【正文】 滿足 8 滿足 9 滿足10 滿足側頂圓角(從側拱腳向右等分10段): 0 滿足 1 滿足 2 滿足 3 滿足 4 滿足 5 滿足 6 滿足 7 滿足 8 滿足 9 滿足10 滿足頂拱(從拱腳向拱頂等分10段): 0 滿足 1 滿足 2 滿足 3 滿足 4 滿足 5 滿足 6 滿足 7 滿足 8 滿足 9 滿足10 滿足 [ 配筋結果 ]襯砌內側縱筋最大面積As = ，外側縱筋最大面積As1 = ；縱筋面積總和As = 。隧道二襯按曲墻式襯砌進行計算，計算過程及結果如下?？紤]到Ⅴ級圍巖破碎成洞條件差?？紤]該隧道為高速公路隧道，隧道圍巖地質條件和施工條件，按《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D702004）設計噴射混凝土內布置鋼筋網。（滿足要求）噴層厚度t：。 （滿足要求）作為噴層的強度校核，要求噴層內壁切向應力小于噴層混泥土抗壓強度。 （）代入數據得： （滿足要求）錨桿間距e，i應滿足下列要求：， （） （滿足要求）此條件能保持錨桿有一定的實際的加固區(qū)厚度，并防止錨桿間的圍巖發(fā)生塌落，此外的合理選擇還應使噴層具有適當的厚度，這樣才能發(fā)揮噴層作用。 （滿足要求）按本法計算，錨桿有一個最佳長度，在這一長度時將使噴層受力最小。洞壁位移為：（3）錨桿的設計與計算為讓錨桿充分發(fā)揮作用，應使錨桿應力盡量接近錨桿的抗拉強度，并有一定的系數。=，設計時為了簡化計算，將隧道看成圓形洞室，根據隧道內輪廓和建筑限界，設，錨桿的間距m，m錨桿的直徑采用，m2，彈性模量MPa，抗拉強度MPa，抗剪強度MPa，安全系數k=，噴層混凝土采用，彈性模量，,抗壓強度設計值無錨桿時的圍巖，有錨桿時的隧道位移m。m即，cm25cm。 （滿足要求）作為噴層的強度校核，要求噴層內壁切向應力小于噴層混泥土抗壓強度，按厚壁筒理論有： （）式中：；為噴層混凝土抗壓強度設計值；為噴射混凝土內壁半徑。 （）代入數據得： （滿足要求）錨桿間距e，i應滿足下列要求：， （） （滿足要求）此條件能保持錨桿有一定的實際的加固區(qū)厚度，并防止錨桿間的圍巖發(fā)生塌落，此外的合理選擇還應使噴層具有適當的厚度，這樣才能發(fā)揮噴層作用。 （滿足要求）按本法計算，錨桿有一個最佳長度，在這一長度時將使噴層受力最小。洞壁位移為：（3）錨桿的設計與計算為讓錨桿充分發(fā)揮作用，應使錨桿應力盡量接近錨桿的抗拉強度，并有一定的安全系數。設計時為了簡化計算，將隧道看成圓形洞室，根據隧道內輪廓和建筑限界，設m，m，m錨桿的間距m，m錨桿的直徑采用，m2彈性模量MPa，抗拉強度MPa，抗剪強度MPa，安全系數k=,噴層混凝土采用，,彈性模量MPa，所以m，有錨桿時的隧道位移m。： 錨桿內力及位移分布考慮錨桿上任意一點的位移為： （）當 （）當 （）當 （）當 （）式中：為錨桿最大軸力出的半徑，此處剪力為零。計算時，需要通過試算求出、及，并按下式求出洞壁位移： （）及錨桿拉力： （）全長粘結式錨桿通過砂漿對錨桿的剪力傳遞而使錨桿處于受拉狀態(tài)。 加錨區(qū)與非加錨區(qū)洞壁圍巖位移比較由Q即能算出，即： （）式中：e、i分別為錨桿的橫向和縱向間距。 隧道錨桿簡化分布計算圖平衡方程及塑性方程為： （） （）式中：、分別為加錨后的、值，一般可取=、由和錨桿抗剪力折算而得： （）由平衡方程及塑性方程兩式得： （）由 （）： （）令錨桿內端點的徑向應力為，并位于塑性區(qū)內，則彈塑性區(qū)內，則彈塑性界面上有： （）式中：為有錨桿時的塑性區(qū)的半徑。查得計算參數：kN/m3，m，S=4垂直均布壓力 式中q為垂直均布壓力（kN/m2），γ為圍巖重度（kN/m3）， h為坍落拱高度（m），按式取。將數據代入上述公式，得：。換算為作用在支護結構上的均布荷載為： （）作用在支護結構兩側的水平側壓力為： ， （）側壓力視為均布壓力時： （）埋深H小于或等于等效荷載高度時，荷載視為垂直均布荷載 查得計算參數：kN/m3 H=13垂直均布壓力 MPa 側向壓力MPa 圍巖計算摩擦角，取50176。得值后，代入式47可求得作用在HG面上的總垂直力： （）由于GC、HD與EG、EF相比往往較小，而且襯砌與土之間的摩擦角也不同，前面分析時按計，當中間土塊下滑時，由HF及EG面轉遞，考慮壓力稍大些對設計的結構也偏于安全，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，：。據正弦定理可得： （）：式中：側壓力系數；其他符號意義同前。側向壓力按均布荷載考慮時, （）式中：側向均布壓力（kN/m2）；圍巖計算摩擦角；隧道高度（m）。 m m ～ m,所以IV級圍巖為深埋。以B=5m為基準，B每增加1m時的圍巖壓力的增減率，當B5m時，取i=，當B5m時，取i=。在礦山法施工的條件下，ⅣⅥ級圍巖??；ⅠⅢ級圍巖??；所以取。 判斷隧道深、淺埋（1）V級圍巖深埋和淺埋的分界，按荷載等效高度值，并結合地質條件、施工方法等因素綜合判定。根據公路使用要求，隧道圍巖地質條件和施工條件，按照按照《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D702004）中襯砌結構設計規(guī)定，按新奧法原理設計，該公路隧道應采用復合式襯砌，即由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式，其中初期支護采用噴、錨、網、鋼架支護。第四章 隧道洞身初期支護設計 支護形式的選擇及參數確定由于該隧道為高速公路隧道，隧道洞口圍巖級別為Ⅳ，V級，隧道洞身圍巖為V、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ級圍巖，其中V、Ⅳ圍巖一般無自穩(wěn)能力成洞條件差易發(fā)生忠大塌方，Ⅲ級圍巖自穩(wěn)能力差成洞條件差，易誘發(fā)小塌方，Ⅱ級圍巖屬硬質巖穩(wěn)定性好，Ⅳ、Ⅴ級圍巖初期支護為主要承載結構和二次襯砌與之共同承載，按承載結構設計。（2）應力 （） （滿足要求） 洞口邊坡錨固設計根據工程類比法對洞口邊坡進行錨固處理，加固方案為錨桿、鋼網、噴射混凝土的復合式錨固，參數為：噴射的混凝土10cm。 墻身截面偏心矩及強度驗算（1）墻身偏心矩 （）式中： 計算截面以上各力對截面型心力矩的代數和；作用于截面以上垂直力之和。計算結果滿足要求。代入式（）得： （滿足要求） 抗滑動驗算對于水平基底，按如下公式驗算滑動穩(wěn)定性： （）式中： 滑動穩(wěn)定系數；作用于基底上的垂直力之和；墻后主動土壓力之和，?。籉—基底摩擦系數，取f=。m kN 抗傾覆驗算，擋土墻在荷載作用下應不致繞墻底腳O點產生傾覆時應滿足下式： （）式中： 傾覆穩(wěn)定系數，；全部垂直力對墻趾O點的穩(wěn)定力矩；全部水平力對墻趾O點的穩(wěn)定力矩。把數據代入各式，得：由三角函數關系可得：。代入數值可得： 故：。 洞門驗算 洞門土壓力計算根據《公路隧道設計規(guī)范》（JTG－2004）。（2）容許壓應力，重度。 洞門墻設計參數仰坡坡率計算摩擦角容重基底摩擦系數基底控制壓應力(Mpa)1：70251：60241：15020~1：43~4518~1：38~4017~ 洞門墻主要驗算規(guī)定墻身截面荷載效應值 ≤結構抗力效應值（按極限狀態(tài)算）墻身截面荷效應值 ≤結構抗力效應值(按極限狀態(tài)計算)墻身截面偏心距≤倍截面厚度滑動穩(wěn)定安全系數≥基底應力σ≤地基容許承載力傾覆穩(wěn)定安全系數≥基底偏心距巖石地基≤B/5～B/4；土質地基≤B/6 洞門結構設計計算 計算參數計算參數如下：（1）邊、仰坡坡度1：；（2）仰坡坡角，；（3）地層容重kN/m3（4）地層計算摩擦角；（5）；（6）基底控制應力。 驗算滿足條件采用擋墻式洞門時，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗算，并應驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。（4）松軟地基上的基礎，可采取加固基礎措施。；。（2）洞門墻應根據實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結合其他工程類比確定。根據洞門所處地段的地形地貌及工程地質條件，遵從“早進洞，晚出洞”的設計原則，并考慮洞門的實用、經濟、美觀等因素，因此本隧道使用端墻式洞門。 洞門的設計方案 洞門形式的選擇本隧道按分類玉皇隧道右線屬短隧道，基本服從于路線走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結構設計。風化強烈，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較差；出口段圍巖頂板較薄，開挖施工不當易坍塌，地表水易滲入洞。兩車道的100km/，詳圖見設計A3圖紙1。 隧道建筑限界 公路隧道建筑限界（單位：cm）玉皇隧道為單向雙車道，設計時速為100km/h，根據的有關規(guī)定：隧道建筑限界高度：H=；修道高度：m；車道寬度：m；左側向寬度：m；右側向寬度：m；左頂角寬度：m；右側向寬度：m；檢修道左側：m；檢修道右側：m；路面坡度：；隧道建筑限界凈寬：m。（5）隧道內輪廓設計隧道內輪廓設計除了應滿足隧道限界的規(guī)定外，還應滿足洞內路面、排水設施、裝飾的要求，并為通風、照