【文章內(nèi)容簡介】 墻身截面偏心矩及強度驗算1）墻身截面偏心矩e1）墻身截面偏心矩e 式中： M——計算截面以上各力對截面形心力矩的代數(shù)之后； N——作用于截面以上垂直力之后。108,.053KN/M將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩E的公式，可得；== 2)應力=滿足要求。通過以上驗算說明端墻式洞門的尺寸合理。第四章 隧道洞身初期支護結構設計本隧道為高速公路隧道，隧道洞口處圍巖級別為Ⅴ級，隧道洞身圍巖為Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ級圍巖，： 七道拐隧道左線圍巖穩(wěn)定性評價一覽表里程樁號長度(m)縱波速度(m/s)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件圍巖級別穩(wěn)定性評價ZK41+670(進口)～ZK41+715454300m/s隧道進口，洞口上覆薄層粉質(zhì)黏土，斷續(xù)分布，松散結構，易沖蝕滑塌，影響洞口；圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，地表石芽、石槽相間，鉆探揭露溶隙發(fā)育，表明該段巖溶較發(fā)育，主控結構面為層面，結合一般，巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結構～中厚層狀結構，縱向彈性波速4300m/s,Kv=，[BQ]=。地下水主要為第四系松散土層孔隙水和巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。點滴狀出水為主，雨季可能淋雨狀出水或地表水突入。Ⅴ進洞淺埋段，圍巖穩(wěn)定性差。施工開挖坡體易失穩(wěn)產(chǎn)生滑塌，洞頂和側(cè)壁易坍塌、落石及冒頂。地下水主要為第四系孔隙水及巖溶裂隙水，水量總體較豐富，圍巖以點滴狀出水，雨季可能淋雨狀出水，強降雨可能突水突泥。施工過程中加強支護及防、排水措施。ZK41+715～ZK41+775604300m/s圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，垂直溶隙發(fā)育，巖體較完整～較破碎，呈中厚層狀結構，縱向彈性波速4300m/s,Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅳ圍巖穩(wěn)定性較差，隧洞埋藏較淺，開挖易產(chǎn)生坍塌、掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以點滴狀滲水為主。應注意及時支護和防、排水措施。ZK41+775～ZK41+850754300m/s圍巖為中風化灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，巖體較完整，呈厚層狀結構，縱向彈性波速4300m/s，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅲ圍巖穩(wěn)定性較好，局部可能掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以滲水為主。應注意支護及防、排水。ZK41+850～ZK41+955105/圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，垂直溶隙發(fā)育，巖體較完整～較破碎，呈中厚層狀結構，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅳ圍巖穩(wěn)定性較差，隧洞埋藏較淺，開挖易產(chǎn)生坍塌、掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以點滴狀滲水為主。應注意及時支護和防、排水措施。ZK41+955～ZK41+98530/圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，呈中厚層狀結構，地勢低洼，隧道埋深淺，雨季利于地表水涌入，Kv=，[BQ]=。地下水主要為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以淋雨狀出水，隧洞地勢低洼，雨季有利于地表水涌入，可能突水突泥。Ⅴ淺埋段，圍巖穩(wěn)定性差。施工開挖坡體易失穩(wěn)產(chǎn)生滑塌，洞頂和側(cè)壁易坍塌、落石及冒頂。地下水主要為第四系孔隙水及巖溶裂隙水，水量總體較豐富，圍巖以點滴狀出水，雨季可能淋雨狀出水，強降雨可能突水突泥。施工過程中加強支護及防、排水措施。ZK41+985～ZK42+02540/圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，垂直溶隙發(fā)育，巖體較完整～較破碎，呈中厚層狀結構，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅳ圍巖穩(wěn)定性較差，隧洞埋藏較淺，開挖易產(chǎn)生坍塌、掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以點滴狀滲水為主。應注意及時支護和防、排水措施。ZK42+025～ZK42+4954704400～4600m/s圍巖為中風化灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，巖體較完整，呈厚層狀結構，縱向彈性波速44004600m/s，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅲ圍巖穩(wěn)定性較好，局部可能掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以滲水為主。應注意支護及防、排水。ZK42+495～ZK42+6301354300～4350m/s圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，垂直溶隙發(fā)育，巖體較完整～較破碎，呈中厚層狀結構，縱向彈性波速43004350m/s，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以淋雨狀出水，雨季可能突水突泥。Ⅳ圍巖穩(wěn)定性較差，隧洞埋藏較淺，開挖易產(chǎn)生坍塌、掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，淋雨狀出水，雨季可能突水突泥。應注意及時支護和防、排水措施。ZK42+630～ZK42+690604300m/s圍巖為中風化灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，巖體較完整，呈厚層狀結構，縱向彈性波速4300m/s，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅲ圍巖穩(wěn)定性較好，局部可能掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以滲水為主。應注意支護及防、排水。ZK42+690～ZK42+730404350～4450m/s圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，垂直溶隙發(fā)育，巖體較完整～較破碎，呈中厚層狀結構，縱向彈性波速43504450m/s，Kv=，[BQ]=。地下水為巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。隧道開挖以點滴狀滲水，雨季可能淋雨狀出水。Ⅳ圍巖穩(wěn)定性較差，隧洞埋藏較淺，開挖易產(chǎn)生坍塌、掉塊。地下水以巖溶裂隙水為主，水量小，以點滴狀滲水為主。應注意及時支護和防、排水措施。ZK42+730～ZK42+795654450m/s隧道出口，洞口上覆薄層粉質(zhì)黏土，斷續(xù)分布，松散結構，易沖蝕滑塌，影響洞口；圍巖為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，地表石芽、石槽相間，鉆探揭露溶洞，表明該段巖溶較發(fā)育，主控結構面為層面，結合一般，巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結構～中厚層狀結構，縱向彈性波速4450m/s，Kv=，[BQ]=。地下水主要為第四系松散土層孔隙水和巖溶裂隙水，受大氣降水補給，水量較小，季節(jié)性變幅較大。點滴狀出水為主，雨季可能淋雨狀出水或地表水突入。Ⅴ出洞淺埋段，圍巖穩(wěn)定性差。施工開挖坡體易失穩(wěn)產(chǎn)生滑塌，洞頂和側(cè)壁易坍塌、落石及冒頂。地下水主要為第四系孔隙水及巖溶裂隙水，水量總體較豐富，圍巖以點滴狀出水，雨季可能淋雨狀出水，強降雨可能突水突泥。施工過程中加強支護及防、排水措施。強支護及防、排水措施。 根據(jù)公路使用要求，隧道圍巖地質(zhì)條件和施工條件，按照《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D702014）中襯砌結構設計規(guī)定，該公路隧道應采用復合式襯砌。隧道洞身段均依照“新奧法”原理采用復合式襯砌，即以錨桿、噴混凝土或鋼筋網(wǎng)噴混凝土、鋼拱架為初期支護，以模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次襯砌，共同組成永久性承載結構。襯砌結構支護參數(shù)根據(jù)圍巖級別、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、地形及埋置深度、結構受力特點，并結合工程施工條件、環(huán)境條件，通過工程類比和結構計算綜合分析擬定。其中Ⅴ、Ⅳ級圍巖結合理論計算進行設計，洞口段考慮結構加強。. 隧道復合式襯砌設計參數(shù)圍巖級別初期支護二次襯砌噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)（cm）鋼架間距（cm）現(xiàn)澆混凝土厚度（cm）拱、墻仰拱位置長度縱向距離拱、墻仰拱VI通過試驗計算確定V20~255~20拱、墻~~202060~10045（鋼筋混凝土）IV18~22—拱、墻~~2020100~15040—III8~12—拱、墻~~2525局部35—II5~8—局部~~局部—30—I5——————30— 隧道襯砌設計應符合以下規(guī)定： 隧道洞口內(nèi)應設置加強襯砌段，其長度以伸入洞內(nèi)深埋段一般不宜小于10m。 圍巖較差段的襯砌應向圍巖較好段延伸5m以上。偏壓襯砌段應延伸至一般襯砌段內(nèi)5m以上。 設置仰拱的隧道，路面下應以漿砌片石或貧混凝土回填。在軟硬地層和襯砌結構類型變化處，應設計沉降縫。 隧道寬度B與高度H隧道的寬度B與高度H確定可按下式進行計算，計算結果為：式中： ——拱部圓弧半徑（m）； ——襯砌厚度預估，噴射混凝土厚度+二次襯砌厚度（m）； ——預留變形量（m）； ——路面至起拱線的高度（m）。 判斷隧道深、淺埋深埋和淺埋的分界，按荷載等效高度值，并結合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定。荷載等效高度計算公式如下： （）式中： 隧道深淺埋的分界高度；等效荷載高度，； —垂直均布壓力（）； 圍巖重度。在礦山法施工的條件下，ⅣⅥ級圍巖取；ⅠⅢ級圍巖取。 （）式中： 圍巖的級別； 圍巖的重度；寬度影響系數(shù)，；隧道寬度。以B=5m為基準，B每增加1m時的圍巖壓力的增減率，當B5m時，取i=，當B5m時，取i=。判斷：設隧道埋深為H（坑頂至路面的距離，m）HHp，隧道為深埋； HHp，隧道為淺埋。 隧道圍巖壓力計算 1）計算各級圍巖的hq和Hp 各級圍巖的hq和Hq圍巖級別 sⅢⅣⅤ拱部圓弧半徑(m) r襯砌厚度(m) d預留變形量(m) e路面至起拱線高度(m) H1隧道寬度(m) B=2r1+2d+2e隧道高度(m) Ht=H1+r1+d+e圍巖重度（KN/m3) 242218圍巖壓力增減率 i寬度影響系數(shù)： ω=1+i*(B5)垂直均布壓力(kn/m3)：76等效荷載高度(m) Hp前系數(shù) or 2隧道深淺埋的分界高度(m) Hp2) 隧道圍巖深、淺埋的判斷： 七道拐隧道左線各級圍巖段隧道的埋深情況序號起止樁號實際埋深（m）圍巖級別深，淺埋判斷1ZK41+670(進口)～ZK41+715Ⅴ淺埋2ZK41+715～ZK41+775Ⅳ深埋3ZK41+775～ZK41+850Ⅲ深埋4ZK41+850～ZK41+955Ⅳ淺埋5ZK41+955～ZK41+985Ⅴ淺埋6ZK41+985～ZK42+025Ⅳ深埋7ZK42+025～ZK42+150Ⅲ深埋8ZK42+150～ZK42+310Ⅲ深埋9ZK42+310～ZK42+370Ⅲ深埋10ZK42+370～ZK42+495Ⅲ深埋11ZK42+495～ZK42+630Ⅳ深埋12ZK42+630～ZK42+690Ⅲ深埋13ZK42+690～ZK42+730Ⅳ淺埋14ZK42+730～ZK42+795Ⅴ淺埋3)深埋隧道圍巖壓力的確定（1）垂直均布壓力的計算： () 式中：S——圍巖級別； γ——圍巖的重度； ω——寬度影響系數(shù)，=1+i(B5)； B——隧道寬度； i——以B=5m為基準，B每增加1m時的圍巖壓力的增減率。 當B5m時，取i=；當B5m時，取i=。（2）水平均布壓力的計算： 按照《公路隧道設計規(guī)范》（JTJ D702014）確定。 圍巖水平均布壓力圍巖級別Ⅰ、ⅡⅢⅣⅤⅥ水平均布壓力e0()q()q()q4)淺埋隧道圍巖壓力的確定按照《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D702014）中規(guī)定，淺埋隧道荷載分下述兩種情況分別計算： （1）埋深H小于或等于等效荷載高度時，荷載視為垂直均布壓力，即： （）式中： q——垂直均布壓力；——隧道上覆圍巖容重；H——隧道埋深