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青島地鐵某隧道斷面支護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-06-30 13:57本頁(yè)面
  

【正文】 到襯砌養(yǎng)護(hù)的各工序必須按要求操作,防止襯砌裂縫的產(chǎn)生。邊墻基礎(chǔ)高度的位置(水平施工縫)應(yīng)避開(kāi)剪力最大的截面,并按設(shè)計(jì)要求作防水處理。 隧道拱部超挖部分應(yīng)采用與二次襯砌同強(qiáng)度等級(jí)混凝土一次澆筑。 二次襯砌混凝土施工前應(yīng)對(duì)水泥、細(xì)骨料、粗骨料、拌制和養(yǎng)護(hù)用水、外加劑、摻和料等原材料進(jìn)行檢驗(yàn),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)附和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。 二次襯砌和初期支護(hù)相對(duì)而言,指在隧道已經(jīng)進(jìn)行初期支護(hù)的條件下,用混凝土等材料修建的內(nèi)層襯砌,以達(dá)到加固支護(hù)、優(yōu)化路線防排水系統(tǒng)、美化外觀、方便設(shè)置通訊、照明、監(jiān)測(cè)等設(shè)施的作用,以適應(yīng)現(xiàn)代化高速道路隧道建設(shè)的要求。其值為;第6截面抗力為;其余各截面抗力值按下式計(jì)算:表46 彈性抗力計(jì)算表截面4000000000561彈性抗力作用下,基本結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力為:彎矩:表47 計(jì)算表截面==積分系數(shù)1/35461∑表48 計(jì)算表截面積分系數(shù)1/354610001∑軸力:式中:到接縫中心點(diǎn)的力計(jì)算、: 墻頂位移計(jì)算邊墻彈性地基梁的彈性特征值故邊墻為彈性地基上的短梁。 圖44 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示(單位:m)山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表45 載位移計(jì)算表截面bQhE積分系數(shù)1/30000000000000000114223442546001山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)故有: 彈性抗力位移、的計(jì)算假定拱部彈性抗力拋物線的上零點(diǎn)位于拱部外援與垂直軸約呈45176。單位位移值計(jì)算如下:計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表45。 截面中心垂直坐標(biāo)的計(jì)算 單位位移用辛普生近似計(jì)算,按計(jì)算列表進(jìn)行。外輪廓線半徑,;拱軸線半徑,;拱軸線各段圓弧中心角。 圍巖豎向均布?jí)毫Υ怪眽毫Πǖ孛娉d、水壓力、土壓力等。本課題采用此計(jì)算方法。圖42 淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的均布荷載作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的水平側(cè)壓力為,側(cè)壓力視為均布?jí)毫r(shí)。據(jù)正弦定理式中——側(cè)壓力系數(shù),按下式計(jì)算:由上述式子可求得作用在HG面上的總垂直壓力由于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(shí)均按計(jì),當(dāng)中間土塊下滑時(shí),由FH及EG面?zhèn)鬟f,考慮壓力稍大些對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)也偏于安全,因此,摩阻力不計(jì)隧道部分而只計(jì)洞頂部分,即在計(jì)算中用H代替h,這樣上式可改寫(xiě)為由于,故式中——隧道寬度()。值可按表43采用。表43 級(jí)圍巖的值圍巖級(jí)別I、II、IIIIVVVI值(~)(~)(~)埋深大于等效荷載高度時(shí)的圍巖壓力計(jì)算 當(dāng)隧道埋深大于等效荷載高度而小于等于分界深度時(shí),為了便于計(jì)算,假定圍巖中形成的破裂面是一條與水平成角的斜直線。表42 各級(jí)圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值圍巖等級(jí)重度彈性抗力系數(shù)k/(MPa/m)變形模量E/GPa泊松比內(nèi)摩擦角粘聚力C/MPa計(jì)算摩擦角Ⅵ26~281800~2800336078Ⅴ25~271200~180020~33~50~60~70~78Ⅳ23~25500~12006~20~39~50~60~70Ⅲ20~23200~500~6~27~39~50~60Ⅱ17~20100~2001~2~20~27~40~50I15~17100104~0. 52030~40注: 。當(dāng)隧道埋深時(shí),為深埋隧道,反之,則為淺埋隧道埋深小于或等于等效荷載高度時(shí)的圍巖壓力計(jì)算當(dāng)隧道埋深小于或等于等效荷載高度時(shí),荷載視為均布垂直壓力,按下式計(jì)算:式中——垂直均布?jí)毫Γǎ?;——隧道上覆圍巖重度();——隧道埋深(),指坑頂至地面的距離。荷載等效高度值的計(jì)算公式如下:式中——淺埋隧道分界深度();——荷載等效高度(),其中為深埋隧道垂直均布?jí)毫Γǎ?;——圍巖重度()?,F(xiàn)行設(shè)計(jì)方法中取塌落拱范圍內(nèi)的全部巖石的重量作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)荷載就是從這一點(diǎn)出發(fā)的。坍落拱的形成充分說(shuō)明了圍巖的自承能力。目前我國(guó)隧道工程設(shè)計(jì)計(jì)算中,一般都是以某種簡(jiǎn)化的假設(shè)為前提,考慮幾個(gè)主要因素的影響,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或受力分析,使其結(jié)果相對(duì)地接近實(shí)際圍巖壓力的情況。(3)理論估算法它是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上從理論上研究圍巖壓力的方法。(2)經(jīng)驗(yàn)法或工程類(lèi)比法它是根據(jù)大量以前工程的實(shí)際資料的統(tǒng)計(jì)和總結(jié),按不同圍巖分級(jí)提出圍巖壓力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,作為后建隧道工程確定圍巖壓力的根據(jù)的方法。在松軟的或裂隙圍巖中,由于圍巖體破碎,再加上在開(kāi)挖時(shí)受到爆破振動(dòng),因而在隧道周邊一定范圍內(nèi)巖體遭到嚴(yán)重破壞,同時(shí),圍巖體本身強(qiáng)度低,不足以抵抗圍巖的周邊應(yīng)力,因此這一部分巖體在隧道開(kāi)挖后開(kāi)始產(chǎn)生向內(nèi)的變形運(yùn)動(dòng),并逐漸出現(xiàn)松動(dòng)和坍塌,松動(dòng)或坍塌的巖體對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加壓力,此壓力即為圍巖壓力。變形的大小性質(zhì)及大小是不同的。根據(jù)側(cè)向應(yīng)變?yōu)榱愕臈l件,并把地層假定為各向同性的彈性體,可以推導(dǎo)出計(jì)算公式,即式中——地層巖石的泊松比。在上覆地層自重作用下,豎直壓力為式中——上覆地層的平均重度;——從地面到單元體所處的深度()。為了研究方便,僅考慮由上覆地層自重所形成的原始應(yīng)力,并取深度H處得一個(gè)單元體來(lái)做應(yīng)力分析。 圍巖壓力的確定方法隧道開(kāi)挖前,地層中各點(diǎn)的應(yīng)力保持著相對(duì)的平衡,地層處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),稱(chēng)為原始應(yīng)力狀態(tài)。如果巖石的強(qiáng)度較低,圍巖應(yīng)力重分布過(guò)程中不僅產(chǎn)生彈性變形,還產(chǎn)生了較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才能完成的塑性變形,支護(hù)的結(jié)果就是限制了這種變形的繼續(xù)發(fā)展,故而產(chǎn)生了圍巖壓力。當(dāng)巖石比較堅(jiān)硬完整時(shí),重分布后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以?xún)?nèi)。可見(jiàn),圍巖壓力的形成與硐室開(kāi)挖后巖體的變形、松動(dòng)和破壞是分不開(kāi)的。在第三個(gè)階段,硐頂和硐底的松動(dòng)巖體開(kāi)始變形,并向硐內(nèi)移動(dòng),硐頂松動(dòng)巖石在重力作用下有掉落的趨勢(shì),圍巖壓力逐漸增加。在第二階段,在側(cè)向楔形塊體發(fā)生某種變形以后,硐室的跨度似乎增大。在第一階段,由于巖體的變形,在硐室的周?chē)吔缟袭a(chǎn)生一般的擠壓。 圍巖壓力的形成關(guān)于圍巖壓力的形成機(jī)理以及隨時(shí)間發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程可用奧地利臘布塞維奇教授的剪切滑移破壞理論來(lái)說(shuō)明。圍巖二次應(yīng)力的作用在無(wú)支護(hù)硐室中出現(xiàn)在硐室周?chē)牟糠謪^(qū)域內(nèi);在有支護(hù)結(jié)構(gòu)(臨時(shí)的或永久性支護(hù))的硐室中表現(xiàn)為圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用。不同的地質(zhì)條件和工程條件下,硐室圍巖可能出現(xiàn)兩種情況:①硐室的變形屬于彈性變形,在無(wú)支護(hù)情況下仍然能夠維持穩(wěn)定;②硐室的變形屬于非彈性變形,由于圍巖繼續(xù)變形導(dǎo)致其破壞,甚至出現(xiàn)大量的塌落,這時(shí)就需要支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)約束圍巖變形的繼續(xù)擴(kuò)展,因而支護(hù)結(jié)構(gòu)受到圍巖變形時(shí)產(chǎn)生的壓力。圍巖的靜力作用是十分重要的,如果沒(méi)有這種作用,硐室的施工將是十分困難或者是不可能的。 設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)截面為44風(fēng)道截面,設(shè)計(jì)參數(shù)如下:預(yù)留變形量:40 mm;C25噴射砼厚度:250 mm;錨桿類(lèi)型:D=22 mm,HPB235,砂漿錨桿;錨桿長(zhǎng)度: m;錨桿間距: m m;鋼筋網(wǎng)類(lèi)型:D=8 mm,HPB235;鋼筋網(wǎng)間距:200 mm200 mm ;鋼架規(guī)格:格柵;鋼架間距: m;輔助施工措施:洞口ㄩ,D=28 mm,HPB235,超前錨桿,長(zhǎng)5 m, m。預(yù)留圍巖變形量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,并根據(jù)量測(cè)所反饋信息調(diào)整參數(shù)。超前小導(dǎo)管作為輔助施工設(shè)施。噴射砼施工方法4 、鋼拱架施工方法 設(shè)計(jì)方法本工程支護(hù)參數(shù)綜合考慮圍巖級(jí)別、地形地質(zhì)、埋置深度、結(jié)構(gòu)跨度及施工方法等因素后通過(guò)工程類(lèi)比,結(jié)合計(jì)算分析后確定。前端做成尖狀,并在孔壁上每隔15 厘米鉆梅花形布置的溢漿孔,鋼管尾端焊Ф8 鋼筋加強(qiáng)箍。超前小導(dǎo)管采用φ424 鋼管,環(huán)向間距40mm,外插角15176。鋼管設(shè)置于襯砌拱部,管心與襯砌設(shè)計(jì)外輪廓線間距大于30cm,平行路面中線布置。長(zhǎng)管棚的施工方法對(duì)于Ⅴ級(jí)圍巖,長(zhǎng)管棚應(yīng)采用φ1088 進(jìn)行超前支護(hù),并設(shè)護(hù)拱,護(hù)拱長(zhǎng)度為2 米,拱內(nèi)預(yù)埋φ1334 導(dǎo)向鋼管,環(huán)向間距50cm,仰角1176。32表22 中山公園站巖土參數(shù)建議值表巖土分層巖土名稱(chēng)時(shí)代與成因重度γ(KN/m3)快剪土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值巖石與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值巖層或土層基床系數(shù)K地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)靜止側(cè)壓力系數(shù)泊松比單軸極限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值土石工程分級(jí)隧道圍巖分級(jí)粘聚力C(kPa)內(nèi)摩擦角(176。本場(chǎng)地屬于場(chǎng)地基本穩(wěn)定區(qū),適合地鐵站位建設(shè)。本場(chǎng)地不存在可液化土層,可不考慮地震液化問(wèn)題。綜合評(píng)價(jià)本暗挖車(chē)站巖土工程條件屬中等復(fù)雜類(lèi)型,暗挖范圍內(nèi)的巖土工程條件中等。屬富水性較差地層。受砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖影響隧道圍巖分級(jí)為Ⅳ級(jí),強(qiáng)風(fēng)化上、中亞帶及強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖隧道圍巖分級(jí)為Ⅴ級(jí),該層巖土開(kāi)挖時(shí),拱部無(wú)支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生較大的坍塌,側(cè)壁有時(shí)會(huì)失去穩(wěn)定,因此,應(yīng)采用復(fù)合襯砌,施工時(shí)應(yīng)注意局部巖石軟硬不均勻?qū)κ┕さ挠绊憽?辈閳?chǎng)區(qū)地處青島八大關(guān)景區(qū)內(nèi),香港西路與榮成路交匯處,車(chē)站沿香港西路分布西北側(cè)為天泰體育場(chǎng)網(wǎng)球場(chǎng),東北側(cè)為軍事用地,地面多為綠化帶、道路,地面交通繁榮。本次勘察取地下水樣1件,引用中山公園站—太平角公園站區(qū)間地下水樣2件,按《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T504762008)關(guān)于環(huán)境類(lèi)別與作用等級(jí)評(píng)價(jià)如表21:表21 環(huán)境類(lèi)別與作用等級(jí)評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 孔號(hào) SO42() Mg2+() Cl()侵蝕CO2()PH值氯化物環(huán)境化學(xué)腐蝕環(huán)境ZX0409/ⅣCⅤCQX0409194143ⅣC QX0404/ 依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T504762008)綜合判定,在氯化物環(huán)境下地下水環(huán)境作用等級(jí)ⅣC,在化學(xué)腐蝕環(huán)境下地下水環(huán)境作用等級(jí)為ⅤC。 水文地質(zhì)本次勘察工作區(qū)內(nèi)的地下水類(lèi)型按賦存方式主要為:第四系松散土層孔隙水,基巖裂隙水。第4層塊狀碎裂巖:黃褐色,原巖為花崗巖,節(jié)理裂隙發(fā)育,地層厚度為:—。構(gòu)造巖第4層砂土狀碎裂巖:褐黃—灰綠色,結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分已破壞,節(jié)理裂隙及發(fā)育,層厚度為:。第2層:微風(fēng)化帶花崗斑巖:肉紅色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,局部節(jié)理裂隙發(fā)育,以構(gòu)造、風(fēng)化裂隙為主,揭露層厚度為:——。第2層中風(fēng)化帶花崗斑巖:肉紅色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,節(jié)理、裂隙較發(fā)育,層厚度為:—。燕山晚期侵入巖脈(Χ53)第2層強(qiáng)風(fēng)化帶花崗斑巖:原巖風(fēng)化強(qiáng)烈,結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分已破壞。第18層花崗巖微風(fēng)化帶:肉紅色,粗粒結(jié)構(gòu),塊狀結(jié)構(gòu),節(jié)理不發(fā)育,巖芯較完整,堅(jiān)硬,該層在場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛,未揭穿。第層花崗巖中風(fēng)化帶:肉紅色,粗粒結(jié)構(gòu),塊狀結(jié)構(gòu),節(jié)理裂隙發(fā)育,以構(gòu)造、風(fēng)化裂隙為主,層厚度為:—。第下層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下亞帶:淺肉紅—肉紅色,結(jié)構(gòu)構(gòu)造已破壞,層厚度為:—。第中層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖中亞帶:淺肉紅色,結(jié)構(gòu)構(gòu)造已大部破壞,厚度為:—。 基巖基巖主要為燕山晚期(γ53)侵入花崗巖為主,部分燕山晚期(Χ53)侵入脈巖,巖性主要為花崗斑巖,呈脈狀穿插其間,與不同巖性接觸帶見(jiàn)有糜棱巖、碎裂巖,描述如下: 燕山晚期花崗巖(γ53)按風(fēng)化程度劃分為強(qiáng)風(fēng)化巖帶、中風(fēng)化巖帶和微風(fēng)化巖帶,各帶(亞帶)的工程特征詳細(xì)描述如下:第上層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上亞帶:淺肉紅色—黃褐色,結(jié)構(gòu)構(gòu)造已大部破壞,揭露厚度:—。 第四系上更新統(tǒng)沖洪積層(Q3al+pl) 第層粉質(zhì)粘土:黃褐色—褐黃色,可塑—硬塑狀,厚度:—,平均:。 工程地質(zhì)根據(jù)青島市建委推廣的《青島市區(qū)第四系層序劃分》標(biāo)準(zhǔn)地層層序編號(hào),依據(jù)野外鉆探資料,本區(qū)共揭示了6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層,劃分了13個(gè)亞層,地層有新到老、自上而下分述如下: 第四系(Q) 第四系(Q)主要
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