【正文】 sxa? ； 0 3501 6 7 4 0 3 2 m m22she e a ?? ? ? ? ? ? ? g g 0()KNeA R h a? ? ? ?= 則選用 HRB33542 20? (628 2mm )。 ( 39。0h h a?? =35040=310； 安全系數(shù) K=(抗壓 )； 此時(shí) 0e =103mm。如 2 sx ??? ，則 w g g g()KNe R b x R A A?? ? ?或 w 0 g g 0( ) ( )2xK N e R b x h R A h a? ? ?? ? ? ? (55) 式中， K—— 安全系數(shù) ； M—— 彎矩 ； wR —— 混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， wR = aR ； gR —— 鋼筋的抗拉或抗呀計(jì)算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， HRB335 的是 335MPa； gA 、 gA? —— 受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積 (m2)； a 、 a? —— 自鋼筋 gA 或 gA? 的重心分別至截面最近邊緣的距離 ； h—— 截面高度 ； h0—— 截面的有效高度 (m)， h0 =ha； x—— 混凝土受壓區(qū)的高度 ； 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 b—— 矩形截面的寬度或 T 形截面的肋寬 (m)； (2)當(dāng) ? 時(shí)，為小偏心受壓，遠(yuǎn)離縱向力一邊的鋼筋不屈服。 表 56 K 的取值表 混凝土 砌體 破壞原因 荷載組合 永久荷載 +基本可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 +其它可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 +其他可變荷載 混凝土或砌體達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度 混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度 — — 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表 57 aR 的取值表 強(qiáng)度種類 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C15 C20 C30 C35 C40 C50 抗壓 aR 彎曲抗壓 aR 抗拉 1R 注：①片石混凝土的抗壓極限強(qiáng)度可采用表中的值 ②表中的彎曲抗壓極限強(qiáng)度按 ? 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(qiáng)度按下式計(jì)算： 10 / 1R bhKN eh?? ? (54)式中 ， R1—— 混凝土抗拉極限強(qiáng)度； 0e — — 檢算截面偏心矩。 Ⅲ級(jí)圍巖 襯砌內(nèi)力計(jì)算 與強(qiáng)度檢驗(yàn) 表 52 斷面 1 的襯砌結(jié)構(gòu)及圍巖參數(shù)表 結(jié)構(gòu)及圍巖 容重 ( 3kN/m ) 彈性抗力系數(shù) (MPa/m ) 彈性模量 (GPa ) 泊松比 C35鋼筋混凝土 25 Ⅲ 級(jí)圍巖 24 350 利用 ANSYS 進(jìn)行求解，得到襯砌的變形圖、軸力圖及彎矩圖如下： 圖 51 Ⅲ級(jí)圍巖變形圖 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 53 Ⅲ級(jí)圍巖所有點(diǎn)的內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度檢算結(jié)果 。 H 小于 qh ，因此隧道為淺埋。 Ⅲ 24 46 23 Ⅴ 19 46 23 Ⅲ級(jí) 圍巖壓力計(jì)算 此斷面位于木沖高速公路隧道 左 線 ZK22+565 處，埋深 ，隧寬 ，隧高 ，圍巖容重 24kN/m? ? ，計(jì)算時(shí)取縱向單位寬度的一環(huán)。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度，平縱斷面形式綜合分析確定一般可采用 %~% (4)路面采用單面坡時(shí) ，建筑限界底邊線和路面重合 圖 41 公路隧道建筑界限 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 結(jié)構(gòu)斷面形式及尺寸初步擬定 結(jié)構(gòu)斷面的標(biāo)準(zhǔn)形式 圖 42 V=100KM/h設(shè)計(jì)時(shí)速標(biāo)準(zhǔn)斷面 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第 5 章 公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 圍巖壓力計(jì)算 先根據(jù)隧道的建筑輪廓擬訂隧道輪廓面的開(kāi)挖尺寸、襯砌的類型，二襯的厚 度等等。圍巖開(kāi)挖后拱部基本穩(wěn)定，裂隙密集帶可產(chǎn)生小的坍塌，側(cè)壁穩(wěn)定。 Ⅲ級(jí) 圍巖 ZK21+140～ ZK21+650 段、 ZK21+725～ ZK22+100 段、 ZK22+300～ ZK22+500 段、ZK22+550～ ZK23+675 段、 ZK23+725～ ZK24+140段，共 2625m。 Ⅴ級(jí)圍巖 進(jìn)口 ZK24+184～ ZK24+270 段、 ZK22+100～ ZK22+300 段及出口 ZK20+666～ZK20+740段，共 360m。隧道區(qū)內(nèi)巖溶總體不發(fā)育。 據(jù)《區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》 (1： 202200 賀縣幅 )資料，用徑流模數(shù)法和降雨入滲法進(jìn)行估算，預(yù)測(cè)隧道最大涌水量約為 301m3/d，地下水主要通過(guò)裂隙滲透匯入隧道中，對(duì)Ⅱ、Ⅲ類圍巖的穩(wěn)定性影響較大。 隧道區(qū)地下水主要賦存于第四系覆蓋層及風(fēng)化基巖裂隙中，接受大氣降雨入滲補(bǔ)給，以分散滲流形式排入鄰近沖溝中，動(dòng)態(tài)變化大，一般豐水季節(jié)水量相對(duì)豐富，枯水季節(jié)水量貧乏。局部有小褶曲。巖層傾向80186。與上覆郁江組 (D2y)及下覆蓮花山組 (D1l)地層為整合接觸?！?50186。原生巖石致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，常形成陡峻的山坡。 上泥盆統(tǒng)榴江組 (D3 l)： 分布于隧道鐘山口 F2 斷層以西地段，上部為灰色、淺灰色薄～中厚層扁豆?fàn)罨規(guī)r、灰?guī)r夾薄層鈣質(zhì)頁(yè)巖及泥質(zhì)條帶，層間結(jié)合較緊密，巖石致密堅(jiān)硬，常形成陡 崖或溶溝；下部為深灰色、黃褐色薄層硅質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)巖、砂巖，微層理發(fā)育，地表易風(fēng)化呈三角形碎塊，當(dāng)?shù)鼐用裢趤?lái)鋪路面，易剝蝕成小山丘。 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 弱風(fēng)化帶厚度 ～ ,，巖石中節(jié)理裂隙發(fā)育，多閉合狀，部分微張，被泥質(zhì)充填，呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)?！?60176。上部為紫紅色厚層狀泥質(zhì)砂巖、砂巖、頁(yè)巖，偶夾薄～中厚層泥質(zhì)灰?guī)r，巖石抗風(fēng)化強(qiáng)度較郁江組 (D2y)砂巖弱，地貌上常形成低緩的 山坡。主要在同古方向洞口一帶， ZK7～ 9號(hào)鉆 孔揭露厚度為 ～ 。 第四系 (Q)： 殘坡積層 (Qel+dl)： 為粘土混碎石，褐黃，紫紅色等，土層均勻性差，粘土 粘性差，呈硬～可塑狀，碎石含量 2040％不等，成分主要為砂頁(yè)巖碎屑，棱角～次棱角狀，粒徑 2～ 10cm為主，呈稍密實(shí)狀?！?70186?！?80186。～ 75186。 節(jié)理裂隙： 據(jù)地面調(diào)查及鉆孔揭露，隧道區(qū)內(nèi)巖石受構(gòu)造擠壓作用強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部很發(fā)育，以構(gòu)造型節(jié)理裂隙為主，多呈閉合～微張，隙間為方解石及炭質(zhì)物充填。在測(cè)區(qū)外北邊山溝可見(jiàn) D3 灰?guī)r碎塊混雜在 (D1l)硅化破碎砂巖中，旁側(cè)蓮花山 (D1l)砂巖有明顯的擠壓現(xiàn)象，兩側(cè)地形地貌類型不同。推測(cè)該斷層在隧道地段內(nèi)可能會(huì)形成數(shù)米至十多米 的擠壓破碎 (裂 )帶?，F(xiàn)分述如下： F1 斷層：屬望高至楓木山壓扭性斷層的中段，分布在測(cè)區(qū)東側(cè)近賀州方向隧道口 ZK23+850、斷層走向近南北向，斷面傾向西，傾角約 35186。設(shè)計(jì)隧道正交山體及主要構(gòu)造線和巖層走向。地表植被發(fā)育，以松樹(shù)為主的高大喬木及灌木叢生長(zhǎng)茂密。局部可達(dá) 35186。 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 地形地貌 木沖隧道位于兩巖溶侵蝕盆地之間的低山區(qū)，處于地面較明顯的東西分水嶺地帶，山頂渾圓，標(biāo)高 540587m ，屬侵蝕構(gòu)造低山壟脊谷地地貌，山體走向近南北向 。 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 設(shè)計(jì)的原則和標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)依據(jù) ①《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 JTJ00197 ②《 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ02690 ③《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》 ④《公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ00489 ⑤《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ01294 ⑥ 《 鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理 》 ⑦ 《 爆破新技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)安全管理及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)》 主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)計(jì)行車(chē)速度： 100km/h 設(shè)計(jì)交通量： 2025 年交通量 26006輛 /日 (小車(chē) ) 隧道建筑限界 凈寬： 凈高 5m CO設(shè)計(jì)濃度 正常行駛時(shí)δ co=250ppm 交通堵塞時(shí)δ co=300ppm(20min) 煙霧設(shè)計(jì)濃度 正常行駛時(shí) K= 事故時(shí) K= 石家莊鐵道學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 3 章 工程概況 工程概況 本隧道處于平樂(lè)至鐘山高速公路賀州支線上，位于鐘山縣鳳翔鎮(zhèn)木沖村南約 1公里處，橫穿紅花嶺和犁頭山。要求熟練掌握計(jì)算過(guò)程，獲得正確計(jì)算結(jié)果。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要研究的 內(nèi)容 對(duì)平鐘高速公路木沖左線隧道主題結(jié)構(gòu)與施 工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，內(nèi)容主要有： ：包括機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的主要規(guī)范規(guī)程及設(shè)計(jì)應(yīng)最遵循的主要原則 ：包括工程的設(shè)計(jì)范圍，工程地質(zhì)概述 3．主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括隧道內(nèi)部?jī)艨盏拇_定，工程材料，結(jié)構(gòu)斷面形式及尺寸初步擬定。第一座用 于現(xiàn)代交通的水底隧道是 1807 年開(kāi)工的英國(guó)泰晤士河下公路隧道，施工過(guò)程中該隧道因水患而 停工 1823 年由法國(guó)工程師渤呂奈爾接手，歷時(shí) 18年盾構(gòu)完成。 1820 年以后，鐵路陳偉新的運(yùn)輸手段， 1827 年在英國(guó)， 1837年在法國(guó)先后開(kāi)始修建鐵路隧道，隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，隧道也越來(lái)越多先從當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的歐洲各國(guó)開(kāi)始，然后是美國(guó)和明治維新后的日本。華螢山隧道施工中遇到圍巖大變形，施工難度很大。在建的長(zhǎng)度超過(guò) 4km 的山嶺隧道有二郎山隧道、華釜山隧道和大溪一湖霧山隧道隧道。 80 年代前，僅個(gè)別公路上設(shè)有一些短隧道。例如，成渝高速公路重慶段總長(zhǎng) 104km，較原成渝公路重慶段 156km 縮短路程 52km，其中尤以中梁山隧道和給云山隧道縮短路程最為顯著，且隧道建成后高速公路線形順暢，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益俱佳。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的大幅度提高，公路交通建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，技術(shù)進(jìn)步達(dá)到新的水平，公路隧道建設(shè)不僅在山區(qū)和丘陵地區(qū)公路建設(shè)中，而且在東部江河橋隧跨越方案比選中，對(duì)公路隧道的選擇和建設(shè)，日益引起重視，并有很大發(fā)展。自北而南分布著東北平原、華北平原和長(zhǎng)江中下游平原，海拔多在 200米以下，這里地勢(shì)低平，沃野千里，是我國(guó)最重要的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，人口、城鎮(zhèn)、村落密集，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，交通方便的地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上海拔 8000米以上的高峰共 14座，位于喜馬拉雅山脈和喀喇昆侖山脈的中國(guó)國(guó)境線上和國(guó)境內(nèi)者即達(dá) 9座。公路交通 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸中具有覆蓋面大、適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，因此受到重視，并得到快速發(fā)展，尤其包括高速公路、長(zhǎng)大橋梁和公路隧道等公路基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展更是舉世矚目。 隧道采用管棚作為超前支護(hù)， 初期支護(hù)采用超前或徑向注漿錨桿 (小導(dǎo)管 )、型鋼鋼架、鋼格柵及掛網(wǎng)濕噴等施工技術(shù) ，當(dāng)圍巖與初期支護(hù)基本穩(wěn)定后施做二次襯砌 關(guān)鍵詞： 高速公路 隧道 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 施工 新奧 法 Abstract The design plete the left hand lane tunnel red wood design and construction .The length of the left line of Mu Chong Tunnel is1825 meter, it crosses karst areas, Formation is mainly made of sandstone, shale and siltstone Cambrian strata. First of all, based on engineering requirements and design specifications to determine the tunnel section, And then under the load the structure law of the structure through the ANSYS calculation of strength, according to the results of reinforcement calculation. The main tunnel level to grade Ⅱ , Ⅲ level, Ⅳ and Ⅴ grade classbased. Grade Ⅱ and Ⅲ level design is more stable rock so use fullface excavation, Level and grade Ⅳ Ⅴ rock, rock