隧道断面计算公式
隧道断面计算是确定隧道横截面积和形状的过程。隧道断面的形状和尺寸对隧道的稳定性和使用条件有重要影响。在进行隧道设计时，需要依据工程要求和地质条件来确定合适的断面形状和尺寸。以下是常见的隧道断面计算公式和相关参考内容。
1. 地质勘探和地质参数：
在进行隧道断面计算之前，需要进行地质勘探，获取地质参数，包括地质岩性、地应力、地下水等。这些地质参数对隧道断面计算具有重要影响。地质参数的获取可依据国家规范或工程师的经验进行判断。
2. 地层压力计算公式：
根据地层压力的计算公式可估算隧道断面所受的地层压力。常用的地层压力计算公式包括：
- Terzaghi地压公式：P = k_h * γ_h * h
- 吉环地压公式：P = k_n * γ_v * h
其中，P为地层压力，k_h和k_n为地压系数，γ_h和γ_v为地层重度，h为覆土深度。地压系数可根据地质条件和经验取值。
3. 支护结构计算公式：
隧道施工过程中需要进行支护，支护结构的设计也需要进行断面计算。常用的支护结构计算公式包括：
- 钢支撑计算公式：N = (σ_1 + σ_3)/2
- 混凝土衬砌计算公式：h = N * m
其中，N为地层压力，σ_1和σ_3为地应力，h为衬砌厚度，
m为混凝土抗压强度。这些公式可依据设计要求和工程经验进行合理取值。
4. 断面形状计算：
隧道断面的形状决定了隧道的稳定性和使用条件。常见的隧道断面形状有圆形、马蹄形、矩形等。断面形状计算的主要目标是确定隧道拱顶高度、宽度和截面积。常用的断面形状计算公式包括：
- 圆形断面计算：A = π * r^2, P = 2 * π * r + h
- 马蹄形断面计算：A = (b1 + b2) * h/2, P = b1 + b2 + 2 * h
其中，A为断面面积，P为断面周长，r为拱顶半径，h为拱高。b1和b2为马蹄形断面的底宽和顶宽。
参考内容：
- 《公路隧道设计规范》（JTJ 042-96）
- 《铁路隧道设计规范》（TB 10002.1-2005）
- 《城市轨道交通隧道设计规范》（GB 50486-2010）
- 相关学术论文和专业书籍。
以上是隧道断面计算公式的一些相关参考内容，通过合理计算和选择断面形状，可以确保隧道的稳定性和安全性。在实际工程设计中，还需要结合工程经验和地质条件进行综合考虑，以得出合理的隧道断面设计方案。
一、明洞衬砌（双洞每延米） 1、S1=π*8.52*60°/180°+π*6.22*30°/180°+2.65*（1.3+6.89）*2-3.98*1.99/tan60°/2+π *22.72*17°39′59″/180°-0.5*22.7*22.7*sin（17°39′59″*2）=146.79m2 2、S2=π*7.82*60°/180°+π*5.52*43°11′55″/180°+π*12*59°8′6″/180° -3.98*1.99/tan60°/2+π*222*17°39′59″/180°-0.5*21*21*sin（17°39′59″*2）+[3.98+21*sin(17°39′59″)*2]*1.03/2=115.59m2 3、S3=π*22.35*17°39′59″/180°*0.7*2=9.65m2 4、则C25拱墙砼衬砌：（S1-S2-S3）*2=（146.79-115.59-9.65）*2=43.1m2 则C25仰拱砼：S3*2=9.65*2=19.3m2 5、C25中墙砼衬砌：（4.51+2.55）*3.35/2+2.55*2.65-（π*6.22*30°/180°-0.5*6.2*6.2*sin（30°） *2）=17.68m2 6、隧底填充：[π*222*32°20′56″/360°-0.5*22*22*sin(32°20′ 56″)+12.25*(0.17+0.19)/2-0.14*0.5*2]*2=18.42m3 7、防水板：（π*8.5*120°/180°+π*6.2*30°/180°*2+2.65*2）*2=59.18m2 8、每延米衬砌钢筋： N1=φ25=π*8.42*120°/180°+π*6.12*30°/180°*2+2.57*2+1.24*2+0.2*2=32.06m 根数：1÷0.167*2=12根重量:12*32.06*3.85=1481.17kg N2=φ25=π*7.88*120°/180°+π*5.58*57°23′34″/180°*2+0.2+0.2=28.08m 根数：1÷0.167*2=12根重量:12*28.08*3.85=1297.3kg N4=φ25=π*22.62*42°1′49″/180°+0.2*2=16.99m 根数：1÷0.167*2=12根 重量: 12*16.99*3.85=784.94kg N3=φ25=π*22.08*43°6′32″/180°+0.2*2=17.01m 根数：1÷0.167*2=12根 重量: 12*17.01*3.85=785.86kg N5=φ12=1m 根数：［（32.06+28.08）÷2-0.4］÷0.25+［（16.99+17.01）÷2-2.88］/0.25=174根/环 重量:1*174*2*2*0.888=618.05kg N6=φ10=0.72m 根数：N1=π*8.42*120°/180°+π*6.12*30°/180°*2=24.04m N2=π*7.88*120°/180°+π*5.58*30°/180°*2=22.35m
第一章绪论 1. 隧道:构筑在离地面一定深度的岩层或土层中用作通到底建筑物 2. 隧道分类:按周围介质分：岩石隧道和土层隧道;按用途不同分：交通隧道和市政工程隧道 3. 公路隧道：穿越公路路线障碍物的交通隧道 4. 公路隧道的主要特点:(1)断面形状复杂：宽而扁，高：宽<=1.; 常有特殊构造：岔洞，紧急停车带回车区，以及双连拱隧道，小间距隧道，双层隧道;(2) 荷载形式单一：主要是围岩压力，方向不会改变;(3)附属设施多：通风,照明,交通信号,消防,监控设施 5. 断面几何形状:考虑功能和经济的两方面:马蹄形,圆形(盾构开挖),拱形(山岭隧道),双连拱 (浅埋土层,地形受限),矩形(沉管法,城市隧道) 6.. 衬砌的结构类型分为四类:整体式砼衬砌;装配式衬砌;锚喷支护衬砌;复合式衬砌 7.. 整体式砼衬砌又可分为:半衬砌;厚拱薄墙衬砌;直墙拱形衬砌;曲墙拱形衬砌 (1)半衬砌:适用于岩石较坚硬并且整体稳定或基本稳定的围岩; 对于侧压力很大的较软岩层 或土层,为避免直墙承受较大压力,采用落地拱(2)厚拱薄衬砌:适用于水平压力很小的情况,拱脚较厚,边墙较薄(3) 直墙拱形衬砌:铁路隧道常用,竖向压力较大,水平侧压力不大(4)曲墙拱形衬砌:地质条件差,岩石破碎松散和易于坍塌地段 8. 装配式衬砌:用于盾构法施工,深埋法施工,TBM 法施工 9. 锚喷支护衬砌:喷混凝土和加锚杆两方法的统称。常用方法：喷混凝土，钢筋网喷混凝土，锚杆喷混凝土，钢筋网锚杆混凝土，钢纤维喷混凝土;特点：有很强时效性，新奥法和挪威 法 10. 复合式衬砌：主要应用于含水量较多的地段，外层为锚喷支护，中间有一层防水层，内层多为整体式衬砌，新奥法多采用 11. 初始地应力场由两种力系组成:自重应力分量;构造应力分量 影响因素：一类是和地壳的运动，地下水的变化以及人类活动等因素有关 12. 构造应力场：区域性明显，测试方法：解析反演法，原位测试法(1)地质的构造过程不公 改变了地质的重力应力场，而且还有一总分残余在岩体内(2) 构造应力场在一定深度内普遍存在且多为水平分量(3)构造应力具有明显的区域性和时间性 13. 作用在隧道结构上的荷载分为三类:主要荷载(就是长期作用的荷载,包括地层压力,围岩弹 性抗力,结构自重力,回填岩土重力，地下静水压力及使用荷载); 附加荷载(指非经常作用的 荷载，包括施工荷载，灌浆压力，局部落石以及有温度变化或砼收缩引起的温度应力和收缩用力) ;特殊荷载(一些偶然发生的荷载，如炮弹冲击力和爆炸时产生激波压力，地震力，车祸时冲撞力) 14. 形变压力: 由岩体变形所产生的挤压力; 15. 松散压力: 岩体坠落、滑移、坍塌所产生的重力 16. 围岩压力：形变压力和松散压力统称为围岩压力 17. 影响围岩压力的因素：a岩土的重力b岩体的结构c.地下水的分布d.隧道洞室的形状和尺寸e. 初始地应力 18•确定围岩压力的方法：a•现场量测b•理论估算c工程类比法 19•常用的围岩分类方法：a岩石坚固系数分类法b•太沙基理论c•铁路围岩分类法d•人工岩石洞室围岩分类法e.水工隧道围岩分类法 20. 隧道结构计算的任务：就是采用数学力学的方法，计算分析在隧道修筑的整个过程中 (包 括竣工，运营)a.隧道围岩及衬砌的强度 b.刚度和稳定性，为隧道的设计及施工提供具体设计参数
1.1工程概况 川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。 二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。 1.2工程地质条件 1.2.1 地形地貌 二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。隧道中部地势较高。隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。 1.2.2 水文气象 二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。全年分早季和雨季。夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。 据沪定、天全两县21年（1960-1980年）气候资料,多年平均气温分别为16.6℃和15.1℃,沪定略高于天全，多年平均降雨量分别为636.8 mm和1730.0mm，多
隧道工程量计算 一、洞身工程简介 1.洞身幵挖 （1）开挖轮廓线尺寸时，尤其要注意按设计要求预留变形量，当设计文件无特殊要求时，按下表选取开挖轮廓的预留变形量，防止开挖出的洞身因围岩变形而导致衬砌厚度不足的 现象。 （2）应采用光面爆破、预留光面层光面爆破或预裂爆破等控制爆破技术。炮眼的孔径、 孔数、孔深及炮眼布置满足要求，炸药及起爆器材的品种及规格选取合适，装药量、装药 结构及起爆顺序要合理。 （3）开挖出的洞身断面尺寸，按设计要求或表中预留一定的围岩变形量。 （4）拱、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。当岩层完整、岩石抗压强度大于30MPa并确认 不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分(每1m2内不大于0.1m2)欠挖，但隆起量不得大于5cm。 （5）不同围岩的超挖量不得超过表中的允许值。 2.洞身支护 （1）材料要求 【水泥】强度等级不应低于32.5级。 【砂】应采用坚硬耐久的中砂或粗砂。 【石子】应采用坚硬耐久的卵石或碎石。 【骨料】喷射混凝土用的骨料级配宜控制在表中所给范围内。 【外加剂】 【水】 【水泥砂浆】喷射混凝土的混合料和锚杆用的水泥砂浆的配合比以及拌合的均匀性，每工 作班检查次数不得少于两次；条件变化时，应及时检查。 （2）喷射混凝土支护
（3）锚杆支护 （4）钢筋网支护 （5）仰拱 （6）钢支撑支护 二、洞身工程定额工作内容及说明 1.定颔工作内容（部分） （1）人工开挖。工作内容包括：准备工作，打眼、装药、爆破、找顶、出渣、修理，通风、防尘，一般排水，木支撑以及临时管线的安拆、维护，整修边沟。 （2）机械开挖轻轨斗车运输。工作内容包括：准备工作，打眼、装药、爆破、找顶、出渣、修整，通风、防尘，一般排水，木支撑以及临时管线的安拆、维护。 （3）正洞机械开挖自卸汽车运输。 开挖工作内容包括:量测、画线、打眼、装药、爆破、找顶、修整，脚手架、踏步安拆，一般排水。 出渣工作内容包括:洞渣装、运、卸及道路养护。 （4）半隧道开挖。工作内容包括：打眼、装药、爆破，安全警戒，排险，运渣。 （5）钢支撑。工程内容包括:下料，成型，钻孔，焊接，修正;安装就位，紧固螺栓;拆除，整理，堆放。 （6）锚杆及金属网。 砂浆锚杆工作内容包括:搭、拆、移动脚手架，锚杆及附件制作，运输，钻孔，安装，砂浆拌合、灌注，锚固。 中空及自钻式锚杆工作内容包括：搭、拆、移动脚手架，锚杆运输，钻运，安装附件，砂 浆拌合、灌注，锚固。 金属网工作内容包括:制作，挂网，绑扎，点焊，加固。 （7）现浇混凝土衬砌 模板台车浇筑混凝土工作内容包括：清理岩面及基底；台车就位、调整，挡板制作、安装、拆除、修理、涂脱模剂、堆放、台车维护;混凝土浇筑、捣固及养生。
公路隧道横断面设计指导书设计步骤及要点 (一)、隧道横断面设计 1、隧道建筑限界确定 根据公路等级进行隧道建筑限界设计，结合隧道设计规范确定各尺寸。隧道建筑限界根据隧道长度等有四个: 、主洞建筑限界 、有紧急停车带的建筑限界 、行车横洞建筑限界 、行人横洞建筑限界。 在绘制建筑限界时各部分尺寸都要标注清楚。 2、隧道衬砌内轮廓线确定 根据公路等级进行隧道衬砌内轮廓线设计，结合隧道设计规范确定各尺寸。隧道衬砌内轮廓线根据隧道长度等有两个: 、主洞衬砌内轮廓线 、有紧急停车带的衬砌内轮廓线 隧道衬砌内轮廓线的确定方法: 、按单心圆设计 根据确定的建筑限界和隧道设计规范要求富余10cm，确定圆心和半径画出单心圆衬砌内轮廓线。一般适用地铁、水工隧道或小断面隧道等。 、按三心圆设计 三心圆断面受力较好，在设计时常采用，设计时采用工程类比法确定三个圆心及半径画衬砌内轮廓线。 、按五心圆设计
五心圆断面受力也较好，但圆弧较多，较复杂。设计时采用工程类比法确定五个圆心及半径画出衬砌内轮廓线。 3、作图法确定隧道衬砌内轮廓线 、圆形断面的作图 确定隧道内轮廓线时，以公路建筑限界为基准，并附加上通风所需要的断面。如果 共21页第1页 有侧压力则需要设置仰拱，设仰拱时应考虑水压力。在膨胀性山体和受到大水压时，通常把圆形闭合断面作为基本形状。圆形断面内轮廓线作图如图1(a)，假定公路建筑限界已确定，其控制点为a，b，c，d四个点，分别作，，的垂直平分线，在断面对abacad 称轴上得到三个交点O，O，O，取其中最高(至路面)者作为圆心O。由于施工精1232度上要求a，b，c，d各点至少需要10cm以上的富余量，所以在连线的延长线上取oa aA,0.1m，以为半径划圆即得内轮廓线的基本部分。 oA
隧道断面的测量方法 内容提要：隧道施工断面测量工作，不需专用软件，采用立面坐标法也能及时为施工提供可靠测量数据，准确的指导施工。三维坐标段落法，只需测量任意位置的三维坐标即可计算其偏差。 关键词:隧道；断面；测量；立面坐标法三维坐标段落法 隧道施工中各种工序衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，且洞内作业面狭小，如排风不畅，空气质量差，红外线测量仪器反射信号太弱，往往无法进行测量工作。测量工作在隧道开挖施工中非常重要，它控制着隧道开挖的平面、高程和断面几何尺寸，关系到隧道的贯通。为满足测量工作需要，需选择关键工序工作面污染小的时间，停止一些次要工序 , 提前加大排风来满足测量工作条件。若测量工作占用时间过长，将直接影响工程进度和经济效益。如何及时、准确的提供测量成果，使用的仪器和方法便成了重要因素。花几十万买一台隧道断面仪，仅能用于隧道断面测量，投资太大，为节省投资可采用全站仪配隧道断面测量软件来完成。用全站仪进行外业数据采集后，再对采集的数据进行分析。数据分析可用台式、便携电脑，也可用可编程计算器进行。现将三数据分析方法列于表 1, 从表 1 可以看出，采用可编程计算器进行分析，内外业用时最少，测量工作对工程作业时间影响最小。本文将对这种方便、快捷的测量和计算方法进行分析与介绍。 隧道断面单点测量耗时比较表表 1 1.极坐标断面测量法 1.1 极坐标系的建立 图1是一个隧道断面，垂直方向（高程）为纵轴，用 H 表示；水平方向（距线路中线的距离）为横轴，用 B 表示。
线 路 100411 图 1 圆心纵坐标等于路线设计高程减设计高程线至隧道中心的距离乘横坡比，加圆心至路面的高度。用公式（ 1-1 ）表示。 O=S-b×i+h ＝Ｓ－4.11×0.02+1.69 （ 1--1 ） 圆心横坐标等于１０ m （假定线路中心横坐标为１０米）。加线路中心至隧道中心的距离。 1.2 数据采集： 1.2.1 待测断面站点放样 可放出路中线、隧中线或距路中线任意宽度的点位，记录其地面高程、线路中线至待测断面站点的距离等。 1.2.2 断面测量 仪器置于待测断面， ( 竖直度盘定天顶方向为 0 度，顺时针注记 ) 望远镜瞄准另一导线点或中线点定向后，转仪器正镜瞄准线路边线法线方向，也就是保证测量的竖直角读数，线路中线一侧为 270-360 度，线路边线一侧为 0-90 度。记录仪器高、观测的竖直角、斜距。根据个人习惯，亦
《地下建筑结构课程设计》 ----软土地区地铁盾构隧道 一、设计资料 如图1所示，为一软土地区地铁盾构隧道的横断面，衬砌外径为6200mm，厚度为350mm，混凝土强度为C55，环向螺栓为5.8级。管片裂缝宽度允许值为0.2mm，接缝张开允许值为3mm。地面超载为20KPa。 图1 隧道计算断面土层分布图
二、设计要求 盾构隧道衬砌的结构计算采用自由变形的弹性均质圆环法并考虑土壤介质侧向弹性抗力来计算圆环内力。试计算衬砌内力，画出内力图，并进行管片配筋计算、隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算。 三、计算原则及采用规范 计算原则： （1）设计服务年限100年； （2）工程结构的安全等级按一级考虑； （3）取上覆土层厚度最大的横断面计算； （4）满足施工阶段，正常运营阶段和特殊情况下强度计算要求； （5）接缝变形在接缝防水措施所能适应的范围内； （6）成型管片裂缝宽度不大于0.2mm； （7）隧道最小埋深处需满足抗浮要求； 采用规范： （1）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）； （2）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）； （3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）； （4）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）； （5）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）； （6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； （7）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。
《地下建筑结构课程设计》----软土地区地铁盾构隧道 计算书 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 北方工业大学土木工程学院 地空系 2015年5月
隧道问题公式 隧道问题公式是指在隧道工程设计中所使用的一系列数学公式和计算方法。隧道工程是一门综合性的工程学科，涉及到土木工程、地质学、力学等多个学科的知识。隧道问题公式是为了解决隧道工程中遇到的各种问题而产生的。 隧道问题公式的应用范围非常广泛，可以用于隧道的设计、施工、监测等各个阶段。在设计阶段，隧道问题公式可以用来计算隧道的净开挖量、支护结构的尺寸和材料等；在施工阶段，隧道问题公式可以用来计算施工过程中的土压力、水压力等；在监测阶段，隧道问题公式可以用来分析隧道的变形和稳定性等。 隧道问题公式的核心是力学和地质学。在隧道工程中，地质条件是决定隧道稳定性和施工难度的重要因素之一。因此，地质学的知识对于解决隧道问题非常重要。在隧道问题公式中，地质学知识主要体现在地层力学参数的确定和地层变形规律的分析上。 隧道问题公式还包括了许多其他方面的知识，如土力学、结构力学、水文学等。这些知识在解决隧道问题中起着重要的作用。例如，在计算隧道支护结构尺寸时，需要考虑土体的力学性质和支护结构的受力情况；在计算施工过程中的土压力时，需要考虑土体的重力和水压力等。
隧道问题公式的具体内容非常丰富，不同类型的隧道问题有不同的公式和计算方法。例如，在计算隧道净开挖量时，可以使用横断面法或纵断面法；在计算土压力时，可以使用克努森土压力公式或斯图文土压力公式；在计算支护结构尺寸时，可以使用弹性理论或塑性理论等。 除了上述基本公式外，隧道问题公式还包括了一些特殊情况下的计算方法。例如，在计算地下水渗流时，可以使用达西定律或理想渗流方程；在计算围岩变形时，可以使用弹性模量或剪切模量等。 总之，隧道问题公式是解决隧道工程中各种问题的重要工具。它涉及到多个学科的知识，包括力学、地质学、土力学等。通过运用这些公式和计算方法，可以更好地解决隧道工程中遇到的各种问题，确保隧道的安全和稳定。
盾构出土量计算公式(一) 盾构出土量计算公式 盾构出土量概述 盾构出土量是指在地下隧道工程中，使用盾构机挖掘隧道时移除的土壤和岩石的总量。计算盾构出土量是评估施工进度和工程量的重要指标。 计算公式 盾构出土量的计算取决于隧道的尺寸和盾构机的挖掘效率。以下是几种常见的盾构出土量计算公式： 1. 面积法 盾构出土量可以使用以下公式计算： 出土量 = 断面积 × 掘进进度 其中，断面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。例如，如果断面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为100平方米× 80% = 80平方米。 2. 体积法 盾构出土量可以使用以下公式计算： 出土量 = 隧道长度 × 横截面积 × 掘进进度
其中，隧道长度是指盾构机挖掘的总长度，横截面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。例如，如果隧道长度为500米，横截面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为500米× 100平方米× 80% = 40,000立方米。 3. 圈数法 盾构出土量可以使用以下公式计算： 出土量 = 圈数 × 圈长 × 横截面积 其中，圈数是指盾构机挖掘的总圈数，每个圈的长度为圈长，横截面积是指每个掘进断面的面积。例如，如果圈数为100，圈长为10米，横截面积为100平方米，则出土量为100 × 10米× 100平方米= 100,000立方米。 示例说明 假设某隧道工程的断面积为120平方米，掘进进度为70%，隧道长度为800米，横截面积为150平方米，盾构机挖掘了100个圈，每个圈的长度为12米。 根据不同的计算公式，可以得到以下盾构出土量的计算结果： 1.面积法：出土量 = 120平方米× 70% = 84平方米 2.体积法：出土量 = 800米× 150平方米× 70% = 84,000立方 米
高速隧道钢筋用量计算公式 隧道是连接城市和地区的重要交通设施，而隧道的建设离不开钢筋混凝土结构。隧道钢筋的用量计算是隧道工程设计的重要环节之一，合理的钢筋用量计算可以保证隧道的结构安全和使用寿命。本文将介绍高速隧道钢筋用量计算公式及其应用。 一、高速隧道钢筋用量计算公式。 高速隧道钢筋用量计算公式主要包括以下几个方面： 1. 隧道结构类型和设计要求，隧道的结构类型和设计要求是决定钢筋用量的重 要因素。不同类型的隧道（如软岩隧道、硬岩隧道、软土隧道、硬土隧道等）在设计要求上有所不同，因此其钢筋用量也会有所差异。 2. 隧道的净跨度和开挖断面，隧道的净跨度和开挖断面是决定隧道结构受力情 况的重要因素，也是计算钢筋用量的基础。一般来说，净跨度越大，开挖断面越大，隧道的受力情况越复杂，钢筋用量也会相应增加。 3. 隧道结构受力分析，隧道结构的受力分析是确定钢筋用量的重要依据。通过 对隧道结构的受力情况进行分析，可以确定各个部位的受力大小和方向，从而计算出合理的钢筋用量。 4. 钢筋混凝土设计规范，钢筋混凝土设计规范是指导隧道设计和施工的重要依据，其中包括了钢筋用量计算的相关规定和公式。根据设计规范中的相关公式和计算方法，可以确定隧道的钢筋用量。 二、高速隧道钢筋用量计算方法。 在实际工程中，高速隧道钢筋用量的计算一般采用以下方法： 1. 根据设计要求确定隧道结构类型和受力情况，包括净跨度、开挖断面等参数。
2. 根据设计规范中的相关公式和计算方法，进行隧道结构的受力分析，确定各 个部位的受力大小和方向。 3. 根据受力分析的结果，计算出各个部位的钢筋用量，包括纵向钢筋、横向钢筋、箍筋等。 4. 对计算结果进行检查和修正，确保钢筋用量符合设计要求和规范要求。 5. 编制钢筋用量计算报告，提交给相关部门进行审查和批准。 三、高速隧道钢筋用量计算实例。 以某高速隧道工程为例，其结构类型为软岩隧道，净跨度为12m，开挖断面为40m²，设计要求为抗震等级为8度。根据设计要求和规范要求，进行钢筋用量的 计算。 1. 钢筋混凝土设计规范中关于软岩隧道的钢筋用量计算公式为，As=0.85fcbd，其中As为钢筋面积，fc为混凝土抗压强度，b为截面宽度，d为有效深度。 2. 根据设计要求和规范要求，进行软岩隧道的受力分析，确定各个部位的受力 大小和方向。 3. 根据受力分析的结果，计算出软岩隧道各个部位的钢筋用量，包括纵向钢筋、横向钢筋、箍筋等。 4. 对计算结果进行检查和修正，确保钢筋用量符合设计要求和规范要求。 5. 编制钢筋用量计算报告，提交给相关部门进行审查和批准。 通过以上实例可以看出，高速隧道钢筋用量的计算是一个复杂而又重要的工作，需要结合设计要求、规范要求和实际情况进行综合分析和计算。只有合理计算出钢筋用量，才能保证隧道结构的安全和使用寿命。 四、高速隧道钢筋用量计算的注意事项。
水工隧洞水力计算 水工隧洞水力计算的内容，一般有：泄流能力计算、水头损失计算、绘制压坡线（有压流）、 水面线的计算（无压流）。1、泄流能力水工隧洞泄流能力计算，分有压流和无压流两种情 况。实际工程中，多半是根据用途先拟定隧洞设置高程及洞身断面和孔口尺寸，然后通过计 算校核其泄流量。若不满足要求，再修改断面或变更高程，重新计算流量，如此反复计算比 较，直至满意为止。（1）有压流的泄流能力有压流的泄流能力按公式（1）计算：02gHAQµ= (1) 式中Q——泄流量；μ——流量系数； A——隧洞出口断面面积；g——重力加速度。gHH2200υ+= 式中 H——出口孔口静水头；g220υ——隧洞进口上游行近流速水头。流量系数μ随出流 条件不同而略有差异，自由出流和淹没出流分别按公式（2）和公式（3）计算：∑∑ + +=222211ijijjjAARCglAAζµ (2) ∑∑ + + =2222221iIIiJjAARCglAAAAζµ (3) 式中A——隧洞出口断面面积；A2——隧洞出口下游渠道过水断面面积； ζj——局部水头损失系数；Aj——与ζj相应流速之断面面积；Li、Ai、Ri、Ci——某均匀洞 段之长度、面积、水力半径和谢才系数。上述泄流能力计算公工适用于有压泄水隧洞，对 发电的有压引水隧洞，其过流能力决定于机组设计流量，即流量为已知，要求确定洞径。（2） 无压流的泄流能力无压泄水隧洞的洞身底坡常大于临界坡度，洞内水流呈急流状态，其泄 流能力不受洞长影响，而受进口控制，若进口为深孔有压短管，仍可按公式(2)和公式(3)计 算，而忽略其沿程水头损失（根号中的最后一项）。表孔堰流进口的斜井式无压隧洞，其泄 流能力由堰流公式计算：2/302HgmBQε= (4) 式中ε——侧收缩 系数；m——流量系数；B——堰顶宽度（m）；H0——包括行近流速水头g220υ的堰顶 水头。流量系数和侧收缩系数与堰型有关。为保证曲线堰面与斜井底板有准确的切点，使 过水表面平整，建议采用WES标准剖面堰型，其曲线方程和有关计算参数可参见武汉水利 电力学院编的《水力计算手册》。隧洞的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，其计 算方法可参见武汉水利电力学院编的《水力计算手册》。2、绘制压坡线连接隧洞沿程测压 管水头，即得有压隧洞的压坡线。设计时应根据隧洞可能的支运行条件绘制最高和最低压坡 线。前者供确定隧洞各段的最大设计内水压力，后者用以检验洞内会否出现负压力。绘制压 坡线的步骤如下：1）根据水流连续方程计算隧洞沿程各不同断面的流速；2）逐段计算沿 程水头损失和各项局部水头损失；3）从隧洞出口断面底板高程为基准的隧洞进口总水头中， 自上而下沿程逐段逐项累减各项水头损失，得各转换断面上的总水头 ++gVpz22γ；4）从各转换断面的总水头中减去相应的流速水头，得各转 +γpz，连接各测压管水头，即得隧洞沿程压坡线。 换断面上的测压管水头 以隧洞进口上游最低运行水位为准算出的压坡线，若出现低于隧洞洞顶高程者，说明该段洞 身将发生负压，通常情况下，不允许隧洞在负压上运行。降低隧洞高程，加大隧洞洞径，收 缩隧洞出口断面尺寸，以及改善出口体型，均可提高洞身压力，达到消除负压之目的。3、 水面线的计算明流隧洞的过水断面多为矩形，计算水面线较为简便的方法是直接分段求和 法。对两相邻过水断面建立能量方程式可得fbiiEx−∆=∆ (5) 式 中△x——隧洞沿程分段长度；△E——两相邻断面之比能差，△E=E2-E1； ib——洞底坡度；if——能线坡度，3/422RVnif=；E——比能，gaVyE22+=；y ——断面水深。一般情况下，隧洞宽度、坡度和过流量均为已知，通过水面线类型分析， 先确定起始断面水深，然后按公式（5），列表计算隧洞沿程各断面水深。
XXX引水隧洞水力计算 1、引水系统水头损失计算 XX工程引水隧洞设计采用钻爆法开挖、光面爆破成形，隧洞总长度12217.76m，开挖断面为D=2.8m的马蹄形断面，底宽2.50m。隧洞开挖后根据不同地质条件，洞室围岩分别采取不同的衬砌结构，其中C30喷射混凝土（含素喷、锚喷断面）衬砌洞长3417m，不衬砌断面5730m，采用DN1500钢板衬砌及管桥断面长850m，DN1800钢板衬砌断面长度469.27m，其余为C25钢筋混凝土衬砌断面。 引水系统的水头损失包括局部水头损失和沿程水头损失，其中局部损失按《水力计算手册》中所列公式和参数进行计算，沿程水头损失采用曼宁公式计算。公式如下： （1）沿程水头损失计算公式： 式中： L——引水隧洞长度，m； V——水流流速，m/s； n——糙率值； R——水力半径，m。 引水隧洞及压力钢管的糙率n取值考虑工程规模及施工质量，取值见表1-1。
引水建筑物断面糙率系数 表1-1 根据上述的糙率n 计算沿程水头损失，经计算，沿程水头损失在设计流量Q=4.56m 3/s 、2.28 m 3/s 时的水头损失值见表1－2。 引水系统水头损失值 表1－2 （2）局部水头损失 局部水头损失计算公式为： ∑=g v h j 22 ξ 式中：ξ——局部水头损失系数。 引水系统局部水头损失系数取值结果见下表1-3。
引水系统局部水头损失系数 表1－3 经计算，局部水头损失在设计流量Q=4.56m3/s、2.28 m3/s时的水头损失值见表1－4。 引水系统局部水头损失值 表1－4 从以上计算，当两台机满发Q=4.56m3/s时，由进水口至蜗壳进口总的水头损失为16.362m，当一台机满发Q=2.28m3/s时，总水头损失为4.09m。从水头损失计算成果看出，每km的隧洞水头损失1.34m，隧洞沿程不会出现负压现象，隧洞纵断面布置基本合理。 2 引水系统水击压力计算
隧道爆破设计计算书（直墙式隧道断面） 学校：************ 系别：土木工程系 班级：土木工程（*）班 姓名：***
学号：******** 时间：2014年*月 隧道爆破设计工程概况 某铁路隧道的服务隧道处于花岗岩地层，硬质岩，受地质构造影响严重，接力发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系不止产生滑动，无地下水，属Ⅲ级围岩，隧道为直墙式隧道断面。截面几何参数如下，月掘进计划为180m每月施工28天，采用三班三循环作业，炮眼利用率为0.9，采用2号岩石铵梯炸药，药卷直径Φ32mm。 - --------------- 面域---------------- 面积: 520222.4284 周长: 2661.9716 边界框: X: -400.0487 -- 400.0488 Y: -345.3801 -- 419.6199
计算书 1.炮眼直径的确定 按一般情况，炮眼直径在32mm~50mm 之间，药卷与眼壁之间的间隙为炮眼直径的10%~15%。 若按15%计算则有炮眼直径=32×（1+15%）=36.8mm 所以取炮眼直径为36mm 。 2.炮眼数量的计算 有公式αγ qS N = 查表可知q=1.3kg/m 3、α=0.50、γ=0.78,即 33.17378 .050.052 3.1=⨯⨯= N 取173（个） 。 有上述计算可知计炮眼为173个。 3.计算炮眼的深度和长度 每一循环炮眼的深度：38.29 .0328180 =⨯⨯=l ； 实施施工中取2.50m ； 每一循环进尺为：2.5×0.9=2.25m ； 2号岩石铵梯炸药每米质量值
平底蛋形断面隧洞正常水深直接计算方 法 工程采用的断面形式之一，结构受力条件良好，水力性能优越，适用于地质条件差、山岩压力大的地质环境。对于普通的六圆弧和四圆弧蛋形断面，文献[6-9]推导出水力要素表达式，并给 出了正常水深的直接计算公式。 平底蛋形斷面作为《水工设计手册》推荐的无压水工隧洞专用断面之一，将普通六圆弧蛋形断面的反拱圆弧底调整为平底板，降低了施工难度，具有较好的应用前景。目前，对于平底蛋形断面的水深计算未见研究成果，本文推导了平底蛋形普通断面的水力要素表达式，分析了3种平底蛋形典型断面正常水深隐函数方程，运用拟合优化方法获得该断面形式的简化直接计算公式，为应用提供简单、实用的计算方法。 1 平底蛋形普通断面形状特征参数 平底蛋形普通断面由5段圆弧和底部水平直线段组成，其断面形状如图l（a）所示。断面最大宽度为b，底部水平直线段两端为1/4圆弧段，圆弧半径为r1;中部扇形区域由半径为r2的两段圆弧围成，圆心位于断面最大宽度处的水平线上，圆心角为θ; 顶拱段圆弧半径为r3，圆心位于断面中心线上，对应的圆心角为 1/ 5
π一2θ。 2 平底蛋形断面水力要素计算 2.1 平底蛋形普通断面水力要素 根据平底蛋形普通断面的形状特征，不同水深处的过水断面面积A由两侧扇形区、中部矩（梯）形区组合而成，断面水力计算参数如图l（b）所示，则过水断面面积 2.2 平底蛋形典型断面水力要素 无压隧洞断面高宽比一般在1.0 - 1.5之间，《水工设计手册》给出了3种常用的平底蛋形典型断面形状特征参数，见表1。I 型、Ⅱ型和Ⅲ型断面的最大宽度均为6，高宽比分别为1.0、1.2、 1.4，中部扇形区域圆弧半径与断面宽度的比值分别为1.0、1.5、 2.0。3种断面随着高宽比的增大，断面向“瘦高形”变化，顶拱圆心角越小，越适用于垂直地应力（竖向荷载）大的场合。 3 平底蛋形断面正常水深计算 3.1 平底蛋形断面正常水深的理论计算 平底蛋形断面正常水深的计算采用明渠均匀流基本方程，即将表2中3种平底蛋形典型断面的水力参数计算公式代人式（4），整理可得不同水深范围的正常水深求解方程。限于篇幅，仅给出I型断面的正常水深求解方程，Ⅱ型、Ⅲ型求解方程类似。 由式（5）可知，平底蛋形典型断面的正常水深方程均为关 2/ 5
隧道工程计算书LT
1、设计依据 本设计根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）进行设计和计算。 2、设计原始资料 公路等级：二级公路； 设计车速：60km/h； 使用功能：道路双向两车道； 隧道平纵曲线半径和纵坡。 平纵曲线设计满足规范要求，洞口内外各有不小于3s行车速度行程长度范围内的平、纵线性保持一致。 隧道结构设计标准 ①设计使用期：100年； ②设计安全等级：一级； ③结构防水等级：二级； ④区域地震基本烈度为VII度区，按IX度抗震烈度进行设防。 ⑤1:10000地形图 3、设计步骤及过程 3.1平面位置确定 任务所给定的地形图，隧道平、纵设计既要服从路线的总体走向，又要综合考虑隧道位置的地形、地质、地物、水文、气象、地震情况和施工条件等因素，尽可能使隧址位于地质条件较好、不良地质影响最小的底层中。隧道平面线型以直线为主，有利于通风和施工，采用不设超高的平曲线。隧道纵坡设置充分考虑通风、排水、施工方案和两端接线的要求。 根据教师给定的起终点，本设计采用3条线路进行方案比选，并确定推荐线路。 做出3个方案的平面图，详见地形图。 3.2纵断面设计 作出推荐线路的纵断面图，读取隧道的地面高程点时，应每20m读一次，而后用平滑曲线连接。
3.3横断面设计 隧道内轮廓应该以建筑限界为基础，充分考虑衬砌结构受力特征、工程造价、装饰厚度及富余空间、运营设施的安装空间等因素。洞身结构应根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，其支护衬砌参数按工程类比，结合有限元分析确定。 ⑴根据设计原始资料要求，作出隧道的建筑限界及内轮廓设计图。 ⑵根据设计原始资料要求，作出隧道紧急停车带的建筑限界及内轮廓设计图。 4、二次衬砌结构计算 选取IV 级围岩复合式衬砌作为典型衬砌，做结构计算。 4.1基本参数 ⑴围岩级别：IV 级； ⑵围岩容重：3520kN/m .γ=； ⑶围岩弹性抗力系数：351003kN/m .K ⨯=； ⑷衬砌材料为C25混凝土，弹性模量kPa .E h 710852⨯=，容重323kN/m γh =。 4.2荷载确定 4.2.1围岩垂直均布荷载 按矿山法施工的隧道围岩荷载为： γω.q s-s 12450⨯= （公式4-1） []） （5124501s B-i γ.q s-+⨯= []） （5-11.91.015.20245.03⨯+⨯⨯⨯= 2722.124kN/m = 考虑到初期支护承担大部分围岩压力，而二次衬砌一般作为安全储备，故对围岩压力进行折减，对本隧道按照45%折减，取为702kN/m 。 4.2.2围岩水平均布压力 q .e 30= （公式4-2）