【《青海隧道洞门设计与计算过程案例》3600字】

青海隧道洞门设计与计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u9118青海隧道洞门设计与计算过程案例 154211.1洞口地质条件 143981.2洞门类型的选择 1200461.3洞门各部的尺寸拟定 1230291.4计算参数 2109071.4.1土压力计算 3265691.4.2端墙稳定性验算 4176711.4.3主洞的端墙验算 6185351.4.4主洞与端墙共同作用 61.1洞口地质条件隧道进洞口所在斜坡为凸型坡，坡角为20°，坡向为178°，地表为第四系全新统残坡积粉质粘土覆盖，厚度约4m，可塑状，下覆基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩及砂岩，岩体较完整，质硬。隧道进口位于大盛场向斜东翼，无断层通过，岩层呈单斜产出，岩层产状为291°∠60°，局部充填泥质，结合程度差，为硬性结构面，中风化岩体较完整。岩体发育2组构造裂隙:裂隙1倾向195%，倾角85°，裂隙2:倾向280°，倾角70°，结合较差。地下水贫乏。1.2洞门类型的选择青湖隧道的洞口的位置是按照进出口的地形地貌特征和实际的工程地质条件等因素来决定的。而且还要结合边坡和边坡开挖的标准要求，结合基坑的稳定性和开挖要求。

本隧道采用端墙式洞门。1.3洞门各部的尺寸拟定洞口尺寸根据我国《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)规定，青湖隧道基础设施和洞门的大小设置如下:

1.洞门高为12.48m，墙厚为1.25m，端墙式洞门正墙墙面坡度取1:0.25

2.洞口的边坡和仰坡的坡比采用的是1:1，仰坡坡脚到洞门的墙背的水平距离设置为1.8m。

1.洞门墙嵌进地基1.64m.

4.洞门的墙顶高出仰坡坡脚的距离为0.75m。5.洞门端墙的厚度设置为1.4m，端墙的长度设置为5m,端墙的坡度设置为1:0.25，倾斜角度设置为1:0.5.

1.4计算参数1.挡土墙的边坡、仰坡坡度1:12.地层容重γc=20KN/m3

1.地层计算摩擦角φ=

50°

4.基底摩擦系数f=0.4

5.基底控制压应力[σ]=0.4Mpa

6.仰坡坡脚ε=45°，tanε=1,

α=8.5°1.4.1土压力计算计算简图土压力系数计算最危险的滑裂面和垂直面之间的夹角可以按照下列计算式计算：tanω式中ω——最危险滑裂面和垂直面之间的夹角，（°）；φ——围岩的计算摩擦角（°）；ε——洞门后仰坡坡角（°）；α——墙面倾角（°）。E=λ=hhG=式中E——土压力（Kpa）；H——挡土墙高度12.48m；λ——侧压力系数γc——地层容重（KN/M3）b1——端墙的宽度;a——一般都是指洞洞门墙背到洞口的仰坡坡角的水平距离，取其值为1.8m；b——一般都是指洞门墙条带的计算宽度（m），取其值b=1m；ω——墙背土体平破裂角；γt——端墙的现浇混凝土重度；ξ——土压力计算模式不确定系数，取0.6α=8.5°，φ=50°ε=arctan0.8=39°将上列各数值代入最危险滑裂面与垂直面之间的夹角计算公式tanω=0.5187arctanω=arctan0.5187=27.42°λ=E==δ=EE式中δ——墙背摩擦角1.4.2端墙稳定性验算（1）、抗倾覆稳定性验算K式中：K0为基底的倾覆稳定系数；规定要求K0≥1.5；ΣMΣM墙身自重G：G=γtHb=Ex对墙趾的力臂：Ey对墙趾的力臂：G对墙趾的力臂：ZE=1EEK0满足抗倾覆性稳定要求（2）、基底偏心距验算基底为水平时：е=式中：е为基底合力的偏心距；B为水平基底的厚度；ΣN为作用于的基底上的总垂直力；C为ΣN对墙趾的力臂。设作用在基底上的垂直合力为ΣN=G+EyΣN=G+设其对墙趾的力臂是C，合力偏心距是еC=е=合力在中心线的左侧е计算结果满足要求又∵σ∴σσ满足基底压应力要求1.4.3主洞的端墙验算土压力：λ=0.1249EE=G=墙身截面的偏心距为：е式中：M——计算截面以上各力对截面形心力矩的代数和N——作用于截面以上的垂直合力墙身截面偏心验算：M=EN=G+eσσσ墙身截面偏心强度满足要求1.4.4主洞与端墙共同作用（1）土压力计算λ=0.1249EEΣE=ΣG=滑动稳定计算基底为水平时：Kc=ΣN×f将数据代入计算得：K∴满足滑动稳定要求通过以上的计算，可以得出结论，该隧道的端墙式洞门的尺寸设计符合规范要求。衬砌类型青湖隧道的衬砌类型是复合式衬砌。具体如下：衬砌类型围岩级别初期支护二次衬砌系统锚杆钢筋网喷射砼钢拱架拱墙仰拱Z5+Ⅴ级（浅埋、偏压）富水段Ф42注浆导管L=1.5m0.75m×1.0m双层Ф8钢筋网20×20mC20喷射混凝土厚25cm18工字钢拱架Δ=0.75mC25模筑钢筋砼厚45cmC25模筑钢筋砼厚45cmZ5Ⅴ级（一般）Ф42注浆导管L=1.5m0.75m×1.0m双层Ф8钢筋网20×20cmC20喷射混凝土厚25cm16工字钢拱架Δ=0.75mC25模筑钢筋砼厚45cmC25模筑钢筋砼厚45cmZ4Ⅳ级Ф22砂浆锚杆L=1.0m1.2m×1.2m双层Ф8钢筋网20×20cmC20喷射混凝土厚20cmФ22格栅钢拱架Δ=1.0mC25模筑砼厚40cmC25模筑砼厚40cmZ3Ⅲ级Ф22砂浆锚杆L=2.5m1.2m×1.2m单层Ф8钢筋网拱部C20喷射混凝土厚12cmC25模筑砼厚35cm在隧道ZK4+990至ZK5+007处，使用的是Z5+型衬砌，长度为17m，围岩级别为V级，在这一段，隧道洞身为碎石土及中风化灰岩，岩体裂隙发育，表层岩溶发育，围岩破碎，[BQ]=225。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水或渗水现象；在隧道ZK5+007至ZK5+067处，使用的是Z4型衬砌，长度为60m，围岩级别为IV级，该段洞身为中风化灰岩，岩体裂隙较发育，岩溶较发育，围岩较破碎，[BQ]=330.无地表水体，地下水主要为溶蚀裂腺水，水量大小受季节性影响，洞窒有滴水或渗水现象；在隧道ZK5+067至ZK5+481处，使用的是Z3型衬砌，长度为414m，围岩级别为III级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙较发育，表层岩溶较发育，围岩较完整，[BQ]=400。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小曼季节性影响，洞室有滴水现象；在隧道ZK5+481至ZK5+634处，使用的是Z4型衬砌，长度为153m，围岩级别为IV级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，

泥质含量较高，岩体裂隙较发育，表层岩溶强发育，围岩较破碎，[BQ]=330。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水或渗水现象；在隧道ZK5+634至ZK5+697处，使用Z5+型衬砌，长度为63m，围岩级别为V级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙发育，溶洞，岩溶发育，隧道可能出现涌水，涌水量较大，[BQ]=200。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为管道岩溶水，水量受季节性影响，常年涌水；在隧道ZK5+697至ZK5+810处，使用Z4型衬砌，长度为113m，围岩级别为IV级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，泥质含量较高，岩体裂隙较发育，岩溶较发育，围岩较破碎，[B0]=330。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂腺水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水或渗水现象；在隧道ZK5+810至ZK6+447处，使用Z3型衬砌，长度为637m，围岩级别为III级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂腺较发育，岩溶较发育，围岩较完整，[BQ]=400。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水现象；在隧道ZK6+447至ZK6+486处，使用Z4型衬砌，长度为39m，围岩级别为IV级，隧在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙较发育，岩溶较发育，围岩较破碎，[B0]=330。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水或渗水现象；在隧道ZK6+486至ZK6+556处，使用Z5型衬砌，长度为70m，围岩级别为V级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙发育，溶洞，岩溶较发育，围岩较坡碎，[BQ]=240。水文地质条件为地表水主要为冲沟水，地下水主要为岩溶裂隙水，水量不受季节性影响，洞室有渗水现象；在隧道ZK6+556至ZK6+594处，使用Z4型衬砌，长度为38m，围岩级别为IV级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙较发育，岩溶较发育，围岩较破碎[BQ]=330。水文地质条件为无地表水体，地下水主要为溶蚀裂隙水，水量大小受季节性影响，洞室有滴水或渗水现象；在隧道ZK6+594至ZK6+707处，使用Z3型衬砌，长度为113m，围岩级别为III级，在这一段，隧道洞身为中风化灰岩，岩体裂隙较发育，岩溶较