一、设计资料 1、工程概况：
安徽省铜汤高速公路要穿越黄山的焦家山，在该山建一隧道。隧道址区属构造剥蚀低山区，海拔105.2m —231.1m ，相对高差125.9m 。山脊走向35度左右，隧道轴线与山脊走向基本垂直。
2、地形地质等条件
工作区属亚热带湿润季风气候区，梅雨区40天左右，年平均气温为15.2—17.3度，最高日平均气温为42度，最低日平均气温为－20度。七、八月气温最高，一月气温最低。区内雨量充沛，多年平均年降雨量为1673.5mm ，最大为2525.7mm ，最小为627.9mm ，多锋面雨及地形雨，山区冬季风速较大，一般为4～5级。
地层岩性主要为志留系畈村组粉砂岩（fn S 2）和第四系全新统崩坡积成因碎石土（1
4
d e Q ）。
3、设计标准
设计等级：高速公路双向四车道； 地震设防烈度：7级 4、计算断面资料：
桩号：K151+900.00； 地面高程：205.76m ； 设计高程：138.673m ； 围岩类别：Ⅲ类；
复合式衬砌类型：Ⅲ类；
工程地质条件及评价：该段隧道通过微风化粉砂岩地段，节理裂隙不发育，埋置较深，围岩稳定性较好。 5、设计计算内容
（1）确定隧道开挖方式及隧道断面布置图； （2）围岩压力计算； （3）隧道支护设计图； （4）隧道衬砌设计图。 6、设计依据 （1）《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）； （2）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）； （3）《隧道工程》王毅才 主编 人民交通出版社； （4）《地下结构静力计算》 天津大学建筑工程系地下建筑工程教研室 编 中国建筑工业出版社。
二、隧道断面布置
本公路设计等级为高速公路双向四车道，由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）4.3.2有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。对于Ⅲ类围岩，分离式独立双洞间的最小净距为2.0B ，B 为隧道开挖断面的宽度。
本隧道入口处桩号为：K151+818,出口处桩号为：K151+986，全长168米，为短隧道，不需设紧急停车带。
因围岩条件较好，选隧道断面形式为直墙式。
公路隧道建筑限界：
本高速公路位于皖南山区，取设计时速为h km V k /100=，则建筑限界高度H ＝5.0m 。且当h km V k /100=时，检修道J 的宽度不宜小于1.00m ，取m 00.1==右左J J ，检修道高度h ＝0.5m 。设检修道时，不设余宽，即：C=0。取行车道宽度W=3.75m ×2＝7.5m ，侧向宽度为：m L L R L 00.1==，建筑限界顶角宽度为：m E E R L 00.1==，隧道纵坡不应小于0.3％，不应大于3％，本处取2％。具体建筑限界见图一所示。
图一 公路隧道建筑限界（单位：cm ）
由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）4.4.6有：上、下行分离式独立双洞的公路隧道之间应设置横向通道。本隧道长168m ，设置一处人行横道即可，人行横通道的断面建筑限界如下图二所示。
图二 人行横通道的断面建筑限界（单位：mm ）
故：隧道限界净宽为：11.5m ；
其中：行车道宽度：W=3.75m ×2＝7.5m ；
侧向宽度为：m L L R L 00.1==； 检修道宽度：m 00.1==右左J J ； 隧道限界净高：5m ；
内轮廓形式：单心圆R=6.8m ；
净高：7m ； 净宽：11.7m ；
向外取衬砌厚度0.4m ，则：隧道开挖宽度m B t 5.12=；隧道开挖高度：m H t 4.7=； 取两分离式洞口之间左右间距为40m ；该段隧道的埋深H ＝67.087m 。 洞口的开挖方式见施工组织设计。 三、围岩压力计算
7.1592.05
.124
.7<==t t B H 隧道支护结构的垂直均布压力：
h q γ= ω1s 245.0-⨯=h
其中：s=3， 为安全起见，取 3
5.2m t
=γ ，
B>5m,取i ＝0.1，75.155.121.01)5(1）＝（-⨯+=-+=B i ω，
2
1s 875.775.15.2445.0245.0m t
h q ＝⨯⨯⨯=⨯==-γωγ，
荷载等效高度：m q
h q 15.35
.2875
.7==
=
γ
； 深、浅埋隧道分界深度：m H m h H q p 087.67875.715.35.25.2=<<⨯==＝， 故为深埋隧道。
水平均布围岩压力：q e 15.0<，取2
2
79.07875.0875.710.0m t
m
t
e ≈⨯=＝。
三、隧道初支
查看《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），则：
由8.1.1有：公路隧道应作衬砌，根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路应采用复合式衬砌。
8.4.1有：复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间夹放水层组合而成的衬砌形式。复合式衬砌设计应复合下列规定：
1、初期支护宜采用锚喷支护，即由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式单独或组合使用，锚杆支护宜采用全长粘结锚杆。
2、二次衬砌宜采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连接圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。
由8.4.2有：复合式衬砌可采用工程类比法进行设计，并通过理论分析进行验算。初期支护及二次衬砌的支护参数可参照表8.4.2-1选用。
由表8.4.2-1，对于Ⅲ级围岩，有：
初期支护：拱部、边墙的喷射混凝土厚度为8～12cm ，拱、墙锚杆长度为2.0～3.0m ，
间距1.0～1.5m ；钢筋网：局部@25×25；
二次衬砌厚度：拱、墙混凝土厚度为35cm 。
本隧道大部分地段为深埋隧道。深埋隧道外层支护，根据《规范》规定，采用锚喷支护，锚杆采用水泥砂浆全长粘结锚杆，规格Φ22×2500mm ，间距 1.0～1.5m ，锚喷混凝土厚度120mm ；钢筋网：局部@25×25。
四、隧道衬砌设计与计算
因围岩稳定性较好，二衬作为安全储备，按构造要求设计，采用直墙式衬砌，拱顶采用单心圆。
取衬砌中线为计算线，则：隧道计算宽度为12.3m ，计算高度为7.2m 。 1、 已知资料：
顶拱和边墙的厚度均为0.4m ，宽度为1.0m ，跨度l ＝12.3m ，拱的矢高f ＝3.7m ，垂直均布
压力2
875.7m
t
q =，侧向均布压力2
79.0m t
e ＝，衬砌选用C30混凝土，其弹性模量
E=31GPa ，围岩弹性抗力系数3
3
10
200m t
K ⨯=。
图三 隧道衬砌计算模型（单位：m ）
2、拱顶的计算 （1）几何尺寸
R=6.8m ，'
5362o
n Q =，sin n Q ＝0.8902，cos n Q ＝0.4556， 53
6
101653.012
4.010⨯⨯＝＝EJ ，
边墙的弹性标值：319.1101653.0410
2445
5
4＝⨯⨯⨯==EJ K α
75.262.45.3319.1>⨯＝＝h α（边墙属于长梁）
。 （2）计算各项特征数值（计算过程参考《地下结构静力计算》一书）
（a ）拱的单位变位
由式（3-18）与附表53，得：
55
11104692.900996.110
1653.08
.62－＝⨯⨯⨯⨯=
δ， 5
5
221
12107049.1162086.0101653.08.62－＝＝⨯⨯⨯⨯=δδ， 35
225
2 6.80.0696264.7848100.165310
δ⨯=⨯⨯⨯－＝； （b ）拱的载变位
由式（3-19）与附表54，得：
05
05
31102012.6611738.0101653.08.62q q p
－⨯-=⨯⨯⨯-=∆， 0505
4
2101209.14460559.010
1653.08.62q q p
－⨯-=⨯⨯⨯-=∆； （c ）拱的弹性抗力变位
由式（4-8）与附表57，得：
n n σσσ
5
5
31103261.50014.0101653.08.62－⨯-=⨯⨯⨯-=∆， n n p
σσ55
4
1101088.180007.010
1653.08.62－⨯-=⨯⨯⨯-=∆； （d ）墙顶（拱脚）的单位变位
边墙属于长梁，按式（4-15）计算墙顶的单位变位。
55
3
1105895.4102319.14－＝⨯⨯⨯=β， 5
5
221107398.1102319.12－＝＝⨯⨯⨯=βμ，
55
210319.110
2319
.12－＝⨯⨯⨯=
μ； 因为边墙属于长梁，且不承受水平荷载，故：
033====ne ne μβμβ。
（e ）左半拱上的荷载引起墙顶处的竖向力、水平力和力矩 由于竖向均布荷载0q ：
20000
0np
np
06.056.05018.30132
np
q V q Q M q ==-=-；；＝，
由于弹性抗力σ：按式（4-7a ）与附表57，得：
n n 06011.08.60884.0σσσ＝⨯⨯=n V ，
n n 0n 9234.08.61358.0σσσ-⨯-=＝Q ， n n 20n 7953.08.60172.0σσσ-⨯-=＝M ；
以上各项力的正负见下图所示。
将以上算出的各项数值代入式（4-4）中，则得：
()5511106482.99105895.424692.90－－＝⨯⨯⨯+=A ，
()[]552112101468.154105895.47.37398.127049.116－－＝⨯⨯⨯+⨯+==A A ，
()255
22264.78482 1.3194 3.7 1.73982 3.7 4.598510418.832410A +⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯－－＝＝
()()510n 0n n 5
0n 661.2012q 5.3261218.3013q 0.795320.9234 1.739810829.1889q 14.473410P A σσσσ--=--+⨯---⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦--⨯＝()()()5
20n 0n n 50n n 5
0n 1446.1209q 18.1088218.3013q 0.7953 1.739820.9234 1.319102 3.718.3013q 0.7953 4.58952 3.70.9234 1.7398102131.3563q 62.263610P A σσσσσσ-----+⨯--⨯-⨯⨯⨯+⎡⎤⎣⎦⨯⨯--⨯-⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦--⨯＝＝（3）求解多余力21x x 和
将以上算出得各A 值代入式（4-3），得：
12099.6482154.1468829.188914.47340n x x q σ+--=， 120154.1468418.83242131.356362.62360n x x q σ+--=，
解出：
101.04310.1998n x q σ=-， 204.70490.2237n x q σ=+；
下面求弹性抗力n σ。
由式（4-2）的第二式求出墙顶（拱脚）的水平位移0μ为
()()()()()5
0005
05
01.04310.1998 1.7398 4.7049q 0.2231 1.319 1.7398 3.710
18.30130.7953 1.73980.9234 1.319106.4666 1.218810n n n n n q q q μσσσσσ---=-⨯++⨯+⨯⨯⎡⎤⎣⎦+--⨯-⨯⨯⎡⎤⎣⎦
-⨯＝代入式（4-6）：
()550210 6.4666 1.2188100.8902n n q σσ-=⨯⨯-⨯⨯
解得：02.1561n q σ= 因此，得多余力1x 和2x 如下：
()10001.65420.0827 1.04310.1998 2.15610.6123 4.8219n x q q q t m σ=-=-⨯⨯==⋅， ()20005.76220.2732 4.70490.2237 2.1561 5.187240.8492n x q q q t σ=+=+⨯⨯==；
（4）求拱顶的内力
由于对称关系，将左半拱分为四等段，计算0～4各截面的弯矩M 和轴力N ，见图4-10（a ），按下式计算：
2
0122
i i q x M x x y M σ=+-；
20cos sin sin cos i i i N x q x V H σσϕϕϕϕ=++-
式中i M σσσi i 、V 、H 按式（4-7）与附表57计算，结果见表1所示。
表1 i M σσσi i 、V 、H 数值表
坐标尺寸的计算见表2，弯矩i M 的计算见表3，轴力i N 的计算见表4。
表2拱轴线的坐标
表3 拱的弯矩i M
表4 拱的轴力i N
3、边墙的计算
边墙属于长梁，按式（4-14）进行计算。由于对称，仅取左边墙。 边墙的弹性标值 1.319α=。
墙顶的力矩0M 及水平力0Q 按式（4-10）计算，得：
00
0124.8219 3.740.849218.30137.8750.7953 2.15617.8751.6624np n M x fx M M t m
σ
=+++=+⨯-⨯-⨯⨯-⋅＝
00
0240.849200.7953 2.15617.87527.3456np n Q x Q Q t σ=++=+-⨯⨯=
墙顶的竖向力0V 为：
00 6.057.8750.6011 2.15617.87557.85np n V V V t σ=+=⨯+⨯⨯=
将坐标原点取在墙顶，分边墙为四等段，求4～8各截面的弯矩i M 、轴力i N 和弹性抗力i σ。 由式（4-14）：
078787827.3456
1.6634 1.662420.73211.319
i Q M M ϕϕϕϕϕϕα
=+
=-+
=-+
2205065656
222 1.319 1.66342 1.31927.3456 5.787872.1377i Ky M Q σαϕαϕϕϕϕϕ==+=-⨯⨯+⨯⨯+＝-每等段的边墙自重为：
3.5
0.4 2.30.8054
d N =
⨯⨯＝ 故4-8各截面的轴力为：
0i d d N V N N =+∑∑＝202.541+
函数58~ϕϕ可从附表3查出，计算结果见表5。
表5 边墙的i M σi i 、N 、
弯矩图和轴力图见下页图所示。
以上的计算结果表明：再墙的6、7各截面处其弹性抗力为拉力（对围岩），这是不合理的但是由于数值较小故计算结果仍然可用。
根据假定，墙下端不能产生水平位移，故该处的弹性抗力应等于零，而计算结果不为零，这是由于计算误差所致。
4、二次衬砌设计
（1）因围岩稳定性较好，二衬作为安全储备，按构造要求设计；
（2）衬砌结构防水：本隧道放水采取以下措施：1、复合式衬砌间采用防水夹层；2、混凝土满足抗渗要求，采用砼抗渗标号为S6；3、施工缝变型缝等处的放渗采取专门的防水措施。
本隧道采用复合式衬砌，设计应用近似解析法结合工程类比法确定衬砌支护参数。但复合式衬砌设计和施工密切相关，应结合施工，通过测量监控取得数据不断修改和完善设计。
五、施工组织设计
1、施工方案
隧道采用新奥法施工。岭头一号左右线从出口端掘进，岭头二号隧道采用双头掘进。洞口土石方采用，挖掘机挖装，自卸汽车运输的方法施工。Ⅴ级围岩采用中隔壁法开挖，Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，Ⅱ，Ⅲ级围岩采用全断面开挖。隧道均采用无轨运输，施工时坚持“短进尺，弱爆破，快封闭，勤量测”的原则；首先进行明洞、洞口土石方及边仰坡施工，并施作防排水及坡面防护，洞口土石方采用机械开挖，部分辅以凿岩机钻眼，小炮控制开挖，人工刷整边坡，自卸汽车运输的方法施工。洞身施工，隧道衬砌按仰拱超前，拱墙一次衬砌。
喷射砼采用湿喷工艺，降低回弹量和粉尘；隧道衬砌采用液压钢模衬砌台车，按仰拱超前，拱墙一次衬砌，砼集中拌和，砼运输车运输至作各业面，泵送砼入模，插入式捣固器与附着式捣固器联合振捣。隧道通风采用压入式风机通风。施工中加强围岩的监控量测，运用先进的量测、探测技术，指导施工。
2、施工方法及其措施
(1)洞口施工
洞口土石方施工采用人工配合挖掘机分两次开挖，第一次开挖至起拱线位置，待拱顶以上边仰坡防护措施完成后，进行起拱线以下部分开挖。
(a)施工前，按设计进行测量放线，标出起拱线位置及拱脚开挖宽度并用红油漆作出明
显标志后，进行开挖作业。
(b)开挖前按要求施作洞口仰坡截、排水系统，然后用挖掘机从上至下逐层顺坡开挖，
并用自卸汽车运至弃碴场弃置。
(c)洞口开挖成型后，及时施作锚喷及边坡防护，稳定边坡。
(2)明洞钢筋砼施工
明洞土石方开挖完成后，绑扎仰拱钢筋，灌注仰拱混凝土，砼达到设计强度后，衬砌台车就位并安装明洞洞身段模型，绑扎边墙及拱部钢筋，砼输送泵一次连续浇注成形。
（3）洞身开挖施工方法
（a）挂齿进洞方法
为保证隧道进洞施工安全，进洞前，安装型钢支架、关模并浇筑套拱混凝土，然后施作超前管棚注浆加固围岩。采用弧形导坑法进洞，用挖掘机为主要开挖机具。进洞后，转换工序，进行洞内Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级围岩施工。
隧道洞口开挖面呈多向受力状态，容易发生坍塌事故,为保证隧道破口时施工安全和结构稳定，设超前管棚注浆加固围岩。大管棚采用DP120型跟管钻机钻管孔，将加工好压浆孔钢管随钻头跟进孔内，用丝扣接长钢管，确保管孔位置正确，避免“沉头”和串孔。
加快各工序的施工进度，及时封闭，及时成环，喷砼加厚。
（b）施工顺序
Ⅳ级围岩段
测量布眼→钻上导坑炮眼→上部开挖→上部初期支护→台车钻下导坑炮眼→下部开挖→下部初期支护→防水层施工→仰拱施工→二次衬砌（模筑砼）→管沟施工→路面施工。
Ⅱ、Ⅲ级围岩段
测量布眼→台车钻眼→全断面开挖→拱墙初期支护→防水层施工→二次衬砌模筑→管
沟施工→路面施工。
（c）洞身开挖
①钻爆设计说明
隧道爆破作业采用微振动光面控制爆破，钻眼采用简易凿岩台车。
本设计包括Ⅳ级围岩台阶法上下半断面开挖，Ⅲ级围岩全断面开挖的炮孔布置，装药参
数，装药结构及起爆顺序和起爆方式的设计。
每次爆破进尺根据围岩状况确定：每次爆破后均对围岩及其稳定性作出评估，其结果作
为下一循环进尺的依据。
A Ⅳ级围岩采用短台阶新奥法施工，台阶长度5米。台阶上部钻眼深度1.7m，光面爆
破，每次进尺1.5米，台阶下部钻眼1.7m光面爆破，每次进尺1.5米。开挖过程中，初期
支护紧跟工作面，尽快完成支护体系。
B Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面开挖。开挖预留变形量值选用3cm，并根据施工期围岩变形
掏槽孔布置及掏槽孔深度等爆破设计参数。爆破设计见附件7《爆破设计图》所示。
④爆破后找顶
选派有施工经验、工作责任心强、体格强壮的人员担任找顶工作，每座隧道每班配不少
于2
(a)通风
隧道口安装1台MFA60P2-S通风机供风，
通风管使用φ1000负压柔性风管，悬挂于隧
道拱腰部位，压入式通风。当隧道施工长度大
于500m时，增加1台通风机抽出式通风，通
风管使用φ600的胶皮风管悬挂在另一侧边
墙上。
(b)防尘
施工防尘采用水幕降尘和个人戴防尘口罩相结合，在距掌子面30m外边墙两侧各放一台水幕降尘器，爆破前10min打开阀门，放炮30min后关闭。水幕降尘方案见下图：
隧道为上坡掘进时，设距边墙0.5m设临时排水沟，沿纵坡排水，汇入洞外排水系统；下坡掘进时，每隔20～30m设一集水坑和抽水站，依次将水抽排出洞。
（5）超前支护与初期支护
(a)超前小导管注浆加固地层
小导管注浆作业包括打孔布管、封面、注浆三道工序。
①打孔布管：采用凿岩风钻或台车打眼打孔，孔眼长度大于小导管长度。小导管顶部成尖锥状，尾部焊箍，管壁按梅花形布置小孔，尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。
②封面：注浆前，喷射砼封闭工作面，以防漏浆。
③注浆：采用水泥浆液注浆，在孔口设置止浆塞，浆液配合比由现场试验确定，注浆时先注无水孔，后注有水孔，从拱顶向下注，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔注浆。
(b)中空注浆锚杆施工
①隧道开挖后即按设计要求初喷砼后，即进行锚杆钻孔作业。
②中空式注浆锚杆采用风钻打眼。打眼时须严格按设计要求控制孔眼位置，间距及外插角。施工时采用TAPS断面仪严格放线控制。
③锚杆孔成孔后即可安装已加工制作好的锚杆。
④严格控制好注浆压力和注浆量，并及时施工监测资料和施工现场的实际情况修正参数。
(c)锚杆钢筋网
严格按设计要求和围岩类别设置长度和密度足够的锚杆，并在开挖后尽快安设。锚杆钻孔、安设方向与岩面垂直。注浆锚杆安设就位后，用注浆机注入水泥浆。药卷锚杆采用凿岩机械将锚杆和放药卷入孔中。钢筋网的铺设要与开挖面紧贴，挂网前应先初喷一层砼，钢筋网与锚杆电焊牢固，钢筋网挂好后，再复喷砼至设计厚度。
(d)型钢钢架施工
钢架在洞口1∶1样台上制作焊接成型后运入洞内进行安装。钢架每榀由各单元组成。钢架安装前先对岩面初喷砼后，测设隧道中线，确定标高，然后再测其横向位置，用红油漆作出明显标志，钢架安装方向垂直于隧道中线。
钢架安装时，各单元之间采用螺栓通过连接板进行连接，同时为确定钢架与钢架之间的整体稳定性，每榀钢架之间沿环向设置钢筋进行连接。
(e)湿喷砼施工方法
①原材料要求
水泥：采用普通硅酸盐水泥。
细骨料：采用硬质洁净的中砂或粗砂，砂率根据现场试验确定。
粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配良好。
水：采用不含有影响水泥正常凝结、硬化及影响砼耐久性的有害杂质的工程用水。
速凝剂：DS液体型速凝剂，掺量由试验确定。
②湿喷砼施工方法
A喷射机械安装好后，先注水、通风、清除管道内杂物，同时用高压风吹扫岩面，清除
岩面尘埃。
B上料保证连续性，校正配料的输出比。
C操作顺序：喷射时先开液态速凝剂泵，再开风，后送料，以凝结效果好，回弹量小，
表面湿润光泽为准。
D喷射机的工作风压严格控制在0.5～0.75Mpa范围内，从拱脚到边墙脚风压由高到低，
拱部的风压为0.4～0.65Mpa，边墙的风压为0.3～0.5Mpa。
E严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面垂直，有钢筋时角度适当放偏，喷嘴
与岩面距离控制在0.8～1.2m范围以内。
F喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈旋转轨迹运动，
一圈压半圈，纵向按蛇形，每次蛇形喷射长度为3～4m。
（6）隧道二次衬砌
二次衬砌根据围岩不同分别采用钢筋砼或砼。
(a)正洞施工方法
正洞二次衬砌工艺流程如下图：
(b)钢筋制作安装
二次衬砌钢筋在1∶1的制作样台上，分单元分片制作成形，各单元间预留足够的搭接
长度。运至施工现场安装时，将每片钢筋用纵向钢
筋联结成一个整体，连接采用绑扎焊接，纵向钢筋
应预留一定长度以便与下组衬砌钢筋的联接，并设
加强连接筋。搭设作业台架，便于边拱钢筋的安装。
(c)砼施工
①模板：本合同段隧道每作业面配备一台衬砌台
车和一套模板，平移式交错作二次衬砌（每节衬砌
长度12m）。
②砼的拌制：在洞口设置拌和站，供应砼；
③砼的运输：采用3台规格为6m3的搅拌运输车
进行砼运输供应；
④砼的浇注：采用砼输送泵泵送浇注砼，并备用
一台砼输送泵。
⑤砼的振捣：选用插入式捣固器和高频附着式振
捣器进行砼振捣。液压衬砌台车示意图
衬砌台车施工见右图：
(d)衬砌背后注浆
为防止二次衬砌与外防水层之间形成空隙，采用在二次衬砌背后压浆的施工措施进行处理。
①压浆孔设在拱顶，每5m隧道预留1个注浆孔。
②压浆孔底部孔口紧贴外防水层，为确保压浆孔不被堵塞以及不剌破防水层，采用预留注浆孔措施。
③二次衬砌砼灌注56天后，从注浆管逐孔压入1∶1水泥浆液，充填二次衬砌与外防水层之间的间隙。
(e)仰拱施工
①仰拱清底：仰拱开挖完成后，将仰拱顶面标高在边墙上标示，根据仰拱设计断面检查实际断面尺寸，利用采用人工配合清除仰拱局部欠挖，检查合格后进行仰拱施工。
②仰拱施工：仰拱砼在模型安装后，用砼运输车运至工作面，插入式捣固器振捣，及时养护。
③填充砼施工：在仰拱砼强度达到设计强度后进行填充砼施工。采用砼运输车运至工作面，插入式捣固器振捣，根据仰拱顶面标高人工找平顶面并拖毛，及时养护。
(f)管沟施工
隧道管沟随仰拱一次开挖成型外，开挖后及时清帮，并尽快立模灌注砼衬砌。（7）隧道防排水
(a)概述
隧道正洞的结构防水设计要求“以防为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则。
①防水系统
防水系统由防水砼、防水板和施工缝、变形缝处设置的止水条、止水带组成。
②排水系统
隧道排水系统由环向、纵向排水管（盲沟）组成。
③衬砌拱部进行充填压注水泥砂浆，施做二次砌时拱部纵向按每隔5m间距预留压浆孔。
(b)防水层施工
将防水板
（8）内砼路面施工方法及洞内附属施工
路面工程不是整个标段的控制工程，但是整个路面工程的施工质量却是关键环节，特别是洞内的路面砼一定要保证质量。为整个线路运营创造良好条件。
（a）、水泥砼路面整平层施工
钢立面平整，上口平直，拉传力杆直径，位置根据设计在槽钢高度上钻孔设定，模板外侧设定位卡环。
④模板的安装
安装模板：根据路面下基层表面上弹划的墨线，确定模板位置，利用钢筋桩标高点临时固定模板，然后用钢筋桩标明和定位环固定模板。安装完毕，检查合格后，涂抹脱模剂。
立模方法：正洞路面宽度为7.5m，大于5m，分左半线和右半线两次立模，连续浇灌砼的施工方法。导洞和横通道路面宽5.0m，采用一次性立模灌注。
拆模：砼灌注完成12小时后即可拆模，拆模时先拆除支撑，用锤振松模板脱离砼，拆模时不能损坏砼棱角，局部不能拆除的模板可用侧链向外牵拉，避免损坏成型砼，拆卸完模板及时清理，以备下次倒用。
⑤砼施工技术要求
整平层10号砼厚为 20cm~22cm，可以1次性灌注，砼摊铺采用人工摊铺、整平。对混合料的振捣，每一位置的持续时间，应以混合料停止下沉，不再冒气泡，并泛出砂浆为准，不宜过振，振捣时应振动梁为主同时辅以人工局部找平，并应随时检查模板有无下沉、变形或松动。整平层浇筑完毕后，及时养生、养生采用麻布或草帘覆盖后洒水养护。
（b）水泥砼路面面层施工
①在整平层施工完成后，进行测量放线、立模（工艺同整平层施工一致）。
②隧道内路面面层砼为35号防水砼，面层厚度为26cm，采用1次性浇筑，机械摊铺作业。
③砼浇筑
吸水：在提浆后的砼表面铺设滤布，在滤布上铺设气垫薄膜吸水，用素水泥浆密吸垫周边，以免漏气，安装吸头，起动吸水机真空泵，真空度控制在40～550mmHg(60～73Kpa)。
抹面：吸水完成后立即用粗抹机抹光，用靠尺检查路面平整度，满足要求后进行压槽作业。
压槽：抹面完成后进行横向压纹处理。
拆模：砼浇注完成12小时后，即可拆模进行养护。
切缝：砼浇注24小时后，即可沿路面分幅弹墨线进行切缝作业，施工时必须保持有充足的水份，切割完成后及时将切缝清扫干净。
（c）接缝
纵向设置平缝纵缝并调协拉杆，对已浇砼板的缝壁应涂刷沥青，并应避免涂在拉杆上。横向按设计要求设置横缝。
（d）施工缝
正洞混凝土灌注，连续作业，尽量减少施工缝；对施工缝要预埋连接钢筋处理。
（e）填缝
缝槽应在养生期满后及时填缝，填缝前保证缝内干燥清洁，防止砂石等杂物掉入缝内并经监理工程师检合批准方能填缝。
填缝料做到与砼缝壁粘附紧密，其灌注深度为3～4cm时，可填入孔柔性衬底材料。（f）洞内附属工程
洞内附属工程包括监控、消防设备、风向风速检测、营运管理设施等的预埋构件、标线、照明以及洞内装饰等的施工。按设计及规范要求进行施作。
目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计原始资料 (1) 第3章隧道洞身设计 (1) 3.1隧道横断面设计 (1) 3.1.1隧道建筑限界的确定 (1) 3.1.2隧道内轮廓线的确定 (2) 3.2隧道衬砌设计 (3) 3.2.1隧道深浅埋的确定及围岩压力计算 (3) 3.2.2隧道衬砌方案的拟定 (4) 3.2.3隧道衬砌截面强度验算 (5) 3.3隧道洞室防排水设计 (5) 3.4隧道开挖及施工方案 (6) 3.4.1施工方案： (6) 3.4.2施工顺序： (7) 第4章隧道洞门设计 (8) 4.1洞门的尺寸设计 (8) 4.1.1洞门类型的确定 (8) 4.1.2 洞门尺寸的确定 (8) 4.2洞门检算 (9)
4.2.1条带“I”的检算 (9) 422条带“U”的检算 (11) 423条带“川”的检算 (13) 总结 (14) 参考文献 (15)
隧道工程课程设计 第1章设计目的 通过课程设计，使学生掌握公路隧道支护结构的基本计算设计方法，熟悉矿山法在公路隧道施工中的工艺，掌握公路隧道施工设计的基本方法，以及掌握隧道暗挖洞门的形式，洞门的结构要求，设计方法和洞门作为重力式挡土墙的各种验算。 第2章设计原始资料 原始资料取之于“”。 围岩级别：1级 围岩容重：26 KN / m3 隧道埋深：18m 隧道行车要求：三车道高速公路，时速100km/h 隧道衬砌截面强度校核：N=18.588t M=-1.523t m 隧道洞门验算：地基土摩擦系数f=0.8 p45 地基土容重卢19 KN / m3 地基容许承载力-J = 80(kPa 第3章隧道洞身设计 3.1隧道横断面设计 3.1.1隧道建筑限界的确定
XXXXXX隧道工程 隧道光面爆破施工计算书 编制： 复核： 审批： XXXXX项目经理部 年月
目录 一、编制依据 (2) 二、工程概况 (2) 1、地理位置 (2) 2、工程简况 (2) 3、水文地质概况 (2) 三、施工总体安排 (2) 1、爆破方案选择 (3) 2、工程总体参数 (3) 3、凿岩爆破器材选用 (4) 4、选用炸药参数表 (4) 四、爆破参数的选择与装药量计算 (4) 1、周边眼间距 (4) 2、光面爆破层 (5) 3、周边眼密集系数 (5) 4、炮眼深度L (5) 5、钻爆破设计参数 (5) 6、中心掏槽设计 (10) 五、装药方法、装药结构及炮孔堵塞 (11) 1、装药方法 (11) 2、装药结构 (11) 3. 炮孔堵塞 (11) 六、网络设计及起爆方法 (11) 1. 起爆网络 (11) 2.起爆器材： (15) 3.起爆方法： (15) 3. 起爆顺序和延期时间 (15) 七、爆破安全距离 (15) 八、技术要求及安全防护环水保措施 (15) 1、技术要求 (15) 2、安全防护环水保措施 (17) 九、爆破布眼图及爆破参数成果表 (18) 1、爆破参数成果表 (18) 2、爆破布眼图 (19)
隧道光面爆破施工计算书 一、编制依据 《公路隧道施工技术细则》 《爆破安全规程》 《公路隧道施工技术规范》 《民用爆破器材工程设计安全规范》 《土方与爆破工程施工及验收规范》 《交通土建工程爆破工程师手册》张志毅 《爆破设计与施工》汪旭光 公司的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、及类似工程施工经验。 二、工程概况 1、地理位置 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2、工程简况 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 3、水文地质概况 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 三、施工总体安排
隧道二衬拱顶模板支 架计算书
轨行区模板脚手架施做二衬支撑体系结构计算书 (1)支模设计 模板采用P3015标准组合钢模板，钢架采用工16工字钢弯制而成，钢架纵 向间距750mm,支架采用048x3mm 钢管搭设，横向步距900mm,纵向步距为 750mm,竖向步距起拱线上部为600mm,下部为900mm,支架下方采用15cmxl5cm 的方木作为纵向内楞，具体数据详见下图； 工字钢拱架大样示意图 标准断面二衬拱架、模板、脚手架支撑示意图 4、横向剪 刀撑每3米设1 5 01
脚手架俯视图 (2)二衬的安全计算书 ①脚手架计算: 模板与架的荷载(1.5m) 工16工字钢的自重：弧长二11. 363m 环向长度二11. 365*2二22. 73m 工16工字钢20. 5Kg/m 合计20. 5*22. 73二466. OKg 方木自重:长度=1. 5*10=15m 15cmxl5cm 方木:7KN/m3 合计:0. 15*0. 15*15*7=2. 3625KN二2362. 5N 钢模板的自重:弧长11- 774m内模板数量二11. 774/0. 3=40块 单块重14. 9Kg 合计14. 9*40=596Kg 脚手架底部跨度8. 65m ；按长度1. om计算 模板与钢架的荷载二((466+596)*10+2362. 5)/(1. 5*8. 65)=1000. 58N/m2 钢管脚手架自重荷载(1.5m): 选用048、t二3.0mm的钢管作脚手架，其单位重量3. 3Kg./m 横向、竖向脚手架长度二126. 3m*2二253. 0m 纵向脚手架长度二1. 5*76=98. 8m
轨行区模板脚手架施做二衬支撑体系结构计算书 （1）支模设计 模板采用P3015标准组合钢模板，钢架采用工16工字钢弯制而成，钢架纵向间距750mm ，支架采用Ø48×3mm 钢管搭设，横向步距900mm ，纵向步距为750mm ，竖向步距起拱线上部为600mm,下部为900mm ，支架下方采用15cm ×15cm 的方木作为纵向内楞，具体数据详见下图； 找平钢板大样示意图 说明： 1、本图尺寸均以毫米计，已考虑外放尺寸； 2、工钢之间连接采用M24螺栓； 3、找平钢板每编号2块； 4、横向剪刀撑每3米设1道，纵向剪刀撑、 水平剪刀撑每组拱架设3道。 标准断面二衬拱架、模板、脚手架支撑示意图O1 O1 工字钢拱架大样示意图
脚手架俯视图 （2）二衬的安全计算书 ①脚手架计算： 模板与架的荷载（1.5m） 工16工字钢的自重：弧长＝11.365m 环向长度＝11.365*2=22.73m 工16工字钢20.5Kg/m 合计20.5*22.73=466.0Kg 方木自重：长度=1.5*10=15m 15cm×15cm方木：7KN/m3 合计：0.15*0.15*15*7=2.3625KN=2362.5N 钢模板的自重：弧长11.774m内模板数量＝11.774/0.3=40块 单块重14.9Kg 合计14.9*40=596Kg 脚手架底部跨度8.65m；按长度1.5m计算 模板与钢架的荷载＝((466+596)*10+2362.5)/(1.5*8.65)=1000.58N/m2 钢管脚手架自重荷载（1.5m）: 选用Ø48、t＝3.0mm的钢管作脚手架，其单位重量3.3Kg/m 横向、竖向脚手架长度＝126.5m*2=253.0m 纵向脚手架长度＝1.5*76=98.8m 剪刀撑脚手架长度=22.02+58.65=80.7m 合计432.5m
主要工程数量计算 虎山隧道工程量计算书 5.1、工程角度对工程量的说明 5.1.1、洞身开挖 （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。 开挖轮廓预留变形量（参考《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）） 2、有明显流变和膨胀性岩体，应根据量测信息反馈计算分析选定。 1）洞身开挖、出碴工程量按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，包含洞身及所有附属洞室的数量，定额中已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量。现浇混凝土衬砌中浇筑、运输的工程数量均设计断面衬砌数量计算，包含洞身及所有附属洞室的衬砌数量。定额中已综合因超挖及预留变形需回填的混凝土数量，不得将上述因素的工程量计入计价工程量中。 辅助坑道开挖、出碴工程量按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，定额中已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量。 2）根据问题所示的“设计断面加允许平均超挖量”，该工程执行的是2003版招标范本的计量规则，503.10-1-（1）款：“洞内开挖……按隧道设计横断面加允许平均超挖量计得的土石方工程量，不分围岩类别，以立方米计量”。此处平均超挖量不是预留变形量。在定额预算中的预算工程量应为计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，而清单
工程量则按照规范规定加上允许平均超挖量，在隧道施工技术规范中查阅。 3）预留变形量根据2003版范本不在计量范围之内，定额也指明开挖定额中已综合考虑超挖及预留变形因素，项目图纸可能只给出了设计断面数量和预留变形量，作为工程量清单的数量，而予以计量的则不含预留变形量，所以预算和计量都要剔除预留变形量。 4）在2009版的标准招标文件中修改了这一计量规则，“洞内土石方开挖应符合图纸所示（包括紧急停车带、车行横洞、人行横洞以及监控、消防和供配电设施等的洞室）或监理人指示，按隧道内轮廓线加允许超挖值（设计给出的允许超挖值或《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）按不同围岩级别给出的允许超挖值）后计算土石方。另外，当采用复合衬砌时，除给出的允许超挖值外，还应考虑加上预留变形量。按上述要求计得的土石方工程量，不分围岩级别，以立方米计量。”虽然修改后仍然执行允许超挖值，但并不影响图纸工程量仍为设计值，施工图也只是考虑预留变形量，定额计算依然采用断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，计量执行的则是范本规定，看似矛盾，其实有利于承包商，但业主死扣定额，也是很头疼的事，需要你的努力。 （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）开挖轮廓预留变形量=预留支撑沉落量+变形量，而且这个变形量也包括支护结构自身的变形和围岩的变形。而一般山区隧道初期支护的强度和刚度都很大，所以变形很小，一般以围岩变形为主。 （6）开挖超出隧道设计轮廓线叫超挖，反之叫欠挖超挖有个允许超挖值，而欠挖一般是不允许的。超挖：超挖即开挖断面比设计大；欠挖：即开挖断面比设计小。 （7）起拱线就是拱脚,即路面和隧道墙面交界.拱脚是一个切面上的2个点而已,而起拱线是将这些点连起来贯穿整个隧道.隧洞拱顶至拱脚这段弧,弧长的中点，称为拱腰。 （8）不同围岩的超挖量不得超过表中的允许值。
目录 一基本资料 (1) 二荷载确定 (1) 2.1围岩竖向均布压力 (1) 2.2围岩水平均布力 (1) 三衬砌几何要素 (1) 3.1衬砌几何尺寸 (1) 3.2半拱轴线长度S及分段轴长△S (2) 3.3割分块接缝重心几何要素 (2) 四计算位移 (2) 4.1单位位移 (2) 4.2载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 (2) 4.3载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 (8) 4.4墙低（弹性地基上的刚性梁）位移 (12) 五解力法方程 (12) σ=）分别产生的衬砌内力 (13) 六计算主动荷载和被动荷载（1 h 七最大抗力值的求解 (14) 八计算衬砌总内力 (14) 九衬砌截面强度检算（检算几个控制截面） (15) 9.1拱顶（截面0） (15) 9.2截面（7） (18) 9.3墙低（截面8）偏心检查 (18) 十内力图18
一 基本资料 高速公路隧道，结构断面如图1所示，围岩级别为V 级，容重3 18kN /m ϒ=，围岩 的弹性抗力系数630.1510kN /K m =⨯，衬砌材料C20混凝土，弹性模量72.9510kPa h E =⨯，容重323kN /m ϒ=。 图1 衬砌结构断面 二 荷载确定 2.1 围岩竖向均布压力： 10.452s q ωγ-=⨯ 式中：s ——围岩级别，此处s=5； ϒ——围岩容重，此处ϒ=18kN/㎡； ω——跨度影响系数，ω=1+i(B m -5)，毛洞跨度B m =12.02m ，B m =5~15时，i=0.1，此 处: ω=1+0.1×（12.02-5）=1.702 所以，有：510.45218 1.702220.5792q kPa -=⨯⨯⨯= 考虑到初期之处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，对于本隧道按照45%折减，即q 45%0.45220.579299.2606q kPa =⨯=⨯= 2.2 围岩水平均布力： e =0.4×q=0.4×99.2606=39.7043kPa 三 衬砌几何要素 3.1衬砌几何尺寸 内轮廓半径 r 1=5.56m ； 内径r 1 所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角1ϕ=100°； 截面厚度d=0.45m 。
一、设计资料 1、工程概况： 安徽省铜汤高速公路要穿越黄山的焦家山，在该山建一隧道。隧道址区属构造剥蚀低山区，海拔105.2m —231.1m ，相对高差125.9m 。山脊走向35度左右，隧道轴线与山脊走向基本垂直。 2、地形地质等条件 工作区属亚热带湿润季风气候区，梅雨区40天左右，年平均气温为15.2—17.3度，最高日平均气温为42度，最低日平均气温为－20度。七、八月气温最高，一月气温最低。区内雨量充沛，多年平均年降雨量为1673.5mm ，最大为2525.7mm ，最小为627.9mm ，多锋面雨及地形雨，山区冬季风速较大，一般为4～5级。 地层岩性主要为志留系畈村组粉砂岩（fn S 2）和第四系全新统崩坡积成因碎石土（1 4 d e Q ）。 3、设计标准 设计等级：高速公路双向四车道； 地震设防烈度：7级 4、计算断面资料： 桩号：K151+900.00； 地面高程：205.76m ； 设计高程：138.673m ； 围岩类别：Ⅲ类； 复合式衬砌类型：Ⅲ类； 工程地质条件及评价：该段隧道通过微风化粉砂岩地段，节理裂隙不发育，埋置较深，围岩稳定性较好。 5、设计计算内容 （1）确定隧道开挖方式及隧道断面布置图； （2）围岩压力计算； （3）隧道支护设计图； （4）隧道衬砌设计图。 6、设计依据 （1）《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）； （2）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）； （3）《隧道工程》王毅才 主编 人民交通出版社； （4）《地下结构静力计算》 天津大学建筑工程系地下建筑工程教研室 编 中国建筑工业出版社。 二、隧道断面布置 本公路设计等级为高速公路双向四车道，由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）4.3.2有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。对于Ⅲ类围岩，分离式独立双洞间的最小净距为2.0B ，B 为隧道开挖断面的宽度。 本隧道入口处桩号为：K151+818,出口处桩号为：K151+986，全长168米，为短隧道，不需设紧急停车带。 因围岩条件较好，选隧道断面形式为直墙式。 公路隧道建筑限界：
隧道工程计算书
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
课程设计计算书 课程名称：隧道工程 题目：隧道选线及结构计算 学院：土木工程学院 课题组：交通土建 专业：土木工程专业 班级： 09级土木工程 9班 学号： 09300913 姓名：韦天柱 起讫日期： 2013.1.7—2013.1.18 指导教师：岳峰、张红英
目录 1 设计依据-----------------------------------------------------------------------------2 2 计原始资料--------------------------------------------------------------------------2 3 设计步骤及过程--------------------------------------------------------------------2 3.1平面位置确定---------------------------------------------------------------------2 3.2纵断面设计------------------------------------------------------------------------2 3.3横断面设计------------------------------------------------------------------------3 4.二次衬砌结构计算-----------------------------------------------------------------3 4.1基本参数----------------------------------------------------------------------------3 4.2荷载确定----------------------------------------------------------------------------3 4.3计算位移----------------------------------------------------------------------------4 5 解力法方程---------------------------------------------------------------------------12 6最大抗力值的推求------------------------------------------------------------------13 6.1最大抗力方向内的位移---------------------------------------------------------13 6.2计算衬砌总内力------------------------------------------------------------------14 7 内力图---------------------------------------------------------------------------------16 8 参考资料------------------------------------------------------------------------------17
中南大学隧道工程课程设计 一、原始资料 （一）地质及水文条件 长坞岭隧道穿越地段岩层为石灰岩，地下水不发育。其地貌为一丘陵区，海拔约为450米。详细地质资料示于隧道地质纵断面图中。 （二）路线条件 隧道系一级公路隧道，设计行车速度为80公里/小时,洞门外路堑底宽度约为11米，洞口附近路面标高：进口，190.00～210.00米；出口，190.00～200.00米。 线路坡度及平、纵面见附图。 （三）施工条件 具有一般常用的施工机具及设备,交通方便,原材料供应正常,工期不受控制。附CAD电子图： 1. 洞口附近地形平面图； 2. 隧道地质纵断面图。
二、设计任务及要求 （一）确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度；（二）在地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线； （三）确定洞身支护结构类型及相应长度，并绘制Ⅲ级围岩地段复合式衬砌横断面图一张； （四）按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法，并绘制施工方案横断面分块图及纵断面工序展开图；（五）将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏中，并写出设计说明书一份。
二、设计步骤 （一）确定隧道内轮廓与建筑限界 2.1.1 确定内轮廓线 隧道系一级公路隧道，设计行车速度为80公里/小时,根据《公路隧道设计规范》4.4.3，选用v=80km/h的标准断面。 该标准断面拱部为单心半圆，侧墙为大半径圆弧，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。 几何尺寸如下表： V=80km/h标准断面示意图：
2.1.2 确定建筑限界 参考公路隧道设计规范（JTG D70-2004）4.4.1有以下规定 （1）建筑限界高度，高速公路、一级公路、二级公路取5 .0m，故这里取H=5.0m； （2）当设置检修道或人行道时，不设余宽； （3）隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡，这里取横坡为1.5%； （4）当路面采用单面破时，建筑限界底边线与路面重合。
有限元基础理论与 ANSYS应用 —隧道结构力学分析 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年12月
隧道结构力学分析
目录 目录 (2) 1. 问题的描述........................................................... 错误!未定义书签。 2. 建模....................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 定义材料......................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 建立几何模型................................................................. 错误!未定义书签。 2.3 单元网格划分 (5) 3. 加载与求解 (6) 3.1 施加重力加速度 (6) 3.2 施加集中力、荷载位移边界条件 (6) 4. 后处理 (8) 4.1 初次查看变形结果 (8) 4. 2 除去受拉弹簧网格.............. (9) 4.3 除去弹簧单元网格 (10) 4. 4 查看内力和变形结果 (11) 4. 5 绘制变形图 (12) 5. 计算结果对比分析 (14) 6. 结语 (14) 7. 在做题过程中遇到的问题及解决方法 (16) 8. 附录 (16)
山岭隧道结构力学分析 1.问题的描述 已知双线铁路隧道总宽为13.3米，高为11.08米，以III级围岩深埋段为例，隧道而衬厚度为35cm，带仰拱，采用钢筋混凝土C30，其重度为=25kN/m3，弹性模量为31GPa，泊松比为0.2，。该段该隧道的埋深为5米，围岩平均重度为23kN/m3,侧压力系数为0.3，计算围岩高度为6.588m，地层弹性抗力系数为500MPa/m。 试分析结构的应力和变形 图1双线铁路隧道断面（cm）
3 蓁山隧道二衬结构计算 3.1 基本参数 1.二衬参数表 二次衬砌采用现浇模筑混凝土，利用荷载结构法进行衬砌内力计算和验算。二次衬砌厚度设置见表3.1。 表3.1 二次衬砌参数表 2.计算断面参数确定 隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量 隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量 各围岩级别计算断面参数见表3.2。 表3.2 计算断面参数（单位：m）
3.设计基本资料 围岩容重：3/5.20m kN s =γ 二衬材料：C30、C35混凝土 弹性抗力系数：3/250000m kN K = 材料容重：3/25m kN h =γ 弹性模量：kPa E h 7103⨯= 二衬厚度：35/40/45/50/55/60/65/70cm 铁路等级：客运专线 行车速度：200km/h 隧道建筑限界：双线，按200km/h 及以上的客运专线要求设计 线间距：4.4m 曲线半径：1800m ，4000m 牵引种类：电力
列车类型：动车组 列车运行控制方式：自动控制 运输调度方式：综合调度集中 3.2 各级围岩的围岩压力计算 按深埋隧道，《规范》公式 垂直围岩压力 w q s 1 2 45.0-⨯=γ )]5(1-+=B i w 水平围岩压力有垂直围岩压力乘以水平围岩压力系数可得，水平围岩压力系数见表3.3。 各部位垂直围岩压力和水平围岩压力计算结果见表3.4。 表3.3 水平围岩压力系数
表3.4 垂直围岩压力及水平围岩压力计算表 注：二衬按承担70％的围岩压力进行计算。
3.3 衬砌内力计算 衬砌内力计算的原理采用荷载结构法。该方法用有限元软件MIDAS/GTS实现。 3.3.1 计算简图 蓁山隧道衬砌结构为复合式衬砌，二衬结构为带仰拱的三心圆曲墙式衬砌。典型的计算图式如图3.1所示。荷载结构模型计算图式如图3.2所示。围岩用弹簧代替，用弹簧单元模拟，结构用梁单元模拟。 图3.1 三心圆曲墙式衬砌结构
. 第一章总则 对某区间隧道进行结构检算，求出力，并进行配筋计算。具体设计基本资料如下： 1.1 设计条件 隧道拱顶埋深为 5 m；隧道围岩等级为III 级，围岩重度为28kN/m3 ，围岩的摩擦角φ=60 o，似摩擦角φ*=68 o，围岩侧压力系数取为0.3。；采用暗挖法施工，隧道断面型式为 6 心圆马蹄形结构。 结构尺寸如图所示： 图 1 隧道尺寸示意图
. 1.2 设计原则 山岭地区的地下工程是包括铁路、公路、水工隧道和地下储库等位于山岭 部的地下建筑物。 对于公路隧道而言，主体规划设计主要考虑 4 个方面的问题： （1）隧道（里面、平面）线型的选择，需要考虑地表条件、地层条件、地下水条件和既有临近建筑及设施； （2）隧道施工对地层的影响，需要分析地层的变形、荷载和稳定性特征，还需要考虑地下水和地层的渗透性； （3）隧道断面、主体及附属结构形式的选择，需要考虑地层的变形和刚度、衬砌的变形和刚度，以及两者之间的相互作用； （4）隧道防水方案，选择全封闭方案、部分封闭部分排水方案或其他防排水方案。 隧道施工方法的规划设计主要涉及 3 个方面的问题： （1）地层的开挖与出渣，需要考虑地层结构和岩石硬度的变化，还要计入地下水的作用； （2）地层稳定性的维持，需要考虑地层的自稳特征和站立时间，对注浆或冻结等地层处理方法的适应性； （3）地下水，包括流量与流向，流砂或管涌的可能性，以及处理方法。 公路隧道结构设计应按照相关的行业规执行。如《建筑结构荷载规》（ GBJ 50009-2001 ）、《人民防空工程设计规》（GB 50225-95 ）、《公路隧道设计规》（ JTG
砼规范GB50010-2010 1.0 三心圆拱形（地铁） 10 计算项目：理正隧道衬砌计算软件7 计算时间：2016-05-21 11:14:09 ********************************************************************** ［计算简图］ ［计算条件］ ［基本参数］ 规范标准： 承载能力极限状态？0 : 衬砌断面类型：每段计算的分段 数：计算迭代次数：抗力验证要求： ^■0 肿E
底部半宽：底拱半径：底拱半中心角：底拱厚度：侧墙高度：侧墙厚度：顶拱半径：顶拱厚度：底拱围岩弹抗系数：侧墙围岩弹抗系数：顶拱围岩弹抗系数：衬砌的弹性模量： 5.700(m) 15.000(m) 19.000( 度) 0.350(m) 1.645(m) 0.350(m) 5.700(m) 0.350(m) 300.000(MN/m3) 50.000(MN/m3) 50.000(MN/m3) 31500.000(MPa) [ 衬砌参数] [ 荷载参数] 底部山岩压力( 侧) ：0.000(kN/m) 底部山岩压力(中) 0.000(kN/m) 侧向山岩压力(上) 21.800(kN/m) 侧向山岩压力(下) 61.300(kN/m) 顶部山岩压力(侧) 80.750(kN/m) 顶部山岩压力(中) 80.750(kN/m) 内水压力水头：0.000(m) 外水压力水头：0.000(m) 外水压力折减系数( ?) ：0.000 顶拱灌浆压力：0.000(kPa) 顶拱灌浆压力作用范围角：0.000( 度) 其它段灌浆压力：0.000(kPa) 衬砌容重：25.000(kN/m3) [ 荷载组合参数] 编号荷载名称是否计算分项系数 1 衬砌自重V 1.35 2 顶岩压力V 1.35 3 底岩压力V 1.35 4 侧岩压力V 1.35 5 内水压力V 1.35 6 外水压力V 1.35 7 顶部灌浆压力V 1.35 8 其余灌浆压力V 1.35 [ 配筋参数] 对称配筋：是 混凝土等级：C35 纵筋等级：HRB400(fy=360MPa,fyk=400MPa)
隧道通风设计计算书 1.通风机选择 选择1台通风机，通风机供风量Q=2400m3/min ，通风机全压Ht=2400Pa ，电动机功率N=110kW 。 2.工作面风量 (1)按排出的炮烟计算工作面需风量 考虑放炮后的瞬间工作面附近一段距离内即已充满了炮烟，在炮烟抛掷长度内已存在空气参与稀释炮烟，故按下列式进行计算 Q=5Gb-Al 0t 式中： Q--工作面风量，m3/min t--通风时间，min b--炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取40l/kg G--一次爆破的炸药量，kg A--掘进隧道开挖的断面积，m2 l0--炮烟抛掷长度，m G=300.6kg ，t=30min ，A=120.23m2 l0=15+G/5=15+300.6/5=75.12m Q1=5Gb-Al 0t =5×300.6×40-120.23×75.1230 =1702.9m3/min
(2)按洞内最大工作人数计算需风量 洞内最多工作人数m按80人计，平均每人需风量q取3m3/人·min，取风量备用系数k=1.2 Q2=q·k·m=3×1.2×80=288m3/min (3)按最低风速要求计算需风量 洞内允许最低风速取0.15m/s Q3=v·S×60=0.15×120.23×60=1082.1m3/min (4)按稀释和排出内燃设备废气计算需风量 洞内作业车辆及性能参数分别如下： 有自卸汽车实车1台，功率为：213kW,负荷率为：0.8,利用率为：0.9。有自卸汽车空车1台，功率为：213kW,负荷率为：0.3,利用率为：0.9。有装载机1台，功率为：162kW,负荷率为：0.85,利用率为：0.9。因此，装渣工序中柴油机使用功率为 =1×0.8×0.9×213+1×0.3×0.9×213+1×0.85×0.9×162 =334.8kW 式中:Ki - 每种机械的负荷率； Kt - 每种机械的利用率； Ne - 每种机械的柴油机额定功率，kW。 稀释内燃设备废气所需的供风量为： Q4=3·N=3×334.8=1004m3/min 则工作面需要的新鲜风量
西场站〜西村站〜广州火车站〜草暖公园区间盾构 隧道结构计算书 一、结构尺寸 隧道内径：5400：隧道外径：6000：管片厚度：300mm：管片宽度： 1500mm。 二、计算原则 选择区间隧道地质条件较差、隧道埋深较大、地面有特殊活载（地面建筑物桩基、铁路线等）等不同地段进行结构计算。 三、汁算模型 计算模型采用修正惯用设计法。考虑管片接头影响，进行刚度折减后按均质圆环进行计算；水平地层抗力按三角形抗力考虑；计算结果考虑管片环间错缝拼装效应的影响进行内力调整。弯曲刚度有效率n二0.8,弯矩增大系数§二0.3。计算简图如下图所示。使用AXSYS程序软件进行结构计算。 ■ ・■・"・A-l-A 一A-l l・・s j . • ・■- • •: ••• 1 I ♦' ■i 1 •[ 亡 J 'i i•八 *• ■r- ** i F I • f)•I MTMR 力 • • • 、S M ■ ft V 4询氯
修正惯用设讣法计算模型
计算模型节点划分 四、计算荷载 荷载分为永久荷载、活载、附加荷载和特殊荷载等四种。 1）永久荷载：管片自重、水土压力、上部建筑物基础产生的荷载。考虑地层特征采取水土合算或水土分算。 2）活载：地面超载一般按20KN/m2计；有列车通过地段按40KN/m2 ITo 3）附加荷载：施工荷载一一盾构千斤顶推力，不均匀注浆压力，相邻隧道施工影响等。 4）特殊荷载：地震力一一按抗震基本烈度为7度汁算，人防荷载按六级人防计算，按动载化为静载计算。 五、内力计算 1、一般地段：地质条件较差、埋深较大地段（地面超载20KN/m2）:里程YCK5+990
【最新整理，下载后即可编辑】 隧道照明计算书（长隧道） 一、设计参数 隧道路面宽度：W=10.8m 断面高度：h=7.8m 照明设计采用的设计速度：V〔二80 km/h 设计小时交通量；N = 750 veh/（h * ln） 隧道路面：水泥混凝土路面 洞外亮度（假设为亮环境）：L 。（S）= 3000 cd/m2 /—t\J 交通特性：单向交通 平均亮度与平均照度间的系数：10 lx/cd/m2 （平均照度换算系数沥青为15 lx/cd/m2，混凝土路面为10 lx/cd/m2） 95m（P17查表4.2.3） 纵坡2% 照明停车视距D s= 采用高压钠灯，光源额定光通量 【最新整理，下载后即可编辑】 计算
2.1计算条件 隧道长度：L = 2500m 2.2路面量度计算 a.中间段亮度由表6.口可得％= 2.5cd/m2 中间段长度D i n= L - D th - L tr - L ex = 2500 - 74 - 71 - 89 - 74 二 2192m m' 卜入口段亮度L th 1= k X L20（S） = 0.026 X 3000 = 78.0cd/m2 L th2 = 0.5 X k X L 20（S）= 0.5 X 0.026 X 3000= h— L5 入出口段长度口由二（D th1 +口由2）= 2D th1 = 1-154D s-■ro- 7.8 - 1.5 =1.154 X 95 —，4 =74m tan100— 入口段长度口由1= 口收=37m c.过渡段亮度L t r1= 0.15 X L t h1= 0.15 X 78 = 11.7cd/m2 L tr2= 0.05 X L t h1= 0.05 X 78 = 3.9 cd/m2 L 3 = 0.02 X L±1= 0.02 X 78 = 1.56 cd/m2 < 2.5 X 2 = 5d4/m1,可不设过渡段。 过渡段长度查P20表5 - 1得，口田=71m,D t r2 = 89m d.出口段 亮度L 1= 3 X L. = 3 X 2.5 = 7.5 cd/m2 【最新整理，下载后即可编辑】 L 2 = 5 X L i = 5 X 2.5 = 12.5cd/m2 39.0 cd/m2
隧道光面爆破施工计算书 隧道爆破设计-中隔壁法(CD法) 一、编制依据 《爆破设计与施工》汪旭光 《交通土建工程爆破工程师手册》张志毅 《道桥隧工程施工常用计算实例》伍孝波 《爆破安全规程》 《土方与爆破工程施工及验收规范》 《民用爆破器材工程设计安全规范》 二、工程概况 ……………………………………请自行补充 三、钻爆设计 本工程隧道依据设计要求及隧道地质情况，隧道钻爆开挖采用中隔壁法(CD法)法开挖，炮孔直径为φ42mm 本断面共分为6个分部开挖区域，共计开挖总面积为：115.6m2,其面积分别为: 断面分部1面积为：31.8m2； 断面分部2面积为：15.5m2； 断面分部3面积为：7.3m2； 断面分部4面积为：35.3m2； 断面分部5面积为：16.4m2； 断面分部6面积为：9.3m2；
1、断面分部1钻爆设计 (1)、断面参数设置如下： 分部面积：31.8m2；开挖循环进尺l取1.5m； 掏槽眼炮孔加深l'取0.2m； 炮眼增加系数e取1.3；炮眼利用率η取0.93； 单位耗药量q取0.568；周边眼装药集中度q'取0.32；装药系数α取0.7；掏槽眼装药系数α1取0.89； 辅助眼/底板眼装药系数α2取0.81； 周边眼弧长：9.39m；周边眼间距：0.55m； 底板眼弧长：6.4m；底板眼间距：0.95m； (2)、断面分部1断面炮眼数量 N1=qs/(αγ)=0.568×31.8÷(0.7×0.78)=33个 式中 q----单位耗药量，取0.568kg/m3 s----分部开挖面积，取31.8m2 α----装药系数，取0.7 γ----炸药每米质量，本次采用φ32，单位质量为0.78kg/m 本隧道开挖采用光面爆破，周边眼数量比一般爆破布眼多，增加系数m一般取1.10~1.20，本次取1.3因而炮眼数量为： N=N1×m=33×1.3＝43个 根据计算，本断面总炮眼数量为43个，根据相关规范及现场经验，断面分配布眼数量计算如下：