【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 　　　　二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路802　1　　　11　602　1　　　10　402　　　　9　302　　　　　注：1）三車道隧道除增加車道數(shù)外，其它寬度同表；。2）連拱隧道的左側(cè)可不設(shè)檢修道或人行道，但應(yīng)設(shè)50cm（120km/h與100km/h時(shí)）或25cm（80km/h與60km/h時(shí)的余寬）。3）設(shè)計(jì)速度120km/h時(shí)，；設(shè)計(jì)速度100km/h時(shí)。2． 本設(shè)計(jì)中隧道設(shè)計(jì)要求為高速公路，一側(cè)設(shè)計(jì)檢修道或人行道，一側(cè)設(shè)余寬。設(shè)計(jì)為雙洞形式，本設(shè)計(jì)只討論一個(gè)其中一個(gè)單洞的設(shè)計(jì)情況。根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料，清山?jīng)_左線隧道為公路山嶺隧道，高速公路標(biāo)準(zhǔn)，雙向四車道，設(shè)計(jì)行車速度為80km/h，根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》，：本設(shè)計(jì)為分離式隧道，為兩車道隧道，取其建筑限界為：車道寬度：W=2側(cè)向?qū)挾龋篖L＝，LR＝檢修道寬：J＝步道高度：hL＝，hR＝頂角寬度：EL＝LL＝，ER＝LR＝余寬：C=0隧道內(nèi)橫向采用單面坡，%。 清山?jīng)_隧道隧道建筑限界圖本隧道全長(zhǎng)165m，是連拱短隧道，連拱隧道的左側(cè)可不設(shè)檢修道或人行道，但應(yīng)設(shè)25cm的余寬，可不設(shè)緊急停車帶。湖南城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 洞門位置確定與洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三章 洞門位置確定與洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌和洞外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證洞內(nèi)附近的邊坡和仰坡的穩(wěn)定。洞門也是標(biāo)志隧道的建筑物，與隧道規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調(diào)。隧道洞門具有支擋洞口正面仰坡和路塹邊坡、保持仰坡和邊坡穩(wěn)定的作用；具有防止仰坡上方小量的滾石、滑坍、碎落，雪崩、風(fēng)吹雪等自然災(zāi)害對(duì)路面危害的作用；將坡面水引離隧道的作用；具有改善洞口環(huán)境、美化洞口環(huán)境的作用。 隧道洞門應(yīng)遵循“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡即仰坡的穩(wěn)定。洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件，同時(shí)結(jié)合環(huán)境保護(hù)、洞外有關(guān)工程及施工條件、運(yùn)營(yíng)要求，通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較確定。洞門設(shè)計(jì)應(yīng)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。 隧道洞門形式設(shè)計(jì)洞門的形式很多，從構(gòu)造形式、建筑材料以及相對(duì)位置可以劃分許多類型。目前，我國(guó)公路隧道數(shù)量不是很多，故洞門形式一般比較簡(jiǎn)單，有端墻式、翼墻式、柱式、臺(tái)階式、削竹式、喇叭口等。公路隧道的洞門形式主要有兩類，即：端墻式洞和明洞式洞門： 1) 端墻式洞門包括：端墻式洞門、翼墻式洞門、臺(tái)階式洞門、柱式洞門、拱翼式洞門 ；2) 明洞式洞門包括：直削式洞門、削竹式洞門、倒削竹式洞門、喇叭口式洞門、棚洞式洞門、框架式洞門。端墻式洞門的應(yīng)用端墻式洞門，適用于仰坡陡峻、山凹地形、斜交地形的狹窄地帶。洞門端墻和翼墻是具有抵抗來自邊坡，仰坡土壓力的支擋 結(jié)構(gòu)， 須按承受主動(dòng)土壓力的擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)地基承載力要求較高：1) 當(dāng)仰坡陡峻，且仰坡較高時(shí)，可采用端墻式洞門。為防止上仰坡飛石，視情況應(yīng)適當(dāng)?shù)慕娱L(zhǎng)明洞；2) 山凹地形、溝谷地形、地形狹窄地帶，兩側(cè)路塹邊坡較高時(shí)，宜采用端墻式洞門；3) 橋隧相連、延長(zhǎng)明洞困難，可采用端墻式洞門；4) 斜交地形、傍山進(jìn)洞，可采用端墻式明洞式洞門是與隧道主體連接的洞口段襯砌突出 于山體坡面的結(jié)構(gòu)。明洞式洞門，適用于地形開闊、邊仰坡不高、仰坡較平緩、隧道軸線與地形等高線正交或接近正交的地帶：1) 地形開闊地帶，采用明洞式洞門；2) 洞口邊坡較平緩、洞口路塹邊坡不高的地帶可采用明洞式洞門；3) 保護(hù)山體植被，恢復(fù)自然景觀；4) 在城市中的公路隧道，周邊建筑密集，用地緊張，并與周邊建筑協(xié)調(diào)可以 采用框架式洞門或棚洞式洞門。 明洞式洞門的明洞拱背可采用土石回填、漿砌片 石回填，拱背裸露或部分裸露。 仰坡坡面按自然穩(wěn)定坡率回填、或按護(hù)坡構(gòu)筑物防護(hù)和植物防護(hù)。 按照 “安全性原則、整體協(xié)調(diào)性原則、自然性原則 ”的新的設(shè)計(jì)理念。隧道洞門設(shè)計(jì)不應(yīng)強(qiáng)調(diào)人工化的洞門結(jié)構(gòu)，應(yīng)與周圍景觀協(xié)調(diào)。隧道洞門形式不提倡宏大、雄偉、醒目，應(yīng)提倡簡(jiǎn)潔、隱蔽，淡化洞口處理，營(yíng)造一種“悄悄進(jìn)洞”的氣氛，使車輛自然駛?cè)胨淼馈?端墻式洞門，形式變化較多、設(shè)計(jì)人員有較寬廣的創(chuàng)作空間。 采用端墻式洞門時(shí)， 應(yīng)注意洞門端墻對(duì)駕駛員視線的影響。 端墻的色調(diào)要采用冷色調(diào)、不宜采用暖色調(diào)；墻面裝飾不應(yīng)采用光面，而應(yīng)采用壓光或反光弱的裝飾面；端墻面不宜設(shè)置細(xì)膩的圖案、雕塑、 廣告牌等，而應(yīng)采用粗獷、簡(jiǎn)潔的造型，以免過多吸引駕駛員的視線、分散駕駛員的注意。 明洞式洞門，仰坡坡率平緩、洞門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，仰坡、邊坡便于恢復(fù)植被，易與周圍景觀協(xié)調(diào)。從行車安全方面，車輛進(jìn)入隧道前，仰坡正面反射光較弱，光的反差小，給駕駛員的心理壓抑減少、駕駛員適應(yīng)光的變化的時(shí)間短，有利于行車安全。 。 隧道洞門的特征項(xiàng)目端墻式翼墻式臺(tái)階式柱式削竹式喇叭口式適用的圍巖條件軸線與坡面基本正交，邊仰坡率為1:～1:邊仰坡坡率為1:～1:邊仰坡坡率為1:～1:邊仰坡坡率為1:～1:洞門周圍地形平緩地形、地質(zhì)條件較好，洞口周圍開闊；積雪地帶易吹入雪特征易于施工抗滑抗傾覆性好可減少靠山側(cè)仰坡開挖高度，一般與偏壓襯砌配合使用洞口受地形限制，無法布置翼墻式洞門模型板、配筋較費(fèi)事，耗資較大模型板、配筋較費(fèi)事，耗資大景觀壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度(修鑿打毛壁面)；有重量感，行車易感到壓抑壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度(修鑿打毛壁面)；有重量感，行車易感到壓抑壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度(修鑿打毛壁面)；有重量感，行車易感到壓抑較為雄偉修飾周邊的景觀，使洞門與之協(xié)調(diào)對(duì)車輛行駛的影響小；最適合洞口周圍地形洞門形式應(yīng)美觀醒目，這是因?yàn)槎撮T的造價(jià)只占隧道總造價(jià)的較小部分，隧道的標(biāo)志在洞門，洞門美觀合理與否直接影響對(duì)隧道工程的評(píng)價(jià)。特別是位于城鎮(zhèn)、風(fēng)景區(qū)附近的隧道，行人及旅游者多，車輛也多，設(shè)計(jì)一個(gè)好的洞門，將給人留下美的感受。本隧道總長(zhǎng)為165米屬于短隧道，基本服從于路線走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。洞門形式結(jié)合實(shí)際地形、地質(zhì)情況選定。根據(jù)洞門所處地段的地形地貌及工程地質(zhì)條件。遵從“早進(jìn)洞，晚出洞”的設(shè)計(jì)原則，并考慮洞門的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀等因素，因此本隧道采用翼墻式洞門。；A、側(cè) 面B、正 面 翼墻式洞門簡(jiǎn)圖按《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG2004），洞門的構(gòu)造要求為：（1）。（2）洞門墻硬根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計(jì)算結(jié)合其他工程類比確定。（3）洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，應(yīng)視地基及地形條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定。，；?；茁裰蒙疃葢?yīng)大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。（4）松軟地基上的基礎(chǔ)，可采取加固基礎(chǔ)措施。洞門結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗震要求。采用擋墻式洞門時(shí)，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗(yàn)算，并應(yīng)驗(yàn)算繞墻趾傾覆及沿基底滑動(dòng)的穩(wěn)定性。（《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG2004）的規(guī)定，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。 洞門墻設(shè)計(jì)參數(shù)仰坡坡率計(jì)算內(nèi)摩擦角φ（176。）容重γ（kn/m3）基底摩擦系數(shù)f基底控制壓力（MPa）1：70251：60241。15020～1:43～4518～1:38～4017～ 洞門墻主要驗(yàn)算規(guī)定強(qiáng)身截面荷載效應(yīng)值Sd≤結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)算）強(qiáng)身截面荷載效應(yīng)值Sd≤結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)算墻身截面偏心距e≤滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)Kc≥基底效應(yīng)值σ≤地基容許承載力傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko≥基底偏心距e巖石地基≤B/5～B/4土質(zhì)地基≤B/6———— 1 、計(jì)算參數(shù)計(jì)算參數(shù)如下：1) 邊、仰坡坡度1:1；2) 仰坡坡腳ε=45176。，tanε=1，α=6176。；3) 地層容重γ=20KN/m3；4) 地層計(jì)算摩擦角φ=50176。；5) ；6) 基底控制應(yīng)力【σ】= 建筑材料的容重和容許應(yīng)力1）墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強(qiáng)度等級(jí)為Mu100，水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M10。2）容許壓應(yīng)力【σa】=，重度γt=22kN/ m3。洞門各部尺寸的擬定根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG2004），結(jié)合洞門所處地段的工程地質(zhì)條件，擬定洞門翼墻的高度：H=12m；，，，設(shè)計(jì)仰坡為1:1,具體見圖紙。 洞門土壓力計(jì)算 根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG2004）， 洞門土壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖最危險(xiǎn)滑裂面與垂直面之間的夾角：式中: ——圍巖計(jì)算摩擦插腳； ε——洞門后仰坡坡腳； α——洞門墻面傾角；代入數(shù)值可得：= =故：w=176。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG—2004），土壓力為；式中： E—土壓力（kN）。 —地層重度（kN/m3） λ—側(cè)壓力系數(shù)； ω—墻背土體破裂角； b—洞門墻計(jì)算條帶寬度（m），取b=1m； ξ—土壓力計(jì)算模式不確定系數(shù)，可取ξ=。把數(shù)據(jù)代入各式，得：=由三角關(guān)系可得：洞門土壓力E： 式中： δ—墻背摩擦角 δ=抗傾覆驗(yàn)算翼墻計(jì)算時(shí)，擋土墻在荷載作用下應(yīng)繞O點(diǎn)產(chǎn)生傾覆時(shí)應(yīng)滿足下式： 式中： K0—傾覆穩(wěn)定系數(shù)，； —全部垂直力對(duì)墻趾O點(diǎn)的穩(wěn)定力矩； —全部水平力對(duì)墻趾O點(diǎn)的穩(wěn)定力矩；墻身重量G：Ex對(duì)墻趾的力臂：；Ey對(duì)墻趾的力臂：G對(duì)墻趾的力臂：代入上式得：故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求抗滑動(dòng)驗(yàn)算對(duì)于水平基底，按如下公式驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性： 式中： Kc—滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù) —作用于基底上的垂直力之和； —墻后主動(dòng)土壓力之和，取=Ex； F—基底摩擦系數(shù)，取f=：故抗滑穩(wěn)定性滿足要求基底合力偏心矩驗(yàn)算設(shè)作用于基底的合力法向分力為，其對(duì)墻趾的力臂為ZN，合力偏心矩為e，則： 0合力在中心線的右側(cè)。計(jì)算結(jié)果滿足要求基底控制壓應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果滿足要求。墻身截面偏心矩及強(qiáng)度驗(yàn)算 1）墻身截面偏心矩e 式中： M—計(jì)算截面以上各力對(duì)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。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩E的公式，可得：，計(jì)算結(jié)果滿足要求。2）應(yīng)力σ （滿足要求）通過以上的驗(yàn)算，說明洞門的尺寸合理。詳圖見設(shè)計(jì)圖紙湖南城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析第四章 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析隧道開挖后，由于破壞了周圍圍巖體的原始平衡狀態(tài)，使周圍巖體的應(yīng)力從新分布，并發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而，圍巖變形，導(dǎo)致松動(dòng)、掉塊或崩塌。為了使圍巖穩(wěn)定，確保安全，隧道必須有足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu)，即隧道襯砌。本隧道采用了復(fù)合式襯砌。在進(jìn)行力學(xué)檢算之前，首先確定模筑混凝土襯砌的厚度。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中兩車道隧道復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)可得：Ⅴ級(jí)圍巖：45cm Ⅳ級(jí)圍巖：35cm本隧道包含Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)圍巖。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，初步選定Ⅳ級(jí)圍巖的模筑混凝土襯砌厚度為45cm，Ⅴ級(jí)圍巖的模筑混凝土襯砌厚度為60cm。襯砌內(nèi)力按荷載—結(jié)構(gòu)法來計(jì)算，在對(duì)內(nèi)力計(jì)算前，首先得計(jì)算結(jié)構(gòu)承受的荷載，隧道結(jié)構(gòu)受的荷載主要類型有主動(dòng)荷載和被動(dòng)荷載。其中主動(dòng)荷載包括（1）主要荷載，如圍巖壓力、支護(hù)結(jié)構(gòu)自重、回填土荷載、地下靜水壓力等；（2）附加荷載，如溫度壓力、灌漿壓力、凍脹壓力、混凝土收縮應(yīng)力以及地震力等。被動(dòng)荷載是指圍巖的彈性抗力，它只產(chǎn)生被襯砌壓縮的圍巖周邊上。在本設(shè)計(jì)中，只計(jì)算圍巖壓力和結(jié)構(gòu)自重，在襯砌內(nèi)力計(jì)算與分析中按“永久荷載+基本可變荷載”取安全系數(shù)，來考慮其他荷載因素對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生的影響。結(jié)構(gòu)自重按混凝土容重乘以體積來計(jì)算。 圍巖壓力的含義及分類圍巖壓力是指引起地下開挖空間巖體和支護(hù)變形或破壞的作用力。從狹義來理解，圍巖壓力是圍巖作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力，分為以下四類：1）松動(dòng)壓力：由于開挖而松動(dòng)或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力2）形變壓力：由于圍巖變形受到與之緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)的抑制，而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同變形過程中，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。除了與圍巖應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)外，還與支護(hù)時(shí)間和支護(hù)剛度有關(guān)。3）膨脹壓力：當(dāng)巖體具有吸水崩解的特征時(shí)，由于圍巖吸水膨脹崩解所引起的壓力。4）沖擊壓力：當(dāng)圍巖中積累了大量的彈性變形能后，在開挖時(shí)，隧道由于圍巖的約束被解除，被積累的彈性變形能回突然釋放，引起巖塊拋射產(chǎn)生壓力。通常由“巖爆”引起的。確定圍巖壓力常用的方法有：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量法、理論公式計(jì)算法和統(tǒng)計(jì)法。統(tǒng)計(jì)法是目前常用的方法，本設(shè)計(jì)采用的統(tǒng)計(jì)法。具體到不同的隧道埋深和明暗洞情況下