【正文】 圖 單元主動(dòng)荷載圖示 彎矩： ? ? ? ? wieii qiiiipiip aWaEaQEyWQxMM ????????? ? ?? ?? 1 10 10 軸力： ? ?? ????i iiiip EWQN ?? c oss i n0 式中 ix? 、 iy? 相鄰兩截面中心點(diǎn)的坐標(biāo)增量 ix? 1??? ii xx 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 iy? 1??? ii yy 0ipM 、 0ipN 的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 與 。 以上各集中力均通過(guò)相應(yīng)荷載圖形的形心。 側(cè)向水平力： ii ehE? （ KN） 式中 ih 相鄰兩截面之間的襯砌外緣的豎直投影（由分塊圖直接量?。?，由分塊圖直接量得（單位 m）： ?h ?h ?h ?h 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ?h ?h ?h ?h 校核： 6 9 3 6 ?????????? Hhhhhhhhh 故 ih 計(jì)算正確。 計(jì)算主動(dòng)荷載產(chǎn)生的位移 p21 ?? 和p 襯砌各塊上的作用力 豎向力： ii qbQ? （ KN） 式中 ib 相鄰兩截面之間的襯砌外緣的水平投影（由分塊圖之間量取）。 lLX ?0 2 9 4 9 8 .6 3 4 1 8 01c o s ( 1 8 01 3 4 7 4 )c o s ( 1 8 0 1888 ???????? ）。 lLX ?3 9 0 7 3 .0 6 8 6 5 29c o s ( 1 8 03 2 7 4 4 )c o s ( 1 8 0 1777 ???????? ）。lRX ? 6 9 6 2 3 4 6 2 6 o s860560c o s 6216 ????? 。lRX ? （ l 為圓心 0102的距離，由圖上量的） 5 4 6 4 8 )7 8 9 1 2 o s860560c o s 5215 ???? 。?RX 3 0 6 2 5 7 4)3 3 9 4 9 o s1(5 6 0)c o s1( 414 ??????? 。?RX 5 3 9 6 1 6 0)4 9 4 1 4 o s1(5 6 0)c o s1( 313 ??????? 。?RX 3 8 6 1 2 )6 6 2 7 6 o s1(560)c o s1( 212 ??????? 。?RX 6 5 7 3 3 )8 3 1 3 8 o s1(560)c o s1( 111 ??????? 。 38 ??????? ??? R S 校對(duì)角度 。 59 59 256 ???????? ???? R S 。 3 3 9 4 9 3 1 3 8 14 ???? ?? 。 6 6 2 7 6 3 1 3 8 12 ???? ?? 。?S 分塊長(zhǎng)度： 8 736488S 321 ???????? SSSS? 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 計(jì)算各分段截面中心的幾何要素 求各截面與豎軸的夾角 。?S )880840(212 ????? 。 ?—— 寬度影響系數(shù) . 圍巖垂直均布荷載 已知：圍巖類別 S=4,巖體重度 323 / mKN? ? ，襯砌全寬 B=，取 i=，則： 寬度影響系數(shù) )()5(1 ???????? Bi? 垂直均布荷載 M P ahq s 3 56 3 7 141 ???????? ?? ??? 水平均布荷載 M P akqe 3 ???? 繪制分塊圖 因結(jié)構(gòu)對(duì)稱，荷載對(duì)稱，故取半跨計(jì)算，如圖所示 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 G 1G 2G 3G 4G 5G 6E 1E 2E 3E 4E 5E 6E 7E 8eqO 1 O 2b 1b 2b 3b4b 5b 6h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8YX12345678 圖 半跨結(jié) 構(gòu)計(jì)算圖示 計(jì)算半拱軸線長(zhǎng)度 假設(shè)水平線以下的軸線為一段圓弧，在上圖中可以用近似的三點(diǎn)畫圓弧的方法得到，由圖上量取的到其半徑 3R = cm560R1 ? cm860R2 ? 。）， ? ? 23kN/m179。 B=， H= ad = cm d （拱頂厚度） =40cm 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 基本計(jì)算數(shù)據(jù)圍巖類別 Ⅳ 級(jí) 巖體重度 323 / mKN? ? 圍巖的彈性反力系數(shù) mMPaK 450? 基底圍巖彈性反力系數(shù) a ? 襯砌材料用 C30 混凝土， 其受壓彈性模量 GPaEc 30? 重度 224 mKNh ?? 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPafck ? 軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPaftk ? 。 2r? 840cm 2R? 880cm 2?? 23176。 襯砌材料 二次 襯砌采用 C30 混 凝土，厚度 40cm，重度 224 mkmh ?? ，彈性模量GPaEc 30? ，混凝土襯砌軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPafck ? ，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPaftk ? 。O 1O 2O 313 0,46 87 6,99 13 0,46 圖 隧道斷面圖 巖體特性 童谷寨公路隧道內(nèi) K69+315～ K69+670 段均為為 Ⅳ 類圍巖。2511 37,9R1800R180014176。R10 026176。 加強(qiáng)段照明燈具布設(shè)表以及各段燈具型號(hào)及數(shù)量分別見(jiàn)表 和表 表 加強(qiáng)照明段燈具布置 區(qū)段 燈具功率（ W） 光通量（ lm） 間距（ m） 入口段 400 40000 過(guò)渡段 過(guò)渡段 1 250 28000 7 過(guò)渡段 2 150 16000 10 過(guò)渡段 3 100 9000 11 出口段 400 40000 5 緊急停車帶 100（熒光燈） 16000 8 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 燈具型號(hào)及數(shù)量統(tǒng)計(jì)量 項(xiàng)目 功率 入口段 過(guò)渡段 中間段 出口段 緊急停車帶 合計(jì) （只） 1 2 3 高壓 鈉燈 100W 5 7 8 24 81 6 0 129 150W 0 0 9 0 0 0 0 9 250W 0 10 0 0 0 0 0 10 400W 54 0 0 0 0 0 0 54 熒光燈 100W 0 0 0 0 0 0 5 5 為施工方便，結(jié)合上述計(jì)算結(jié)果， 將 其數(shù)值取整，加強(qiáng)照明燈具與基本照明燈具設(shè)置間距成整倍數(shù)關(guān)系，這樣燈具布置均勻、美觀。由于隧道照明不分晝夜，電光照明費(fèi)用較高，因此，必須科學(xué)地設(shè)計(jì)隧道的照明系統(tǒng)，充分利用人的視覺(jué)能力，使隧道照明系統(tǒng)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 綜合上述因 素最終經(jīng)過(guò)計(jì)算驗(yàn)算，設(shè)置國(guó)產(chǎn) 100 型風(fēng)機(jī) 10 臺(tái)，在隧道建筑限界以上隧道中線通長(zhǎng)布置，其布置間距為 140m，從入口 200m 處開(kāi)始布置。為了有效降低隧道內(nèi)有害氣體與煙霧的濃度，保證司乘人員及洞內(nèi)工作人員的身體健康，提高行車的安全性和舒適性，公路隧道應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)計(jì)保證隧道良好通風(fēng)。 （ 4）隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)的主流方向不應(yīng)頻繁變化。 （ 2）風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音及隧道中廢氣的集中排放均應(yīng)合理。 隧道通風(fēng)設(shè)計(jì) 通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素及應(yīng)符合的要求 隧道通風(fēng)的目的是通過(guò)通風(fēng)改變隧道內(nèi)空氣的化學(xué)組成和氣候條件，使之滿足人員工作、車 輛運(yùn)行的衛(wèi)生和安全要求，保證隧道的正常運(yùn)營(yíng)。 （ 2）二次襯砌 根據(jù)隧道荷載大小確定其厚度及是否采用鋼筋混凝土，二次襯砌施作的合理時(shí)間應(yīng)根據(jù)施工檢測(cè)數(shù)據(jù)確定，盡可能發(fā)揮初期支護(hù)的承載力，但又不能超過(guò)其承載能力。 Ⅳ 類圍巖：預(yù)留變形量 80mm，使用 CD25 中空注漿錨桿按梅花形布設(shè)，環(huán)向間距為 80cm，縱向間距為 80cm，錨桿長(zhǎng)度 250cm，錨桿、鋼筋網(wǎng)（間排距25cm）設(shè)置與拱部 180176。復(fù)合式襯砌以錨桿、噴射混凝土和鋼筋網(wǎng)混凝土、鋼拱架為初期支護(hù)，模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次支護(hù)，在兩次支護(hù)之間設(shè) PVC 復(fù)合防水板作為防水層。 （ 4）既能夠充分發(fā)揮錨噴支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮二次襯砌永久支護(hù)的可靠作用。 （ 2）質(zhì)量可靠，能夠達(dá)到較高的防水要求。 隧道襯砌類型、襯砌斷面型式、襯砌結(jié)構(gòu)尺寸方案設(shè)計(jì)，主要采用工程類比法，結(jié)合構(gòu)造要求及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 ，并對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的理論分析及校核，確定支護(hù)襯砌模式。 襯砌結(jié)構(gòu)選擇 童谷寨公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌。 （ 5）偏壓襯砌應(yīng)向一般襯砌段延伸，延伸 長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)偏壓情況確定，一般不小于 10m。加強(qiáng)襯砌段的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)和環(huán)境條件確定，一般情況下兩車隧道應(yīng)不小于 10m。當(dāng)隧道邊墻底以下為整體性較好的堅(jiān)硬巖石時(shí)，可不設(shè)仰拱。仰拱曲率半徑應(yīng)根據(jù)隧道斷面形狀、地質(zhì)條件、地下水、隧道寬度等條件確定。 襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定： （ 1）襯砌斷面宜采用曲邊墻拱形斷面。一次支護(hù)是為了保證施工的安全、加固巖體和阻止圍巖的變形。 具體措施為在洞門墻背設(shè)置排水溝，排水溝尺寸為 40cm50cm，洞口排水溝做到不滲漏，以達(dá)到排水的作用，將洞口邊、仰坡地表水引至洞口以外。對(duì)洞頂?shù)乇淼南菅?、深坑加以回填，?duì)裂縫進(jìn)行堵塞。 洞口的防排水 為了防止地表水沖刷洞口和洞口邊、仰坡的水流入隧道，本設(shè)計(jì)在隧道洞口設(shè)置排水溝。 （ 3）路緣排水工程 在路面兩側(cè)設(shè)置 Φ300mm 開(kāi)口式路側(cè)排水溝，用于路面積水以及隧道清洗等污水的排除通道，排水溝縱坡與隧道縱坡一致。 （ 2）路基排水工程 路基排水工程是指路面以下的排水工程。中間排水溝縱坡與隧道縱坡一致。為了有效地排除二次 襯砌背后的積水，消除二次襯砌背后的靜水壓力，在初期支護(hù)與防水層之間每間隔 10m（若局部地區(qū)滲水量過(guò)大。排水工程包括襯砌背面排水工程、路基排水工程、路緣排水工程。 排水 排，就是人為地設(shè)置排水系統(tǒng)，將地下水排出隧道。 （ 2）隧道二次襯砌應(yīng)滿足抗?jié)B要求，采用低堿性膨脹水泥混凝土， 混凝土的抗?jié)B等級(jí)不低于 S6。 防水 （ 1）本隧道采用復(fù)合式襯砌，在初期支護(hù)和二次襯砌之間應(yīng)設(shè)置防水板，防水板應(yīng)采用易于焊接的防水卷材，厚度應(yīng)該大于 （本次設(shè)計(jì)取 ），接縫搭接長(zhǎng)度不小于 100mm。設(shè)計(jì)原則為使襯砌內(nèi)壁不滲水。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 翼墻式洞門 隧道防排水設(shè)計(jì) 水，不僅是影響隧道施工的因素之一還是影響隧道后期正常運(yùn)營(yíng)的重要因素之一。經(jīng)過(guò)綜合考慮宜采用翼墻式洞門 (見(jiàn)圖 )。2%R4=2800R2=840R2=840R1=540R5=81575 50 375 375 350 75O 4O 2O 1 O 1O 2O 5O 3 O 3R1=540R3=100R3=10013 0025250125100500 圖 緊急停車帶斷面內(nèi)輪廓（單位： cm） 3000500 500350 圖 緊急停車帶平面示意圖（單位： cm） 洞口 結(jié)合隧道進(jìn)出口地形、地貌、工程地質(zhì) 和水文地質(zhì)條件，并考慮到施工開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性，本著 ―早進(jìn)晚出 ‖、 ―少開(kāi)挖 ‖的原則，確定隧道進(jìn)出口位置、明洞形式，洞門形式的選擇力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并與洞口地形、地貌協(xié)調(diào)一致。 隧道中心線行車道中線30176。R4=1800R4=1800R2=840R3=100R3=10075 50 375 375 75 7525250125100500847,04147,0416034020016010 25 圖 隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓（單位： cm） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 緊急停車帶 童谷寨公路隧道為 1415m 長(zhǎng)隧道，所以需在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶，緊急停車帶的路面為單面水平橫坡。該隧道 起點(diǎn)地面標(biāo)高為 ,終點(diǎn)地面標(biāo)高為 ，為減小自然風(fēng)阻力，方便施工過(guò)程的通風(fēng)排氣以及減少后期運(yùn)營(yíng) 過(guò)程的能源消耗，綜合考慮將縱斷面設(shè)定為單面坡，坡度為 %。隧道內(nèi)縱斷面應(yīng)考慮行車安全性，營(yíng)運(yùn)通風(fēng)規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求。單向坡多數(shù)出在越嶺線路的展線及沿河線隧道中，單向坡隧道對(duì)運(yùn)行時(shí)的通風(fēng)、排水有利。 方案確定 經(jīng)過(guò)綜合比較，南線方案無(wú)論是施工造價(jià)，還是施工便利都優(yōu)于北線方案，同時(shí)南線方案更能有效的對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)起到積極的拉動(dòng)作用， 且更環(huán)保，故選擇較為合理的南線方案為最終施工方案。同