高速铁路隧道设计与施工.doc

石家庄铁道大学毕业设计高速铁路隧道设计与施工Design and construction of high-speed railway tunnel 2013届 学院专 业 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2013年6月10日毕业设计成绩单学生姓名赵冬银学号20090083班级土0901-3专业土木工程毕业设计题目高速铁路隧道设计与施工指导教师姓名高新强指导教师职称教授评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题目高速铁路隧道设计与施工 专 业土木工程班 级地下09-5学生姓名赵冬银承担指导任务单位土木工程学院导师姓名高新强导师职称教授一、设计内容对高速铁路芭蕉冲二号隧道进行设计，内容主要有：1.设计依据及原则：包括设计应遵循的主要规范规程及主要原则。2.工程概况：包括本工程的设计范围、工程地质、水文地质概述；地面环境等。3.高速铁路隧道结构选型及构造要求：包括结构选型、衬砌的构造要求、支护和衬砌设计参数的确定。4.隧道衬砌结构设计检算：包括计算荷载的确定、计算模型的建立、衬砌结构计算及整理、结构配筋计算。5.施工方法设计：包括主要施工方法的确定、主要施工工艺方法、施工组织、指导性施工进度、施工监控量测等。应附图：地质纵剖面图、支护结构设计横剖面图、衬砌结构横剖面图、防水结构图、监控量测测点布置图等。6外文翻译，隧道英文论文翻译。二、基本要求1.通过文献、资料阅读，掌握芭蕉冲二号地层特性及高速铁路隧道结构设计方法。2.熟悉衬砌结构设计计算方法。3.掌握隧道施工方法及施工组织设计。三、主要技术指标另见具体资料。四、应收集的资料及参考文献1.隧道设计规范；2.隧道施工规范；3.混凝土结构设计规范；(GBJ10-89)4.隧道设计手册；5.隧道施工手册；6. 高速铁路隧道相关资料、文献等。五、进度计划第1周 熟悉资料，查阅文献，弄清设计意图、外文翻译；第2周 写出开题报告； 第36周 隧道衬砌结构设计检算；第711周 施工方法设计； 第1214周 防水设计、监控量测设计；第15周 文整，答辩。教研室主任签字时间 年 月 日开题报告题目高速铁路隧道设计与施工学生姓名赵冬银学号20090083班级土0901-3班专业土木工程一、高速铁路隧道发展背景和现状铁路为陆上运输的的主力军，在长达一个多世纪的时间内处于垄断地位。但是20世纪以来，随着汽车，航空和管道运输的迅速发展，铁路不断受到新的浪潮的冲击。为了提高列车运行速度，使铁路适应现代社会发展。从20世纪初到50年代,德国、法国、日本等国都开展了大量的有关高速列车的理论研究和试验工作。中国幅员辽阔，人口众多，更需要一种强有力的且运输速度快的运输方式将整个国家和国民经济联系起来。我国的铁路运输已趋于饱，而且铁路的客流量越来越大。所以我们更需要一个更强有力的运输方式。所有都指向高速铁路。目前，世界的高速铁路建设正在进行中，以日本新干线、德国ICE和英国TGV为世界高速铁路技术、运营管理的代表。日本建成第一条高速铁路以后，个各国间纷纷效仿先后开始建设高速铁路。高速铁路建设先后经过三次浪潮：第一次浪潮：1964年1990年、第二次浪潮：1990年至90年代中期、 第三次浪潮：从90年代中期至今。现如今正是处在第三次浪潮之中，这次高潮波及到亚洲、北美、澳洲以及整个欧洲，形成了交通领域中铁路的一场复兴运动。自1992年以来，俄罗斯、韩国、我国台湾省、澳大利亚、英国、荷兰等国家和地区先后开始了高速铁路新线的建设。中国的高速铁路建设也正处于蓬勃发张之中。我国后与其他先进国家发展高速铁路，博采众家之长，发展创新建设我们自己的高速铁路。近些年来我国高速铁路发展较快。目前我国高速铁路8951公里，京沪、京广、哈大等高铁相继投入运营。但是我国的高速铁路技术并不完善，我们是在摸索之中前进，高铁事也故时有发生。但是高速铁路建设是必须坚持下来，目前我国也正在努力的减少事故发生。在不久的将来，我国的高铁技术会追赶上世界前沿，会越来越成熟。伴随着铁路的出现和发展，隧道也逐渐发展，但受制于技术条件的限制，在很长时间内，隧道规模规模也很有限，直到20世纪，伴随着人类技术水平和可以装备的进步，才出现了一些大型隧道，世界铁路隧道的世界纪录也不断被更新。新依法隧道技术现在利于时代的前沿。2、 芭蕉冲隧道特点溶蚀、侵蚀中低山地貌，地形起伏较大，丘包与槽谷相间分布。丘包多基岩出露，大多植被不发育，部份山体灌木较茂密，自然坡度一般2550度，局部山坡陡峻；缓坡地段多为农田和旱地。隧道进口端有乡村小道通达，交通条件较差，人口相对稀少。隧道为单洞双线隧道，全长208m ，进口DK112+218，出口DK112+426，最大埋深53m。隧道表层覆盖较薄，最大埋深约53米。穿越软硬交错地层，岩溶弱至中等发育，基岩裂隙水发育，地下水对砼无侵蚀性。总体而言，段内工程地质条件较差。三、设计过程和施工隧道结构设计检算：按工程类比确定各段初支结构形式及参数，主要进行不同为岩级别条件下洞身二衬结构检算。这主要是借助数值分析法，应用ANSYS软件建立模型，把围岩和支护都划分为诺干单元，然后根据能量原理建立单元刚度矩阵，形成整个系统总刚度矩阵，从而求出系统各个点的位移和单元的应力来分析计算洞室岩体中的应力状态及围岩的稳定性等，来检算隧道结构的支护参数。隧道施工方案及施工工艺设计：隧道总体施工方案设计：总体施工部署、进洞方案、洞身不同围岩段开挖方法、不良地质段辅助工法、主要施工技术指标等。四、施工方法芭蕉冲隧道施工为单洞双线隧道进口DK112+218，出口DK112+426，全长208m，最大埋深53m。DK112+218-DK112+250.3和DK112+413-DK112+426段为V级围岩浅埋段。进口处明洞和洞门连成一体，长16m,分两个阶段开挖，第一阶段明挖法修建拱式明洞开挖至明暗交界，在到达明暗交界程3.5m前必须进行一环超前小导管进行加固;第二阶段，进洞时采用环形开挖预留核心土法，并采用大管棚进行预支护。DK112+250.3- DK112+325和DK112+365-DK112+413为V级围岩段，拟采用CRD法施工，并采用帷幕注浆进行预支护。DK 112+325-DK112+365为IV级围岩段，拟采用台阶法进行爆破开挖，并采用超前小导管进行预支护。出口处和进口处采用施工方法相同。五、结构安全性设计方法高铁隧道的支护结构设计也是一项非常复杂的工作，目前的设计大都是依据工程类比法进行。隧道的支护结构设计时，应根据周边的环境、场地地质条件及施工条件合理选用。综合考虑现场周边的条件和岩土的条件，本着“安全可靠、技术可行、方便施工”的原则，经过仔细分析，计算和方案比较，选择支护方案。具体施工工艺设计：开挖、出渣、初支、二衬、防水工程、量测及其它相关工艺六、预期成果设计中通过对结构所受的荷载，进行ANSYS建模,来计算出某点所受的轴力和弯矩，然后通过计算出来的内力进行衬砌结构的配筋设计。隧道施工组织设计中，初期支护包括锚喷支护，架设钢拱架，钢筋网，以及二次衬砌要及时施做，采用有轨运输方式进行出渣，利用斜井进行通风，排水，二次衬砌及时跟上。七、进度计划第1周 熟悉资料，查阅文献，弄清设计意图、外文翻译；第2周 写出开题报告； 第36周 隧道衬砌结构设计检算；第711周 施工方法设计； 第1214周 防水设计、监控量测设计；第15周 文整，答辩。摘要芭蕉冲2号隧道是贵广高速铁路上的一段全长为208m的高速铁路隧道，进口DK112+218，出口DK112+426，隧道表层覆盖较薄，最大埋深53m。隧道穿越软硬交错地层，岩溶弱至中等发育，基岩裂隙水发育，地下水对混凝土无侵蚀性。总体而言，段内工程地质条件较差。本设计主要是根据所给定的隧道的拟建交通、水文地质情况进行隧道开挖设计，主要是通过所选隧道的断面尺寸和埋深计算围岩压力。通过ANSYS软件拟建隧道模型求得隧道的轴力和弯矩等内力情况，并进行结构简算和配筋简算。根据隧道的不同围岩等级围岩选择隧道开挖方法进行隧道施工，同时根据围岩的工程性质选择不同的支护方法配合施工。本设计只要设计了隧道的衬砌、各级围岩的配筋情况、不同围岩的不同施工方法和支护方法、隧道的具体施工情况和爆破的参数等。最后，针对芭蕉冲二号隧道施工设计施工监控测量。关键字：高速铁路隧道 隧道开挖 施工方法 结构简算AbstractBajiaochong No. 2 tunnel，length of 208 m，is the high-speed railway tunnel of the Guiguang hi-speed Railway . Tunnel import mileage for the DK112+218, export range is DK112+426.It is coated with a thin, the maximum buried depth 53m.Tunnel through karst staggered hard-soft formations, weak to moderate growth, the development of groundwater in bedrock fissure water, no corrosion on concrete.Overall, the engineering geological conditions in poor. The design of the main tunnel according to the given tunnel traffic, the hydrogeology condition of excavation design, mainly through the section of the selected tunnel, the internal force of axial force and bending moment, through the ANSYS software to the proposed tunnel model to obtain the tunnel, and the structure and reinforcement calculation.According to the different grades of surrounding rock tunnel surrounding rock tunnel excavation method selection of tunnel construction, and according to the engineering properties of rock different supporting method with construction.The design of tunnel lining, as long as the design of surrounding rock at all levels of reinforcement of different surrounding rock, different construction methods and support method, tunnel construction and blasting parameters.Finally, Construction of the Bajiaochong No. 2 tunnel construction monitoring measurement .Key words：High-speed railway tunnel Tunnel excavation Construction method Structure calculation目录第1章 绪论11.1 研究背景和国内外现状11.2 主要研究内容22.1 地形地貌32.2 地层岩性及地质构造32.3 地震动参数32.4 水文地质特征32.4.1 地表水32.4.2 地下水42.5 不良地质及特殊岩土42.6 工程地质条件评价42.7 环境地质问题42.8 工程措施意见及物理力学参数5第3章 结构设计73.1 主要设计依据及技术标准73.1.1 设计依据73.1.2 设计标准73.2 荷载计算73.2.1 荷载计算公式73.2.2 断面荷载计算93.2.3 衬砌内力计算103.2.4 二次衬砌强度检算及配筋15第4章 施工设计214.1 施工总体方案214.2 超前支护214.3 明挖法224.4 进洞方案234.5 CRD法施工234.6 三台阶法施工254.7 不良地质处理254.7.1 岩溶地质处理方案254.7.2 进洞口仰坡顺层处理方案25第5章 爆破设计275.1 围岩段爆破设计275.1.1 爆破参数选择275.1.2 爆破炮眼计算275.2 围岩段爆破设计355.2.1 爆破参数选择355.2.2 爆破炮眼计算36第6章 施工工艺496.1 地质超前预报496.2 超前支护496.2.1 长管棚506.2.2 超前深孔帷幕注浆516.3 初期支护526.3.1 锚杆施工工艺536.3.2 喷射混凝土施工工艺546.3.3 钢筋网喷射混凝土施工工艺556.3.4 钢拱架施工工艺55 6.4 装渣和运输566.5 防排水施工工艺566.5.1 防水混凝土施工586.5.2 变形缝和施工缝施工596.6 二次衬砌60第7章 施工现场监控量测63第8章 结论与展望678.1 结论678.2 展望67参考文献68附录A 外文资料翻译70附录B 附图94石家庄铁道大学毕业设计第1章 绪论1.1 研究背景和国内外现状 铁路为陆上运输的的主力军，在长达一个多世纪的时间内处于垄断地位。但是20世纪以来，随着汽车，航空和管道运输的迅速发展，铁路不断受到新的浪潮的冲击。为了提高列车运行速度，使铁路适应现代社会发展。从20世纪初到50年代,德国、法国、日本等国都开展了大量的有关高速列车的理论研究和试验工作。中国幅员辽阔，人口众多，更需要一种强有力的且运输速度快的运输方式将整个国家和国民经济联系起来。我国的铁路运输已趋于饱，而且铁路的客流量越来越大。所以我们更需要一个更强有力的运输方式。所有都指向高速铁路。目前，世界的高速铁路建设正在进行中，以日本新干线、德国ICE和英国TGV为世界高速铁路技术、运营管理的代表。日本建成第一条高速铁路以后，个各国间纷纷效仿先后开始建设高速铁路。高速铁路建设先后经过三次浪潮：第一次浪潮：1964年1990年、第二次浪潮：1990年至90年代中期、 第三次浪潮：从90年代中期至今。现如今正是处在第三次浪潮之中，这次高潮波及到亚洲、北美、澳洲以及整个欧洲，形成了交通领域中铁路的一场复兴运动。自1992年以来，俄罗斯、韩国、我国台湾省、澳大利亚、英国、荷兰等国家和地区先后开始了高速铁路新线的建设。据不完全统计，为了配合欧洲高速铁路网的建设，东部和中部欧洲的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正对干线铁路进行改造，全面提速。亚洲(韩国、中国)、北美洲(美国)、澳洲(澳大利亚)也都掀起了建设高速铁路的新热潮。中国的高速铁路建设也正处于蓬勃发张之中。我国后与其他先进国家发展高速铁路，博采众家之长，发展创新建设我们自己的高速铁路。近些年来我国高速铁路发展较快。目前我国高速铁路8951公里，京沪、京广、哈大等高铁相继投入运营。但是我国的高速铁路技术并不完善，我们是在摸索之中前进，高铁事也故时有发生。但是高速铁路建设是必须坚持下来，目前我国也正在努力的减少事故发生。在不久的将来，我国的高铁技术会追赶上世界前沿，会越来越成熟。伴随着铁路的出现和发展，隧道也逐渐发展，但受制于技术条件的限制，在很长时间内，隧道规模规模也很有限，直到20世纪，伴随着人类技术水平和可以装备的进步，才出现了一些大型隧道，世界铁路隧道的世界纪录也不断被更新。新依法隧道技术现在利于时代的前沿。1.2 主要研究内容芭蕉冲二号隧道为单洞双线隧道，全长208m，进口DK112+218，出口DK112+426，最大埋深53m。它是贵广高速铁路上的一段高铁隧道。最主要计算内容：(1)、围岩内力计算，确定不同的围岩级别条件下衬砌类型，衬砌长度，二衬厚度和计算配筋，进行洞身二衬结构检算，并绘制衬砌结构横剖面图，结构配筋图。(2)隧道各级围岩施工方法，爆破方案。(3)进行隧道总体施工方案设计，包括总体施工部署、进洞方案、洞身不同围岩段开挖方法等。(4)隧道的初期支护和二次衬砌结构形式、超前支护，防排水等施工措施设计。(5)外文翻译等相关文档和完整的设计报告书施工方法：芭蕉冲隧道围岩等级主要为、级围岩，工程性质较差。进口处明洞和洞门连成一体，长16m,分两个阶段开挖，第一阶段明挖法修建拱式明洞开挖至明暗交界，在到达明暗交界程3.5m前必须进行一环超前小导管进行加固;第二阶段，进洞时采用环形开挖预留核心土法，并采用大管棚进行预支护。DK112+250.3-DK112+325和DK112+365-DK112+413为V级围岩段，拟采用CRD法施工，并采用帷幕注浆进行预支护。DK 112+325-DK112+365为IV级围岩段，拟采用台阶法进行爆破开挖，并采用超前小导管进行预支护。出口处和进口处采用施工方法相同。第2章 工程概况2.1 地形地貌 溶蚀、侵蚀中低山地貌，地形起伏较大，丘包与槽谷相间分布。丘包多基岩出露,大多植被不发育，部份山体灌木较茂密，自然坡度一般2550，局部山坡陡峻；缓坡地段多为农田和旱地。隧道进口端有乡村小道通达，交通条件较差，人口相对稀少。 本说明含进口段路基DK112+210.9DK112+218隧道为单洞双线隧道，全长208m ，进口DK112+218，出口DK112+426，最大埋深53m。2.2 地层岩性及地质构造(1)地层岩性段内出露地层有上覆第四系全新统坡残积(Q4dl+el)地层，基岩为三叠系上统飞仙关组(T1f)和二叠系上统大隆组(P2d)地层。 (2)地质构造区内岩层为单斜构造，岩层产状较稳定，局部岩层产状扭曲。岩层产状为N530E/4555NW，隧道进口代表性节理产状： 1、N80W/45SW，2、N55W/55NE。间距0.51.2m，多为闭合型节理。2.3 地震动参数根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，测区地震动峰值加速度小于0.05g。地震动反应谱特征周期0.35s。2.4 水文地质特征2.4.1 地表水地表水主要为隧道进出口两端沟水，主要靠大气降水补给，平时沟内干涸，水量较小，雨季时地表水汇集，形成地表径流，地表水受季节影响较大，整体而言，段内地表水较发育。2.4.2 地下水隧区内地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水，由于表层覆盖层较薄，其孔隙水赋存条件较差，孔隙水含量较少。基岩为薄层状泥质灰岩夹钙质页岩，其内裂隙、溶隙水主要赋存于基岩构造、风化裂隙及溶蚀裂隙内。勘探中未发现有明显的溶洞、溶缝，岩溶发育程度弱中等，推测其内岩溶管道水不发育；基岩各种风化构造裂隙发育，有赋存裂隙水的条件，区地表汇水面积广且位于区域地下水向清水江排泄的迳流区范围，可以预测隧道洞身地下水不发育。根进口段取地表水化验测试，其水质类型为：HCO3- - Ca2+型水，对混凝土结构无侵蚀性。2.5 不良地质及特殊岩土隧区不良地质为顺层、岩溶，无特殊岩土。(1)顺层：隧道进口仰坡顺层。野外调查岩层产状： N511E/4445NW,与线路走向大角度相交，该段地层岩性为页岩，其顺层倾角约为44，隧道进口洞口仰坡开挖存在顺层。(2)岩溶：洞身岩性为钙质页岩夹泥质灰岩地层，钻探岩芯显示泥质灰岩局部有溶蚀痕迹，且地表出露的岩石可见溶蚀迹象，溶蚀轻微，推测该段岩溶发育弱中等。2.6 工程地质条件评价隧道表层覆盖较薄，最大埋深约53m。穿越软硬交错地层，岩溶弱至中等发育，基岩裂隙水发育，地下水对砼无侵蚀性。总体而言，段内工程地质条件较差。2.7 环境地质问题隧道开挖时应减少对山体的开挖，避免对山体的扰动，造成对自然生态环境被破坏、造成水土流失及引起边坡失稳等；隧道弃碴不能随意堆放，以避免淤塞沟渠、河道及侵占农田，应选择合理堆放场地及设置必要拦碴工程。2.8 工程措施意见及物理力学参数(1)洞身岩层为泥质灰岩夹钙质页岩地层，节理裂隙发育，工程开挖易坍塌掉块，由于隧道含可溶岩地层，施工开挖可能遇到溶蚀破碎带或溶洞，应做好超前预报，防止突发涌水及涌泥、涌砂等现象。(2)进口端仰坡顺层，洞口坡面设置一定数量锚杆，并坚持“早进晚出”原则，尽量减少对坡面开挖扰动，同时进出口段边、仰坡应设置良好的截排水设施。(3)施工中加强取地下水作水质分析进行核查，判定对砼有无侵蚀性问题。(4)隧道贯通后应采取物探方法，查明隧道基底岩溶发育情况，根据物探资料对隧道基底进行岩溶注浆处理后方可铺轨。(5) 隧道围岩分级见表2-1表2-1 围岩分级表里程段落DK112+218DK112+325107DK112+325DK112+36540DK112+365DK112+42661(6) 岩土物理力学指标建议值见表2-1表2-1 岩土物理力学指标表岩性代号岩土名称稠度或风化程度天然密度(g/cm3)粘聚力c(kPa)内摩擦角()基本承载力(kPa)基底摩擦系数压缩模量ES(MPa)桩周极限摩阻力(kPa)边坡率(m)饱和极限抗压强度Rb(MPa)临时永久(1)粉质黏土硬塑1.8525151800.35551:11:1.25(2)粗角砾土中密2.2252300.40751:11:1.25(3)泥质灰岩夹钙质页岩W32.3403500.401001:11:0.75W22.64501:0.751:0.512(4)泥质灰岩W22.26501:0.751:0.515(5)硅质岩夹页岩W32.3404500.51501:11:0.75W22.67001:0.751:0.512第3章 结构设计3.1 主要设计依据及技术标准3.1.1 设计依据(1)铁路隧道设计规范(TB10003-2001)，(2)铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008(3)新建铁路工程测量规范(TB10101-99)(4)铁路隧道喷锚构筑法技术规则(TBJ108-92)(5)铁路喷射混凝土技术施工规范(6)铁路隧道施工规范(TB10204-2002) (7)铁路隧道防排水设计规范3.1.2 设计标准铁路等级：级 ； 正线数目：双线 ； 牵引种类：电力 ； 牵引定数：4000 t ；限制坡度：单机6 ，双机13 ；最小曲线半径：1200m ; 设计行车速度：200km/h ；隧道建筑限界：“kh-200桥隧建筑限界”；闭塞类型：自动闭塞； 隧道内线间距: 4.516m 。隧道内轨道按重型轨道标准设计，预留特重型轨道条件。钢轨采用70kg/m，高强耐磨钢轨，一次铺设超长无缝线路。3.2 荷载计算3.2.1 荷载计算公式(1)判断深浅埋 (3-1)式中Hp 深浅埋隧道分界的深度； hp 等效荷载高度值。系数22.5在松软的围岩中取高限，而在较坚硬围岩中的低限。当隧道覆盖层厚度hHp时为深埋，hphHp时为浅埋，hhp时为超浅埋。(2)当隧道为深埋时，采用我国铁路隧道设计规范所推荐的单线、双线、及多线铁路隧道按破坏阶段设计时垂直压力公式： (3-2) 式中hq等效荷载高度值； S围岩级别，如III 级围岩S=3； 围岩的容重； w宽度影响系数，其值为w=1+i(B-5)； 其中B坑道宽度(m)； iB每增加一米，围岩压力的增减率(以B=5m为基准)，当B5m，取i=0.1。水平均布松动压力e按表3-1中的经验公式计算(一般取平均值)。表3-1 水平均布松动压力围岩级别III IV V均布压力0.2h 时，由抗拉强度控制承载力，不必检算抗压。混凝土矩形截面的大偏心受压构件(x0.55h0)，其截面强度按下列公式计算： (3-11)此时，中性轴的位置按下式确定： (3-12)当轴向力作用于钢筋与的重心之间时，式中的左边第二项取正号，当作用于与重心之外时，则取负号。如计算中考虑受压钢筋时，则混凝土受压区的高度应大于等于2a,如不符合，应按下式计算： (3-13)式中 N轴向力(MN); 钢筋Ag与Ag的重心到轴向力作用点的距离(m)。钢筋混凝土矩形截面的小偏心受压构件(x0.55h0)，其截面强度应按下式计算：。 (3-14) 表3-4 混凝土和砌体结构的强度安全系数材料种类混凝土砌体荷载组合主要荷载主要荷载+ 附加荷载主要荷载主要荷载+附加荷载破坏原因混凝土或砌体达到抗压极限强度2.42.02.72.3混凝土达到抗拉极限强度3.63.0- 表3-5 钢筋混凝土结构的强度安全系数荷载组合主要荷载主要荷载+附加荷载破坏原因钢筋达到计算强度或混凝土达到抗压或抗剪极限强度2.01.7混凝土达到抗拉极限强度2.42.0 表3-6 混凝土极限强度(MPa)强度种类符号混凝土强度等级C15C20C25C30C40C50抗压Ra12.015.519.022.529.536.5弯曲抗压Rw15.019.424.228.136.945.6抗拉Rl1.41.72.02.22.73.1 钢筋混凝土抗裂检算：从抗裂要求出发，隧道和明洞衬砌的混凝土矩形偏心受压构件，从其抗裂承载能力应按以下公式检算。 (3-15)表3-7 抗力分项系数结构类型单线深埋隧道衬砌单线偏压隧道衬砌单线明洞混凝土衬砌作用效应分项系3.101.401.52抗力分项系数1.452.512.70注：(1).当时，可不进行抗裂计算；(2).偏压衬砌分项系数仅适用于，级围岩。钢筋混凝土受拉，受弯和偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下式计算，对的偏心受压构件，可不检算裂缝宽度 (3-16)最大裂缝宽度()；纵向受拉钢筋表面特征系数，变形钢筋取0.7，光面钢筋取1.0:；最外层受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)，当；。(1)断面DK112+218DK112+250.3经ANSYS计算得到内力如表3-8。表3-8 内力表节点号节点位置轴力(N)弯矩(N*m)39拱顶121370035946050拱肩187330031997065仰拱162920024690040拱顶123700035145051拱肩181460031964064仰拱1739500190650按最小配筋率，采用对称配筋，取单侧需要配4根20的钢筋，纵向钢筋面积，纵向钢筋采用10250，箍筋采用8250。配筋后安全系数如表3-9.表3-9 配筋后安全系数节点号节点位置受压区高度X(m)计算弯矩(Nm)配筋后的安全系数39拱顶0.1033594602.7450拱肩0.2563199703.7865仰拱0.2812469004.9840拱顶0.1143514502.8751拱肩0.2653196403.7864仰拱0.2811906504.98由以上危险截面配筋后检算K2.4,均能满足规范要求，故可采用上述配筋。(2)断面DK112+250.3DK112+413；经计算素混凝土安全系数拱顶部分K2.4，所以拱顶39点为危险截面，按拱顶配筋经ANSYS计算得到内力如表3-10。表3-10 内力表节点号节点位置轴力(N)弯矩(N*m)39拱顶79766016009050拱肩109410015126065仰拱93383010398040拱顶80382015485051拱肩112470014568064仰拱101770080734配筋计算：按最小配筋率 ，采用对称配筋，取单侧需要配3根20的钢筋，纵向钢筋面积，纵向钢筋采用10333，箍筋采用8250。配筋后安全系数如表3-11表3-11 配筋后安全系数节点号节点位置受压区高度X(m)计算弯矩(Nm)配筋后的安全系数39拱顶0.1211600904.43.50拱肩0.2151512605.2965仰拱0.2481039807.2940拱顶0.1321548504.6951拱肩0.2291456805.4864仰拱0.304807347.50 由以上危险截面配筋后检算K2.4,均能满足规范要求，故可采用上述配筋。(3)断面DK112+413DK112+426。 经ANSYS计算的到内力如表3-12。表3-12 内力表节点号节点位置轴力(N)弯矩(N*m)39拱顶127750033391050拱肩181290029285065仰拱162220025051040拱顶128880032388051拱肩186760029420064仰拱1736100195940 按最小配筋率 ，采用对称配筋，取单侧需要配4根20的钢筋，纵向钢筋面积，纵向钢筋采用10250，箍筋采用8250。配筋后安全系数如表3-13。表3-13 配筋后安全系数节点号节点位置受压区高度X(m)计算弯矩(Nm)配筋后的安全系数39拱顶0.1373339103.1750拱肩0.2802928504.1265仰拱0.2922505104.8040拱顶0.1483238802.8751拱肩0.2872942004.1064仰拱0.3451959403.34由以上危险截面配筋后检算K2.4,均能满足规范要求，故可采用上述配筋。(4)裂缝宽度检算经检算所取截面均成立，不用检算裂缝宽度。第4章 施工设计4.1 施工总体方案芭蕉冲隧道基本情况如下：溶蚀、侵蚀中低山地貌，地形起伏较大，丘包与槽谷相间分布。丘包多基岩出露，大多植被不发育，部份山体灌木较茂密，自然坡度一般2550度，局部山坡陡峻；缓坡地段多为农田和旱地。隧道进口端有乡村小道通达，交通条件较差，人口相对稀少。段内出露地层有上覆第四系全新统坡残积(Q4dl+el)地层，基岩为三叠系上统飞仙关组(T1f)和二叠系上统大隆组(P2d)地层。本说明含进口段路基DK112+210.9DK112+218隧道为单洞双线隧道进口DK112+218，出口DK112+426，全长208m，最大埋深53m。DK112+218DK112+250.3和DK1