高速公路连接道工程隧道结构计算书

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高速公路连接道工程隧道结构计算书目录27541第一章：隧道工程概况 16890第二章：明洞标准段1衬砌结构计算 68337第三章：明洞标准段2衬砌结构计算 1019861第四章：明洞加宽段（II）衬砌结构计算 139746第五章：隧道IV级围岩标准段衬砌结构计算 1629104第六章：隧道洞口暗挖浅埋段衬砌结构计算 1929833第七章：隧道洞口加强段（II）衬砌结构计算 2219478第八章：隧道加宽段一段衬砌结构计算 2512693第九章：隧道加宽段二段衬砌结构计算 2822354第十章：隧道下穿轨道段衬砌结构计算 31PAGE2第一章：隧道工程概况1、工程概况渝黔复线高速公路连接道工程为城市快速路，设计时速80Km/h，标准路幅宽度42米，主线为双向八车道（樵坪山隧道为双向六车道）。项目长约10.7公里，含特长隧道1座（樵坪山隧道），中、短隧道2座，含互通式立交3座（南泉立交、花地沟立交、鹿角纵三路立交）。本工程沿线共设置隧道2座，分别为1号隧道和2号隧道。隧道平面、纵断面布置总体服从道路整体设计，根据初步设计阶段比选：隧道按双洞布置，隧道平面按小净距隧道布置，隧道分布情况如下：（1）1号隧道1号隧道左线起止桩号：ZK0+476～ZK0+736，全长260m。1号隧道右线起止桩号：YK1+080～YK1+410，全长330m。平面线形：隧道左线进口在平曲线上，平曲线半径为6300m，隧道右线进口及出口在直线段上。纵面线形：左线隧道位于坡度为2.75%单向纵坡段，右线隧道位于坡度为2.9%单向纵坡段。（2）2号隧道2号隧道左线起止桩号：ZK0+986～ZK1+608，全长622m。2号隧道右线起止桩号：YK1+660～YK2+278，全长618m。平面线形：隧道进口在直线段上，隧道出口在平曲线上，左线平曲线半径为1750m，右线平曲线半径为2100m。纵面线形：左线隧道位于坡度为2.75%单向纵坡段，右线隧道位于坡度为2.9%单向纵坡。2、隧道衬砌据隧道所处的工程地质条件，隧道洞身按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌结构。初期支护采用锚喷支护，即由喷射砼、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式单独或组合使用。锚杆采用普通砂浆锚杆。二次衬砌采用模筑钢筋混凝土结构，衬砌断面等厚。二次衬砌：IV、V级围岩及隧道进出口段按承载结构设计（考虑初期支护承担部分荷载），采用荷载结构法计算。初期支护及二次衬砌的支护参数见设计图。复合衬砌设计和施工密切相关，应通过现场监控量测掌握围岩和支护的形变和应力状态，不断调整和修改设计，确定衬砌的闭合时间，保证施工和正常运营安全。沿线衬砌具体布置如下：1号隧道衬砌类型分布表隧道位置桩号范围隧道结构设计道路净宽备注左洞ZK0+476~ZK0+481明洞衬砌15.5m明挖ZK0+481~ZK0+506洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK0+506~ZK0+528Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK0+528~ZK0+662IV级围岩衬砌15.5m暗挖隧道ZK0+662~ZK0+681Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK0+681~ZK0+726洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK0+726~ZK0+736明洞衬砌15.5m明挖右洞YK1+080~YK1+085明洞衬砌16.8~18.35m明挖YK1+085~YK1+142加宽段二16.8~18.35m暗挖隧道YK1+142~YK1+207.7加宽段一15.5~16.8m暗挖隧道YK1+207.7~YK1+343IV级围岩衬砌15.5m暗挖隧道YK1+343~YK1+365Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道YK1+365~YK1+400洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道YK1+400~YK1+410明洞衬砌15.5m明挖2号隧道衬砌类型分布表隧道位置桩号范围隧道结构设计道路净宽备注左洞ZK0+986~ZK1+010明洞衬砌15.5m明挖ZK1+010~ZK1+066洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+066~ZK1+090Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+090~ZK1+163IV级围岩衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+163~ZK1+230下穿规划轨道衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+230~ZK1+512Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+512~ZK1+583洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道ZK1+583~ZK0+608明洞衬砌15.5m明挖右洞YK1+660~YK1+668明洞衬砌15.5m明挖YK1+668~YK1+710洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道YK1+710~YK1+732Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道YK1+732~YK1+830IV级围岩衬砌15.5m暗挖隧道YK1+830~YK1+890下穿规划轨道衬砌15.5m暗挖隧道YK1+890~YK2+182Ⅳ级围岩加强衬砌15.5m暗挖隧道YK2+182~YK2+253洞口加强衬砌15.5m暗挖隧道YK2+253~YK2+278明洞衬砌15.5m明挖隧道围岩及岩土参数3.1隧道围岩分级1号隧道和2号隧道围岩分级表线路里程桩号长度(m)隧道围岩深、浅埋判定地层代号围岩特征围岩基本级别围岩推荐级别1号隧道右线YK1+080～YK1+17292J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋YK1+172～YK1+353181J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV深埋YK1+353～YK1+41057J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋1号隧道左线ZK0+476～ZK0+51842J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋ZK0+518～ZK0+672154J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV深埋ZK0+672～ZK0+73664J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋2号隧道右线YK1+660～YK1+722112J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋YK1+722～YK1+82048J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV深埋YK1+820～YK1+90080J2s以灰色砂岩为主，岩体较完整IIIIII深埋YK1+900～YK2+255355J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋YK2+255～YK2+27823J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IV推荐采用明洞2号隧道左线ZK1+035.700～ZK1+080段44.3J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋ZK1+080～ZK1+15373J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV深埋ZK1+153～ZK1+24087J2s以灰色砂岩为主，岩体较完整IIIIII深埋ZK1+240～ZK1+580340J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IVIV浅埋ZK1+590～ZK1+60818J2s紫褐色、紫红色砂质泥岩和灰色砂岩互层，以砂质泥岩为主主岩体较完整IV推荐采用明洞3.2、设计参数选取主线里程K1+080~K1+410（1号隧道段）岩土体物理力学参数推荐值一览表岩土参数填土粉质粘土砂岩（J2s）砂质泥岩（J2s）裂隙面岩土界面饱和岩层面天然重度(kN/m3)20*19.124.825.0内聚力(kPa)5*28.5182052850*19.5*40*内摩擦角(°)25*10.342.229.818*8.5*15*地基承载力基本容许值(kPa)120*140*1200800抗压强度(MPa)天然26.311.6饱和17.77.2抗拉强度(kPa)572176变形模量E0(MPa)2600*1335弹性模量Ee(MPa)3100*1131泊松比μ0.13*0.37弹性抗力系数(MPａ/m)500200岩石与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）1090620岩体水平抗力系数(MN/m3)380155土体水平抗力系数比例系数(MN/m4)8*14*围岩与圬工摩擦系数0.30*0.25*0.50*0.45*主线里程K1+660～K2+278（2号隧道段）岩土体物理力学参数推荐值一览表岩土参数填土粉质粘土砂岩(J2s)砂质泥岩(J2s)裂隙面岩层面岩土界面饱和天然重度(kN/m3)20*19.124.7*25.4内聚力(kPa)5*28.51300*60050*4019.5*内摩擦角(°)25*10.340*31.118*158.5*地基承载力基本容许值(kPa)120*140*1500800抗压强度(MPa)天然36.39.6饱和27.05.8抗拉强度(kPa)800*160*变形模量E0(MPa)2600*800*弹性模量Ee(MPa)3100*1200*泊松比μ0.13*0.37*弹性抗力系数(MPａ/m)500200岩石与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）1320540岩体水平抗力系数(MN/m3)515115土体水平抗力系数比例系数(MN/m4)8*14*基底摩擦系数μ0.30*0.25*0.550.45*4、设计技术标准（1）道路等级： 城市快速路（2）设计行车速度： 主线：80km/h（3）设计荷载： 城—A级（4）最大纵坡： ≤2.9％（5）最小平曲线半径：1750m（不设超高）（6）车行隧道限界净高： ≥5.0m（7）单向四车道隧道限界净宽17m，其组成为：0.75m检修道+0.5m路缘带+2×3.75m+2x3.5m行车道+0.5m路缘带+0.75m（8）人行横通道限界净高：≥2.5m，净宽3m（9）地震设防类别：根据《中国地震烈度区划图（1990）》、《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场地地震基本烈度为6°（7°构造设防）。设计基本地震加速度值为0.05g（10）隧道主体结构设计使用年限：100年（11）隧道分类:二类隧道承载结构体的耐火极限:不应低于2.00h5、规范依据《工程建设标准强制性条文(公路工程部分)》(建标[2002]99号)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)《公路工程名词术语》(JTJ002-87)《公路勘测细则》(JTG/TC10-2007)《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2017)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）《公路隧道照明设计细则》（JTG/TD70/2-01-2014）《公路隧道通风设计细则》（JTG/TD70/2-02-2014）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）《公路隧道设计细则》（JTG/TD70-2010）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第二章：明洞标准段1衬砌结构计算1、计算模型明洞标准段衬砌位于1#隧道进口及出口、2#隧道出口段明洞。该段衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度800mm，洞顶上方覆土厚度均小于3.0m，同时考虑上方机械作业按4.0m计算。根据《公路隧道设计规范》附录G有关明洞荷载的计算方法隧道结构受到的荷载模型如下图。图1荷载模型图根据规范公式计算围岩压力，取埋深4.0m计算，P1=P2=80KN/m；P3=P5=28KN/m；P4=P6=105KN/m；根据隧道设计规范，考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值342KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，其抗剪截面应符合下列要求：=825KN可不做抗剪验算.提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：进口段明洞标准段截面厚度800mm；配筋：上缘：Φ22@150mm；下缘：Φ22@150mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶35672023908640.127拱肩394975319011700.128拱脚3201159504013900.088通过计算1#隧道进口及出口、2#隧道出口段明洞标准段结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第三章：明洞标准段2衬砌结构计算1、计算模型明洞标准段衬砌位于2#隧道进口段明洞。该段衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度800mm，洞顶上方覆土厚度均小于7.0m，同时考虑上方机械作业按8.0m计算。根据《公路隧道设计规范》附录G有关明洞荷载的计算方法隧道结构受到的荷载模型如下图。图1荷载模型图根据规范公式计算围岩压力，取埋深8.0m计算，P1=P2=160KN/m；P3=P5=56KN/m；P4=P6=133KN/m；根据隧道设计规范，考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值589KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，其抗剪截面应符合下列要求：=825KN可不做抗剪验算.提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：进口段明洞标准段截面厚度800mm；配筋：上缘：Φ25@100mm；下缘：Φ25@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶6671275338015300.137拱肩7171742441020900.133拱脚5351990631023900.085通过计算2#隧道进口明洞标准段结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第四章：明洞加宽段（II）衬砌结构计算1、计算模型明洞加宽段（II）位于1#隧道右线进洞口。该段衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度900mm，洞顶上方覆土厚度均小于3.0m，同时考虑上方机械作业按4.0m计算。根据《公路隧道设计规范》附录G有关明洞荷载的计算方法隧道结构受到的荷载模型如下图。图1荷载模型图根据规范公式计算围岩压力，取埋深4m计算，P1=P2=80KN/m；P3=P5=28KN/m；P4=P6=105KN/m；根据隧道设计规范，考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值4555KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，其抗剪截面应符合下列要求：=935KN可不做抗剪验算.提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：明洞加宽段（II）截面厚度900mm；配筋：上缘：Φ22@150mm；下缘：Φ22@150mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶439943347011300.128拱肩4911238436014900.133拱脚4451427580017100.11通过计算1#隧道进口明洞加宽段（II）结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第五章：隧道IV级围岩标准段衬砌结构计算1、计算模型隧道IV级围岩衬砌标准段为隧道深埋段，衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度700mm，围岩等级IV级，隧道洞顶上方覆土厚度27m~58m。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩天然抗压强度9.6MPa，经计算隧道的等效荷载高度9m隧道深浅埋临界高度：2.5×9=22.5m，隧道按深埋隧道计算。图1荷载模型图根据公式计算围岩压力，P1=P2=225KN/m；P3=P5=22.4KN/m；P4=P6=53.4KN/m；考虑初期支护及围岩的承载能力，二次衬砌结构按承担80%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值200Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2IV级围岩标准段衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值578KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，其抗剪截面应符合下列要求：=715KN可不做抗剪验算.提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：隧道IV级围岩标准段衬砌截面厚度700mm；配筋：上缘：Φ25@100mm；下缘：Φ25@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶6691335285016000.173拱肩6981843387022100.166拱脚4812261603027100.096通过计算隧道IV级围岩衬砌标准段结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第六章：隧道洞口加强段（I）衬砌结构计算1、计算模型1#、2#隧道洞口加强段（I），隧道围岩等级IV级，隧道洞顶上方覆土厚小于22m，为隧道浅埋段，衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度800mm。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩天然抗压强度9.6MPa，经计算隧道的等效荷载高度9m隧道深浅埋临界高度：2.5×9=22.5m，隧道按浅埋隧道计算。图1荷载模型图根据规范计算围岩压力，取最不利荷载高度22.5m，P1=P2=493KN/m；P3=P5=77KN/m；P4=P6=122KN/m；考虑浅埋施工期间的安全性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值200Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2洞口浅埋段衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值1413KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，=825KN，其抗剪截面应进行抗剪验算。根据规范(JTG3362-2018)》规范5.2.11其抗剪截面应满足=1850KN，其抗剪截面满足要求。对拱脚区域剪力较大区域设置弯起钢筋Φ25@100mm，根据公式5.2.9计算弯起钢筋抗剪力999KN，故满足受力要求。提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：衬砌截面厚度800mm；配筋：上缘：Φ32@100mm；下缘：Φ32@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶16653561285016000.195拱肩17284947695059400.182拱脚11905765913069200.107通过计算1#、2#隧道洞口加强段（I）衬砌结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第七章：隧道洞口加强段（II）衬砌结构计算1、计算模型1#、2#隧道进洞口左线暗挖浅埋洞口加强段（II），隧道围岩等级IV级，隧道洞顶上方覆土厚小于22m，为隧道浅埋段，且存在偏压，衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度800mm。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩天然抗压强度9.6MPa，经计算隧道的等效荷载高度9m隧道深浅埋临界高度：2.5×9=22.5m，隧道按浅埋隧道计算。图1荷载模型图根据规范计算围岩压力，取最不利荷载，隧道一侧边墙荷载高度22.5m，隧道另一侧边墙荷载高度9m，故P1=493KN/m，P2=225KN/m；P3=77KN/m，P4=122KN/m，P5=22KN/m；P6=53KN/m；考虑浅埋施工期间的安全性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值200Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2洞口加强段（II）衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值1306KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，=825KN，其抗剪截面应进行抗剪验算。根据规范(JTG3362-2018)》规范5.2.11其抗剪截面应满足=1850KN，其抗剪截面满足要求。对拱脚区域剪力较大区域设置弯起钢筋Φ22@100mm，根据公式5.2.9计算弯起钢筋抗剪力774KN，故满足受力要求。提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：衬砌截面厚度800mm；配筋：上缘：Φ32@100mm；下缘：Φ32@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶12692560566030700.156拱肩14483690683044300.161拱脚11303813803045800.111通过计算隧道洞口加强段（II）衬砌结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第八章：隧道加宽段一段衬砌结构计算1、计算模型1#隧道进洞口暗挖加宽段一围岩等级IV级，隧道洞顶上方覆土厚小于22m，为隧道浅埋段，且存在偏压。衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度850mm。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩天然抗压强度9.6MPa，经计算隧道的等效荷载高度9.72m隧道深浅埋临界高度：2.5×9.72=24.2m，隧道按浅埋隧道计算。图1荷载模型图根据规范计算围岩压力，取最不利荷载，隧道一侧边墙荷载高度24m，隧道另一侧边墙荷载高度14m，故P1=528KN/m，P2=325KN/m；P3=82KN/m，P4=127KN/m，P5=48KN/m；P6=93KN/m；考虑浅埋施工期间的安全性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值200Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2进洞口加宽段一衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值1667KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，=880KN，其抗剪截面应进行抗剪验算。根据规范(JTG3362-2018)》规范5.2.11其抗剪截面应满足=1973KN，其抗剪截面满足要求。对拱脚区域剪力较大区域设置弯起钢筋Φ25@100mm，根据公式5.2.9计算弯起钢筋抗剪力999KN，故满足受力要求。提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：衬砌截面厚度850mm；配筋：受拉侧：Φ28@100mm+Φ25@100mm；受压侧：Φ28@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶22203040612036500.179拱肩237446041230055200.167拱脚161745514210054600.096通过计算1#隧道进洞口加宽段一衬砌结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第九章：隧道加宽段二段衬砌结构计算1、计算模型1#隧道进洞口暗挖加宽段二围岩等级IV级，隧道洞顶上方覆土厚小于26m，为隧道浅埋段，且存在偏压。衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度900mm。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩天然抗压强度9.6MPa，经计算隧道的等效荷载高度10.44m隧道深浅埋临界高度：2.5×10.44=26.1m，隧道按浅埋隧道计算。图1荷载模型图根据规范计算围岩压力，取最不利荷载，隧道一侧边墙荷载高度26m，隧道另一侧边墙荷载高度11m，故P1=573KN/m，P2=3261KN/m；P3=90KN/m，P4=134KN/m，P5=38KN/m；P6=82KN/m；考虑浅埋施工期间的安全性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值200Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2进洞口加宽段二衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值1816KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，=935KN，其抗剪截面应进行抗剪验算。根据规范(JTG3362-2018)》规范5.2.11其抗剪截面应满足=2097KN，其抗剪截面满足要求。对拱脚区域剪力较大区域设置弯起钢筋Φ25@100mm，根据公式5.2.9计算弯起钢筋抗剪力999KN，故满足受力要求。提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：衬砌截面厚度900mm；配筋：受拉侧：Φ28@100mm+Φ25@100mm；受压侧：Φ28@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶26102737382027400.193拱肩27404125523049500.179拱脚19464306680051700.107通过计算1#隧道进洞口加宽段二衬砌结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第十章：隧道下穿轨道段衬砌结构计算1、计算模型隧道下穿轨道衬砌段为隧道深埋段，衬砌结构为C35钢筋混凝土，结构厚度800mm，围岩等级III级，隧道洞顶上方覆土厚度20m~26m。根据地勘报告隧道围岩岩性为砂岩，砂岩天然抗压强度36MPa，经计算隧道的等效荷载高度4.5m隧道深浅埋临界高度：2.5×4.5=11.25m，隧道按深埋隧道计算。图1荷载模型图根据公式计算围岩压力h=4.5m，P1=P2=113KN/m；P3=P5=11KN/m；P4=P6=42KN/m；轻轨桩基基底反力4500KN，桩基底部荷载按照30°扩散角计算，每根桩基荷载作用在隧道结构上的荷载：4500/（20*20）=11.3KN/m2。根据隧道与桩基相互位置关系，隧道上方附加荷载为2个桩基传来的附加荷载，共22.6KN/m2。考虑初期支护及围岩的承载能力，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据勘察报告，围岩弹性抗力系数取值500Mpa/m。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，在软件分析求解中采用梁单元模拟衬砌结构，以只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：图2IV级围岩标准段衬砌结构计算模型2、内力分析及结果图3弯矩图（KN*m）图4轴力图（KN）图5剪力图（KN）截面剪力最大值438KN，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)》规范5.2.12条，其抗剪截面应符合下列要求：=825KN可不做抗剪验算.提取关键点进行弯压承载能力及正常使用状态截面验算：隧道下穿轨道段衬砌截面厚度800mm；配筋：上缘：Φ28@100mm；下缘：Φ28@100mm；取控制关键点作为计算结果，可得出下表：计算结果项目计算内力截面验算位置弯矩M(KN*m)轴力N(KN)NR(抗力)NJ(组合)裂缝宽度(mm)拱顶5531038344012500.114拱肩6021440456017300.112拱脚3431804813021600.05通过计算隧道下穿轨道段结构的承载能力及裂缝均满足相关规范要求。第十一章：隧道边仰坡支护结构计算1#隧道进口左线临时仰坡计算（最不利断面II-II）根据持平投影图分析：1号隧道进洞口洞门仰坡倾向272°，与J1裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J1裂隙控制，选取最不利断面II-II’剖面计算仰坡沿J1裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.002626550.00554650184768.5542090.8831.251751岩石压力水平分力为F=1751*cos46°=1216KN。采用锚杆挡墙支护形式，锚杆计算如下：岩石主动土压力水平分力Ehk(kN)1216侧向岩石压力水平分力标准值ehk=Ehk/0.9H90.074074071.锚杆轴向拉力标准值锚杆倾角α(。)15转化成弧度0.261666667锚杆轴向拉力标准值Nak=ehk*sxj*syj/cosα(kN)209.80851312.锚杆选型锚杆杆体抗拉安全系数：Kb1.8锚杆的水平间距sxj(m)1.5锚杆的垂直间距syj(m)1.5锚筋抗拉强度设计值fy（kPa)360000As>=Kb*Nak/fy(m2)0.001049043钢筋直径d(mm)28计算钢筋根数N'1.90454076设计钢筋根数N23.锚杆锚固体与地层的锚固长度锚固体直径D(mm)120锚杆锚固体抗拔安全系数K2锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)209.8085131锚固段长度la1≥K*Nak/(π*D*frbk)(m)2.0612383934.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度锚杆锚固体抗拔安全系数K2钢筋与砂浆粘结强度特征值fb(kPa)2400多根钢筋折减系数0.85锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)209.8085131锚固段长度la2≥K*Nak/(n*π*d*fb)0.9938113685.确定锚杆锚固段长度理论设计锚固长度la＝max(la1,la2)(m)2.061238393设计锚固段长度(m)4综上，设计采用2φ28三级钢，锚固长度4.0m符合要求。1#隧道进口右线临时仰坡计算（最不利断面K1-7-K1-7’）根据持平投影图分析：1号隧道右线进洞口洞门仰坡倾向27°，与J1裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J1裂隙控制，选取K1-7-K1-7’剖面仰坡沿J1裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.002546350.00554650184622.9541650.9011.251614岩石压力水平分力为F=16146*cos46°=1149KN。采用锚杆挡墙支护形式，锚杆计算如下：岩石主动土压力水平分力Ehk(kN)1150侧向岩石压力水平分力标准值ehk=Ehk/0.9H85.185185191.锚杆轴向拉力标准值锚杆倾角α(。)15转化成弧度0.261666667锚杆轴向拉力标准值Nak=ehk*sxj*syj/cosα(kN)198.420882.锚杆选型锚杆杆体抗拉安全系数：Kb1.8锚杆的水平间距sxj(m)1.5锚杆的垂直间距syj(m)1.5锚筋抗拉强度设计值fy（kPa)360000As>=Kb*Nak/fy(m2)0.000992104钢筋直径d(mm)28计算钢筋根数N'1.812024568设计钢筋根数N23.锚杆锚固体与地层的锚固长度锚固体直径D(mm)120锚杆锚固体抗拔安全系数K2锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)198.42088锚固段长度la1≥K*Nak/(π*D*frbk)(m)1.9493619674.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度锚杆锚固体抗拔安全系数K2钢筋与砂浆粘结强度特征值fb(kPa)2400多根钢筋折减系数0.85锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)198.42088锚固段长度la2≥K*Nak/(n*π*d*fb)0.9398709485.确定锚杆锚固段长度理论设计锚固长度la＝max(la1,la2)(m)1.949361967设计锚固段长度(m)4综上，设计采用2φ28三级钢，锚固长度4.0m符合要求。1#隧道出口临时仰坡计算（最不利断面II-II）根据持平投影图分析：1号隧道出洞口洞门仰坡倾向94°，与岩层层面倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受层面控制，选取II-II’剖面仰坡沿层控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.00922300.0028.54540151646.6715700.9541.25488岩石压力水平分力为F=488*cos45°=345KN。采用锚杆挡墙支护形式，锚杆计算如下：岩石主动土压力水平分力Eak(kN)345侧向岩石压力水平分力标准值ehk=Ehk/0.9H27.380952381.锚杆轴向拉力标准值锚杆倾角α(。)15转化成弧度0.261666667锚杆轴向拉力标准值Nak=ehk*sxj*syj/cosα(kN)113.383362.锚杆选型锚杆杆体抗拉安全系数：Kb1.8锚杆的水平间距sxj(m)2锚杆的垂直间距syj(m)2锚筋抗拉强度设计值fy（kPa)360000As>=Kb*Nak/fy(m2)0.000566917钢筋直径d(mm)25计算钢筋根数N'1.35549921设计钢筋根数N23.锚杆锚固体与地层的锚固长度锚固体直径D(mm)120锚杆锚固体抗拔安全系数K2锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)113.38336锚固段长度la1≥K*Nak/(π*D*frbk)(m)1.1139211244.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度锚杆锚固体抗拔安全系数K2钢筋与砂浆粘结强度特征值fb(kPa)2400多根钢筋折减系数0.85锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)113.38336锚固段长度la2≥K*Nak/(n*π*d*fb)0.6015174075.确定锚杆锚固段长度理论设计锚固长度la＝max(la1,la2)(m)1.113921124设计锚固段长度(m)4综上，设计采用2φ25三级钢，锚固长度4.0m符合要求。2#隧道进口临时仰坡计算（最不利断面II-II）根据持平投影图分析：2号隧道进洞口洞门仰坡倾向274°，与J1裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J1裂隙控制，选取II-II’剖面计算仰坡沿J1裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.0052.61315.00266550181198.7414761.2311.2523岩石压力水平分力为F=23*cos65°=9.7KN。采用锚杆挡墙支护形式，锚杆计算如下：岩石主动土压力水平分力Eak(kN)22侧向岩石压力水平分力标准值ehk=Ehk/0.9H1.2865497081.锚杆轴向拉力标准值锚杆倾角α(。)15转化成弧度0.261666667锚杆轴向拉力标准值Nak=ehk*sxj*syj/cosα(kN)5.3275476552.锚杆选型锚杆杆体抗拉安全系数：Kb1.8锚杆的水平间距sxj(m)2锚杆的垂直间距syj(m)2锚筋抗拉强度设计值fy（kPa)360000As>=Kb*Nak/fy(m2)2.66377E-05钢筋直径d(mm)25计算钢筋根数N'0.254293479设计钢筋根数N13.锚杆锚固体与地层的锚固长度锚固体直径D(mm)90锚杆锚固体抗拔安全系数K2锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)5.327547655锚固段长度la1≥K*Nak/(π*D*frbk)(m)0.0697864654.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度锚杆锚固体抗拔安全系数K2钢筋与砂浆粘结强度特征值fb(kPa)2400多根钢筋折减系数1锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)5.327547655锚固段长度la2≥K*Nak/(n*π*d*fb)0.0565270365.确定锚杆锚固段长度理论设计锚固长度la＝max(la1,la2)(m)0.069786465设计锚固段长度(m)4综上，设计采用φ25三级钢，锚固长度4.0m符合要求。2#隧道出口临时仰坡计算（最不利断面II-II）根据持平投影图分析：2号隧道出洞口洞门仰坡倾向106°，与岩层层面倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受层面控制，选取II-II’剖面计算仰坡沿层面控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.003689200.00652225123553.0134290.9651.251012岩石压力水平分力为F=1012*cos22°=939KN。采用锚杆挡墙支护形式，锚杆计算如下：岩石主动土压力水平分力Eak(kN)939侧向岩石压力水平分力标准值ehk=Ehk/0.9H52.166666671.锚杆轴向拉力标准值锚杆倾角α(。)15转化成弧度0.261666667锚杆轴向拉力标准值Nak=ehk*sxj*syj/cosα(kN)216.01994932.锚杆选型锚杆杆体抗拉安全系数：Kb1.8锚杆的水平间距sxj(m)2锚杆的垂直间距syj(m)2锚筋抗拉强度设计值fy（kPa)360000As>=Kb*Nak/fy(m2)0.0010801钢筋直径d(mm)28计算钢筋根数N'1.955004138设计钢筋根数N23.锚杆锚固体与地层的锚固长度锚固体直径D(mm)120锚杆锚固体抗拔安全系数K2锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)216.0199493锚固段长度la1≥K*Nak/(π*D*frbk)(m)2.1222618984.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度锚杆锚固体抗拔安全系数K2钢筋与砂浆粘结强度特征值fb(kPa)2400多根钢筋折减系数0.85锚杆轴向拉力标准值Nak(kN)216.0199493锚固段长度la2≥K*Nak/(n*π*d*fb)1.0232334155.确定锚杆锚固段长度理论设计锚固长度la＝max(la1,la2)(m)2.122261898设计锚固段长度(m)4综上，设计采用2φ28三级钢，锚固长度4.0m符合要求。1#隧道左线进口右侧临时边坡计算根据持平投影图分析：1号隧道左线进洞口右侧边坡与J2裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J2裂隙控制，选取最不利断面K1-9-K1-9’剖面计算边坡沿J2裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.0023700.0025675018647.7713362.0631.25-527边坡沿J2下滑岩石压力为-656，边坡安全，只做锚喷支护进行坡面防护。1#隧道右线进口右侧临时边坡计算根据持平投影图分析：1号隧道左线进洞口右侧边坡与J2裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J2裂隙控制，选取最不利断面K1-5-K1-5’剖面计算边坡沿J2裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.0026775.0024675018717.1812951.8061.25-399边坡沿J2下滑岩石压力为-656，边坡安全，只做锚喷支护进行坡面防护。1#隧道出口右侧临时边坡计算根据持平投影图分析：1号隧道出洞口右侧边坡与J2裂隙倾向呈小角度斜交，边坡稳定性受J2裂隙控制，选取最不利断面K1-17-K1-17’剖面计算边坡沿J2裂隙控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.0023700.0023675018647.7712361.9081.25-427边坡沿J2下滑岩石压力为-427，边坡安全，只做锚喷支护进行坡面防护。1#隧道出口左侧临时边坡计算根据持平投影图分析：1号隧道出口左侧边坡受岩石强度控制，选取最不利断面K1-17-K1-17’剖面计算边坡沿破裂角控制的边坡的剩余下滑力。条块号重度面积重量长度倾角粘聚力内摩擦角下滑力抗滑力稳定系数安全系数剩余下滑力γ(kN/m3)S(㎡)Qi（KN/m）Li(m)θi(°)Ci(kPa)φi(°)Ti（kN/m）Ri（kN/m）FsKtPi(kN/m)125.00752000.00346152829.81761.361849510.5001.25-16293边坡沿破裂角下滑岩石压力为-16293，边坡安全，只做锚喷支护进行坡面防护。2#隧道左线进口右侧临