嘉南线连接道计算书

目录TOC\o"1-3"\h\u一、项目概况 11项目概况 12技术标准 13采用规范标准 24工程地质参数 3二、隧道初期支护及施工阶段计算 51Ⅵ级小净距隧道初期支护及施工阶段验算（地层结构法） 52Ⅵ级小净距隧道初期支护校核（荷载结构法） 18三、隧道二次衬砌结构计算（荷载结构法） 221Ⅴ级加强衬砌 222Ⅳ级衬砌 253Ⅳ级加强衬砌 284Ⅵ级小净距衬砌 315明洞衬砌 34四、1号人行横洞上跨黄桷坪隧道段结构计算 37五、出洞口咬合桩范围计算 49六、出洞口两洞间桩板墙计算 61七、结论 66

一、项目概况1项目概况嘉南线连接道（白市驿隧道至黄桷坪长江大桥段主线ZK5+000-ZK6+028）位于大渡口重钢片区，是重钢片区与北侧嘉华大桥的直接联系通道，该项目属于四横线分流道白市驿隧道至黄桷坪长江大桥段工程中的一段。本工程包含1座隧道，嘉南线连接道隧道。嘉南线连接道隧道位起于南北大道接线立交处，终点与青龙嘴立交相接，嘉南线连接道左线隧道长978m，嘉南线连接道右线隧道长795.197m。地下道路为车行专用道路，不考虑行人和非机动车的通行，车行隧道的净高均采用5.0m，隧道的布置情况详下表。隧道布置情况一览表隧道名称起止桩号隧道长度（m）隧道标准车道数及车行道宽度（m）通风方式照明方式嘉南线连接道隧道左线JZK1+144.612～JZK2+122.612978三车道,11.5机械通风电光照明右线JYK1+331.033～JYK2+126.230795.197三车道,11.5机械通风电光照明隧道合计：1773.197m2技术标准1）道路等级：城市主干道2）设计车速：50km/h3）行车道数：双向六车道4）建筑净宽①主线：13m=0.75m（检修道）+0.5m（路缘带）+3.5m（小车）+3.5m（大车）+3.5m（大车）+0.5m（路缘带）+0.75m（检修道）；③车行横通道：4.5m；③人行横通道：2.0m。5）建筑净高①主洞隧道：5m，②车行横通道：5m；③人行横通道：2.5m。6）隧道结构安全等级：一级7）防水等级：二级8）隧道结构设计基准期：100年9）设计抗震标准：基本烈度6度，地震动峰值加速度0.05g，因设计基准期为100年，地震动参数提高一级，按地震动峰值加速度0.1g进行设计。10）荷载标准：采用地层-结构法分析施工开挖步骤的影响，用荷载-结构法对衬砌支护结构进行内力计算及强度校核。11）防火分类：二类。12）隧道主体结构设计使用年限：100年。3采用规范标准（1）国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）(2015年版)《钢结构设计标准》（GB50017-2017）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2）交通部规范《公路工程抗震设计规范》（JTGB02-2013）《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）《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）（3）建设部规范《城市地下道路工程设计规范》（CJJ221－2015）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）（4）地方规范《城市隧道工程施工质量验收规范》（DBJ50-107-2010）本项目设计文件中主要采用国家及建设部标准，同时参考地方标准。4工程地质参数工程地质参数参考详勘报告，详勘报告中未提供的，参考《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）。隧道段岩土物理力学设计参数推荐值岩土名称素填土杂填土（炉渣）粉质粘土砂岩泥岩强风化中风化强风化中风化天然重度（kN/m3）*20.0*21.020.2/25.0/25.6饱和重度（kN/m3）*21.0*21.520.4/25.4/25.8变形模量（104MPａ）////0.63/0.19弹性模量（104MPａ）////0.74/0.22泊松比μ////0.19/0.32天然内聚力标准值C（kPa）*5.0*3.026.83/2200/797天然内摩擦角标准值φ（°）*28.0*28.012.69/36.14/32.98饱和内聚力标准值C（kPa）*0.0*0.018.15////饱和内摩擦角标准值φ（°）*23.0*24.010.21////岩体理论破裂角（°）////63/61抗拉强度（kPａ）////834/285天然抗压强度标准值（MPａ）////33.55/11.62饱和抗压强度标准值（MPａ）////26.15/7.29地基承载力特征值（kPａ）现场试验确定现场试验确定*140（可塑）*40012178.4*3004219.6地基承载力基本容许值（kPａ）

现场试验确定现场试验确定*140（可塑）*4001200*300800岩体弹性抗力系数（MPa/m）////450/150水平抗力系数的比例系数m（MPa/m2）8814////岩土体与锚固体粘结强度标准值kPa现场试验确定现场试验确定40/1200/400挡墙基底摩擦系数µ//0.25*0.350.65*0.350.45岩体水平抗力系数（MN/m3）///4042030120嘉南线连接道隧道隧道围岩分级表左线里程围岩岩性饱和抗压强度（MPa）完整系数KvBQ地下水影响修正系数K1软弱结构面影响修正系数K2[BQ]围岩级别JZK1+144.593～JZK1+220JYK1+331.032～JYK1+370泥岩夹砂岩7.290.66276.870.250.20231.87ⅤJZK1+220～JZK1+980JYK1+370～JYK2+028泥岩夹砂岩7.290.67279.370.250.00254.37ⅣJZK1+980～JZK2+122.612JYK2+028～JYK2+126.230人工填土//////Ⅵ二、隧道初期支护及施工阶段计算1Ⅵ级小净距隧道初期支护及施工阶段验算（地层结构法）1）计算模型该段隧道穿越深厚人工填土层，厚度3.6～33.1m，人工填土层为无序堆填，素填土、杂填土并无明显分界，成分复杂，主要以重钢弃渣（主要为炉渣）、砂泥岩碎块石、粉质粘土、砂性土为主。隧道位于土层中，施工前对隧道围岩的土体进行注浆加固，岩土计算参数取值应根据现场注浆加固后土体进行力学实验结果，本次计算力学参数取值如下：项目容重（kN/m3）弹性模量（GPa）泊松比内聚力（kPa）内摩擦角（°）杂填土（Q4ml）20.00.0240.4328注浆加固圈230.50.3520035初期支护喷C30砼25250.25--二次衬砌结构25310.25--隧道主要施工支护参数如下：（1）超前支护（108大管棚+42小导管）（2）初期支护（31cm厚C30混凝土内置工25b型钢拱架@500mm+26cm厚C30混凝土内置工22b型钢拱架@500mm）（3）二次衬砌（80cm厚C40钢筋混凝土）。施工开挖方法为双侧壁导坑法。岩土以平面应变单元模拟，初支及二衬以梁单元模拟，施工过程中的开挖及支护以单元的激活和钝化来模拟，从而进行隧道施工稳定性能计算分析。本次计算中初期支护简化为仅建钢架，不建喷射混凝土。模拟施工工序：初始状态——隧道左线洞室周边土体注浆加固——隧道左线双侧壁导坑法开挖及初期支护（荷载释放系数60%）——二次衬砌（荷载释放系数100%）；隧道右线洞室周边土体注浆加固——隧道右线双侧壁导坑法开挖及初期支护（荷载释放系数60%）——二次衬砌（荷载释放系数100%）。计算模型2）计算分析（1）左洞左导坑上台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力49.4MPa，最大压应力78.9MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（2）左洞左导坑下台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力42.1MPa，最大压应力92.2MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（3）左洞右导坑上台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力55.7MPa，最大压应力112.3MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（4）左洞右导坑下台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力50.3MPa，最大压应力122MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（5）左洞中导坑上台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力82.2MPa，最大压应力85.6MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（6）左洞中导坑下台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力11.9MPa，最大压应力22.2MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（7）拆除左洞临时支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力12.7MPa，最大压应力13.0MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（8）浇筑左洞二衬二次衬砌采用荷载—结构法计算，施工过程模拟仅建入模型。（9）右洞左导坑上台阶开挖第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力45.9MPa，最大压应力103.2MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（10）右洞左导坑下台阶开挖第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力65.1MPa，最大压应力106.1MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（11）右洞右导坑上台阶开挖第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力57.1MPa，最大压应力120.6MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（12）右洞右导坑下台阶开挖第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力75.2MPa，最大压应力130.6MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（13）右洞中导坑上台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力85MPa，最大压应力97MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（14）右洞中导坑下台阶开挖支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力13.4MPa，最大压应力20.6MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（15）拆除右洞临时支护第一主应力图（单位N/mm2）第三主应力图（单位N/mm2）由上图可知，钢架最大拉应力14.1MPa，最大压应力13.2MPa，考虑受压由喷射混凝土部分承担，满足规范要求。（16）浇筑右洞二衬二次衬砌采用荷载—结构法计算，施工过程模拟仅建入模型。根据隧道围岩塑性区图可知，塑性区未贯通，隧道围岩稳定。

2Ⅵ级小净距隧道初期支护校核（荷载结构法）1）计算模型隧道Ⅵ级围岩位于隧道洞身段，该段初期支护采用31cm+26cm双层C30喷射混凝土，内置工25b+工22b双层钢架。按《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018），小净距隧道的等效荷载高度为33.4m，隧道深浅埋临界高度：2.5×33.4=83.5m，小净距隧道该段最大覆土22m，为浅埋隧道。按最不利浅埋22m小净距隧道计算。根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录F，隧道埋深小于等效荷载高度，隧道的垂直压力及侧向压力与单洞隧道计算方法一致，因此参照附录D公式计算。小净距隧道公式计算围岩压力，P1=440KN/m；P2=440KN/m；P3=P4=P5=P6=183.3KN/m。初期支护承担50%荷载。即P1=P2=220KN/m；P3=P4=P5=P6=92KN/m根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值50Mpa/m2。采用MIDAS/GTS软件进行分析计算，将喷射混凝土和钢架看成整体，其弹性模量根据下式计算：在软件分析求解中采用梁单元模拟初支结构，只受压的弹簧来模拟衬砌的地基边界。计算模型如下：初支结构计算模型2）计算结果弯矩图轴力图计算内力汇总如下：项目拱顶拱腰拱脚弯矩（KNm）173172134轴力（KN）79910471241参照《公路隧道设计细则》（JTG/TD70-2010）隧道钢架与喷射机混凝土强度较核方法，轴力由于钢拱架与喷射混凝土共同承担，通过刚度分配，弯矩仅由钢拱架承担：喷射混凝土承担的轴力：Nh=N×Ah×Eh/（Ah×Eh+Ag×Eg）喷射混凝土承担的弯矩：Mh=0钢拱架承担的轴力：Ng=N×Ag×Eg/（Ah×Eh+Ag×Eg）钢拱架承担的弯矩：Mg=M按综合安全系数法计算喷射混凝土截面受压强度：Khy×Nh≤a×Rhy×Ah钢拱架受压强度：Kg（Ng/Ag+Mg/Wg）≤Rgy钢拱架受拉强度：Kg（Ng/Ag-Mg/Wg）≤Rgy经计算各部位计算的安全系数如下：项目拱顶拱腰拱脚喷射砼抗压安全系数2.53.84.6钢架抗压安全系数1.31.31.5型钢抗拉安全系数1.61.72.4三、隧道二次衬砌结构计算（荷载结构法）1Ⅴ级加强衬砌1）计算模型隧道Ⅴ级围岩位于隧道进洞口段，该段二次衬砌厚70cm，采用C35钢筋混凝土结构，左右线隧道净距70m，为分离式隧道。隧道位于坡脚，为偏压隧道。按《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018），隧道的等效荷载高度为12.7m，隧道深浅埋临界高度：2.5×12.7=31.8m，该段隧道最大覆土21m，为浅埋隧道。荷载模型图根据《公路隧道设计细则》10.3.3并考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担80%荷载计算。按最不利偏压断面，隧道左侧覆土21m，右侧覆土12m时受力最大，根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录E公式计算围岩压力，P1=365.4KN/m；P2=193.5KN/m；P3=118.2KN/m；P4=175.7KN/m；P5=62.6KN/m；P6=116.5KN/m。根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值150Mpa/m2。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：Ⅴ级加强衬砌结构计算模型2）计算结果弯矩图轴力图根据内力分析结果，隧道结构为偏心受压构件。按综合安全系数法：KNe≤Rabx×(h0+x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag')先求受压区高度：解方程Rg·(Ag·e－Ag'·e')=Rw·b·x·(e－h0＋x/2)，得：x判断偏心受压类型，求η=当x>0.53h0按小偏心受压构件计算：Kne≤Rabx×(h0-x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag)当x≤0.53h0按大偏心受压构件计算：Kne'≤Rg×Ag×(h0-ag')项目Nj（KN）Mj（KNm）安全系数计算裂缝（mm）实际配筋拱顶15907212.950.1641排25@100拱墙24207165.960.1331排25@100拱脚23157534.490.1471排25@100

2Ⅳ级衬砌1）计算模型隧道Ⅳ级围岩位于隧道洞身段，该段二次衬砌厚50cm，采用C35钢筋混凝土结构，左右线隧道净距70m变化为8.5m。按《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018），隧道的等效荷载高度为8.4m，隧道深浅埋临界高度：2.5×8.4=21m，该段隧道最小覆土21m，为深埋隧道。按最不利深埋小净距隧道计算。根据《公路隧道设计细则》10.3.3并考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担60%荷载计算。根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录F深埋小净距隧道公式计算围岩压力，P1=139.5KN/m；P2=225.4KN/m；P3=41.9KN/m；P4=89.1KN/m；P5=67.6KN/m；P6=114.8KN/m。根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值250Mpa/m2。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：Ⅳ级衬砌结构计算模型弯矩图轴力图根据内力分析结果，隧道结构为偏心受压构件。按综合安全系数法：KNe≤Rabx×(h0+x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag')先求受压区高度：解方程Rg·(Ag·e－Ag'·e')=Rw·b·x·(e－h0＋x/2)，得：x判断偏心受压类型，求η=当x>0.53h0按小偏心受压构件计算：Kne≤Rabx×(h0-x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag)当x≤0.53h0按大偏心受压构件计算：Kne'≤Rg×Ag×(h0-ag')项目Nj（KN）Mj（KNm）安全系数计算裂缝（mm）实际配筋拱顶11522722.240.1861排25@200拱墙15762862.720.1781排25@200拱脚18403122.700.1881排25@200

3Ⅳ级加强衬砌隧道Ⅳ级围岩位于隧道洞身段，该段二次衬砌厚60cm，采用C35钢筋混凝土结构，左右线隧道净距70m变化为8.5m。按《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018），单洞隧道的等效荷载高度为8.4m，隧道深浅埋临界高度：2.5×8.4=21m，单洞隧道该段隧道最大覆土20m，为浅埋隧道。按最不利浅埋20m小净距隧道计算。根据《公路隧道设计细则》10.3.3并考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担60%荷载计算。根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录F浅埋小净距隧道公式计算围岩压力，P1=244.6KN/m；P2=254KN/m；P3=37.5KN/m；P4=61.5KN/m；P5=32.3KN/m；P6=52.3KN/m。根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值250Mpa/m2。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：Ⅳ级加强衬砌结构计算模型弯矩图轴力图根据内力分析结果，隧道结构为偏心受压构件。按综合安全系数法：KNe≤Rabx×(h0+x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag')先求受压区高度：解方程Rg·(Ag·e－Ag'·e')=Rw·b·x·(e－h0＋x/2)，得：x判断偏心受压类型，求η=当x>0.53h0按小偏心受压构件计算：Kne≤Rabx×(h0-x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag)当x≤0.53h0按大偏心受压构件计算：Kne'≤Rg×Ag×(h0-ag')项目Nj（KN）Mj（KNm）安全系数计算裂缝（mm）实际配筋拱顶13845062.240.1851排25@150拱墙20854963.920.1541排25@150拱脚24554712.760.1331排25@150

4Ⅵ级小净距衬砌隧道Ⅵ级围岩位于隧道洞身段，该段二次衬砌厚80cm，采用C40钢筋混凝土结构，左右线隧道净距为8.5m。按《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018），小净距隧道的等效荷载高度为33.4m，隧道深浅埋临界高度：2.5×33.4=83.5m，小净距隧道该段最大覆土22m，为浅埋隧道。按最不利浅埋22m小净距隧道计算。根据《公路隧道设计细则》10.3.3并考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录F，隧道埋深小于等效荷载高度，隧道的垂直压力及侧向压力与单洞隧道计算方法一致，因此参照附录D公式计算。小净距隧道公式计算围岩压力，P1=440KN/m；P2=440KN/m；P3=P4=P5=P6=183.3KN/m。根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值50Mpa/m2。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：Ⅵ级加强衬砌结构计算模型弯矩图轴力图根据内力分析结果，隧道结构为偏心受压构件。按综合安全系数法：KNe≤Rabx×(h0+x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag')先求受压区高度：解方程Rg·(Ag·e－Ag'·e')=Rw·b·x·(e－h0＋x/2)，得：x判断偏心受压类型，求η=当x>0.53h0按小偏心受压构件计算：Kne≤Rabx×(h0-x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag)当x≤0.53h0按大偏心受压构件计算：Kne'≤Rg×Ag×(h0-ag')项目Nj（KN）Mj（KNm）安全系数计算裂缝（mm）实际配筋拱顶203919592.320.1632排28@100拱墙370320403.200.142排28@100拱脚285017473.390.1252排28@100

5明洞衬砌隧道明洞衬砌位于隧道进出口段，该段二次衬砌厚70cm，采用C35钢筋混凝土结构，洞顶最大覆土3m，隧道左线明洞上方为匝道，有汽车荷载。按最不利3m覆土加汽车荷载计算。汽车荷载：城－A，汽车荷载偏安全的简化成1m等厚土荷载进行计算。根据《公路隧道设计细则》10.3.3并考虑结构重要性，二次衬砌结构按承担100%荷载计算。根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》附录H明洞回填荷载计算方法，P1=80KN/m；P2=80KN/m；P3=P5=37KN/m；P4=P6=135KN/m。根据勘察报告围岩的变形模量并参照公路隧道设计规范围岩弹性抗力系数可取值50Mpa/m2。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：明洞衬砌结构计算模型弯矩图轴力图根据内力分析结果，隧道结构为偏心受压构件。按综合安全系数法：KNe≤Rabx×(h0+x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag')先求受压区高度：解方程Rg·(Ag·e－Ag'·e')=Rw·b·x·(e－h0＋x/2)，得：x判断偏心受压类型，求η=当x>0.53h0按小偏心受压构件计算：Kne≤Rabx×(h0-x/2)+Rg'×Ag'×(h0-ag)当x≤0.53h0按大偏心受压构件计算：Kne'≤Rg×Ag×(h0-ag')项目Nj（KN）Mj（KNm）安全系数计算裂缝（mm）实际配筋拱顶5892434.850.1111排25@200拱墙9483813.180.1721排25@200拱脚8503802.820.1811排25@200四、1号人行横洞上跨黄桷坪隧道段结构计算1）围岩压力计算围岩压力按隧道规范计算作用在人行横洞顶的竖直应力及作用在桩侧的水平作用力，考虑卸荷拱的力全部由桩与人行横洞承担，人行横洞为横向受力构件（主要受弯），桩为偏心受压构件。w=1+i(B-5)=1+0.1x(5.92-5)=1.1h=0.45x2s-1w=0.45x24-1x1.1=4q=rh=20x4=80kn/m水平均布力按e=（0.15~0.3）q，取e=0.3q=24kn/m2）需桩基承载总荷载Q=（q+1.1*2*1.3*25）*人行横洞跨度*下穿隧道跨度=(80+71.5)x5.92x16.1=14440kN式中，1.1为结构重要性系数，2为隧道按平面面积加权的平均厚度，1.3为考虑初支荷载的放大系数。3）桩基数量计算桩基按嵌岩桩，根据《公路桥涵地基基础设计规范》计算其承载力，并根据单桩承载力反算所需桩数。按规范规定，对于施工阶段的承载力容许值，可乘以1.25的抗力系数，本次计算中未考虑放大系数，作为安全储备。c1按下表取值，c1=0.5x0.75=0.375：Ap=0.5x0.5x3.14=0.785frk按地勘报告取值，中风化泥岩取7.29c2取值表格与c1相同，c2=0.04x0.75=0.03u=1x3.14=3.14hi为3倍桩径，hi=3x1=3frki按地勘报告取值，中风化泥岩取7.29【Ra】=0.375x0.785x7.29x1000+3.14x0.03x3x7.29x1000=4206.1knn=Q/R=14440/4206.1=3.4，应不小于4根桩基。4）桩基结构承载力计算桩基结构按偏心受压构件，用《桥梁博士》的截面验算工具进行计算，计算过程如下：单根桩基承受的压力及弯矩：N=14440/4=3610knM=el2/12=24x172/12=578kn·m任务类型:截面验算截面高度:1.0m构件计算长度:8.0m荷载信息:荷载类型:轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN-m)土的重力3.61e+030.0578汽车冲击系数:0.0计算信息:钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合I计算结果:荷载组合结果:内力最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力5.05e+033.61e+033.61e+033.61e+035.05e+033.61e+03剪力0.00.00.00.00.00.0弯矩809578578578809578承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果:最大轴力强度验算截面受力性质:下拉偏压内力描述:Nj=5.05e+03KN,Qj=0.0KN,Mj=809KN-m截面抗力:NR=9.41e+03KN>=Nj=5.05e+03KN(满足)最小轴力强度验算截面受力性质:下拉偏压内力描述:Nj=3.61e+03KN,Qj=0.0KN,Mj=578KN-m截面抗力:NR=9.41e+03KN>=Nj=3.61e+03KN(满足)最大弯矩强度验算截面受力性质:下拉偏压内力描述:Nj=5.05e+03KN,Qj=0.0KN,Mj=809KN-m截面抗力:NR=9.41e+03KN>=Nj=5.05e+03KN(满足)最小弯矩强度验算截面受力性质:下拉偏压内力描述:Nj=3.61e+03KN,Qj=0.0KN,Mj=578KN-m截面抗力:NR=9.41e+03KN>=Nj=3.61e+03KN(满足)计算成功完成任务类型:截面验算截面高度:1.0m构件计算长度:8.0m荷载信息:荷载类型:轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN-m)土的重力3.61e+030.0578汽车冲击系数:0.0计算信息:钢筋混凝土截面正常使用极限状态荷载组合II计算结果:正常使用极限状态荷载组合II抗裂性验算:上缘:长期荷载弯矩:M=578KN-m全部使用荷载弯矩:Mo=578KN-m长期荷载裂缝宽度:d_f=0.0mm容许裂缝宽度:d_fo=0.2mm上缘抗裂性验算满足下缘:长期荷载弯矩:M=578KN-m全部使用荷载弯矩:Mo=578KN-m长期荷载裂缝宽度:d_f=7.16e-03mm容许裂缝宽度:d_fo=0.2mm下缘抗裂性验算满足计算成功完成可见，桩身结构的承载力及抗裂均能满足要求。5）主线隧道整体抗弯能力验算将主线隧道看成一个箱形整体，其受力模式与支承在桩上的隧管形箱形梁相似，按《公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土》的抗弯构件进行整体抗弯能力验算。通过等面积和等抗弯刚度对隧管开截面进行换算，将主线拱形结构偏安全的换算为5.5m高矩形箱型截面。按正截面抗弯承载力公式验算：受压区高度x=（fsdAs+fsd’As’）/fcdb=(330x490.9x28+330x490.9x28)/(16.1x5.5)=102.4M=16.1x5.5x102.4x((5.5+0.5x2-0.1)x1000-102.4/2)/1000=57567.9kn·mr0Md=ql2/8=1.35x(80+71.5)x5.92x172/8=43740kn·mM＞r0Md，主线隧道整体抗弯满足要求。6）上层主线隧道应力扰动区验算按《公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土》的相关规定，隧箱梁式结构的跨径与梁高比值小于2，隧道结构为应力扰动区（原混规所说的深梁模型），应根据应力流线进行扰动区的验算。分析时以隧道壁厚为撑杆宽度，隧底于侧墙附近集中布置撑杆钢筋，应力扰动区的计算不考虑隧道底板中部的配筋。按撑系杆计算ha=0.6157+6x0.028=0.7837t=bsinθ+hacosθ=0.8xsin49.2+0.5837xcos49.2=1.12其中：b=0.8x1=0.8；θ=tan-1（h0/(a+x1)）=tan-1（0.7/(0.15x0.7+0.5)）=49.2bs=0.7D1d=N1d/sinθ=3610.7x2/sin49.2=9540tbsfcus=1.12x0.8x16.1x1000=14425.6≥9540x1.35=12879As=0.0275，直径28mm钢筋2排共56根T1d=7221x1.35/tan49.2=8414≤330x0.0275x1000=9075计算可知：底板厚度0.7m，在系杆范围配置主筋56根，直径28mm，按撑系杆计算满足规范要求。7）上层主线隧道底板计算偏安全地不考虑下层隧道二衬及其回填混凝土的承载作用，将人行横洞隧道底板按架空板进行计算，最大计算跨径17m。人群荷载=4.5x（20-1）/20=4.3kn/m，用《桥梁博士》计算如下。计算模型1)强度验算2）裂缝验算通过计算，隧道整体抗弯、局部应力扰动区验算、主线隧道底板验算，桩基承载力及桩身结构承载力验算均满足要求。五、出洞口咬合桩范围计算水泥土墙支护[基本信息]规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ01.10基坑深度H(m)12.000嵌固深度(m)0.500墙顶标高(m)0.000截面类型及参数实心墙...放坡级数1超载个数1[放坡信息]坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0000.0001.000[超载信息]超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)110.000[土层信息]土层数2坑内加固土是内侧降水最终深度(m)30.000外侧水位深度(m)30.000弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动[土层参数]层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土12.0020.53.0035.002岩石5.2023.50.0045.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa)130.0m法8.002100.0m法15.00[加固土参数]土类名称宽度层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)人工加固土-20.02.00018.0008.00020.00030.000土类名称粘聚力内摩擦角计算方法m,C,K值抗剪强度水下(kPa)水下(度)(kPa)人工加固土15.00015.000m法10.00050.00[水泥土墙截面参数] 水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)5.000水泥土弹性模量E(104MPa)1.750水泥土抗压强度P(MPa)5.000水泥土抗拉/抗压强度比0.150水泥土墙平均重度(kN/m3)22.000水泥土墙抗剪断系数0.400荷载综合分项系数1.250[土压力模型及系数调整] 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa)1杂填土分算1.0001.0001.0001.00010000.0002卵石分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工况信息]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖12.000[设计结果][结构计算]各工况：内力位移包络图：地表沉降图：[截面计算][内力取值]序内力类型弹性法经典法号计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)1721.551764.091基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)12.5012.50基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.00基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)0.000.00基坑最大剪力(kN)395.07395.07基坑最大剪力距墙顶(m)12.0012.00***************截面1(0.00m—12.50m)*************一.采用弹性法计算结果：1.水泥土墙截面承载力验算：***基坑内侧计算结果:******抗弯截面距离墙顶0.00m***最大截面弯矩设计值Mi=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×0.00=0.00kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑外侧计算结果:******抗弯截面距离墙顶12.50m***最大截面弯矩设计值Mi=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×1721.55=2367.13kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=395.07kN.m抗剪强度满足二.采用经典法计算结果：1.水泥土墙截面承载力验算：***基坑内侧计算结果：******计算截面距离墙顶0.00m***最大截面弯矩设计值M=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×0.00=0.00kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑外侧计算结果：******计算截面距离墙顶12.50m***最大截面弯矩设计值M=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×1764.09=2425.63kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=395.07kN.m抗剪强度满足***截面2(基坑面以下主动、被动土压力强度相等处)***一.采用弹性法计算结果：***计算截面距离墙顶12.00m,弯矩设计值=1.25×1.10×1721.55=2367.13kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=207.96kN.m抗剪强度满足二.采用经典法计算结果：***计算截面距离墙顶12.00m***计算截面弯矩设计值M=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×1764.09=2425.63kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=376.15kN.m抗剪强度满足*****************截面3(基坑底面处)***************一.采用弹性法计算结果：***计算截面距离墙顶12.00m,弯矩设计值=1.25×1.10×1721.55=2367.13kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=207.96kN.m抗剪强度满足二.采用经典法计算结果：***计算截面距离墙顶12.00m***计算截面弯矩设计值M=γF×γ0×Mb=1.25×1.10×1764.09=2425.63kN.m1).压应力验算:抗压强度满足!2).拉应力验算:抗拉强度满足!***基坑剪应力验算:******抗剪截面距离墙顶12.00m***最大截面剪力标准值=Vi=376.15kN.m抗剪强度满足式中: γcs———水泥土墙平均重度(kN/m3); γ0———支护结构重要性系数; γf———作用基本组合的综合分项系; z———由墙顶至计算截面的深度(m); Mi———单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m); B———计算截面处水泥土墙体宽度(m); fcs———水泥土开挖龄期时的轴心抗压强度设计值(MPa); G'———验算截面以上的墙体自重(kN); u———墙体材料的抗剪断系数; E'ak———验算截面以上的主动土压力标准值(kN); E'pk———验算截面以上的被动土压力标准值(kN); Ti———锚固力设计值(kN);[抗倾覆稳定性验算]抗倾覆安全系数:工况1：水泥土墙对前趾的抗倾覆安全系数(抗倾覆安全系数，应不小于1.3。): 抗倾覆稳定性系数 KQ=1.943>=1.30,满足规范要求。[抗滑移稳定性验算]工况1：抗滑安全系数(Kh>=Ksl=1.2): 抗滑安全系数 Kh=3.392>=1.20,满足规范要求。[整体稳定验算]计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度:1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=1.846圆弧半径(m)R=13.002圆心坐标X(m)X=-1.917圆心坐标Y(m)Y=10.510[嵌固深度计算]嵌固深度计算参数：是否考虑坑底隆起稳定性√嵌固深度计算过程：当地层不够时，软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。1)嵌固深度构造要求：依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,水泥土墙嵌固深度对于一般黏性土、砂土ld未做具体规定，构造值取为0。嵌固深度构造长度ld：0.000m。2)嵌固深度满足整体滑动稳定性要求：按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：圆心(-1.953，10.527)，半径=13.036m，对应的安全系数Ks=1.846≥1.350嵌固深度计算值ld=0.500m。3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求：符合坑底抗隆起的嵌固深度ld=0.100m满足以上要求的嵌固深度ld计算值=0.500m，ld采用值=0.500m。

六、出洞口两洞间桩板墙计算原始条件:墙身尺寸:桩总长:23.000(m)嵌入深度:10.000(m)截面形状:方桩桩宽:1.500(m)桩高:2.000(m)桩间距:3.000(m)嵌入段土层数:1桩底支承条件:铰接计算方法:K法土层序号土层厚(m)重度(kN/m3)内摩擦角(度)土摩阻力(kPa)K(MN/m3)被动土压力调整系数150.00025.00060.00600.00120.0001.000桩前滑动土层厚:3.500(m)物理参数:桩混凝土强度等级:C30桩纵筋合力点到外皮距离:50(mm)桩纵筋级别:HRB400桩箍筋级别:HPB300桩箍筋间距:200(mm)挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)墙后填土容重:20.500(kN/m3)横坡角以上填土的土摩阻力(kPa):30.00横坡角以下填土的土摩阻力(kPa):120.00坡线与滑坡推力:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)136.00022.000地面横坡角度:35.000(度)墙顶标高:0.000(m)参数名称参数值推力分布类型矩形桩后剩余下滑力水平分力0.000(kN/m)桩后剩余抗滑力水平分力0.000(kN/m)钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)（2015年版）注意：内力计算时，滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数=1.350[土压力计算]计算高度为13.000(m)处的库仑主动土压力第1破裂角：43.274(度)Ea=784.526Ex=748.215Ey=235.911(kN)作用点高度Zy=4.333(m)(一)桩身内力计算计算方法:K法 背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。背侧最大弯矩=13579.002(kN-m)距离桩顶14.429(m)面侧最大弯矩=0.000(kN-m)距离桩顶0.000(m)最大剪力=2693.571(kN)距离桩顶13.000(m)最大位移=54(mm)点号距顶距离弯矩剪力位移土反力(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)1-0.0000.0000.000-54.34-0.00020.4640.532-3.436-52.56-0.00030.9294.254-13.743-50.78-0.00041.39314.356-30.921-49.00-0.00051.85734.030-54.971-47.22-0.00062.32166.464-85.892-45.44-0.00072.786114.850-123.684-43.66-0.00083.250182.377-168.348-41.88-0.00093.714272.237-219.883-40.11-0.000104.179387.618-278.290-38.33-0.000114.643531.712-343.568-36.56-0.000125.107707.709-415.717-34.79-0.000135.571918.798-494.737-33.02-0.000146.0361168.171-580.629-31.27-0.000156.5001459.018-673.393-29.52-0.000166.9641794.528-773.027-27.78-0.000177.4292177.892-879.533-26.06-0.000187.8932612.301-992.911-24.35-0.000198.3573100.944-1113.159-22.66-0.000208.8213647.012-1240.279-20.99-0.000219.2864253.695-1374.271-19.34-0.000229.7504924.184-1515.134-17.73-0.0002310.2145661.669-1662.868-16.16-0.0002410.6796469.338-1817.473-14.62-0.0002511.1437350.385-1978.950-13.13-0.0002611.6078307.998-2147.298-11.70-0.0002712.0719345.368-2322.518-10.32-0.0002812.53610465.686-2504.608-9.01-0.0002913.00011672.140-2693.571-7.78-472.5033013.47612721.604-1765.479-6.60-791.7593113.95213337.888-900.267-5.51-661.7963214.42913579.002-182.605-4.53-543.8753314.90513511.797401.977-3.65-438.2233415.38113196.167868.056-2.87-344.7903515.85712685.0781230.011-2.19-263.2963616.33312024.7271501.786-1.61-193.2853716.81011254.8051696.697-1.12-134.1653817.28610408.8241827.296-0.71-85.2413917.7629514.5221905.268-0.38-45.7524018.2388594.2871941.363-0.12-14.8884118.7147665.6081945.3550.078.1814219.1906741.5671926.0230.2024.2974319.6675831.3001891.1460.2934.2964420.1434940.4761847.5150.3339.0034520.6194071.7621800.9490.3339.2264621.0953225.2851756.3200.3035.7524721.5712399.0761717.5690.2429.3494822.0481589.5051687.7370.1720.7684922.524791.7071668.9800.0910.7445023.0000.000831.292-0.00-0.000(二)桩身配筋计算点号距顶距离面侧纵筋背侧纵筋箍筋(m)(mm2)(mm2)(mm2)1-0.0006000600049020.4646000600049030.9296000600049041.3936000600049051.8576000600049062.3216000600049072.7866000600049083.2506000600049093.714