【正文】 ： 計算襯砌總內(nèi)力按下式進行計算： （）將所求得的主動荷載作用下的襯砌彎矩和軸力，求襯砌各截面的總內(nèi)力。 主被動荷載作用下襯砌彎矩計算表截面MpX1pX2py（Mp）MσX1σX2σy（Mσ）00000102030405678910131284 主被動荷載作用下襯砌軸力計算表截面NpX2pcosα（Np）Noσ(σh)X2σcosα（σh)Nσ000102030405678910 計算最大抗力值參照王毅才主編的《隧道工程》第七章—隧道結(jié)構(gòu)計算中內(nèi)容，、。 求解方程得：。（1）單位彎矩作用下的轉(zhuǎn)角 （2）主動荷載作用下的轉(zhuǎn)角（3）單位抗力及相應(yīng)摩擦力作用下的轉(zhuǎn)角 解力法方程襯砌矢高：以上將單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的位移乘以σh，即為被動荷載的載位移。 計算表截面R5=R6=R7=R8=R9=R10=M0σr5iR5r5irR67ir7iR7r7iR8ir9iR9r9ir10iR10r10i5——————————6————————7——————8————9——10 計算表截面αsinαcosαΣRVsinαΣRVΣRHcosαΣRHN0σ5678910（5）單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移 單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計算表截面M0σ（σh）y/I（1+y）M0σ/IM0σy/IM0σ（1+y）/I系數(shù)5164728492101∑————計算校核如下：通過以上計算數(shù)據(jù)：閉合差：。彎矩： （）軸力： （）式中：rij —力至接縫中心點ki的力臂。 （）。Ri的作用點即為Ri′與襯砌外緣的交點。則有：其作用方向與抗力集中力的夾角為β=arctanμ=176。（3）抗力集中力與摩擦力之合力Ri抗力集中力與摩擦力之合力Ri按下式計算： （）式中：μ—圍巖與襯砌間的摩擦系數(shù)。則：（2） 各楔塊上抗力集中力Ri′ 各楔塊上抗力集中力Ri′按下式計算： （）式中：—楔塊i外緣長度。最大抗力值以上各截面抗力強度按下式計算： （），算得：； 最大抗力值以下各截面抗力強度按下式計算： （）式中：yi′—所考察截面外緣點到最大抗力截面垂直距離；yh′—墻腳外緣點到最大抗力截面垂直距離。載位移單位彈性抗力及相應(yīng)的摩擦力引起的位移。 載位移Mp0計算表截面集中力力臂QaqGagEaeQGEaqagae0000000000123456708910000∑i1(Q+G)∑i1E△X△Y△X∑i1(Q+G)△Y∑i1EM0p00000000000 載位移Np0計算表截面sinαcosα∑i(Q+G)∑iEsinα∑i(Q+G)cosα∑iEN0ip0010000012345678910計算過程中、計算如下： （）基本結(jié)構(gòu)中，主動荷載產(chǎn)生彎矩的校核為：=另一方面，：閉合差：（2）主動荷載位移。內(nèi)力按下式計算，則：彎矩： （）軸力： （）式中：、—相鄰兩接縫中心點的坐標增值。各集中力均通過相應(yīng)圖形的形心。，各集中力均通過相應(yīng)圖形的形心。h1=，h2=，h3=，h4=，h5=，h6=，h7=，h8=， h9= ，h10= 。b1=，b2=，b3=，b4=，b5=，b6=，b7=，b8=，b9= 。 計算精度校核：閉合差： 載位移主動荷載在基本結(jié)構(gòu)中引起的位移。/I(1+y)178。 位移計算單位位移用辛普生法近似計算，按計算列表進行。角度閉合差：。36′29″。=+拱頂截面厚度：d0=；拱底截面厚度：dn=；外輪廓線半徑：R1=+=，R2=+=；拱軸線各段圓弧中心角：θ1=90176。側(cè)壓力系數(shù)：所以圍巖豎向荷載：水平側(cè)壓力 Ⅳ級圍巖深埋與淺埋分界截面襯砌內(nèi)力計算 襯砌幾何要素計算圖示如下： 襯砌結(jié)構(gòu)計算圖示襯砌幾何尺寸內(nèi)輪廓線半徑：r1=，r2=；拱軸線半徑：r1180。 Ⅴ級圍巖分淺埋和深埋分界截面圍巖壓力計算圍巖豎向壓力根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D702004)的有關(guān)計算公式及已知的圍巖參數(shù)，代入公式中可得： （）式中：—圍巖容重，取γ=17KN/m3；—；—坑道寬度；—為側(cè)壓力系數(shù)。因B=5m,所以i=?；緟?shù)：圍巖為Ⅳ級，容重kN/m3，圍巖的彈性抗力系數(shù)K=kN/m3，襯砌材料為C25鋼筋混凝土，彈性模量Eh=kPa。 深埋與淺埋分界截面的判斷隧道進、出口段埋深較淺，需按淺埋隧道進行設(shè)計。 隧道復合式襯砌支護參數(shù)表 圍巖級別噴射混凝土厚度（cm）錨桿（m）鋼筋網(wǎng)鋼拱架拱墻仰拱位置長度間距桿體材料III12—拱、墻20MnSi鋼筋拱、墻25x25—IV15—拱、墻20MnSi鋼筋拱、墻2525—Ⅴ15—拱、墻20MnSi鋼筋拱、墻2525— 二次襯砌參數(shù)表圍巖級別拱墻混凝土（cm）仰拱混凝土（cm）砼級別鋼筋種類鋼筋直徑（mm）鋼筋面積(mm2）III3535C20———IV3535C25HRB335251964Ⅴ4545C25HRB335251964注：鋼筋面積為縱向每延米斷面的鋼筋面積。隧道襯砌設(shè)計應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、斷面形狀、支護結(jié)構(gòu)、施工條件等，并應(yīng)充分利用圍巖的自承能力。第 5 章 隧道襯砌設(shè)計 概述隧道洞身的襯砌結(jié)構(gòu)根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求大致可以分為以下幾種類型：噴錨襯砌、整體式襯砌和復合式襯砌。 本章小結(jié)本章根據(jù)規(guī)范說明了明洞的應(yīng)用，結(jié)合規(guī)定，考慮到實際地質(zhì)條件，天臺山隧道應(yīng)設(shè)置明洞，明洞上下行總長125m，其中上行線明洞長80m，下行線明洞長45m。尤其外墻基礎(chǔ)必須穩(wěn)固，必要時需要加設(shè)仰拱。本隧道中，根據(jù)圍巖等級，地質(zhì)條件和地形地勢，選擇路塹偏壓型拱式明洞，明洞主要由頂拱和內(nèi)、外邊墻組成的混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性較好，能承受較大的偏壓力。按荷載分布，拱式明洞又可分為路塹對稱型、路塹偏壓型、半路塹偏壓型和半路塹單壓型；按構(gòu)造棚式明洞又可分為墻式、剛架式、柱式等。綜上所述。隧道內(nèi)路面縱坡為1%，則有：，解得。考慮到當?shù)氐刭|(zhì)因素，下行線入口明洞長度取20m。（3）設(shè)下行線入口段Xm處埋深為hq，斜坡坡度取40176。隧道內(nèi)路面縱坡為1%，則有：，解得?？紤]到當?shù)氐刭|(zhì)因素，上行線入口明洞長度取40m。代入數(shù)據(jù)得： （1）設(shè)上行線入口段Xm處埋深為hq，斜坡坡度取20176。將超淺埋段設(shè)為明洞。 明洞長度確定本隧道圍巖等級為IV級，將高度小于等于hq，即超淺埋段設(shè)為明洞。明洞常位于隧道兩端洞口或傍山隧道；在某些情況下，當隧道中部穿過斷層或其他破碎地層而離地表又不太深備則明洞亦可位于隧道中部；根據(jù)情況，亦有可能整個隧道均用明挖法修建。天臺山隧道是高速公路的隧道，所以，洞口周邊的綠化也非常重要，一是美化環(huán)境，二是可以有效地防治山體滑坡和泥石流，確保特殊天氣的行車安全。 本章小結(jié)洞門的設(shè)置與選擇，首先重要的就是運營的安全，其次是洞門的樣式，不僅要與周圍相協(xié)調(diào)，還應(yīng)該確保周圍資源的合理利用。該隧道采用翼墻式洞門，考慮到洞口圍巖性質(zhì)和洞門與等高線斜交形式，采用路塹偏壓型明洞洞門形式。出口端根據(jù)隧道洞門處地形和巖性選擇為翼墻式洞門：上行線K96+704，下行線K96+688。圍巖巖自穩(wěn)能力差，為Ⅴ級圍巖。流紋斑巖為硬質(zhì)巖，為弱風化堅硬巖，受構(gòu)造影響較強烈，構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育四組，主控裂隙與巖破碎較完整，呈碎裂塊狀結(jié)構(gòu)，多呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)及裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差一般。土體自穩(wěn)能力差，為Ⅴ級圍巖。冰水沉積層小塊石、塊石夾土、粉土、角礫土等流紋斑巖組成。為隧道襯砌內(nèi)力計算，洞門設(shè)計，通風、照明防排水設(shè)計，施工方法的選擇提供依據(jù)。本隧道屬于兩車道斷面隧道，采用三心圓確定襯砌內(nèi)輪廓線。天臺山隧道屬于長隧道，需要緊急停車帶，并且需要設(shè)車行橫通道、人行橫洞，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，人行橫洞和車行橫洞的建筑限界如上圖所示。 縱斷面坡度設(shè)計表上行線下行線里程樁號坡度長度里程樁號坡度長度K95+238～K96+704%1466K95+230～K96+688%1458 隧道橫斷面設(shè)計建筑限界在建筑限界內(nèi)不得有任何部件侵入，根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D702004）選取隧道建筑限界的基本值如下：。本隧道洞口Ⅴ級圍巖，B，本隧道根據(jù)洞口地形、地貌和地質(zhì)條件，兩洞凈距實際取值為45m。根據(jù)相關(guān)規(guī)定高速級公路的隧道應(yīng)設(shè)計為上下行分離的獨立雙洞，按對兩洞結(jié)構(gòu)彼此不產(chǎn)生有害影響的原則，分離式獨立雙洞的最小凈距可根據(jù)