【正文】 噴混凝土之前，先用高壓風(fēng)對(duì)受噴面進(jìn)行沖洗，清理干凈受噴面的浮土和松散結(jié)構(gòu)。 ④ 人工配合挖掘機(jī)按照審計(jì)坡度、尺寸進(jìn)行洞門及明洞土方開(kāi)挖。 ② 洞口土石方開(kāi)挖前，施工洞頂截水溝，攔截地表水。地質(zhì)條 件為第四系坡積粉質(zhì)粘土，采用明挖法施工。 開(kāi)挖方法和工序 明挖法 洞口段施工應(yīng)按照 ‖早進(jìn)晚出 ‖的原則優(yōu)化方案。 盧家山二號(hào)隧道進(jìn)口里程 DK136+155，出口里程 DK136+371，全長(zhǎng) 216m。) 錨桿 設(shè)置部位 拱墻 拱墻 長(zhǎng)度 間距 (m) (環(huán) 鋼筋網(wǎng) 設(shè) 網(wǎng)格間 置 規(guī) 鋼架 二次襯砌 預(yù)留 仰拱 /底板 (cm) 變形量 (cm) 部位厚度 (cm） 全環(huán) /15 全環(huán) /25 間距 (m) 拱墻 (cm) (m) 縱 ) 距 (cm) 部 位 2525 拱部 拱墻 格 Ⅲ 1 — — (拱墻 ) (全環(huán) ) 40 55/ 5 Ⅳ 1 2020 格柵 45﹡ 55﹡ 8 Ⅴ 全環(huán) /28 拱墻 2020 拱墻 格柵 50﹡ 60﹡ 10 注： ① 表中帶﹡者為鋼筋混凝土； ② 所有仰拱噴射混凝土中均摻加合成纖維； ③ 噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25，素混凝土等級(jí)為 C25，鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。 配筋圖見(jiàn)附圖 本隧道結(jié)構(gòu)形式以及支護(hù)參數(shù)的選取采用了工 程類比的方法。 表 310 V級(jí)圍巖配筋檢算表 節(jié)點(diǎn)號(hào) 1 54 67 受壓區(qū)高度 X (m) 計(jì)算彎矩（ N （ 2） V級(jí)圍巖配筋 根據(jù)規(guī)范要求受壓構(gòu)件全部縱向配筋最小配筋率可知，全部縱向鋼筋面積不應(yīng)小于 %bh=1000mm2。m） 250560 234820 138690 配筋后的安全系數(shù) 經(jīng)檢算，以上配筋量對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。采用對(duì)稱配筋，取每側(cè) 4根 鋼筋，則單側(cè)的縱向鋼筋面積 As=As’ =1256mm2,保護(hù)層厚度取 40mm，縱向鋼筋采用 Φ10250，箍筋采用 φ8當(dāng) Kx≥ K 時(shí)，則可以認(rèn)為是安全的，不用進(jìn)行配筋驗(yàn)算，可以按最小配筋率配筋，否則需要驗(yàn)算配筋。 ④ 鋼筋混凝土矩形截面的小偏心受壓構(gòu)件（ x），其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：。 如計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí)，則混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)大于等于 2a’ ,如不符合，應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 N——軸向力（ MN） 。 對(duì)混凝土矩形構(gòu)件，按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的安全系數(shù)及材料強(qiáng)度數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng) 時(shí)，由抗壓強(qiáng)度控制承載力，不必檢算抗裂；當(dāng) e 0 時(shí)，由抗拉強(qiáng)度控制承載力，不必檢算抗壓。 ① 混凝土和砌體矩形截面中心及偏心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算： 式中 K——安全系數(shù)； N——軸向力（ MN）； Ra——混凝土或砌體的抗壓極限強(qiáng)度（ MPa）； —— 構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對(duì)于隧道襯砌，明洞拱圈及墻背回填緊密的邊墻， 11 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 可取 ，對(duì)于其他構(gòu)件，應(yīng)按長(zhǎng)細(xì)比查得； ——軸向偏心力影響系數(shù)，其值查《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》可得； h——截面的厚度（ m）； b——截面的寬度 (m)。 8 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 32 IV級(jí)圍巖襯砌軸力圖 圖 33 IV級(jí)圍巖襯砌彎矩圖 9 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 表 34 Ⅳ 級(jí)圍巖襯砌 部分節(jié)點(diǎn)內(nèi)力 節(jié)點(diǎn)號(hào) 1 22 65 節(jié)點(diǎn)位置 拱頂 拱肩 墻腳 軸力 (N) 1768000 2295600 1260200 彎矩 (N*m) 250560 234820 138690 （ 2）里程 DK136+342至 DK136+371 該段為 V級(jí)圍巖，淺埋，選取里程 DK136+342處橫截面計(jì)算，以下是采用 ansys有限元軟件得到的軸力圖和彎矩圖。 7 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 表 33 襯砌及圍巖計(jì)算參數(shù) 結(jié)構(gòu)及圍巖 容重 (kN/m179。 圍巖抗力采用彈簧單元模擬，彈簧施加范圍及數(shù)量根據(jù)試算中結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，圍巖彈性抗力系數(shù)按規(guī)范選值，僅當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生朝向圍巖方向的位移時(shí)添加彈簧單元。 5)]= 令 Hp==17m h=Hp，按淺埋計(jì)算 選取 DK136+250里程處斷面， h=，選取， ， ， 圍巖豎向壓力： = 水平方向壓力： B 6 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 按梯形分布 (3)里程 DK136+250至里程 DK136+342為 III級(jí)圍巖，長(zhǎng) 92m，最小埋深 ，最大埋深 5)]= Hp=（ 2~） hq= ~ 所以按深埋計(jì)算：取 圍巖豎向壓力： 圍巖水平壓力： (4)里程 DK136+342至 DK136+371為 V級(jí)圍巖，長(zhǎng) 29m，最大埋深 17m 5)]= h，選取 選取 DK136+342里程處截面， h=17m ， ， =3 圍巖豎向壓力： r ( B 圍巖水平壓力： 按梯形分布 e1 在 IV、 V級(jí)圍巖段，二次襯砌按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算采用荷載 —結(jié)構(gòu)模型，采用有限元 ANSYS進(jìn)行模擬。 5)]= hhq,所以按超淺埋計(jì)算。 表 32 各級(jí)圍巖的 及 值 圍巖級(jí)別 Ⅲ ～ Ⅳ （ ～ ） Ⅴ （ ～ ） Ⅵ （ ～ ） ～ ～ ～ 5 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 求圍巖水平 松動(dòng)壓力 若水平壓力按梯形分布，則作用在隧道頂部和底部的水平壓力可直接寫為 為側(cè)壓力系數(shù)，可由式 31計(jì)算 若水平壓力均布，則 盧家山二號(hào)隧道，進(jìn)口里程 DK136+155，出口里程 DK136+371，隧道全長(zhǎng) 216m。 表 31 水平均布松動(dòng)壓力 圍巖級(jí)別 均布?jí)毫? III IV (~)q V (~)q (3)當(dāng)隧道為淺埋時(shí)，分兩種情況 ① 我國(guó)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 推薦，當(dāng)隧道埋深 h小于或等于等效荷載高度 hq時(shí)（即 h＜ hq 時(shí)），圍巖垂直均布?jí)毫? 式中 ——圍巖容重； h——隧道埋置深度。 （ 2）當(dāng)隧道為深埋時(shí)，采用我國(guó)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的單線、雙線、及多線鐵路隧道按破壞階段設(shè)計(jì)時(shí)垂直壓力公式 式中 hq——等效荷載高度值； S——圍巖級(jí)別，如 III 級(jí)圍巖 S=3； ——圍巖的容重； w——寬 度影響系數(shù)，其值為 w=1+i(B5） 4 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 其中 B——坑道寬度（ m）； i——B每增加一米，圍巖壓力的增減率（以 B=5m為基準(zhǔn)），當(dāng) B5 時(shí) 取 i=， B5m，取 i=。這種方法又叫作 ―荷載 結(jié)構(gòu) ‖法，這種方法是將支護(hù)和圍巖分開(kāi)考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載主體， 地層對(duì)結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在地下結(jié)構(gòu)上的荷載，以計(jì)算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的 ——等效荷載高度值 系數(shù) 2～ ，而在叫堅(jiān)硬圍巖中去低限。 3 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3章 結(jié)構(gòu)計(jì)算 根據(jù)隧道地質(zhì)情況，運(yùn)用工程類比法確定本隧道所有圍巖段均采用復(fù)合式襯砌，襯砌結(jié)構(gòu)必須滿足運(yùn)營(yíng)安全要求、防水要求和美觀要求。 盧家山二號(hào)隧道全程地質(zhì)較單一，為第四系殘積粉質(zhì)粘土、黃褐色、硬塑、厚度 ～ 1m，侏羅系上統(tǒng)白大畈組凝灰?guī)r，紫灰色，全風(fēng)化～弱風(fēng)化，地下水不發(fā)育。 (4)設(shè)計(jì)具體的施工工藝，包括開(kāi)挖、出碴、初支、二襯、防水工程、量測(cè)及其它相關(guān)施工工藝，繪制相應(yīng)的施工工法步序圖，防水結(jié)構(gòu)圖， 監(jiān)測(cè)布置圖以及其它必要附圖。 (2)按工程類比法確定不同的圍巖級(jí)別條件下隧道的初支結(jié)構(gòu)及形式。地質(zhì)雷達(dá)對(duì)隧底、邊墻、隧頂外圍巖的不良地質(zhì)探測(cè)效果最好，在超前平行導(dǎo) 坑中應(yīng)用可對(duì)正洞起到超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的作用。目前應(yīng)用較廣的有 TSP超前預(yù)報(bào)，和地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的儀器設(shè)備也更加精密。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外鐵路隧道施工機(jī)械的發(fā)展正朝著高速、高精的數(shù)控技術(shù)發(fā)展。在選擇開(kāi)挖方法時(shí)，一方面要考慮隧道圍巖地質(zhì)條件，一方面要考慮坑道范圍內(nèi)巖石的堅(jiān)硬程度。斷面開(kāi)挖方法的選擇要注重開(kāi)挖方法的多樣性。新奧法施工原則可以歸納為充分保護(hù)，并利用圍巖的自承能力；施工要點(diǎn)為控制爆破、錨桿支護(hù)和施