【正文】 1 綜上各個原則和要求，在隧道平面上確定出隧道的進出口洞口位置。隧道內(nèi)線路坡度可設(shè)置為單面坡或人字坡兩種。當采用較大縱坡時，必須對行車安全、通風設(shè)備和運營費用、施工效率的影響等作充分的技術(shù)經(jīng)濟綜合論證。 人字坡單坡圖 31 隧道縱坡形式 單坡多于線路緊坡地段或是展線的地區(qū)，因為單坡可以爭取高程，當隧道處于單坡上時，兩洞口的高差較大，由此產(chǎn)生的氣壓差和熱位差就能促進進洞的自然通風，在施工過程中，低位洞口有利挖掘廢 碴 的運出，運輸動力消費低，產(chǎn)生的廢氣少，水也自然的順坡道排出。較長的山嶺隧道內(nèi)采用雙向人字坡，短隧道采用單坡。縱坡變更的凸形豎曲線和凹形豎曲線的最小半徑和最小長度應符合《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG D70—2021），見表 31 設(shè)計時速為 60km/h 隧道內(nèi)豎曲線最小半徑和最小長度。 圖 32 隧道縱坡 凸形豎曲線半徑 凹形豎曲線半徑 豎曲線長度 一般值 極限值 一般值 極限值 4500 3000 3000 2021 70 13 第 4 章 隧道結(jié)構(gòu)橫斷面 隧道斷面形狀設(shè)計時需考慮的因素 （ 1） 隧道的內(nèi)輪廓必須符合隧道建筑限界，結(jié)構(gòu)的任何部位都不應侵入限界以內(nèi)。 （ 2） 采用的施工方法能確保斷面形狀及尺寸有利于隧道的穩(wěn)定。因此，內(nèi)輪廓線一般緊貼限界。 （ 4） 結(jié)構(gòu)的軸線應盡可能符合在荷載作用下所決定的壓力線。 隧道建筑限界 隧道建筑限界的定義 隧道建筑限界，即為保證行車安全的所必須提供的最小界限，在隧 道筑限 界內(nèi)，不得有任何部件侵入，公路隧道建筑限界，如圖 41 所示 。 一般規(guī)定 （ 1） 隧道建筑限界高度， 二 級公路取 。 （ 3） 隧道路面橫坡一般可采用 %~%。 各參數(shù)取值最小寬度應符合表 41。由表 41知，隧道不設(shè)余寬。 圖 42 龍頭嶺隧道建筑限界圖（單位： m） 公路隧道橫斷面內(nèi)輪廓 我國公路隧道建設(shè)規(guī)模擴大，各地在設(shè)計隧道橫斷面時標準不統(tǒng)一，隧道輪廓有采用圓形襯砌斷面、直墻式襯砌斷面及曲墻式襯砌斷面。 我2.505.007. 00 0. 500. 501. 00 1. 000. 504.000. 5016 采用了曲墻式襯砌斷面作隧道的橫斷面形式。 圖 43 兩車道 三心圓 內(nèi)輪廓示意圖 17 第 5 章 二次襯砌內(nèi)力計算 基本資料 龍頭嶺公路隧道，圍巖級別分別為： Ⅲ 級，容重 γ = 25kN/m3； Ⅳ 級，容重 γ = 23kN/m3； Ⅴ 級，容重為 γ = 20kN/m3 。 荷載確定 根據(jù)公式， 深埋隧道 圍巖豎向均布壓力 : q = 2s?1γω 式中 : s ——圍巖等級 γ ——圍巖容重 ω ——跨度影響系數(shù)， ω = 1 +i(B ?5) B ——隧道寬度（ m） i ——B 每增減 1m 時的圍巖壓力增減率，以 B=5m 的圍巖垂直均布壓力為準，當 B5m 時，取 i =； B5m 時，取 i =。 表 51 圍巖水平均布壓力 圍巖級別 Ⅰ 、 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 水平均布壓力 e 0 (～ )q (～ )q (～ )q 注：應用上式 及表 51 時，必須同時具備下列條件： (1)H/B， H 為隧道開挖高度（ m）， B 為隧道開挖寬度（ m）。 q =γH e = γ(H + 12Hi)tan2(45176。 。按荷載等效高度的判斷公式為 HP = (2~)hq 式中： HP——淺埋隧道分界深度（ m） hq ——荷載等效高度（ m），按下式計算 hq = Qγ Q ——計 算出的深埋隧道垂直均布壓力（ KN m2? ） ——圍巖重度（ KN m3? ） 在新 奧 法施工條件下： I～ Ⅵ 級圍巖取 HP = 2hq Ⅳ ～ Ⅵ 級圍巖取 HP = 現(xiàn)根據(jù)以上隧道埋深公式計算各參數(shù)，其值見表 52。 各類圍巖垂直壓力及水平壓力的計算 類圍巖 Ⅲ 類圍巖在里程 K3+120~K3+350 段，隧道 III 類圍巖屬于深埋隧道，它的垂直均布壓力 計算 得： q = KN m2? 它的水平均布壓力按表 52 的規(guī)定，可知其水平均布壓力 e： e q = KN m2? 類圍巖 IV 類圍巖在里程 K3+10~K3+120 和 K3+350~K3+475 段，隧道 IV 類圍巖屬于深埋隧道 ，它的垂直均布壓力用計算 得 ： q = KN m2? 它的水平均布壓力按表 52 的規(guī)定，可知其水平均布壓力 e： e q = m2? 類圍巖 V 類圍巖在里程 K2+925~K3+10 和 K3+475~K3+580 段，隧道 V 類圍巖屬于淺埋隧道 ，它的垂直均布壓力計算 得 ： q = KN m2? 它的水平均布壓力 用 上式計算 ，可知其水平均布壓力 e： e = 20 ( +12 5) tan2 (45176。2 ) = m2? 軟件介紹 軟件簡介 同濟曙光公路隧道設(shè)計與分析軟件，結(jié)合公路隧道 2021 設(shè)計規(guī)范，包括了分離式和連拱隧道所有斷面形式，界面友好，所有參數(shù)均按照 2021 規(guī)范選擇，用戶只需移動鼠標就可以得到想要的計算參數(shù)。同時還可以對初期支護進行 驗 算，方便靈活。出現(xiàn)一般公路隧道對話框，根據(jù)設(shè)計行車速度 60kN h? ，將相應的技術(shù)指標輸入，如下圖 51 所示。 圖 52 隧道襯砌橫斷面輸入 21 （ 3） 進入界面后根據(jù)規(guī)范和軟件推薦數(shù)值，將其輸入，具體見圖 53 所示，點擊計算出現(xiàn)如下結(jié)果，接著點擊生成隧道襯砌斷面圖見圖 43。 圖 54 材料添加 22 （ 5）接著打開公路隧道設(shè)計向?qū)?，點擊生成網(wǎng)格，接著進行 結(jié)構(gòu)分布荷載，添加靜水壓力，添加徑向分布荷載，進行計算參數(shù)。 表 53 隧道內(nèi)力和位移值 結(jié) 點編 號 X 坐標 Y 坐標 軸力 (kN) 剪力 (kN) 彎矩 (kN/m) 位移 (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 23 續(xù)表 53 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 24 續(xù)表 53 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 軸力最大的結(jié)點 17，軸力 ，剪力 ，彎矩 ，位移。位移最大的結(jié)點 29，軸力 ，剪力 ，彎矩 ，位移 。 表 54 隧道配筋和配筋率 結(jié)點編號 X 坐標 Y 坐標 受拉鋼筋 截面積計 算值 (mm2) 計算配筋率 1 2 3 4 5 6 7 25 續(xù) 表 54 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 26 續(xù) 表 54 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 配筋率最大的結(jié)點 37，受拉鋼筋截面積 ，計算配筋率 。目前我國公路隧道設(shè)29 計規(guī)范規(guī)定，隧道襯砌和明洞按破壞階段檢算構(gòu)建截面強度，根據(jù)混凝土和石砌材料的極限強度，計算偏心受壓構(gòu)件的極限承載能力，與構(gòu)件實際內(nèi)力相比較，計算截面的抗壓（或抗拉）強度安全系數(shù) K。 襯砌的任一截面均應滿足安全系數(shù)要求，否則必須修改襯砌形狀和尺寸，重新計算，直到滿足要求為止。 從抗裂角度要求，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件，當 e0 ?? 時 ，按抗拉強度控制承載能力，并用下式 計算 ： KN ≤ φ d ?1 式中： R1——抗拉極限 強度 由前面計算可知軸力最大的結(jié)點 24，軸力 ，剪力 ，彎矩 ，位移 。彎矩最大的結(jié)點 45，軸力 ，剪力 ，彎矩 ，位移 。 17 有 ?? = = ?? ?? = ?? ?? = 1 ? ???? = K = αRabdN = (規(guī)范規(guī)定值 ) 45 有 ?? = = ?? ?? = ?? ?? = 1 ? ???? = K = αRabdN = (規(guī)范規(guī)定值 ) 其他各截面偏心距均小于 。應考慮避開滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)地段。 （ 3） 為使洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力條件較好，應使隧道中線與地形等高線正交，正交洞口的邊、仰坡開挖較小而且均衡。 洞門選擇 隧道洞門形式的選擇和隧道洞口的地形，地質(zhì)條件以及隧道照明需要有關(guān)，洞門附近圍巖一般比較松碎松軟，所以應根據(jù)實際情況，選擇合適的洞門形式，并對邊仰坡進行適當護坡。山嶺隧道常用的洞門形式主要有端墻式、翼墻式、臺階式、柱式、 削竹式和喇叭口式。 表 61 隧道洞門的形式與特征 項目 端墻式 翼墻式 臺階式 柱式 削竹式 喇叭口式 適用的圍巖條件 軸線與坡面基本正交，邊仰 坡 坡 率 為1:～ 1: 邊、仰坡坡率為 1： ～1： 邊、仰坡坡率為 1： ～ 1： 邊、仰坡坡率為 1： ～ 1： 洞門周圍地形平緩 地形、地質(zhì)條件較好，洞口周圍開闊；積雪地帶易吹入雪 32 續(xù)表 61 特征 易于施工 抗滑、抗傾覆性能較好 可減少靠山側(cè)仰坡 開挖高度，一般與偏壓襯砌配合使用 洞口受地形限制，無法布置翼墻式洞門 模型板、配筋較費事，耗資大