【《齐梁洞公路隧道支护结构工程的隧道洞门设计计算案例》2600字】

齐梁洞公路隧道支护结构工程的隧道洞门设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u8646齐梁洞公路隧道支护结构工程的隧道洞门设计计算案例 1218871.隧道总体设计 1190811.1隧道选址 1295041.1.1一般规定 2307931.2隧道洞口选择 2265151.3横断面设计 2273161.1.1建筑限界 2188832.隧道洞门设计 484382.1洞口段地质评价 4299942.2洞门设计 416232.2.1洞门类型选择 461162.2.2洞门设计 522222.2.3土压力计算 7102262.3洞门验算 839542.1.1抗倾覆稳定性验算 8313522.1.2抗滑动稳定性验算 9165142.1.3基底合力偏心距计算 10220222.1.4基地压力 10101842.1.5墙身截面强度验算 111.隧道总体设计1.1隧道选址本设计课题为G209国道吉首至凤凰公路改建工程齐梁洞公路隧道，按一级公路时速80Km/h单洞双车道公路隧道设计。隧道位于凤凰县沱江镇齐梁桥村，呈北-南向穿越丘陵体。本隧道起讫里程为K32+240-K32+505，全长265m,属短隧道。隧道进口地形标高为370.59m，出口地形标高为371.88m，设计标高为361.55～361.37m，呈纵坡0.7%上坡；。隧道最大埋深约为59.80m，平均埋深36.80m。该隧道位于低山丘陵区，地形起伏较大，相对高差达62.87。地表植被较发育，基岩大部裸露，进出口皆为丘陵斜坡，有少量覆盖层分布。隧道区交通状况较好，进出口端即为国道G209。1.1.1一般规定1.洞口位置应根据工程条件，同时结合环境条件、施工条件、运营要求，综合科学比较决定。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</Author><Year>2019</Year><RecNum>32</RecNum><DisplayText>[7]</DisplayText><record><rec-number>32</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621755827">32</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</author></authors></contributors><titles><title>公路隧道设计规范</title></titles><keywords><keyword>公路隧道-土木工程-设计规范-中国</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>978-7-114-14639-8</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]2.遵循“早进洞、晚出洞”原则，不大挖大刷，确保边坡、仰坡的稳定性。1.设置排水沟、截水沟和路基排水综合考虑布置。2.洞门设计要与自然环境相协调。1.2隧道洞口选择齐梁洞隧道洞门考虑洞口地形和地质条件，结合洞口排水，遵循“早进洞、晚出洞”的原则，尽量采用小开挖的进洞方案，减少洞口边仰坡的开挖，保证岩（土）体的稳定性，尽可能保持原地形的绿色植被坡面。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>付义祥，刘杰，朱俊，刘华江</Author><Year>2009</Year><RecNum>8</RecNum><DisplayText>[8]</DisplayText><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621754483">8</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>付义祥，刘杰，朱俊，刘华江</author></authors></contributors><titles><title>公路隧道无仰坡洞口的研究</title><secondary-title>资源环境与工程</secondary-title></titles><periodical><full-title>资源环境与工程</full-title></periodical><pages>84-85</pages><number>第C2期</number><keywords><keyword>公路隧道；无仰坡洞口；环保；施作套拱</keyword></keywords><dates><year>2009</year></dates><isbn>1671-1211</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]结合本隧道的具体情况，进口左洞采用直切式洞门，洞口永久边仰坡防护采用拱型骨架护坡或框架铀杆（索）防护。隧道洞口施工应从上到下，边升挖边防护；洞口石质边坡开挖应尽量采用微弱爆破，土质边坡应采用机械开挖，以防止边坡稳定性受到影响。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2020</Year><RecNum>33</RecNum><DisplayText>[9]</DisplayText><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621755827">33</key></foreign-keys><ref-typename="Standard">58</ref-type><contributors></contributors><titles><title>公路隧道施工技术规范</title></titles><dates><year>2020</year></dates><publisher>中华人民共和国交通运输部</publisher><isbn>JTG/T3660-2020</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]隧道大致为东西向，采用洞内灯光调整内外光线过渡及洞口植树等减光设施，以利行车安全。1.3横断面设计1.1.1建筑限界隧道设计一级公路，时速为80km/h，按单向两车道设计。根据《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)选取出隧道界限的基本值。H—建筑限界高度，取5.0m；W—行车道宽度，选取1.75×2=7.5m；C—余宽，本设计为高速公路，设置检修道，取C=0；—检修道左侧宽度，取0.75m；—检修道右侧宽度，取1m；—左侧向宽度，取0.75m；—右侧向宽度，取1m；—建筑限界左顶角宽度，==0.5m；—建筑限界右顶角宽度，==0.5m。隧道净宽为：1.75*2+0.75+1+2=11.25m参照规范，横向坡度可选择为1.5%-2%，本设计中选取值为：i=2%。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</Author><Year>2019</Year><RecNum>32</RecNum><DisplayText>[7]</DisplayText><record><rec-number>32</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621755827">32</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</author></authors></contributors><titles><title>公路隧道设计规范</title></titles><keywords><keyword>公路隧道-土木工程-设计规范-中国</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>978-7-114-14639-8</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]建筑限界如图1.1所示：图1.1齐梁洞公路隧道限界图（单位：cm）根据隧道限界图，利用五心圆法作出隧道内轮廓图:图1.2隧道内轮廓图（单位：cm）2.隧道洞门设计2.1洞口段地质评价隧道进口部位岩层走向与隧道轴线走向大角度斜交，岩层主要为以中风化泥质云岩局部夹页岩，及局部夹灰岩透镜体的较硬质-较软岩石，目前处于基本稳定状态，隧道仰坡开挖后存在诱发坠落、掉块的条件，稳定性差，地表有碎石土及块石，目前基本稳定，在隧道进口开挖时有局部滑塌的可能，可以采用清理+结合洞门进行支护的手段进行防治。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2012</Year><RecNum>52</RecNum><DisplayText>[10]</DisplayText><record><rec-number>52</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621759337">52</key></foreign-keys><ref-typename="Standard">58</ref-type><contributors></contributors><titles><title>7.《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 地下工程防水技术规范</title></titles><pages>481</pages><dates><year>2012</year></dates><publisher>CN-GB</publisher><isbn>GB50108-2008</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]综上所述本隧道进出口工程地质条件较差，现状基本稳定，诱发工程滑坡的可能性较大，建议尽量早进洞晚出洞，并结合洞门设置防护墙及在施工时及时支护衬砌。洞口基底稳定。应根据地形地质条件在洞顶周边设置防水、排水措施，以确保施工、营运安全。2.2洞门设计2.2.1洞门类型选择洞门形式的选择应以保护隧道的自然景观和改善入洞环境为主要目的，可以根据地形条件、施工条件，运营条件等多方面比较确定。本隧道进洞为V级围岩，地质状况一般，拟采用端墙式洞门。端墙式洞门易于施工，适用于轴线与坡面基本成正比，边、仰坡率为1：0.3-1：0.5。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>丁长鑫，袁志仁，郭玉峰</Author><Year>2016</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621754483">16</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>丁长鑫，袁志仁，郭玉峰</author></authors></contributors><titles><title>端墙式洞门强度及稳定性验算研究</title><secondary-title>长春工程学院学报(自然科学版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>长春工程学院学报(自然科学版)</full-title></periodical><pages>23-25</pages><volume>第17卷</volume><number>第3期</number><keywords><keyword>端墙洞门；强度；稳定性</keyword></keywords><dates><year>2016</year></dates><isbn>1009-8984</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]2.2.2洞门设计1.参数设定端墙墙体为直线型，且厚度相同，参照《公路隧道设计细则》（JTGD70-2010）的标准端墙式洞门参数如下：（1）衬砌拱顶外缘至洞门顶部的距离取为3m,设墙高H=12m。（2）洞门墙身厚度取2.0m，洞门墙基础嵌入地基深度1.73m（位于仰拱的1.5m之下）。（3）洞口仰坡坡比采用1:1.25，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为1.6m。洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度为1.35m。（4）洞门墙顶高出仰坡脚0.6m。洞门墙与仰坡之间的矩形水沟深0.6m，宽0.6m。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>中交第二公路勘察设计研究院有限公司</Author><Year>2010</Year><RecNum>53</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>53</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621762570">53</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>中交第二公路勘察设计研究院有限公司</author></authors></contributors><titles><title>JTG/TD70-2010-公路隧道设计细则</title></titles><pages>286</pages><keywords><keyword>公路隧道-中国-规则</keyword></keywords><dates><year>2010</year></dates><isbn>978-7-114-08478-2</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]2.各项物理指标f=0.4水泥砂浆砌片石洞门计算参数要通过现场试验资料确定，在现场试验资料缺乏时，可按照表4-1选取。表4-1洞门计算参数洞门端墙材料采用水泥砂浆片石砌体，水泥砂浆的强度M20，地基容许压应=1.0MPa。洞门位置的围岩为Ⅴ级围岩，其仰坡率设计为1:1.25。入口洞门初设示意如图2.1；洞门翼墙设计图如图2.2；洞门挡土墙示意图如图2.1.ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</Author><Year>2019</Year><RecNum>32</RecNum><DisplayText>[7]</DisplayText><record><rec-number>32</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621755827">32</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>招商局重庆交通科研设计院有限公司主编</author></authors></contributors><titles><title>公路隧道设计规范</title></titles><keywords><keyword>公路隧道-土木工程-设计规范-中国</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>978-7-114-14639-8</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]图2.1入口洞门初设示意图图2.2洞门翼墙示意图2.2.3土压力计算端墙式洞门取条带I计算，并1m宽作为“验算条带”，将洞门简化为图2.3进行计算：图2.3简化计算图（1）土体破裂角的计算已知：tan=0.15；tan=1；tan=0.8。ω可根据下式计算：（4-1）式中：—围岩计算摩擦角（。）；，—墙面倾角和地面坡脚（。）。代入数据到式（3-1）得：=0.672（4-2）因此，ω=31.89677°（2）侧压力系数的计算ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>李炼，郭海强，李安洪，徐骏</Author><Year>2021</Year><RecNum>54</RecNum><DisplayText>[13]</DisplayText><record><rec-number>54</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621762697">54</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>李炼，郭海强，李安洪，徐骏</author></authors></contributors><titles><title>库仑土压力计算新方法——扫描搜索法</title><secondary-title>铁道科学与工程学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>铁道科学与工程学报</full-title></periodical><pages>662-668</pages><volume>第18卷</volume><number>第3期</number><keywords><keyword>扫描搜索法；库仑土压力理论；主动土压力；破裂楔体；挡土墙</keyword></keywords><dates><year>2021</year></dates><isbn>1672-7029</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.19713/ki.43-1423/u.T20200497</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[13]代入数据到下式：（4-3）带入（4-3）得：（3）主动土压力的计算H=12-0.6=11.4m土压力：（4-4）式中：E—土压力（kN）；γ—地层重度（kN/）；λ—侧压力系数；b—洞门墙计算条带宽度（m）；ξ—土压力计算模式不确定性系数，可取0.6。代入数据到公式（3-4）得：2.3洞门验算2.1.1抗倾覆稳定性验算（4-5）式中：Ko—倾覆稳定系数，Ko=1.6；My—全部垂直力对脚趾O点的稳定力矩；Mo—全部水平力对脚趾O点的稳定力矩。墙身重量G:G=12×2×23×1=552.0KN将从分开，分为E1，E2：E1=9.89kNE2=1239.34kN对墙趾的力臂：对墙趾的力臂：=G对墙趾的力臂：（4-6）（4-6）（4-7）（4-8）（4-9）故抗倾覆稳定性满足要求。2.1.2抗滑动稳定性验算本设计中隧道端墙墙身的基地是水平的，其滑动稳定性验算按下式ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>丁长鑫，袁志仁，郭玉峰</Author><Year>2016</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5tee5rzt6aftwqesxpbxdsxk9pw5s2dsfdwr"timestamp="1621754483">16</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>丁长鑫，袁志仁，郭玉峰</author></authors></contributors><titles><title>端墙式洞门强度及稳定性验算研究</title><second