1、 炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计摘要本设计为炎陵至汝城高速公路 7 号隧道设计，由左右分离的两座隧道组成，左右洞间距约 30m。左线隧道长度 1430m，右线隧道长度为 1440m。本隧道属长隧道，最大埋深约 135m。该隧道工程的设计内容由九大部分组成。第一部分为工程概述，主要介绍隧道区的地形、地质条件，以及各类围岩的物理力学指标；设计依据及标准；第二部总体设计，根据规范的要求和标准确定隧道横断面的形式；第三部分对隧道洞门进行设计，包括对洞门的几何尺寸的确定、抗滑、抗倾、以及墙身截面应力的验算；第四部分为衬砌设计与内力计算、洞身配筋计算，根据隧道
2、的结构受力分析对隧道进行配筋等计算；第五部分为隧道路面设计；第六部分为隧道附属设施设计，包括排水等。第七部分为施工组织设计，具体解释说明施工工艺，此外还有量测以及辅助施工设计。关键词：新奥法；锚喷支护；复合式衬砌全套图纸加 153893706炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计THE PRIMARY DESIGN OF YANLING TO RUCHENG EXPRESS HIGHWAY OF NO.7 TUNNELAbstractIt is the design of the construction of the Yanling to Rucheng express highway NO
3、.7 tunnel.The tunnel is made up of two tunnel,around the hole spacing is about 30 meter.The length of left is 1430 meter and the right is 1440 meter.This tunnel is a long tunnel,the maximum depth of about 135 meter.The design is made up of 9 parts. The first part is concerning the outline of the pro
4、ject, mainly introducing the terrain, the geology condition of the tunnel area, together with physical mechanics index and stardard of each level of adjacent formation.The second introduces the design of the cross section shape of the tunnel on the basis of the rule.The third part refers to the door
5、 of tunnel, including determination of the measurement of the parnal as well as examination of anti-slide and anti-tilt The forth part is composed of design of lining work design and structure,which is based on the analysis of its inner force. The fifth part is road with tunnel excavation. The sixth
6、 part is the design of tunnel side chapel establishment include drainage ,lighting and fire control.The last part is about the design of construction organization, demonstrating the technological process in detail.furthermore tunnel measurement and auxiliary constructionKey words: New Austrian Tunne
7、ling Method; Supports and Protections with Anchor Rod and Spurting 炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计Concrete;combined liner目 录第一章 工程概述.11.1 工程地质条件.11.1.1 地形地貌.11.1.2 地层岩性.11.1.3 区域地质构造.21.1.4 地震情况.21.1.5 水文地质条件.21.1.6 隧道围岩分类.21.1.7 围岩物理力学性质指标.31.2 工程地质评价.41.3 隧道设计说明设计标准及遵循规范.4第二章 隧道总体设计.52.1 设计规定与设计原则.52.1.1 设计规定
8、.52.1.2 设计原则.52.2 隧道横断面设计.52.3 隧道建筑限界设计.62.4 隧道衬砌内轮廓设计.7炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第三章 洞门设计.83.1 洞口地质条件.83.2 洞门的设计方案.83.2.1 洞门形式的选择.83.2.2 洞门构造要求.83.2.3 验算满足条件.83.3 洞门结构设计计算.93.3.1 计算参数.93.3.2 建筑材料的容重和容许应力.93.3.3 洞门各部尺寸拟定.103.4 端墙验算.103.4.1 洞门土压力计算.103.4.2 抗倾覆验算.123.4.3 抗滑动验算.133.4.4 基底合力偏心矩验算.133.4.5 墙身截面偏
9、心矩及强度验算.133.5 翼墙验算.143.5.1 抗倾覆验算.143.5.2 抗滑动验算.153.5.3 基底合力偏心矩验算.153.5.4 墙身截面偏心矩及强度验算.153.6 洞口边坡锚固设计.15第四章 隧道洞身初期支护设计.164.1 支护形式的选择及参数确定.164.2.1 隧道的宽度 tB与高度 tH确定 .164.2.2 判断隧道深、浅埋.164.2.3 隧道围岩压力计算.174.3 二次衬砌计算.214.3.1 级围岩二衬受力计算21炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计4.3.2 级围岩二衬受力计算29第五章 路面设计.365.1 混凝土板.365.2 接缝设计.36第六
10、章 隧道防排水设计.386.1 隧道防排水的规定.386.1.1 高速公路隧道防排水规定.386.1.2 隧道内排水规定.386.1.3 路面结构底部排水设施规定.386.1.4 隧道衬砌外排水设施规定.396.2 隧道防水的总体布置.396.3 洞门截排水设计.396.4 洞顶截水天沟设计.396.5 隧道复合式衬砌防水设计.406.6 洞内防排水设计.406.7 变形缝和施工缝处理.416.8 洞内外排水衔接.416.9 治水过程中的环境问题.41第七章 隧道照明及通风设计（专题）.437.1 隧道通风以及照明的要求.437.2 通风设计.457.2.1 通风方式457.2.2 污染空气的
11、稀释标准457.2.3 需风量457.2.4 通风计算497.3 照明设计.537.3.1 照明布置537.3.2 照明计算547.4 防火.55炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计7.5 供电.55第八章 隧道的监控量测.578.1 监控量测的目的.588.2 监控量测的内容和方法.588.3 数据整理.70第九章 施工组织设计.589.1 施工组织.589.1 施工方法.599.3 辅助施工.60参考文献.61炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 1 页 共 61 页第一章 工程概述1.1 工程地质条件1.1.1 地形地貌隧道为越岭隧道，由左右分离的两座隧道组成，左右洞间距约 30m
12、。其中，左线隧道炎陵端洞门桩号为 ZK82+345，汝城端洞门桩号 ZK83+775，隧道长度 1430m，右线隧道炎陵端洞门桩号为 YK82+355，汝城端洞门桩号为 YK83+795，隧道长度为1440m。本隧道属长隧道，最大埋深约 135m。 1.1.2 地层岩性根据勘探及野外调查成果，勘察区地层为第四系残坡积层和震旦系下统江口组砂质板岩。 第四系全新统（Qh）（1）种植土：黄褐色，松软，成分主要为黏性土，夹碎石，厚 00.50m ，主要分布于斜坡表层。（2）粉质粘土：褐黄色，硬塑状，厚度 07.20m ，主要分布于斜坡上。震旦系下统（Z a）（3）砂质板岩：中厚层状，其中：强风化层，陡
13、倾角近直立裂隙发育，裂隙面上附褐色、褐红色浸染物，上部褐红色、灰黄色，岩质软弱，岩石破碎，厚约1516m，下部黄灰色夹灰黄色，岩质较软弱，岩石破碎，厚约 1012m ；中风化层，岩质坚硬，陡倾角近直立裂隙较发育，上部裂隙面上附褐色浸染物，下部裂隙面一般较新鲜，岩石较完整，厚度大。该层主要分布在隧道ZK82+345ZK82+920、YK82+355 YK82+960。（4）变质砂岩：中厚层状，其中：全风化层，褐黄色，风化呈硬土状，厚约04.5m；强风化层，陡倾角近直立裂隙发育，裂隙面上附褐色、褐红色浸染物，上部褐红色、灰黄色，岩质软弱，岩石破碎，厚约 2026m ，下部黄灰色夹灰黄色，岩质较软弱
14、，岩石破碎，厚约 1012m；中风化层，岩质坚硬，陡倾角近直立裂隙较发育，上部裂隙面上附褐色浸染物，下部裂隙面一般较新鲜，岩石较完整，厚炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 2 页 共 61 页度大。该层主要分布在隧道 ZK82+920ZK83+775、YK82+960 YK83+795。1.1.3 区域地质构造根据根据 1：20 万区域地质调查报告和区域地质图及本次勘察成果分析，隧道区未发现明显的不良地质构造。根据野外调查，本隧道岩层产状变化不大，产状为 1401602535。岩层中节理一般较发育，隧道区发育的节理主要有三组：其产状分别为 5306585、2102455575、28531
15、57585。节理间距一般为 0.20.4m。1.1.4 地震情况根据国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图 （GB 183062001） ，场地内的地震动峰值加速度为不超过 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，对应地震基本烈度小于度。隧道场地地形起伏较大，应考虑地形对地震动参数的放大作用。1.1.5 水文地质条件勘察区内的地下水按其赋存的介质可划分为基岩裂隙水。隧址区基岩主要为砂质板岩、变质砂岩，均为弱含水层。但隧道区节理裂隙较发育，且强风化层及上部中风化岩节理裂隙多为张开状，透水性较好。1.1.6 隧道围岩分类勘察区内地表水主要为大气降水补给，隧道基本在基岩中穿过，地下水的
16、迳流均在节理裂隙中进行。级围岩主要为强风化岩，节理裂隙发育，且呈张开状，隧道开挖过程中会产生小股状涌水；级围岩主要为中风化岩，节理裂隙较发育，且呈张开状，隧道开挖过程中会产生线状滴水；级围岩主要为中风化岩，节理裂隙较发育，但多呈闭合状，隧道开挖过程中会产生浸润状渗水。 隧道所在地区封山多年，农田稀少，受污染的概率较低。据隧道区附近建筑物的调查，推测隧道区地表水及地下水对混凝土均无侵蚀性。炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 3 页 共 61 页1.1.7 围岩物理力学性质指标根据野外调查及室内试验结果，依据有关规范规程，综合考虑各种因素后，建议设计时使用如下参数，见表 1-1表 1-1 各
17、级围岩主要物理力学指标表围岩级别物理力学指标 密度 （10 3kg/m3） 2.02.1 2.32.4 2.402.50弹性抗力系数 K （MPa/m） 100120 450500 700 800弹性模量(静态) E （GPa） 12 810 1215泊松比 0.350.40 0.250.35 0.250.30计算内摩擦角 3035 4550 5055容许承载力 。 （kPa） 300450 25003000 30004000饱和抗压强度 Rb （MPa ） 2030 3040摩擦系数 f（圬工与围岩） 0.300.40 0.50 0.501.2 工程地质评价隧道进出口开挖深度不大，支护不及时
18、可能导致地面塌陷，选择合理的防护措施可避免对自然边坡的破坏。洞身在基岩中通过，浅埋段支护不及时时，会产生地面塌陷等地质灾害。洞身围岩绝大部分为弱透水层，做好防水措施，隧道开挖及运营过程中应当不会产生疏干地表水等危害。总的来说，隧道建设对地质环境影响比较轻微。但是，隧道区为剥蚀低山丘陵地貌，地质环境脆弱，在设计和施工时，应给予高度重视。1.3 隧道设计说明设计标准及遵循规范本次勘察执行了公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98 ）第 6.4.1 条及公路隧道设计规范 （JTG D702004）中第 3.1.1、3.1.3 等强制性条文的规定。炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 4 页 共
19、 61 页第二章 隧道总体设计2.1 设计的规定与原则2.1.1 设计规定隧道设计应满足公路交通规划的要求，其建筑限界、断面净空、隧道主体结构以及通风、照明等设施，应按公路工程技术标准进行设计。当近期交通量不大时，可采取一次设计分期修建。2.1.2 设计原则（1）在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上，综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。（2）地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避免不良地质地段；长隧道的位置亦尽可能避开不良地质地段，并与隧道的走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。（3）根据公路等级和设计速度的确定车道数和建筑限界。在
20、满足隧道功能和结构良好的情况下，确定经济合理的断面内轮廓。 （4）隧道内外平、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。（5）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等要点设施的设置规模。必要时特长隧道应做防火专项设计。（6）应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求，对隧道内外排水系统、消防结合系统、辅助通道、弃渣处理、管道设施、交通工程措施、环境保护等作综合考虑。（7）当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。2.2 隧道横断面设计隧道横断面设计原则如下所示：（1）隧道限界高度炎陵至汝城高速公路 7 号隧
21、道初步设计第 5 页 共 61 页高速公路、一级公路、二级公路取 5m；三、四级公路取 4.5m。（2）余宽设置当设置检修道和人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm 的余宽。（3）隧道路面横坡当隧道为单向交通时，应取单面坡，当隧道为双向交通时，可取双面坡，坡度应根据隧道的长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采用 1.5%2.0%。当路面采用单面坡时，建筑限界底边线应与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处。（4）隧道内轮廓设计隧道内轮廓设计除了应满足隧道限界的规定外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的要求，并为通风、照明、消防、监控管理等设
22、施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全经济、合理的原则。（5）公路隧道的建筑限界公路隧道的建筑限界，不仅要提供汽车行驶的空间，还要考虑汽车行驶的安全、快捷、舒适和防灾，因此要求设计中应充分研究各种车道的与公路设施之间所处的空间关系，任何部件（包括通风、照明、安全、监控和内装饰等附属设施）均不得侵入隧道建筑限界之内。2.3 隧道建筑限界设计根据公路隧道设计规范的相关规定，本隧道为高速公路隧道，设计时速为180km/h，所以，其建筑界限如图 2.1 所示：图 2.1 公路隧道建筑限界（单位：cm）炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 6 页
23、共 61 页隧道为单向双车道，设计时速为 100km/h，如上图 2.1，根据的有关规定：隧道建筑限界高度：H=5.0m ；车道宽度： m；修道高度： m；右侧向宽度：23.75w0.4hm；左侧向宽度： m；右侧向宽度： m；左顶角宽度：1.0RL0.5L 1.REm；检修道右侧： m；检修道左侧： m；路面坡度：5EJ75J；隧道建筑限界净宽： m。 %2i 1.2.4 隧道衬砌内轮廓设计根据公路隧道设计规范 （JTG D70-2004）规定有：隧道的内轮廓拱部为单心半圆半径为 =570cm，侧墙为大半径圆弧半径为1r=820cm，仰拱与侧墙间用一个小半径圆弧连接半径为 =100cm，仰拱
24、圆弧的半径为2r 3r=1500cm，两车道的 100km/h，具体如图 2.2 所示：4图 2.2 隧道内轮廓图炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 7 页 共 61 页第三章 洞门设计3.1 洞口地质条件隧道进出口开挖深度不大，支护不及时可能导致地面塌陷。洞身在基岩中通过，浅埋段支护不及时时，会产生地面塌陷等地质灾害。左右洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，但两洞外轮廓线均位于沟壁附近。洞口附近覆盖层厚度较小，可见全强风化基岩出露，岩体破碎。3.2 洞门的设计方案3.2.1 洞门形式的选择本隧道按分类属于长隧道，根据洞口地质条件，本隧道采用翼墙式洞门。3.2.2 洞门构造要求按公路隧道
25、设计规范 （JTG-2004） ，洞门构造要求有以下几点：（1）洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔；洞门墙的厚度可按计算或结合其他工程类比确定。（2）洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于 1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于 1.0m，洞门墙顶高出仰坡脚不小于 0.5m。（3）洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地基及地形条件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定。基底埋入土质地基的深度不小于 1.0m，嵌入岩石地基的深度不小于0.5m；基底标高应在最大冻结线以下不小于 0.25m。基底埋置深度应大于墙边各种沟、槽基底的埋置深度。（4）松软地基上的基础，可采
26、取加固基础措施。洞门结构应满足抗震要求。3.2.3 验算满足条件采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。验算时应符合表 3.1 和表 3.2（公路隧道设计规范JTG2004）的规定，并应符合公路路基设计规范 、 公路砖石及混凝土桥涵设计规炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 8 页 共 61 页范 、 公路桥涵地基与基础设计规范的有关规定。表 3-1 洞门墙设计参数仰坡坡率计算摩擦角 )(容重 3(kN/m)基底摩擦系数 f基底控制压应力(Mpa)1： 0.5 70 25 0.60 0.801： 0.7560 24 0.50 0.601
27、：1 50 20 0.40 0.400.351： 1.254345 18 0.40 0.300.251： 1.5 3840 17 0.350.40 0.25表 3-2 洞门墙主要验算规定墙身截面荷载效应值 Sd结构抗力效应值 （按极限状态算）R墙身截面荷效应值 Sd结构抗力效应值 (按极限状态计算)Rd墙身截面偏心距 e 倍截面厚度3.0滑动稳定安全系数 cK 3.1基底应力地基容许承载力倾覆稳定安全系数 0 6.基底偏心距 e岩石地基B/5B/4；土质地基B/6- -3.3 洞门结构设计计算3.3.1 计算参数计算参数如下：（1）边、仰坡坡度 1：1.0；（2）翼墙斜度 1:0.75（3）地
28、层容重 =20kN/m3（4）地层计算摩擦角 =50；（5）基底摩擦系数 f=0.40；炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 9 页 共 61 页（6）基底控制应力 =0.40MPa3.3.2 建筑材料的容重和容许应力1、端墙的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为 MU100，水泥砂浆的强度等级为 M10。2、容许压应力 ，重度 。a2.MP3t2kN/m3.3.3 洞门各部尺寸拟定根据公路隧道设计规范 （GTJ-2004） ，结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门端墙高度：端墙高度 11m，其中基底埋入地基的深度为 1.0m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为 a=1m，洞门墙顶高
29、出仰坡坡脚 1m，端墙厚度 2.3m，翼墙厚度1.0m，翼墙长度 5m。3.4 端墙验算3.4.1 洞门土压力计算根据公路隧道设计规范 （JTG2004） ，洞门土压力计算图示具体如图 3.1 所示：图 3.1 洞门土压力计算图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 10 页 共 61 页2 2tantan(1ta)(tna)(tna)(1tna)t 1式中：围岩计算摩擦角 ；洞门后仰坡坡角；洞门墙面倾角。带入数据：tan =1.19tan =1tan =0.1=0.588221.90.(1.9)(.1.90)(1.)tan故：=arctan0.58830根据
30、公路隧道设计规范 （JTG2004） ，土压力为：201()EHhb(tant1tan)()tth式中： 土压力 ；E()kN侧压力系数；墙背土体破裂角；地层重度 ；3(/)km洞门墙计算条带宽度 ，取 b=1m；b(土压力计算模式不确定系数，可取 。 0.6把数据代入各式，得：炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 11 页 共 61 页=0.188(0.58.1)(0.)tan358=2.039h由三角函数关系可得： =1/(1-0.1)=1.1110/(cotan)h洞门土压力 ：E20H()1b=137.6512.81.(.0391.)0.63.4.2 抗倾覆验算端墙计算简图如图 3
31、.2 所示，挡土墙在荷载作用下应不致绕墙底脚 O 点产生倾覆时应满足下式：y00MK=1.6（3.3）式中： 倾覆稳定系数， 1.6；0K0K全部垂直力对墙趾 O 点的稳定力矩；yM全部水平力对墙趾 O 点的稳定力矩。0图 3.2 端墙计算简图炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 12 页 共 61 页墙体自重 G= HB= =556.6t21.3=556.6 kN ， =137.651 kNNGE=1252.35 kNm(0.1)2yBMH=504.72 kNm0/3E=2.481.600yKM满足倾覆稳定的要求。3.4.3 抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性：= =1.6
32、171.3CNfKE56.04137满足抗滑稳定的要求。3.4.4 基底合力偏心矩验算设作用于基底的合力法向分力为 ，其对墙趾的力臂为 ，合力偏心距为 ，NNZe则：= =1.343 m0yMCN125.304.726=-0.1931.30GuKE56.04138计算结果满足要求3.5.2 抗倾覆验算= =2.031.60RCMK56.279计算结果满足要求3.5.3 基底应力偏心矩验算=（556.6-272.976）/556.6-1/2=0.0095m 时，取 i=0.1。将数据带入式 4.2，得： 15q0.420.135.9MPasmqh1320由于该隧道 V 级围岩埋深为 1.2m18
33、.5m, 所以 V 级围岩为浅埋（2）IV 级围岩深埋和浅埋的分界，按荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素综合判定。 14q0.520.135.3MPasmq1h6.82mpqH.5.由于该隧 IV 级围岩埋深为 18.528.5 m ,所以 IV 级围岩为深埋。4.2.3 隧道围岩压力计算1、V 级围岩围岩压力计算按照公路隧道设计规范 （JTG D70-2004）中规定，浅埋隧道荷载分下述两种情况分别计算：炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 17 页 共 61 页埋深（H）小于或等于等效荷载高度 时，荷载视为垂直均布压力，即：phq=H式中： 垂直均布压力（kN/m 2） ；
34、 隧道上覆围岩容重（ kN/m3） ； 隧道qH埋深。侧向压力 按均布荷载考虑时,e 2t1e=(H+)an(45)c式中： 侧向均布压力（kN/m 2） ； 围岩计算摩擦角； 隧道高度（m） 。ectH隧道埋深大于 小于 ，见公路隧道设计规范 （JTG D70-2004）附录 E 图qhpHE.0.2-1，隧道上覆岩体 EFHG 的重力为 W，两侧三棱体 或 的重力为 ，未FDBECA1W扰动岩体整个滑动土体的阻力为 F，当 下沉，两侧受阻力 或 ，作用于 HG 面EGT上的垂直压力总值 为：Q浅 Q2sin浅图 4.1 浅埋隧道围岩压力计算三棱体自重为： 1hW=2tan式中： 隧道底部到
35、地面的距离（ ） ； 破裂面与水平面的夹角（ ） 。hm据正弦定理可得： 1sin(T90将式 4.6 代入式 4.7 可得：炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 18 页 共 61 页21Thcostantant)tancc2(t1tatcc式中： 侧压力系数；其他符号意义同前。至此，极限最大阻力 值可求得。得 值后，代入式 4-7 可求得作用在 HG 面上的TT总垂直力 ：Q浅 2QW2sinhtan浅由于 GC、HD 与 EG、EF 相比往往较小，而且衬砌与土之间的摩擦角也不同，前面分析时按 计，当中间土块下滑时，由 HF 及 EG 面转递，考虑压力稍大些对设计的结构也偏于安全，因此
36、，摩阻力不计隧道部分而只计洞顶部分，即在计算中用 H 代替h，这样式 4.8 为：。2Q=-Htan浅由于 ，所以:tWBH2tW-tH(B-an)浅式中： 隧道宽度（m ）。t换算为作用在支护结构上的均布荷载为： ttQq=(1-an)B浅浅作用在支护结构两侧的水平侧压力为：，1e 2e=h 侧压力视为均布压力时： 12+（ ）埋深 H 小于或等于等效荷载高度 时，荷载视为垂直均布荷载qh查得计算参数：kN/m3 H=13=20垂直均布压力炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 19 页 共 61 页MPaq=H2013.6侧向压力 e2t(+)an(45)cMPao21e=20(8.5)
37、()0.49.06围岩计算摩擦角，取 50c详细数据间表 1-1。埋深大于 小于 按上述第二种情况计算，依据上表以及公路隧道设计规qhpH范 （JTG D70-2004）查得所需数据：， ， ， m， ， 。50c3=20kN/18.5取 0.6tB=13m将数据代入上述公式，得： 2(tan)ttanccc 2(t501)tant 6.t-tan1+(an)+taccttQq=BHan18.5.(0.291)30354MPa1ePa2=h )0.56=0.4812e(+.39)Ma2、IV 级围岩围岩压力计算炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 20 页 共 61 页当隧道深埋时，主要的
38、围岩压力为松动压力和形变压力。查得计算参数：kN/m3， m，S=4=2tB=1垂直均布压力 qh式中 q 为垂直均布压力（kN/m 2） ， 为围岩重度（kN/m 3） ， h 为坍落拱高度（m） ，按式 取。s-1h=0.452MPaqh=0.142e=0.3q=0.043MPa4.3 二次衬砌计算IV 级围岩：C25 混凝土厚 60cm，锚杆 22，长 L=300cm，间距120120cm； V 级围岩： C25 混凝土厚 70cm，锚杆 22，长 L=300cm，间距8080cm。本设计采用直刚法计算。4.3.1 IV 级围岩二次衬砌计算输入数据： 30 1 6 1 10 1 1 1-
39、4.9600 7.3900 -4.9800 5.74000.60 0.601 4 1 2-4.500 3.500 5.100 0.60 0.601 10 2 25.100 64.00 26.00 0.60 0.6031*6.5e5 30*2.95e601 2.8 2.54.0 0.0 1.00 0 0 0 200.0 1900.0 350.0炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 21 页 共 61 页3.6 2.4 2.7 50.0 50.0炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 22 页 共 61 页电算结果：* input data *m= 30 n= 91 nmid= 15 id=
40、 6 ig=29 ld= 1narea= 6 nsym=1 nclog=1i x(i) y(i) i x(i) y(i)0 -4.960 7.390 1 -4.980 5.7402 -4.949 5.164 3 -4.857 4.5944 -4.705 4.037 5 -4.493 3.5006 -4.199 2.974 7 -3.848 2.4848 -3.445 2.036 9 -2.994 1.63510 -2.502 1.288 11 -1.973 0.99712 -1.416 0.768 13 -0.836 0.60114 -0.242 0.501 15 0.000 0.00016
41、0.242 0.501 17 0.836 0.60118 1.416 0.768 19 1.973 0.99720 2.502 1.288 21 2.994 1.63522 3.445 2.036 23 3.848 2.48424 4.199 2.974 25 4.493 3.50026 4.705 4.037 27 4.857 4.59428 4.949 5.164 29 4.980 5.74030 4.960 7.390* the axial length of elements: clg(m)1.650 0.577 0.577 0.577 0.5770.603 0.603 0.603 0
42、.603 0.6030.603 0.603 0.603 0.603 0.603炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 23 页 共 61 页0.603 0.603 0.603 0.603 0.6030.603 0.603 0.603 0.603 0.6030.577 0.577 0.577 0.577 1.650* the outer side length of elements: clog(m)1.650 0.577 0.577 0.577 0.5770.603 0.603 0.603 0.603 0.6030.603 0.603 0.603 0.603 0.6030.603 0.603
43、 0.603 0.603 0.6030.603 0.603 0.603 0.603 0.6030.577 0.577 0.577 0.577 1.650al(m)269.306 273.063 279.190 285.317 291.444299.200 305.600 312.000 318.400 324.800331.200 337.600 344.000 350.400 295.78364.217 9.600 16.000 22.400 28.80035.200 41.600 48.000 54.400 60.80068.556 74.683 80.810 86.937 90.694f
44、a(mm)90.000 90.000 96.127 102.254 炎陵至汝城高速公路 7 号隧道初步设计第 24 页 共 61 页108.381116.000 122.400 128.800 135.200 141.600148.000 154.400 160.800 167.200 173.600180.000 186.400 192.800 199.200 205.600212.000 218.400 224.800 231.200 237.600244.000 251.619 257.746 263.873 270.000270.000ckkr(m+1)0.650E+06 0.650E
45、+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+06 0.650E+060.650E+06e(m)0.295E+07 0.295E+07 0.295E+07 0.295E+07 0.295E+070.295E+07 0.295E+07 0.295E+07 0.295E+07
