【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 護(hù)因素，盡可能避免因人為因素而導(dǎo)致新的山體病害的產(chǎn)生，減少對(duì)工程附近的建筑、居民生活、生產(chǎn)和環(huán)境的不良影響。為此，在環(huán)保設(shè)計(jì)中主要考慮以下幾個(gè)方面：（1）采用早進(jìn)晚出的原則，減少深挖路段，保護(hù)自然坡體和植被。（2）開挖出的石渣，盡可能縱向調(diào)配，作為路基填料；對(duì)于可用于做石料的石渣應(yīng)集中堆放，經(jīng)加工后用于砌體工程；對(duì)于廢棄的石渣，應(yīng)根據(jù)各工點(diǎn)的實(shí)際情況，集中堆棄。棄渣場(chǎng)地做好護(hù)坡?lián)鯄Ψ雷o(hù)，并做好排水設(shè)施，以防止洪水期沖走棄渣形成人為的泥石流。有條件時(shí)，在棄渣頂覆蓋土層復(fù)墾還田，種樹造林。（3）施工期的污水應(yīng)集中排放，并應(yīng)經(jīng)過沉淀、過濾。（4）洞口邊仰坡開挖應(yīng)以光面爆破為主，輔以人工開挖，嚴(yán)禁爆破。（5）做好施工場(chǎng)地竣工后的清理、綠化及復(fù)墾還田工作。 第三章 二次襯砌內(nèi)力計(jì)算 成西（成都西安）高速公路西峽嶺隧道，結(jié)構(gòu)斷面圖如圖1所示。圍巖類別為V級(jí)，容重,圍巖的彈性抗力系，襯砌材料為C25混凝土，彈性模量為，容重h。圖1 襯砌結(jié)構(gòu)斷面圖，圍巖豎向均布?jí)毫Γ? 式中：s——圍巖類別，此處s=5 ——圍巖容重，此處； ——跨度影響系數(shù)，毛洞跨度,，時(shí)，此處.所以，有： 此處超挖回填層忽略不計(jì)。： 內(nèi)輪廓線半徑內(nèi)徑所畫圓曲線的終點(diǎn)截面與豎直軸的夾角；拱頂截面厚度墻底截面厚度此處墻底截面為自內(nèi)輪廓半徑的圓心向內(nèi)輪廓墻底做連線并延長(zhǎng)至與外輪廓相交，其交點(diǎn)到內(nèi)輪廓墻底間的連線。外輪廓線半徑： 拱軸線半徑： 拱軸線各段圓弧中心角： 分段軸線長(zhǎng)度： 半拱線長(zhǎng)度： 將半拱軸線等分為8段，每段軸長(zhǎng)為： （截面）中心幾何要素（1）與豎直軸夾角 另一方面，角度閉合差。（因墻底面水平，計(jì)算襯砌內(nèi)力時(shí)用）（2）接縫中心點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 由圖2上直接量出用辛普生法近似計(jì)算，按計(jì)算列表進(jìn)行。單位位移的計(jì)算見附表1。單位位移值計(jì)算如下：圖2 襯砌計(jì)算圖計(jì)算精度校核為：閉合差。注：—截面慣性矩，b取單位長(zhǎng)度?！鲃?dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)中引起的位移（1）每一楔塊上的作用力豎向力： 式中：襯砌外緣相鄰兩個(gè)截面之間的水平投影長(zhǎng)度，由圖2量得： （校核） 水平壓力： 式中：襯砌外緣相鄰兩截面之間的豎直線投影長(zhǎng)度，由圖2量得： （校核）自重力： 式中：接縫i的襯砌截面厚度。 注:計(jì)算G8時(shí)，應(yīng)使第8個(gè)楔塊的面積乘以。作用在各楔塊上的力均列入附表2，各集中力均通過相應(yīng)圖形的形心。（2）外荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力楔塊上各集中力對(duì)下一接縫的力臂由圖2中量得，分別記為。內(nèi)力按下式計(jì)算（見圖三）。彎矩： 圖三 內(nèi)力計(jì)算圖示軸力： 式中：相鄰兩接縫中心點(diǎn)的坐標(biāo)增值，按下式計(jì)算： 的計(jì)算見附表2及附表3?；窘Y(jié)構(gòu)中，主動(dòng)荷載產(chǎn)生彎矩的校核為：另一方面，從附表2中得到 閉合差（3）主動(dòng)荷載位移（計(jì)算過程見附表4）計(jì)算過程見附表4.計(jì)算精度校核閉合差?！獑挝粡椥钥沽跋鄳?yīng)的摩擦力引起的位移（1）各接縫處的抗力強(qiáng)度抗力上零點(diǎn)假定在接縫3，；最大抗力值假定在接縫5，；最大抗力值以上各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： 查附表1，算得： 最大抗力值以下各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： 式中：所考察截面外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離； 墻角外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離。由圖1中量得： 則： 按比例將所求得的抗力繪于圖1上。（2）各楔塊上抗力集中力按下式近似計(jì)算： 式中：楔快i外緣長(zhǎng)度，可通過量取夾角，用弧長(zhǎng)公式求得，的方向垂直于襯砌外緣，并通過楔塊上抗力圖形的形心。（3）抗力集中力與摩擦力的合力按下式計(jì)算： 式中：圍巖與襯砌間的摩擦系數(shù)，此處取=。則： 其作用方向與抗力集中力的夾角。由于摩擦阻力的方向與襯砌位移的方向相反，其方向向上。畫圖時(shí)，也可取切向：徑向=1：5的比例求出合力的方向。的作用即為與襯砌外緣的交點(diǎn)。將的方向線延長(zhǎng)，使之交于豎直軸，量取夾角，將分解為水平與豎直兩個(gè)分力： 以上計(jì)算列入附表5.（4）計(jì)算單位抗力及其相應(yīng)的摩擦力在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力彎矩：軸力：式中：力至接縫中心點(diǎn)的力臂，由圖1量得。計(jì)算見附表6，7。(5)單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算見附表8。校核為：閉合差。（彈性地基上的剛性梁）位移單位彎矩作用下的轉(zhuǎn)角：主動(dòng)荷載作用下的轉(zhuǎn)角：?jiǎn)挝豢沽跋鄳?yīng)摩擦力作用下的轉(zhuǎn)角：襯砌矢高 計(jì)算力法方程的系數(shù)為：以上將單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的位移乘以，即為被動(dòng)荷載的載位移。求解方程為：式中：以上解得的值應(yīng)代入原方程，校核計(jì)算是否正確，此處從略。（）分別產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力計(jì)算公式為： 計(jì)算過程列入附表9，10。首先求出最大抗力方向內(nèi)的位移?？紤]到接縫5的徑向位移與水平方向有一定得偏離，因此修正后有： 計(jì)算過程列入附表11，位移值為： 最大抗力值為： 按下式計(jì)算襯砌總內(nèi)力： 計(jì)算過程列入附表12。計(jì)算精度的校核為以下內(nèi)容：根據(jù)拱頂切開點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)角和相對(duì)水平位移應(yīng)為零的條件來檢查： 式中： 閉合差： 式中： 閉合差： 檢算幾個(gè)控制截面：（截面0） 又有： 式中：混凝土極限抗拉強(qiáng)度，取。 式中：混凝土極限抗壓強(qiáng)度，取。（截面8）偏心檢查將內(nèi)力計(jì)算結(jié)果按比列繪制成彎矩圖M與軸力圖N，如圖4所示。 圖4 襯砌內(nèi)力圖 第四章 隧道通風(fēng)計(jì)算：道路等級(jí)： 高速公路，分離式雙向四車道；計(jì)算行車速度： 。空氣密度: 隧道坡度： 隧道的斷面面積： ；隧道的輪廓周長(zhǎng)： ； 隧道當(dāng)量直徑： 設(shè)計(jì)交通量：近期（2022年，為通車年）：20000輛/天；遠(yuǎn)期（2032年，做10年考慮）：32000輛/天；上下行比例均為1：1，.交通組成(上行線)汽油車：小型客車15%，小型貨車18%，中型貨車24%；柴油車：中型貨車24%，大型客車13%，大型貨車6%；隧道內(nèi)平均氣溫： （1）取CO基準(zhǔn)排放量為（%遞減）(1995年):；（2）考慮CO的車況系數(shù)：；（3）依據(jù)規(guī)范，分別考慮工況車速100km/h,80km/h,60 km/h,40 km/h,20 km/h,10 km/h（阻滯）。不同工況下的速度修正系數(shù)和車密度修正系數(shù)如表41所示。 不同工況車速、值 表41工況車速（km/h）1008060402010i1=%i2=%136（4）考慮CO的海拔高度修正系數(shù)：第一段平均海拔高度：，；第二段平均海拔高度：，； （5）考慮CO的車型系數(shù)如表42所示。 考慮CO的車型系數(shù) 表42車型各種柴油車汽油車小客車旅行、輕型貨車中型貨車拖掛、大型貨車（6）交通量分解：、2022年：?jiǎn)味锤叻逍r(shí)交通量： 2000050%=1400輛/h； 汽油車：小型客車210輛/h，小型貨車252輛/h,中型貨車336輛/h；柴油車：中型貨車336輛/h, 大型客車182輛/h,大型貨車84輛/h；2032年：?jiǎn)味锤叻逍r(shí)交通量：3200050%=2240輛/h； 汽油車：小型客車336輛/h，小型貨車403輛/h,中型貨車538輛/h；柴油車：中型貨車538輛/h, 大型客車291輛/h,大型貨車134輛/h；（7）計(jì)算各工況車速下隧道CO排放量: 時(shí)，同樣可以計(jì)算其他各工況下CO排放量如表53所示： 各工況車速下CO排放量（單位：102m3/s） 表43 工況車速1008060402010近期CO排放量遠(yuǎn)期CO排放量注：交通阻滯時(shí)按最長(zhǎng)1000m計(jì)算，兩端分別計(jì)算后取最大值。（8）最大CO排放量：由上述計(jì)算可以看出，在工況車速為10km/h時(shí)，CO排放量最大； （1）根據(jù)規(guī)范，取CO設(shè)計(jì)濃度為：。（2）隧道設(shè)計(jì)溫度，換算為絕對(duì)溫度。（3）隧址大氣壓無實(shí)測(cè)值，按下式計(jì)算：式中：——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，101325Pa； ——重力加速度，； ——隧址平均海拔高度：； ——空氣氣體常數(shù)，287。計(jì)算可得：（4）稀釋CO的需風(fēng)量為：（1）取煙霧基準(zhǔn)排放量（%遞減）為（1995年）： ；（2）考慮煙霧的車況系數(shù)為：；（3）依據(jù)規(guī)范，分別考慮工況車速80km/h,60km/h,40km/h,20km/h, 10km/h (阻滯)；不同工況下的速度修正系數(shù)、車密度修正系數(shù)如表45所示。 不同工況車速、值 表45工況車速（km/h）8060402010i1=%i2=%136（4）柴油車交通量（計(jì)算過程同CO）如下： 2022年：柴油車：中型貨車336輛/h, 大型客車182輛/h,大型貨車84輛/h； 2032年：柴油車：中型貨車538輛/h, 大型客車291輛/h,大型貨車134輛/h；（5）考慮煙霧的海拔高度修正系數(shù)：第一段平均海拔高度：，；第二段平均海拔高度：，；（6）考慮煙霧車型系數(shù)如表46所示。 考慮煙霧的車型系數(shù) 附表46柴油車輕型貨車中型貨車重型貨車、大型客車、托掛車集裝箱車34（7）計(jì)算各工況下隧道煙霧排放量：當(dāng)時(shí)，得：同樣可以計(jì)算其他工況車速下煙霧排放量如表57所示。 各工況車速下煙霧排放量（單位：m3/s） 表47工況車速8060402010煙霧排放量（近期）煙霧排放量（遠(yuǎn)期）1．202注：交通阻滯時(shí)按最長(zhǎng)1000m計(jì)算，兩端分別計(jì)算后取最大值。（8）最大煙霧排放量：由上述計(jì)算可以看出，隧道在工況車速為10km/h時(shí)，煙霧排放量最大； 5. 稀釋煙霧的需風(fēng)量（1）根據(jù)規(guī)范，取煙霧設(shè)計(jì)濃度為，則煙霧稀釋系數(shù)。（2）稀釋煙霧的需風(fēng)量為：6. 稀釋空氣內(nèi)異味的需風(fēng)量取每小時(shí)換氣次數(shù)為5次，則有：取