(jù)截面內(nèi)力，計算偏心距=M/N，確定附加偏心距 (20mm或h/30的較大值)，進而計算初始偏心距+(3)根據(jù)大偏心受壓構(gòu)件截面強度計算公式 計算x值(4),判斷大小偏心受壓(5)若為大偏心受壓,則需進一步比較x與2的大小。①若x滿足,那么依據(jù)下面公式計算鋼筋面積②若x值不滿足條件x，那么依據(jù)下面公式計算鋼筋面積(6)若為小偏心受壓，則按下面的公式計算鋼筋面積(7)將計算所得的和,根據(jù)截面構(gòu)件要求(滿足最小配筋率)確定鋼筋的直徑和根數(shù)，并繪制出截面配筋圖。式中，――初始偏心距(mm)；N――軸力(N)；b――矩形截面的寬度；――截面有效高度(mm)；x――混凝土受壓區(qū)的高度(m)；，――受拉、壓取保護層厚度(mm)；，――受拉、壓區(qū)縱向鋼筋面積()；――鋼筋的抗拉或抗壓計算強度(MPa)；――混凝土彎曲抗壓極限強度(MPa)；a,a’――自鋼筋或的重心分別至截面最近邊緣的距離(m)；――鋼筋或的重心分至軸向力作用點的距離(m)。 襯砌截面的配筋（1）因為Ⅳ級深埋復合式襯砌的襯砌檢算都合格，所以不需要配筋。（2）襯砌配筋結(jié)果見表47。表47 襯砌配筋結(jié)果項目V級超淺埋復合式襯砌V級淺埋復合式襯砌里程DK345+014～DK345+093DK344+876～DK345+014截面尺寸BH/mm210006001000600彎矩/Nm+05+05軸力/N+06+06偏心距e0鋼筋類型HRB335HRB335Rwx=(Rw*b)*h。判斷大小偏心大偏心大偏心續(xù)表47項目V級超淺埋復合式襯砌V級淺埋復合式襯砌2as是否符合x=2*as39。不符合符合e39。e鋼筋面積Ag39?！?01鋼筋面積Ag+02—配筋5φ185φ18因為算得的，都小于零,即需要按最小配筋率配筋。所以，按最小配筋率配筋為:As=As39。==1000600=1200mm2因此每側(cè)配置5φ18鋼筋 (As=As39。=1272 ) 襯砌結(jié)構(gòu)裂縫寬度檢算 裂縫寬度檢算原理隧道襯砌結(jié)構(gòu)屬于偏心受壓構(gòu)件，當時，可不檢算裂縫寬度；當時最大裂縫寬度由公式(322)和公式(323)計算： (322) (323)式中， ――為鋼筋的彈性模量； 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)；，當時，??；時，； ――永久荷載和可變荷載作用下的彎矩；――矩形截面的寬度；――混凝土的極限抗拉強度；h――截面高度；縱向受拉鋼筋應力，可??；縱向受拉鋼筋的截面面積；截面的有效高度，；――平均裂縫間距；d――縱向受拉鋼筋的直徑； 縱向受拉鋼筋配筋率――與縱向受拉鋼筋的表面形狀有關的系數(shù)：對螺紋鋼筋，取γ=；對光面鋼筋，取γ=；對冷拔低炭鋼絲，取γ=；。，則需要增加受拉鋼筋的截面積或者在保證襯砌結(jié)構(gòu)的條件下采用多根相對較小的鋼筋，直至抗裂檢算合格為止。 襯砌結(jié)構(gòu)裂縫寬度的檢算因為算得的e0都滿足條件，所以不需要進行裂縫寬度檢算。 小結(jié)通過對隧道荷載的計算，和運用Ansys軟件建立結(jié)構(gòu)荷載模型并求解內(nèi)力，以及按照規(guī)范要求和一些經(jīng)驗公式對襯砌結(jié)構(gòu)的強度和裂縫寬度情況進行的檢算得出隧道最終配筋情況如表48所示。表48 隧道襯砌最終配筋結(jié)果里程DK345+014～DK345+093DK344+876～DK345+014配筋5φ185φ18示意圖見圖414見圖414圖414 隧道襯砌配筋圖第5章 施工方案設計 施工總體方案(1)潼洛川隧道為復合式襯砌設計，采用新奧法（NATM）進行施工。施工過程中采用超前預報系統(tǒng)進行地質(zhì)超前勘探，并采用多種支護手段加固圍巖。洞身采用分部法開挖，嚴格控制進尺，及時施作初期支護的方法進行施工，并且做到“管超前，短開挖，禁爆破，強支護，勤量測，早封閉”。明洞采用短段落，分臺階，敞開式開挖，并做到“開挖一段，灌注一段，回填一段”，避免全面敞開式開挖。總體實施掘進，支護，襯砌三條機械化作業(yè)線。通風采用大功率通風機、大口徑軟管、壓入式長大隧道供風技術(shù)。(2)超前支護采用液壓鉆孔臺車施作長大管棚及超前錨桿；初期支護采用錨桿鉆機施作砂漿錨桿；噴射混凝土采用轉(zhuǎn)體式噴射機進行濕噴作業(yè)；鋼筋網(wǎng)和型鋼拱架由機械運輸，機械配合下人工架立。(3)隧道施工采用全站儀放樣定線，并采用機械開挖(人工配合)。出碴采用裝碴機裝碴，有軌運輸結(jié)合無軌運輸施工。(4)襯砌混凝土采用混凝土自動計量拌和樓，混凝土攪拌運輸車，混凝土輸送泵、整體移動式模板臺車完成全斷面襯砌一次成型。(5) 路面混凝土和洞內(nèi)噴涂施工采用集中時間、機械化流水作業(yè)，一次施工，一次成優(yōu)。 隧道工程施工 洞口段工程潼洛川隧道洞口段27m采用明挖法施工，其中洞口長14m，明洞長13m。由于地勢比較開闊，埋深淺，且地下水位較深，故敞口放坡開挖是最合理的選擇。隧道穿越黃土地層，所以放坡開挖面采用半放坡法，以保證基坑的穩(wěn)定。 施工方案根據(jù)黃土地質(zhì)多年的施工經(jīng)驗及潼洛川隧道出口位置的具體情況，經(jīng)過經(jīng)濟性、安全性、可行性綜合分析比較后，決定進洞前先完成地表排水系統(tǒng)，采用分層開挖，分層支護，自上而下，邊挖邊護的洞口加固處理方法。洞口仰坡、明洞邊坡采用錨、網(wǎng)噴混凝土加固技術(shù)；開挖結(jié)束立即對基底加固處理，同時做好澆注襯砌的準備工作。襯砌澆注采取先仰拱再邊墻和拱圈的順序，并施作防排水系統(tǒng)。待襯砌混凝土強度達到設計要求后，進行拱頂回填。最后再修筑洞頂排水設施完成明洞施工。明洞挖方在滿足機械開挖的條件下，使用機械開挖，裝載機配合自卸車裝運棄砟至指定棄砟位置，人工輔助修坡。不能直接使用機械開挖的人工開挖機械輔助裝運棄方。進洞采用先施作超前大管棚，短進尺，快循環(huán)，早封閉的施工方案。 明洞施工流程圖開挖放線護坡及排水處理開 挖基底加固處理開挖機械準備襯砌施作襯砌準備洞頂排水設施防排水處理拱頂回填圖51 明洞施工流程圖 施工方法(1)首先對隧道明洞開挖放樣以后，對其邊、仰坡適當刷坡，然后開挖并施作洞口邊仰坡截水溝，以截排地表水，截水天溝距邊仰坡開挖邊緣不小于5m，溝底縱坡不小于3‰。排水溝與路基排水系統(tǒng)相銜接。(2)開挖洞口頂部及明挖部分土石方，開挖土石方均自上而下進行，能使用機械直接作業(yè)的，均采用機械開挖，人工配合。開挖形成的坡面按設計要求及時采用錨、網(wǎng)噴混凝土加固技術(shù)進行封閉防護，避免長時間暴露，造成坡面坍塌。(3)開挖結(jié)束立即對基底加固處理，同時做好澆注襯砌的準備工作。(4)與暗挖段相接處首先沿開挖輪廓線打超前大管棚（），大管棚外插角2176。,，并外露1m以便于與鋼拱架相連接。(5)用CRD法開挖暗洞4m，完成支護體系。(6)定位放線，組裝臺車，綁扎鋼筋，澆注明洞及暗洞鋼筋混凝土。澆注混凝土選用C35混凝土，明洞段采取先仰拱再邊墻和拱圈的順序進行澆注，并施作防排水系統(tǒng)。(7)待襯砌混凝土強度達到設計強度的70%后拆模，施作明洞防水層，兩側(cè)對稱回填，回填土坡度2%。(8)拱頂回填要按照設計坡度（1：5）進行，所采用的土石要滿足設計要求，并分層夯實，并在最頂層鋪設50cm厚的粘土隔水層。(9)修筑洞頂排水設施完成明洞施工。 進洞施工(1)進洞措施。進洞前先施做拱部φ108 mm大管棚超前注漿支護，鋼管長度30m，管棚外插角2176。，并外露1m以便于與鋼拱架相連接。在管棚支護下進行弧導開挖，環(huán)形開挖，預留核心土以穩(wěn)定掌子面，每次進尺35cm，快速支立鋼架，鋼架間距采用33cm，采用型鋼彎制，3榀／1 rn，與管棚鋼管焊聯(lián)。支護進尺距離一般不超過80 cm，立即立模灌注混凝土形成混凝土套拱。(2)上弧導開挖進尺4m，最大進尺不大于6 m便停止掘進，支護每循環(huán)進尺控制在60cm，下步剩余土方采用大型機械進行雙側(cè)交錯開挖支護，支立鋼架后及時在其節(jié)點處施作4根φ42鎖腳錨桿，長度為4m，其尾端與型鋼焊聯(lián)，同時在邊墻打入的徑向錨桿也與鋼架焊聯(lián)。每側(cè)開挖完成后迅速掛設鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，開挖進尺控制在80cm內(nèi)。暗洞開挖4m后(應控制在6m內(nèi))即進行洞身襯砌。 洞門施工在隧道進洞后，為保證隧道洞口段穩(wěn)定，隧道洞門應盡早施作。但是，考慮到隧道洞門的施作不應對隧道洞身施工造成影響，由經(jīng)驗可得，一般在隧道進洞掘進100m左右后，施作洞門。從潼洛川黃土隧道的縱斷面圖可以看出：隧道出口段埋深很淺，洞門高程甚至比洞門設計高程低。即便黃土地質(zhì)圍巖級別為Ⅴ級，但考慮到該段為明挖法施工，隧道埋深很淺，所受的山體縱向推力很小，兩側(cè)路塹邊坡的高程比洞頂設計高程還小，所以設計中選用端墻式洞門。又因為它是明挖施工，路塹邊坡接近對稱，僅防止邊坡有少量坍塌，所以洞門為路塹式對稱型。端墻施工過程如下：(1)放樣： 端墻坡度為1：0時，端墻基底里程與洞口里程一致。在灌注洞門前，根據(jù)洞口里程中線樁放十字線，定出端墻在平面上的位置；端墻有坡度時，洞口里程以端墻斜面與軌頂面交點處算起，故：端墻基底里程=洞口里程,上式中，進口端用（－）號，出口端用（+）號。見圖52所示(2)圬工砌筑①洞門端墻基礎