【正文】 根據(jù)正弦定理 （6－3－4）將（7－3－2）代入式（7－3－4）可得 （6－3－5）式中 ——側(cè)壓力系數(shù)，按下式計算 將式（6－3－5）代入式（6－3－1）可求得作用在HG面上的總垂直壓力Q （6－3－6）由于GC、HD與EG、EF相比往往較小，而且襯砌與巖土體之間的摩擦角也不同，前面分析時均按計，當(dāng)中間土塊下滑時，由FH及EG面?zhèn)鬟f，考慮壓力稍大些對設(shè)計的結(jié)構(gòu)也偏于安全，因此，摩阻力不計隧道部分而只計洞頂部分，即在計算中用H代替h,這樣式（6－3－6）可寫為 （6－3－7）由于 所以式中 ——隧道寬度（m） 淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的均布荷載 （6－3－8）式中 q——作。 β——破裂面與水平面的夾角（176。 圍巖計算摩擦角: 45176。 圍巖重度r：25KN/m。為了使設(shè)計模型更加直觀，并考慮到可能有偏壓地段需要計算，仍取整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計算。最后，考慮到實際情況，一次襯砌也會在施工階段及結(jié)構(gòu)使用的相當(dāng)一段時期承受部分荷載。由于在施工過程中，為了施工運輸?shù)姆奖悖ㄈ绯鲈?，可能會先不做仰拱，因為由結(jié)構(gòu)力學(xué)可分析出仰拱會從邊墻分一部份由外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；不考慮仰拱，在邊墻連接仰拱處添加彈性支座模擬地基反力。由于結(jié)構(gòu)的軸向?qū)ΨQ性，且荷載在軸向也呈正對稱分布（不考慮偏壓情況）。然后從沒有相互作用的區(qū)域去掉彈簧單元，在有相互作用而原先未設(shè)置彈簧單元的區(qū)域加上彈簧單元，再進(jìn)行計算。需注意彈簧只能受壓不能受拉，當(dāng)計算后存在受拉彈簧時，使其與襯砌脫落，再計算。由于二次襯砌后的初次襯砌回填一般不容易保證其均勻性，所以切向摩擦力難以確定，則考慮切向摩擦力設(shè)計的結(jié)果偏于安全。淺埋隧道當(dāng)洞頂距地面高度為20米時（即最不利位置時）的作用來計算荷載，將襯砌結(jié)構(gòu)劃分為62個梁單元，進(jìn)行編號。(2)地層彈簧COMBIN14單元的彈性系數(shù)：125286000本隧道取V級圍巖段計算，該截面設(shè)計基本參數(shù)為：邊墻厚50cm，仰拱厚60cm，橫截面上的襯砌容重為（每立方米）25kN。在進(jìn)行力學(xué)分析時，沿縱向取出單位長的一段作為研究對象,簡化為2維模型進(jìn)行二次襯砌模擬受力變形計算。本隧道采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法及ANSYS進(jìn)行驗算。本隧道采用局部變形理論，即作用在某一點的應(yīng)力，僅僅使這一點發(fā)生變形，它與該點變形成正比，而與其它點無關(guān)。鑒于迄今對粘結(jié)力作用的研究不多，故通常僅按彈性抗力計算，而將粘結(jié)力對襯砌的有利作用視為安全儲備。采用荷載結(jié)構(gòu)模型設(shè)計時，規(guī)定通過設(shè)置彈性抗力考慮圍巖對襯砌變形的約束作用。. 局部變形示意圖 采用荷載結(jié)構(gòu)法計算隧道襯砌的內(nèi)力和變形時，應(yīng)通過考慮彈性抗力等體現(xiàn)圍巖對襯砌變形的約束作用。 ——圍巖在同一點上所產(chǎn)生的彈性抗力，MPa。b、局部變形理論 以溫克假定為基礎(chǔ)，簡稱為“溫氏假定”（）視圍巖為一系列彼此獨立的彈簧，每個彈簧表示一個小巖柱，某一彈簧受到壓縮時所產(chǎn)生的反作用只與該彈簧有關(guān)，而與其它彈簧無關(guān)。視圍巖為彈性半無限體，考慮相鄰質(zhì)點之間的相互影響。（二）被動荷載－圍巖抗力 有兩種圍巖抗力計算理論，即共同變形理論和局部變形理論。如地震力、混凝土收縮應(yīng)力等。車輛活載等一般可略去不計。圍巖壓力是最主要的，其次是結(jié)構(gòu)自重。（一）主動荷載主動荷載(永久荷載)—指長期及經(jīng)常作用的荷載。由此可見，圍巖對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的變形起著雙重作用：既產(chǎn)生主動圍巖壓力使襯砌結(jié)構(gòu)變形，又產(chǎn)生被動的抗力阻止襯砌結(jié)構(gòu)變形。－結(jié)構(gòu)模型［7］本隧道采用主動荷載－結(jié)構(gòu)模型， 隧道初砌受力變形圖 隧道襯砌在圍巖壓力作用下要產(chǎn)生變形()。根據(jù)實際情況，在襯砌設(shè)計時采用多種形式，在加強(qiáng)段，相應(yīng)地提高各襯砌的設(shè)計參數(shù)，適當(dāng)?shù)夭捎霉ぷ咒摷芎透駯配摷苓M(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。 ③鋼架支護(hù)間距為在1m。表61 隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)圍巖級別初期支護(hù)二次襯砌厚度（cm）噴射混凝土（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)鋼筋拱、墻混凝土仰拱混凝土拱部、邊墻位置長度間距Ⅳ25拱、墻拱、墻2525拱、墻4555Ⅴ28拱、墻拱、墻2020拱、墻5060表中： ①錨桿沿隧道周邊徑邊布置，按梅花形排列，采用鋼筋。（3）在Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段設(shè)仰拱。襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計如下[6]：（1）襯砌斷面采用曲邊墻拱形斷面。襯砌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證隧道長期安全使用?；炷琳駬v時，振搗棒不得接觸防水板，以防防水板受到損傷。表53 塑料防水板物理力學(xué)性能表項目拉伸強(qiáng)度/MPa≥斷裂伸長率（%）≥熱處理時變化率（％）≤低溫彎折性抗?jié)B性指標(biāo)1220020℃無裂紋 防水板縱向搭接與環(huán)向搭接處，除按正常施工外，應(yīng)再覆蓋一層同類材料的防水板材，用熱焊焊接。防水板超前二次襯砌10～20m施工，用自動爬行熱焊機(jī)進(jìn)行焊接，鋪設(shè)采用專用臺車進(jìn)行。鋪設(shè)防水板的基層要平整、無尖物，基層平整度符合D/L=1/6~1/10的要求。表5－3粉煤灰的技術(shù)要求序號項目技術(shù)要求備注1細(xì)度（％）≤20按《用于水泥和混凝土的粉煤灰》（GB/T1596）檢驗2CI（％）按《水泥原料中氯化學(xué)分析》（JC/T420）檢驗3需水量表（％）≤105按《用于水泥和混凝土的粉煤灰》（GB/T1596）檢驗4燒矢量（％）≤按《水泥化學(xué)分析方法》（GB/T176）檢驗5含水率（％）≤（干排灰）按《用于水泥和混凝土的粉煤灰》（GB/T1596）檢驗6SO含量（％）≤3按《水泥化學(xué)分析方法》（GB/T176）檢驗塑料防水板可選用乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯—共聚物瀝青（ECB）、聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）類或其他性能相近的材料。有機(jī)涂料可選用反應(yīng)型、水乳型、聚合物水泥防水涂料。表5－2明挖法地下防水工程部位防水方法主體防水混凝土、防水涂料施工縫中埋式止水帶、外貼式止水帶后澆帶遇水膨脹止水帶、外貼式止水帶膨脹混凝土變形縫、誘導(dǎo)縫中埋式止水帶、防水嵌縫材料：1防水混凝土； 2填縫材料； 3嵌縫材料； 4背襯材料； 5中埋式止水帶； 6遇水膨脹橡膠條 7外貼防水層：1中埋式止水帶； 2外貼式止水帶；3混凝土結(jié)構(gòu)； 4填縫材料；涂料防水層涂料包括無機(jī)防水涂料和有機(jī)防水涂料兩類。 本隧道在DK428+、DK428+。結(jié)構(gòu)主體連續(xù)澆注，水平施工縫留在高出拱墻與仰拱相接處以上300mm處的墻體。地下工程防水應(yīng)以結(jié)構(gòu)自防水為主，而結(jié)構(gòu)自防水應(yīng)采用防水混凝土。（1）防水混凝土是人為地從材料和施工兩個方面著手，采取種種措施，提高其自身的密實性、抑制和減少其內(nèi)部孔隙的生成。防水等級為一級時，除堅持混凝土結(jié)構(gòu)自防水外， 還應(yīng)設(shè)置全外包柔性防水層，采用高聚物改性瀝青防水卷材層，厚度用8mm；；塑料類防水 卷材厚度為2mm；聚氨酯涂膜防水層厚度為3mm。第5章 防排水方案 設(shè)計說明張夏隧道設(shè)計按百年一遇的水位設(shè)計，按三百年一遇水水位校核，并滿足低水位要求。洞內(nèi)附屬工程包括監(jiān)控、消防設(shè)備、風(fēng)向風(fēng)速檢測、營運管理設(shè)施等的預(yù)埋構(gòu)件、標(biāo)線、照明以及洞內(nèi)裝飾等的施工?？p槽應(yīng)在養(yǎng)生期滿后及時填縫，填縫前保證縫內(nèi)干燥清潔，防止砂石等雜物掉入縫內(nèi)并經(jīng)監(jiān)理工程師檢合批準(zhǔn)方能填縫。正洞混凝土灌注，連續(xù)作業(yè)，盡量減少施工縫。縱向設(shè)置平縫縱縫并調(diào)協(xié)拉桿，對已澆砼板的縫壁應(yīng)涂刷瀝青，并應(yīng)避免涂在拉桿上。拆模：砼澆注完成12小時后，即可拆模進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。抹面：吸水完成后立即用粗抹機(jī)抹光，用靠尺檢查路面平整度，滿足要求后進(jìn)行壓槽作業(yè)。（2）隧道內(nèi)路面面層砼為35號防水砼，面層厚度為26cm，采用1次性澆筑，機(jī)械攤鋪作業(yè)。整平層澆筑完畢后，及時養(yǎng)生、養(yǎng)生采用麻布或草簾覆蓋后灑水養(yǎng)護(hù)。（5）砼施工技術(shù)要求整平層10號砼厚為20cm～22cm，可以1次性灌注，砼攤鋪采用人工攤鋪、整平。采用一次性立模灌注。安裝完畢，檢查合格后，涂抹脫模劑。（3）模板加工模板根據(jù)路面設(shè)計厚度采用28號輕型槽鋼加工成型，型鋼口必須打磨平整，以保證型鋼立面平整，上口平直，拉傳力桿直徑，位置根據(jù)設(shè)計在槽鋼高度上鉆孔設(shè)定，模板外側(cè)設(shè)定位卡環(huán)。（1）路面整平層施工工藝流程路面整平層施工工藝流程圖（2）測量放線標(biāo)高測量與控制：根據(jù)安裝模型進(jìn)度，在立模前一天將縱、橫縫交叉點打入鋼筋樁，鋼桿高出路面30cm，用紅油漆在鋼筋上劃出標(biāo)高標(biāo)記，作好記錄作為復(fù)測依據(jù)。路面工程不是整個標(biāo)段的控制工程，但是整個路面工程的施工質(zhì)量卻是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是洞內(nèi)的路面砼一定要保證質(zhì)量。初期支護(hù)有滲水地段采用在滲水區(qū)及其周邊一定范圍內(nèi)，花管注漿封堵，或引排至縱向排水管。采用平臺作業(yè)車作施工平臺，先在初期支護(hù)壁上釘襯墊，襯墊為梅花型布置，將防水板粘結(jié)在襯墊上。隧道正洞的結(jié)構(gòu)防水等級為一級的設(shè)計要求（1）防水系統(tǒng)防水系統(tǒng)由防水砼、防水板和施工縫、變形縫處設(shè)置的止水條、止水帶組成。采用砼運輸車運至工作面，插入式搗固器振搗，根據(jù)仰拱頂面標(biāo)高人工找平頂面并拖毛，及時養(yǎng)護(hù)。（2）仰拱施工：仰拱砼在模型安裝后，用砼運輸車運至工作面，插入式搗固器振搗，及時養(yǎng)護(hù)。（1）壓漿孔設(shè)在拱頂，每5m隧道預(yù)留1個注漿孔；（2）壓漿孔底部孔口緊貼外防水層，為確保壓漿孔不被堵塞以及不剌破防水層，采用預(yù)留注漿孔措施；（3）二次襯砌砼灌注56天后，從注漿管逐孔壓入1∶1水泥漿液，充填二次襯砌與外防水層之間的間隙。（5）砼的振搗：選用插入式搗固器和高頻附著式振搗器進(jìn)行砼振搗。（1）模板：本合同段隧道每作業(yè)面配備一臺襯砌臺車和一套模板，平移式交錯作二次襯砌（每節(jié)襯砌長度12m）。運至施工現(xiàn)場安裝時，將每片鋼筋用縱向鋼筋聯(lián)結(jié)成一個整體，連接采用綁扎焊接，縱向鋼筋應(yīng)預(yù)留一定長度以便與下組襯砌鋼筋的聯(lián)接，并設(shè)加強(qiáng)連接筋。F噴射時自下而上，即先墻腳后墻頂，先拱腳后拱頂，避免死角，料束呈旋轉(zhuǎn)軌跡運動，一圈壓半圈，縱向按蛇形，每次蛇形噴射長度為3～4m。E嚴(yán)格控制噴嘴與巖面的距離和角度。C操作順序：噴射時先開液態(tài)速凝劑泵，再開風(fēng)，后送料，以凝結(jié)效果好，回彈量小，表面濕潤光澤為準(zhǔn)。（2）濕噴砼施工方法A噴射機(jī)械安裝好后，先注水、通風(fēng)、清除管道內(nèi)雜物，同時用高壓風(fēng)吹掃巖面，清除巖面塵埃。水：采用不含有影響水泥正常凝結(jié)、硬化及影響砼耐久性的有害雜質(zhì)的工程用水。細(xì)骨料：采用硬質(zhì)潔凈的中砂或粗砂，砂率根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。① 在管棚導(dǎo)向管的鉆進(jìn)過程中,采用水平測斜儀定期量測管棚偏斜度并及時糾偏；② 注漿時,注意觀察注漿壓力的變化、注漿管的需漿量、止?jié){墻周邊注漿管的冒漿情況和壓力的變化,控制各注漿管的注漿量； ③ 如產(chǎn)生串漿,應(yīng)及時關(guān)閉串漿孔口閥門,導(dǎo)管注漿的注入量應(yīng)盡可能加倍。(6) 向管棚內(nèi)注漿時，按先上后下順序全孔一次性注完。(4) 根據(jù)地層的孔隙和地下水情況,注漿漿液選用水泥漿和水玻璃混合漿,漿液配制為525普通硅酸鹽水泥,水玻璃模數(shù)η=2143,玻密度β=30～45′；∶1；水泥漿與水玻璃體積比為1∶1～1∶～1∶1；緩凝劑為水泥用量的3%。固定環(huán)采用外徑?42mm、壁厚8mm、長60mm的短管環(huán),。注漿管上有?10mm以200mm梅花型布置的注漿孔,鋼管尾部(孔口段),為止?jié){段。(2) 從管棚導(dǎo)向管定位處鉆孔?？卓谖恢迷诘谝弧⑷窝厮淼拦安块_挖輪廓線250mm布置，第二段沿隧道拱部開挖輪廓線100mm布置。 (1) 管棚鋼管采用壁厚為8mm?108mm無縫鋼管。鋼架安裝前先對巖面初噴砼后，測設(shè)隧道中線，確定標(biāo)高，然后再測其橫向位置，用紅油漆作出明顯標(biāo)志，鋼架安裝方向垂直于隧道中線。鋼架在洞口1∶1樣臺上制作焊接成型后運入洞內(nèi)進(jìn)行安裝。藥卷錨桿采用鑿巖機(jī)械將錨桿和放藥卷入孔中。錨桿鉆孔、安設(shè)方向與巖面垂直。施工時采用TAPS斷面儀嚴(yán)格放線控制；（3）錨桿孔成孔后即可安裝已加工制作好的錨桿；（4）嚴(yán)格控制好注漿壓力和注漿量，并及時施工監(jiān)測資料和施工現(xiàn)場的實際情況修正參數(shù)。（1）隧道開挖后即按設(shè)計要求初噴砼后，即進(jìn)行錨桿鉆孔作業(yè)；（2）中空式注漿錨桿采用風(fēng)鉆打眼。（1）打孔布管：采用鑿巖風(fēng)鉆或臺車打眼打孔，孔眼長度大于小導(dǎo)管長度。隧道為上坡掘進(jìn)時，沿縱坡排水，匯入洞外排水系統(tǒng)；下坡掘進(jìn)時，每隔20～30m設(shè)一集水坑和抽水站，依次將水抽排出洞。當(dāng)隧道施工長度大于500m時，增加1臺通風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)，通風(fēng)管使用?600的膠皮風(fēng)管懸掛在另一側(cè)邊墻上。(3)進(jìn)洞施工對于洞口段設(shè)計為大管棚超前預(yù)支護(hù)的隧道具體作法：洞口開挖至起拱線，采用兩榀型鋼鋼架緊貼仰坡放置，縱向用Φ22mm鋼筋連接，預(yù)埋管棚導(dǎo)向管，其環(huán)向間距及傾角按設(shè)計的管棚環(huán)向間距及外插角布設(shè)，經(jīng)測量檢查，同隧道洞口開挖斷面一致后，與仰坡錨桿焊接固定，澆注40cm厚掛板混凝土固結(jié)，然后施做長管棚，形成洞室輪廓，按設(shè)計開挖方法進(jìn)洞。(1)洞口排水邊仰坡施工前先人工在開挖邊緣線5～10m開挖并施作洞頂截水天溝,待進(jìn)洞后及時施