【文章內(nèi)容簡介】 　　　　二級公路三級公路四級公路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）或25cm（80km/h與60km/h時的余寬）。3）設(shè)計速度120km/h時，；設(shè)計速度100km/h時。2． 本設(shè)計中隧道設(shè)計要求為高速公路，一側(cè)設(shè)計檢修道或人行道，一側(cè)設(shè)余寬。設(shè)計為雙洞形式，本設(shè)計只討論一個其中一個單洞的設(shè)計情況。根據(jù)設(shè)計原始資料，清山?jīng)_左線隧道為公路山嶺隧道，高速公路標準，雙向四車道，設(shè)計行車速度為80km/h，根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》，：本設(shè)計為分離式隧道，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。湖南城市學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 洞門位置確定與洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計第三章 洞門位置確定與洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計 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、風吹雪等自然災(zāi)害對路面危害的作用；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，同時結(jié)合環(huán)境保護、洞外有關(guān)工程及施工條件、運營要求，通過經(jīng)濟、技術(shù)比較確定。洞門設(shè)計應(yīng)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。 隧道洞門形式設(shè)計洞門的形式很多，從構(gòu)造形式、建筑材料以及相對位置可以劃分許多類型。目前，我國公路隧道數(shù)量不是很多，故洞門形式一般比較簡單，有端墻式、翼墻式、柱式、臺階式、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)， 須按承受主動土壓力的擋土墻進行設(shè)計，對地基承載力要求較高：1) 當仰坡陡峻，且仰坡較高時，可采用端墻式洞門。為防止上仰坡飛石，視情況應(yīng)適當?shù)慕娱L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，宜采用端墻式洞門；3) 橋隧相連、延長明洞困難，可采用端墻式洞門；4) 斜交地形、傍山進洞，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、或按護坡構(gòu)筑物防護和植物防護。 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)計理念。隧道洞門設(shè)計不應(yīng)強調(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)提倡簡潔、隱蔽，淡化洞口處理，營造一種“悄悄進洞”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)計人員有較寬廣的創(chuàng)作空間。 采用端墻式洞門時， 應(yīng)注意洞門端墻對駕駛員視線的影響。 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)置細膩的圖案、雕塑、 廣告牌等，而應(yīng)采用粗獷、簡潔的造型，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)光的變化的時間短，有利于行車安全。 。 隧道洞門的特征項目端墻式翼墻式臺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、配筋較費事，耗資較大模型板、配筋較費事，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)對車輛行駛的影響??；最適合洞口周圍地形洞門形式應(yīng)美觀醒目，這是因為洞門的造價只占隧道總造價的較小部分，隧道的標志在洞門，洞門美觀合理與否直接影響對隧道工程的評價。特別是位于城鎮(zhèn)、風景區(qū)附近的隧道，行人及旅游者多，車輛也多，設(shè)計一個好的洞門，將給人留下美的感受。本隧道總長為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。洞門形式結(jié)合實際地形、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“早進洞，晚出洞”的設(shè)計原則，并考慮洞門的實用、經(jīng)濟、美觀等因素，因此本隧道采用翼墻式洞門。；A、側(cè) 面B、正 面 翼墻式洞門簡圖按《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG2004），洞門的構(gòu)造要求為：（1）。（2）洞門墻硬根據(jù)實際需要設(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，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗算，并應(yīng)驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。（《公路隧道設(shè)計規(guī)范》JTG2004）的規(guī)定，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。 洞門墻設(shè)計參數(shù)仰坡坡率計算內(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～ 洞門墻主要驗算規(guī)定強身截面荷載效應(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 、計算參數(shù)計算參數(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，片石的強度等級為Mu100，水泥砂漿的強度等級為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)計仰坡為1:1,具體見圖紙。 洞門土壓力計算 根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG2004）， 洞門土壓力計算簡圖最危險滑裂面與垂直面之間的夾角：式中: ——圍巖計算摩擦插腳； 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—洞門墻計算條帶寬度（m），取b=1m； ξ—土壓力計算模式不確定系數(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=抗傾覆驗算翼墻計算時，擋土墻在荷載作用下應(yīng)繞O點產(chǎn)生傾覆時應(yīng)滿足下式： 式中： K0—傾覆穩(wěn)定系數(shù)，； —全部垂直力對墻趾O點的穩(wěn)定力矩； —全部水平力對墻趾O點的穩(wěn)定力矩；墻身重量G：Ex對墻趾的力臂：；Ey對墻趾的力臂：G對墻趾的力臂：代入上式得：故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求抗滑動驗算對于水平基底，按如下公式驗算滑動穩(wěn)定性： 式中： Kc—滑動穩(wěn)定系數(shù) —作用于基底上的垂直力之和； —墻后主動土壓力之和，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算設(shè)作用于基底的合力法向分力為，其對墻趾的力臂為ZN，合力偏心矩為e，則： 0合力在中心線的右側(cè)。計算結(jié)果滿足要求基底控制壓應(yīng)力，計算結(jié)果滿足要求。墻身截面偏心矩及強度驗算 1）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。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩E的公式，可得：，計算結(jié)果滿足要求。2）應(yīng)力σ （滿足要求）通過以上的驗算，說明洞門的尺寸合理。詳圖見設(shè)計圖紙湖南城市學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 隧道結(jié)構(gòu)計算與分析第四章 隧道結(jié)構(gòu)計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、掉塊或崩塌。為了使圍巖穩(wěn)定，確保安全，隧道必須有足夠強度的支護結(jié)構(gòu)，即隧道襯砌。本隧道采用了復(fù)合式襯砌。在進行力學檢算之前，首先確定模筑混凝土襯砌的厚度。根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》[1]中兩車道隧道復(fù)合襯砌設(shè)計參數(shù)可得：Ⅴ級圍巖：45cm Ⅳ級圍巖：35cm本隧道包含Ⅳ級和Ⅴ級圍巖。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，初步選定Ⅳ級圍巖的模筑混凝土襯砌厚度為45cm，Ⅴ級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)法來計算，在對內(nèi)力計算前，首先得計算結(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荷載和被動荷載。其中主動荷載包括（1）主要荷載，如圍巖壓力、支護結(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)計中，只計算圍巖壓力和結(jié)構(gòu)自重，在襯砌內(nèi)力計算與分析中按“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結(jié)構(gòu)上的壓力，分為以下四類：1）松動壓力：由于開挖而松動或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護結(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結(jié)構(gòu)的抑制，而使圍巖與支護結(jié)構(gòu)共同變形過程中，圍巖對支護結(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，還與支護時間和支護剛度有關(guān)。3）膨脹壓力：當巖體具有吸水崩解的特征時，由于圍巖吸水膨脹崩解所引起的壓力。4）沖擊壓力：當圍巖中積累了大量的彈性變形能后，在開挖時，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)場實地測量法、理論公式計算法和統(tǒng)計法。統(tǒng)計法是目前常用的方法，本設(shè)計采用的統(tǒng)計法。具體到不同的隧道埋深和明暗洞情況下