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隧道削竹式洞门施工技术董刚【摘要】隧道削竹式洞门在公路隧道设计施工中被广泛应用,文中介绍削竹式洞门施工技术与应用.【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2017(040)008【总页数】2页(P174-175)【关键词】隧道;削竹式洞门;技术与应用【作者】董刚【作者单位】新疆交通科学研究院,新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文【中图分类】U4551.1 洞门施工需要具备混凝土适用条件(1)辅助工程提前完成，边坡和仰坡以上可能滑塌的地表、灌木及山坡危石等应清楚或加固。
(2)在不良地质地段，应在进洞前按照设计要求对地表及仰坡进行加固防护。
(3)当地质条件不良时，应采取稳定边坡和仰坡的措施。
(4)洞口边坡、仰坡排水系统应在雨季之前完成。
(5)隧道排水应与洞外排水系统合理连接，不得侵蚀软化隧道和明洞基础，不得冲刷路基坡面及桥涵锥坡等设施。
(6)应对地表沉降和拱顶下沉进行监控量测，并适当增加测量频率。
(7)洞口永久性挡护工程应紧跟土石方开挖及早完成，地基承载力应满足设计要求。
2.1 隧道洞门施工工艺控制流程隧道洞门施工工艺流程见图1。
2.2 施工工艺技术说明(1)测量放样①端墙垂直时，端墙基底里程与洞口里程一致。
在砌筑洞门前，根据洞口里程中线桩放十字线，定出端墙在平面上的位置。
②端墙有坡度时，洞口里程以端墙斜面与路面交点处算起。
③端墙若有扩大基础，则襟边部分尺寸应同时放线，以便同时施工。
(2)墙体灌筑采用就地灌筑混凝土端墙时，其模板和支撑应有足够的强度、刚度及稳定性，并应根据端墙设计坡度架立好方木支柱，支柱间距一般为1～1.5 m，将钢模板或拼装成块的木模板(每块高1 m左右)安在支柱内侧。
支柱架设必须牢靠，使其在灌注过程中不发生移动及局部变形。
墙背超挖部分，随灌随回填。
(3)墙体混凝土预制块(简称砌块)或粗料石砌筑①每层砌块或料石高度应一致，每砌高0.7～1.2 m找平一次。
②砌块或料石的灰缝宽度宜为15～20 mm，垂直灰缝不得大于40 mm，且灰缝应彼此错开，并应按规格排列。
折型斜交削竹式洞门的三维弹塑性有限元分析舒春生(甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司 兰州 730030)摘 要 折型斜交削竹式隧道洞门是一种复杂的结构形式,需要采用三维弹塑性有限元分析才能得到精确的计算结果,为洞门的设计提供参考。
采用等参8节点空间壳单元模拟洞口段衬砌结构,按变集度空间压力分布图式对衬砌结构施加土压力,仰拱类似于弹性地基板,采用弹性约束模拟边界条件。
本文研究成果对折边斜交削竹式隧道洞门的工程设计具有一定的借鉴作用。
关键词 隧道 削竹式洞门 折型斜交 三维弹塑性有限元 当隧道洞口为松软堆积层时,应避免大刷仰、边坡,一般采用接长明洞的方法,此时宜采用削竹式洞门,便于与自然地形坡度相一致。
武罐高速公路桃树湾隧道采用了折边斜交削竹式隧道洞门,鉴于美观效果并结合洞口段地形特点,采用三次折边空间曲面形式,给人一种棱角分明美感,三次折边形成连绵起伏的韵律感。
然而,折边斜交削竹式隧道洞门是一种复杂的结构形式,折角角隅处和衬砌拱脚处可能存在应力集中现象,需要采用弹塑性有限元计算才能得到正确的应力状态,并以此分析结果指导设计。
本文通过三维弹塑性有限元分析,给出了较为真实的应力状态,以及折角角隅处局部应力分布特征,对该结构的构造及其细节设计及优化提供了参考。
同时研究了衬砌的刚度问题。
本文研究成果对折边斜交削竹式隧道洞门的工程设计具有一定的借鉴作用。
1 分析模式1.1 有限元模型采用等参8节点空间壳单元模拟洞口段衬砌结构,计算模型单元数2063个,总节点数2129个,如图1所示。
该桥主梁采用C25混凝土,弹性模量E=2.8×104Mpa,泊松比为0.2。
计算是假定周围岩体稳定的基础上进行的,以桃树湾隧道右线出口为例,取洞口段衬砌为研究对象。
1.2 弹塑性分析屈服准则弹塑性应力应变本构模型采用弹塑性混凝土Drucker-Prager材料模型,屈服面F的表达式为:F=3β{σm}+[12{s}T[M]{s}]1/2-σy=0式中{σ}=3(σ+σ+σ3)为平均应力,β=图1 三维有限元模型2si nφ3(3-si nφ)为材料常数,φ为内摩擦角,{s}为偏应力向量,[M]为系数矩阵,σy=6c cosφ3(3-si nφ)为材料屈服强度,C为内聚力。
削竹式洞门的放样与堵头板的制作摘要：用数学的方法解决隧道削竹式洞门的放样削竹式顾名思义就是竹子被斜切形成的截面，这是一种新型的洞门形式，它能够最大限度地保持原有的山体平衡和自然景观，减少切削山体和开挖以不会形成不稳定斜坡，符合“早进晚出”的原则，保护了生态环境，同时能够缓和洞内外光线差异，确保司机眼睛的舒适性、视觉的安全性及心理的适应性。
其形式美观大方，因而在公路隧道洞门中经常被采用。
可是它的放样难倒了很多技术人员，有的无从下手，有的就只是照葫芦画瓢的衬砌台车上画出大致的轮廓，虽然也能就此安装模板，但毕竟不是很标准，总能够看出不太顺畅的曲线，美中不足。
所以我想出了一个用数学解决的办法，并经过实践，非常有效，希望能给大家一点帮助。
如图这是洞门的设计图，看图得知隧道横截面的半径R=550cm的圆、洞门斜截面的坡比1:n=1:1、斜截面最底端与起拱线之间的竖直距离M=690-550-50=90cm。
根据椭圆的性质：椭圆在水平和竖直方向上的投影是圆或椭圆。
如图Ⅱ，其竖直上的投影即为隧道横截面，其圆曲线方程为：x2+y12=R2（方程1）；洞门曲线为一椭圆，根据洞门坡比1：n得出其长半轴为R√(1+n2),短半轴为R,所以此椭圆的曲线方程为：x2/ R2+ y2/（R2 (1+n2)）=1 （方程2）；水平投影曲线的长半轴为n R，短半轴为R，其曲线方程为：x2/ R2+ y22/ n2R2=1，（方程3）；可以看出当n=1时也是圆，但这里暂不把具体数值代入。
这三个截面的关系可以看成是洞门椭圆曲线分别在水平和竖直上的投影，它们共用一个X轴。
所以洞门椭圆曲线上的任意一点在水平和竖直上的投影存在一一对应的关系,即（x,y）,(x ,y1),(x, y2)三点一一对应。
台车顶上的轴线与Y2轴平行，k为y2平行而得来，k= y2，取值范围同于y2，k∈(-Mn,Rn),根据(x ,y1)可以算出这点与Y1轴所夹弧长L。
XX高速公路XX标XX隧道洞门施工方案山东黄河山东黄河工程集团有限公司XX高速公路XX段XX合同段项目经理部2010-08目录1 编制依据及编制原则 (3)1.1编制依据 (3)1.2编制原则 (3)2 工程概况及相关资料 (4)2.1工程简述 (4)2.2设计说明 (4)2.3工程地质条件 (4)3 施工安排及资源配置 (4)3.1施工进度安排 (4)3.2人员配置 (5)3.3设备配置 (5)3.4技术准备 (5)4 施工方案 (6)4.1明挖土石方施工 (8)4.2洞口边仰坡施工 (8)4.3明洞及削竹式洞门仰拱及回填施工 (10)4.4明洞衬砌施工 (11)4.5洞门施工 (13)4.6洞门回填施工 (17)5 质量保证措施 (18)5.1施工技术人员保证 (18)5.2技术交底制度 (19)5.3施工测量 (19)5.4技术保证措施 (19)6 安全要求 (20)6.1 (20)6.2 (20)6.3 (20)6.4 (20)6.5 (20)6.6 (20)6.7 (20)6.8 (20)6.9 (20)6.10 (21)6.11 (21)6.12 (21)6.13 (21)7环境保护保证措施 (21)7.1防止扰民与污染 (22)7.2空气污染防治 (22)7.3生活环境治理 (23)7.4景观与视觉保护 (23)7.5生态保护 (24)8 水土保持保证措施 (24)隧道洞门施工方案1 编制依据及编制原则1.1 编制依据1.1.1XX至XX高速公路设计施工有关文件；1.1.2现场调查及对周围环境调查所获得的资料；1.1.3国家、行业及当地政府有关安全、环境保护、水土保持及地产资源管理等方面的规定和要求；1.1.4本企业的资源优势及建设同类工程的施工经验、施工能力及本企业的科技成果等；1.1.5主要技术标准、规范、规程：《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076-95）1.2 编制原则1.2.1全面响应合同文件要求，满足业主对合同工期、质量、安全、文明施工、环境保护等方面的规定和要求；1.2.2综和考虑本工程的特点，充分发挥本企业的优势，科学、合理、经济地按期完成施工任务；1.2.3投入的机械设备、劳动力等资源考虑适度的富余。
XX隧道专项施工方案1、工程概况1.1 地理位置XX隧道隧址位于XX省XX县XX镇南山村，设计速度为80km/h，左线全长800米（ZK48+960～ZK49+760），其中：削竹式洞门10m，明洞8米；右线全长826米（YK48+950～YK49+776）, 其中：削竹式洞门10m，明洞8米。
XX隧道设计为一座标准间距分离式隧道，隧道进口线间距26.2米，出口线间距18.1米。
最大埋深左线57米，右线55米。
隧道左线平面线形依次为R-1400，A-550，R-∞；隧道右线平面线形依次为R-1350，A-530，R-∞。
隧道左线纵坡为2%、-0.6%人字坡，右线纵坡为2%单向坡。
1.2 隧道地形、地质条件⑴、气象隧址区XX省东南部，地处XX中南部及XX主峰西侧，属温带大陆性气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷，昼夜温差较大，年平均气温10.3°C。
最冷月份在一月，最低气温-22°C；日平均降水量为54.7mm，最大降水量为126.8mm；最大冻土深度为104cm。
无霜期110～180天。
⑵、水文地质条件隧址区水文地质条件比较简单，无常年性地表水，降水稀少而集中，蒸发量大，多以地表水排走，很少补给地下水。
隧址区地下水受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等多种因素控制。
主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，水量一般较小，地下水主要靠大气降水补给，地表、地下水经流排泄条件较好，地下水水量贫乏，对隧道施工的影响较小。
但雨季施工时，可能有少量的基岩裂隙水渗入。
⑶、工程地质条件隧道洞口段及左线ZK49+050～ZK49+100、右线YK49+050～YK49+120洞身段，主要为强风化及中风化片麻岩组成，受区域断层F3的影响，岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理裂隙发育，岩体破碎，自稳性较差。
左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要为卵石及黄土组成，结构松散，成洞困难，Ⅳ级围岩占全隧的7.4%，Ⅴ级围岩占全隧的92.6%。
削竹式洞门施工中端模平面尺寸优化设计摘要：通过对超大断面隧道削竹式洞门端模施工过程进行分析，阐述了洞门传统的施工工艺，在对端模进行设计过程中将Matlab与CAD结合起来，采用相应的程序对模板的平面尺寸进行设计，在一定程度上优化了模板的设计，并通过工程实例论述其合理性与有效性。
关键词：Matlab；门端模；寸设计1引言传统的削竹式洞门施工主要是采用长条状木模作为端模，但是长条状木模板在加工上没有明确的尺寸设计，后期模板的拼装很容易出现模板与隧道洞门的曲线线形不匹配的状况，一般现场采用的补救措施都是用膨胀剂与小块的模板进行填充堵住缝隙，这样做不仅是使得整个施工过程随机性增大，不便于现场施工人员管理，并且后期混凝土面的成型质量得不到保证，二次处理的费用增加，但是若是考虑到一个工程项目中同一尺寸断面的隧道削竹式洞门较多，可以先对模板进行模块化处理后再进行拼装，这样不仅可以实现现场管理人员对模板的精细化管理，而且经过设计后模板的拼接出现的缝隙更少，混凝土面的成型质量更高，相应减少二次处理的工作量。
2模板设计以六盘水某项目三车道隧道为例，此项目含有三座隧道，共有6个洞门是削竹式洞门，且这6个洞门的横截面尺寸几乎一致，所以在实际施工过程中考虑的就是尽可能采用相同尺寸的一套端模模板，设计这样一套模板的关键就在于模板的形状、尺寸、拼接三个方面的问题，下面具体叙述模板平面尺寸的确定方法：Matlab主要是负责对模板尺寸进行数值设计，考虑到现在大部分隧道横断面设计均采用多心圆的方式，加上椭圆模板的加工没有圆弧方便，所以在端模的设计中也可以采用多心圆的方式对模板进行设计，然后分块处理。
可以建立平面坐标，得出隧道端部曲线的外包线轮廓线，以部分圆曲线为例，整个拟合的过程可分为以下步骤：斜截面后的曲线导入CAD中→以1#块内侧曲线的两个端点C1、C2画直线l1，并画出两端点间的线段中垂线l2，与内侧曲线相交→由线段中点A、中垂线与内侧曲线交点B所在直线确定直线l3→在AB线段内进行取点C3，根据C1、C2、C3三点确定圆的方程，进而初步得到拟合曲线，将得到的数值解输入CAD中得出最优数值解所在的区间，之后再次采用Matlab对得出的区间进行划分，从而得出最优解，以内侧曲线为例，输入下列半径后得出最优半径在某个区间内，这样就可以精确的到模板圆弧的半径数值。
仰头山隧道左线出口削竹式洞门施工方案1编制依据及目的1.1编制依据（1）仰头山隧道施工图。
（2）国家及相关部委颁布的法律、法规和重庆市交委强制性标准。
（3）洞口地形，地貌和地质条件及当地资源条件。
（4）施工单位拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果，及历年来在类似高速公路工程施工中积累的施工经验。
（5）仰头山隧道实施性施工组织设计。
1.2编制目的为确保隧道洞门施工质量满足设计施工作业和规范要求，达到多、快、好、省的目的，特编制本方案。
1.3编制范围适用于仰头山隧道左线出口削竹式洞门。
2工程概况仰头山隧道左线出口，仰头山隧道左线出口位于黔江区舟白镇路东村，仰头山隧道左线起讫桩号ZK8+177～ZK13+585，其中四工区施工起讫桩号为ZK10+880～ZK13+585（单洞长度为2705米），其中：洞门10米、明洞10米、Ⅴ级50米、Ⅳ级366.9米、Ⅲ级1907.1米、Ⅱ级361米，为本项目重要控制工程之一，仰头山隧道出口线间距27.3米，为标准间距分离式特长隧道，隧道净宽10.25米，隧道净高5米，设计时速：80km∕h。
3施工准备情况3.1技术准备仰头山隧道左线出口削竹式洞门施工技术交底和作业指导书均已下发到作业班组。
测量放样工作由专人负责做到准确无误。
3.2劳动力组织仰头山隧道左线出口削竹式洞门施工劳动力配备表3.3机械配备为确保工期和质量，根据工程内容和特点，配置性能良好、配套完善、数量充足的施工机械设备。
投入本工程的主要施工机械设备表3.4物资材料准备仰头山隧道左线出口削竹式洞门施工物资材料准备情况如下：物资准备序号材料名称规格及型号数量备注1 螺纹钢Φ22 12.96t2 螺纹钢Φ14 4.2t3 圆钢Φ10 4.9t4施工总体部署4.1 施工进度计划安排详见附图施工计划横道图。
削竹式洞门纵断面图4.2施工方案⑴根据台车长度及洞门长度，左线出口施工顺序为：左线出口采用12m衬砌台车先浇注ZK13+565~ZK13+575段明洞衬砌，再浇注ZK13+575~ZK13+585段洞门衬砌及帽檐。
削竹式洞门施工工艺流程削竹式洞门施工那点事儿。
削竹式洞门施工可是个挺有趣的事儿呢。
这施工流程啊，有不少小细节要注意哦。
一、施工准备阶段。
这就像是要出门旅行前收拾行李一样，得把各种东西都准备好。
施工场地得清理干净呀，那些乱七八糟的石头、杂草啥的都不能留。
这就好比你要在一张干净的纸上画画，先得把纸擦干净嘛。
测量放线也很重要呢，就像给施工定个框架，知道哪里该怎么挖，挖多深多宽。
施工设备和材料也要准备齐全，挖掘机、装载机这些“大力士”可不能少，还有混凝土、钢筋这些材料，就像做饭得有食材一样。
而且啊，施工人员也要进行技术交底，让大家都知道要干啥，就像大家要一起玩个游戏，得先知道游戏规则呀。
二、洞门开挖。
开挖洞门就像是在地里挖宝藏一样，不过可不能乱挖哦。
得按照之前测量放线的位置来挖。
挖的时候要注意控制开挖的坡度，不能太陡也不能太缓。
太陡了容易塌，那就危险啦，就像搭积木搭得太斜了会倒一样。
挖出来的土和石头也要及时运走，不然堆在那里会影响施工的。
在开挖过程中，还要经常检查开挖的尺寸是不是符合要求呢，要是挖大了或者挖小了都不行。
三、边坡防护。
边坡防护就像是给洞门的边边穿上一层保护衣。
如果不做好防护，边坡可能会被雨水冲刷或者因为自身的重量就塌下来了。
可以用一些防护网或者喷射混凝土来加固边坡。
防护网就像一张大网把边坡紧紧拉住，喷射混凝土呢，就像给边坡穿上一层厚厚的铠甲。
而且在做防护的时候，也要保证质量哦，不能偷工减料。
要是防护没做好，就像衣服没穿好，走在路上可能会出丑也可能会着凉呢。
四、洞门基础施工。
洞门基础可是整个洞门的根基啊。
基础的位置和尺寸一定要准确无误。
先得把基础的坑挖好，然后把钢筋按照设计要求摆放好，就像给基础搭个骨架一样。
再浇筑混凝土，混凝土要振捣密实，不能有气泡或者空洞。
要是基础没做好，那洞门就像盖在沙滩上的房子，不稳当。
五、洞门墙身施工。
墙身施工就像盖房子砌墙一样。
把模板安装好，要保证模板是直的，不能歪歪扭扭的。
削竹式高速公路洞门稳定性数值研究摘要：削竹式洞门是公路隧道常采用的一种洞门形式。
鉴于削竹式隧道洞门结构型式比较复杂，有必要对其施工力学特性进行研究。
以吉县至河津高速公路西家塔隧道为工程背景，采用数值模拟技术，构建了削竹式洞门三维力学模型，通过分析削竹式洞门在开挖过程中的施工力学特征，总结了削竹式洞门在施工过程中的变形规律，研究成果对削竹式隧道洞门的设计和施工优化具有一定的参考价值。
关键词：公路隧道；削竹式洞门；稳定性分析；数值模拟中图分类号：U453.1文献标识码：A 文章编号：1006-3528（2016）06-0095-03崔晋春（山西省交通规划勘察设计院，山西太原030012）山西交通科技山。
交通科技收稿日期：2016－12－05；修回日期：2016－12－20作者简介：崔晋春(1984—），男，山西保德人，工程师，大学本科，2006年毕业于中南大学土木工程专业。
第6期(总第243期)山西交通科技No．62016年12月SHANXI SCIENCE ＆TECHNOLOGY of COMMUNICATIONSDec.0引言洞门是各类隧道的咽喉，其附近的岩土体往往都比较破碎松散，易发生塌方、滑坡甚至崩塌现象。
因此为保护洞口处岩土体的稳定性，使进入隧道的车辆不受崩塌、落石等的影响，确保行车安全，有必要对洞门结构的稳定性开展研究。
在各种类型的洞门形式中，削竹式洞门具有洞口边仰坡开挖量小、造型优美、对地表植被破坏小等诸多优点，在高速公路和铁路隧道中得到了广泛应用。
削竹式洞门适用于洞口仰坡相对比较平缓，洞口背后山体纵向推力较小的地形条件，且削竹式洞门背后大多采用回填土回填，所以适合在需要修建明洞的情况下采用。
由于回填土力比较松散，力学性能较差，从而导致削竹式洞门的受力比较复杂，因此有必要对削竹式洞门的力学特征以及变形规律进行研究。
目前已有研究人员对各式隧道洞门结构的稳定性开展了研究，并取得了较丰硕的研究成果。
技术交底书
单位：中铁十一局集团墨临公路TJ3标项目经理部编号：TJ303-008 主送单位湖南正道建筑工程有限公司第 1 页共 1 页
工程名称削竹式隧道洞门日期2018年7月18日富库1号隧道进口洞门形式为削竹式，特做以下技术交底：
一、洞门参数：
削竹式洞门：
设计图纸尺寸不明确，请以此图为准。
编制：复核：签收：年月日注：①对重点工程、关键部位及质量要求高的特殊工程除口头交底外，还要以书面形式进行技术交底。
②“技术交底书“一式两份，一份作为施工依据，一份留存备查，并办理交接签字手续。
削竹式洞门的放样与堵头板的制作摘要：用数学的方法解决隧道削竹式洞门的放样削竹式顾名思义就是竹子被斜切形成的截面，这是一种新型的洞门形式，它能够最大限度地保持原有的山体平衡和自然景观，减少切削山体和开挖以不会形成不稳定斜坡，符合“早进晚出”的原则，保护了生态环境，同时能够缓和洞内外光线差异，确保司机眼睛的舒适性、视觉的安全性及心理的适应性。
其形式美观大方，因而在公路隧道洞门中经常被采用。
可是它的放样难倒了很多技术人员，有的无从下手，有的就只是照葫芦画瓢的衬砌台车上画出大致的轮廓，虽然也能就此安装模板，但毕竟不是很标准，总能够看出不太顺畅的曲线，美中不足。
所以我想出了一个用数学解决的办法，并经过实践，非常有效，希望能给大家一点帮助。
如图这是洞门的设计图，看图得知隧道横截面的半径R=550cm 的圆、洞门斜截面的坡比1:n=1:1、斜截面最底端与起拱线之间的竖直距离M=690-550-50=90cm 。
根据椭圆的性质：椭圆在水平和如图Ⅱ，其竖直上的投影即为隧道横截面，其圆曲线方程为：x 2+y 12=R 2 （方程1）；洞门曲线为一椭圆，根据洞门坡比1：n 得出其长半轴为R √(1+n 2),短半轴为R,所以此椭圆的曲线方程为：x 2/ R 2+ y 2/（R 2 (1+n 2)）（方程2）；水平投影曲线的长半轴为n R ，短半轴为R ，其曲线方程为：x 2/ R 2+ y 22/ n 2R 2=1，（方程3）可以看出当n=1时也是圆，但这里暂不把具体数值代入。
这三个截面的关系可以看成是洞门椭圆曲线分别在水平和竖直上的投影，它们共用一个X 轴。
所以洞门椭圆曲线上的任意一点在水平和竖直上的投影存在一一对应的关系,即（x,y ）,(x ,y 1),(x, y 2)三点一一对应。
台车顶上的轴线与Y 2轴平行，k 为y 2平行而得来，k= y 2，取值范围同于y 2，k ∈(-Mn,Rn),根据(x ,y 1)可以算出这点与Y 1轴所夹弧长L 。
削竹式隧道洞门施工作业指导3.1 设计参数削竹式洞门是一种稳定性好、基础承载力要求不高、自然和谐的轻型洞门。
本合同段隧道削竹式洞门与明洞衬砌结构自然连接，各长10米。
洞门混凝土厚度与明洞一样，均为70cm 。
洞门斜面比例为1：1，洞口端两侧设有M7.5浆砌片石洞门挡块，洞门挡块预留Ф10排水孔，排水孔进口处放置无纺布。
洞门上端部分覆盖回填土，回填表土分别为20cm 厚种植土，10cm 厚砂砾垫层，30cm 厚粘土隔水层以及夯填土。
洞门结构基础应落在稳固的地基上，要求其地基承载力≥250kPa ，当地基承载力不能满足要求时，应对地基进行加固处理使其达到要求。
洞门示意图如图3-1。
1000(削竹式洞门结构）1000（明洞衬砌）1:1套拱明洞洞门M7.5浆砌片石洞门挡块单位:cm图3-1 削竹式洞门示意图3.2 施工工艺与流程3.2.1 开挖仰坡5m 外先行施作洞顶截、排泄水天沟、有效治理地表水，确保边仰坡稳定。
截水天沟示意图如图3-2：原地面线M77.5号浆砌片石图3-2 截水天沟示意图3.2.2 削竹式洞门和明洞段一次开挖完成，开挖采用全宽横挖法一次成形。
洞口段土方采用反铲挖掘机挖装，石方采用钻爆法开挖，装载机装渣，自卸汽车运输，土石方应自上而下分层开挖(层高2～3 m)。
3.2.3 削竹式洞门基础开挖后，基础必须置于稳定的基础上，如果地基不合乎要求，应视具体情况采取换填、注浆加固、CFG桩等方式进行处理，使其达到设计要求。
作好排水工作，基础不得被水浸泡，基坑废渣、杂物必须清除干净，报监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。
削竹式洞门拱墙与明洞拱墙连成整体，连接处设一施工缝。
3.2.4 削竹式洞门应在明洞衬砌做完之后施作，明洞衬砌施作时应该在洞门方向预埋背贴式止水带和带注浆管膨胀止水条，以及预留Ф12纵向螺纹钢筋，以便与洞门纵向钢筋搭接；削竹式洞门仰拱先于洞门混凝土浇筑前施工，仰拱本身为C25素混凝土，厚70cm，没有受力钢筋，但为了洞门衬砌钢筋架设方便，固定的更好，在洞门仰拱施作时，应测量放样出洞门衬砌钢筋所在位置，相对应预埋与洞门环向主筋搭接钢筋，预埋钢筋采用Ф25螺纹钢筋，钢筋间距应与洞门衬砌环向主筋相一致。
隧道削竹式洞门曲线成型控制摘要：本文以南充西山隧道削竹式洞门为例，较为详细介绍了在削竹式洞门施工中的曲线控制经验和方法，以提高洞门观感质量。
关键词：削竹式洞门洞门曲线洞门曲面堵头板1.引言削竹式洞门是隧道洞门结构的一种，因形似削竹而得名，一般应用于洞口埋深较浅，且有条件进行刷坡，周边地势比较开阔的洞口。
削竹式洞门是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构，以保证洞门附近的边坡和仰坡的稳定；同时在景观上又能起到修饰周围景观的作用，做到洞门与周围生态环境有机结合。
因此洞门美观合理与否直接影响对隧道工程的评价，好的洞门将给人留下美的感受。
2.工程概况南充西山隧道为城市市政隧道，设计为双向六车道，是连接南充市嘉陵区与顺庆区之间的快速通道，隧道贯穿风景秀丽的西山景区。
隧道进口端设计为削竹式洞门，由于洞门为曲线异形结构，作为本工程的门面和窗口，若是在浇筑过程中不能做出顺畅的曲线洞门，将直接影响工程的观感质量和整体形象。
该洞门施工设计图如下：3.关键问题分析削竹式洞门曲线为椭圆型，堵头板的加工现场一般采用木板在固定好的钢模台车上一块一块地靠好弧形后，逐渐修整的方式，立模时间非常缓慢，且模板精度不高，弧形不圆顺，局部位置外形轮廓线出现折线，木模材料浪费，而且模板与钢板之间存在较大的间隙，浇筑混凝土时漏浆严重，严重影响美观，而且后期修补困难，修补时间长，修补效果不佳。
确定洞门削竹面方法也过于简化，简单地采用作图法或支距法，但现场受很多条件限制，很多数据无法精确定位，精度不高，稍控制不好就会出现洞门扭曲变形的现象，非常难看，而且给后期缺陷处理工作带来困难。
4.应对措施4.1 标定洞门曲线位置（1）保证衬砌台车按设计位置固定牢固。
定出隧道中心线和轨道位置，测定边墙高程控制点，反复校正中线，达到设计位置，将钢模台车固定牢靠。
（2）洞门曲线定位放样采用坐标放样法，根据洞门起点标高、洞门斜率，在模板斜面线每平均1.5m 放点，测量出的每个点反算出该点所对应的里程及对应的洞门曲线标高，并作好标记。
削竹式洞门的放样与堵头板的制作
沙启非
【期刊名称】《铁道建设》
【年(卷),期】2009(000)002
【摘要】用数学的方法解决隧道削竹式洞门的放样。
【总页数】3页(P49-51)
【作者】沙启非
【作者单位】中铁四局电器化公司
【正文语种】中文
【中图分类】U452.13
【相关文献】
1.三视图在削竹式洞门施工放样中的应用 [J], 张腾蛟
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CAD在削竹式隧道洞门施工放样中的应用乌宏明摘要：本文主要介绍了CAD在削竹式隧道洞门的施工放样中的具体步骤。
关键词：削竹式洞门施工放样；CAD一、前言随着CAD绘图在工程中作用越来越大，其在施工测量放样方面的应用也越来越广泛。
削竹式洞门不是规则的隧道轮廓，它在里程方向有有一定坡度，这就为它的施工放样带来了不便，手工计算也颇为麻烦。
然而CAD可以把标准的隧道轮廓进行缩放，可以方便的计算模板的长度，及其每个放样点距离设计线距离来放出它的轮廓。
二、工程概况及施工难点黄沙岭隧道位于沪（上海）陕（陕西）高速公路西安至商州段23标段内，为双向三车道分离式高速公路隧道。
隧道衬砌设计采用三心圆，明洞衬砌采用钢筋混凝土结构，其左右线出口洞门形式均采用削柱式洞门。
见图（一）图1由于洞门端墙坡度为1∶1 ,因此洞门端衬砌截面为一不规则面,还要保证隧道的净空轮廓尺寸不变。
若采用传统的手工计算则需建立该不规则截面轮廓线的数学模型,其公式推导比较复杂,计算工作量大,挡头模板尺寸的计算精度低。
而如果用CAD的缩放功能将标准的隧道轮廓图在纵向进行放大便可得到洞门的实际尺寸。
之后再在CAD图上量取放样点到设计线的偏距及放样点到洞门低端的距离来推导放样点的里程。
这样放样点的偏距和里程可以得知，就可以进行施工放样了。
还可以量取每个放样点处模板的大小和长度，便于施工交底和加工端头模板。
三、缩放标准隧道轮廓将画好的标注CAD标准隧道轮廓图用插入功能进行纵向的放大。
具体如下用：1.用CAD中的绘图栏选项中的块功能把标准隧道轮廓图做成图块2.再用插入栏中的块功能将隧道轮廓图插入此时会弹出x，y，z缩放比列这一项，这时候可以在y处输入1.414其它x，y处输入1即可。
这样就能把标准轮廓图纵向放大如下图2所示：图2四、计算坐标虽然洞门是倾斜的而且有一定坡度，但是隧道的内轮廓不能改变的，削竹式洞门在只是在标准隧道轮廓上像是竹子被刀子削掉了一块一样，所以洞门样子只是正常隧道轮廓在纵向上（里程方向上）的放大。
削竹式洞门的放样与堵头板的制作
摘要：用数学的方法解决隧道削竹式洞门的放样
削竹式顾名思义就是竹子被斜切形成的截面，这是一种新型的洞门形式，它能够最大限度地保持原有的山体平衡和自然景观，减少切削山体和开挖以不会形成不稳定斜坡，符合“早进晚出”的原则，保护了生态环境，同时能够缓和洞内外光线差异，确保司机眼睛的舒适性、视觉的安全性及心理的适应性。
其形式美观大方，因而在公路隧道洞门中经常被采用。
可是它的放样难倒了很多技术人员，有的无从下手，有的就只是照葫芦画瓢的衬砌台车上画出大致的轮廓，虽然也能就此安装模板，但毕竟不是很标准，总能够看出不太顺畅的曲线，美中不足。
所以我想出了一个用数学解决的办法，并经过实践，非常有效，希望能给大家一点帮助。
如图这是洞门的设计图，看图得知隧道横截面的半径R=550cm的圆、洞门斜截面的坡比1:n=1:1、斜截面最底端与起拱线之间的竖直距离M=690-550-50=90cm。
根据椭圆的性质：椭圆在水平和
如图Ⅱ，其竖直上的投影即为隧
道横截面，其圆曲线方程为：
x2+y12=R2 （方程1）；
洞门曲线为一椭圆，根据洞门坡
比1：n得出其长半轴为R√
(1+n2),短半轴为R,所以此椭圆
的曲线方程为：
x2/ R2+ y2/（R2 (1+n2)）
（方程2）；
水平投影曲线的长半轴为n R，
短半轴为R，其曲线方程为：x2/ R2+ y22/ n2R2=1，（方程3）可以看出当n=1时也是圆，但θ
图Ⅱ
这里暂不把具体数值代入。
这三个截面的关系可以看成是洞门椭圆曲线分别在水平和竖直上的投影，它们共用一个X 轴。
所以洞门椭圆曲线上的任意一点在水平和竖直上的投影存在一一对应的关系,即（x,y ）,(x ,y 1),(x, y 2)三点一一对应。
台车顶上的轴线与Y 2轴平行，k 为y 2平行而得来，k= y 2，取值范围同于y 2，k ∈(-Mn,Rn),根据(x ,y 1)可以算出这点与Y 1轴所夹弧长L 。
L 与k 之间也有一一对应的关系，这样可以建立L 与k 之间的函数方程：
已知k , y 2= k 代入方程3，
得x =√(n 2 R 2-k 2)/ n （这里都取正值），再将x 代入方程1得y 1= y 2/ n= k/ n ， 竖直曲线中弧长L 所对应的角θ=arc tan (x/y 1)= arc tan((√n 2 R 2-k 2)/k ), k ∈(-Mn,Rn),
当Rn ≥k>0时，
θ= arc tan((√n 2 R 2-k 2)/k )
当k=0时，θ=90o ，L=πR/2
因为反三角函数值域为［+π/2，-π/2］，而当-Mn ≤ k ＜0时，为大于π/2的角，包含起拱线以下的部分，所以
θ=π+arc tan((√n 2 R 2-k 2)/k )
L =πR θ/180,将θ代入即得L 与k 之间的函数方程
πR/180·arctan(√(n 2 R 2-k 2)/k ) Rn ≥k>0
πR/2 k=0 πR/180·(180 + arctan(√(n 2 R 2-k 2)/k )) -Mn ≤ k ＜0
我们代入已知的数值M=90cm ，n=1，R=550cm 和k 的取值就可以求出L 了，如表1。
表Ⅰ(cm)
K L K L K L
-90 954.3 330 510.0 533 137.1
-70 934.1 350 484.6 535 128.7
-50 914.0 380 444.4 538 115.1
-30 894.0 400 416.1 540 105.0
0 863.9 430 370.3 542 93.9
50 813.9 450 336.9 545 74.2
100 763.4 470 300.4 548 46.9
150 712.0 500 236.3 549 33.2
180 680.6 510 211.1 549.5 23.5
200 659.2 515 197.3 549.7 18.2
250 604.4 520 182.5 549.9 10.5
300 546.6 525 166.5 550 0.0
x 只取正值，因为在x 为负时与x 为正时相对与y 1轴对称，利用它的对称性就不需要在算x 取负值时的情况了。
在实际的操作中还要将台车的位置根据图纸要求的里程和标高调整好，画出台车顶轴线。
然后根据求出的L 及与之相对应的k 值，在台车顶轴线上量出k 值，在台车环向方向量出弧长L ，用红油漆打点，最后把所有的点再用红油漆平滑的连接L= 图Ⅲ
起来就是洞门的曲线（如图Ⅲ）。
根据经验,最好在越接近洞门顶端，k的取值越密一点，这样在台车上打的点就比较多，连接这些点就容易一些。
那么堵头板的放样就是两个椭圆之间的椭圆环，由图Ⅲ可以看出洞门的外轮廓线也是椭圆，衬砌厚度为60cm，长半轴为（R+60）√(1+n2)=610×√2=862.5,短半轴为550+60=610，其方程为x2/ 6102+ y22/ 862.52=1，（方程4）
图Ⅳ
根据椭圆的定义（平面上到两点距离之和为定值2a的点的集合），放出堵头板的样，步骤如下：
1、在一块较大的平地上用卷尺画出x、y轴，再画出与x轴距离为M√(1+n2)=127.3cm的平行线，标出椭圆的两个焦点(焦点在长半轴y轴上，相对于x轴对称，焦距为2*(a^2-b^2)^0.5)；
2、量出长度为2a=1725cm的绳子，将绳子的两头分别钉在两个焦点上，然后用粉笔绷紧绳子在地上画出被与x轴平行线所截的大半椭圆弧；
3、用上步的方法画出洞门内环椭圆弧曲线，两椭圆弧曲线所夹的椭圆环即是堵头板的形状；
4、将木板搭铺在椭圆环上，注意木板之间要上下叠搭，保证木板能够覆盖椭圆环的全部，并按从左到右或从右到左的顺序将木板编号；
5、在木板上再次画出这个椭圆环，这次最好用木工红铅笔来画，在压在下面的木板上画出木板之间的搭接缝线以便木工切锯，如图Ⅳ；
6、木工依据木板上的红线切锯出堵头板，并按编号顺序和台车上画出的洞门曲线进行安装。
这样放出的样很精确，完全可以满足公路工程验收规范木模板相邻高差不超过3mm、表面平整度不超过3mm等要求，木工只需根据你的放样来加工和安装模板，做到了心中有数，方便快捷。
所做出的洞门标准美观，为我们争取精品工程作出了
一点贡献。
也可以将此函数用实际图纸上的尺寸代入，然后在excel中输入此函数和要取的k值，用鼠标拖拽托柄，可更快的算出L值。
一点拙见，希望能得到大家的批评和意见，能够与同行和前辈们一起交流，我将不胜荣幸。
台体：上底面积S1，下底面积S2，高H，
体积Ｖ＝[S1 + √(S1*S2) + S2] * H / 3
什么是梯形体?
比如上面长2厘米宽2厘米，下面长4厘米宽4厘米，高2厘米。
就是梯形体。
比如上面长3厘米宽2厘米，下面长6厘米宽4厘米，高2厘米。
也是梯形体。
也就是一块下表面积比上表面积大的梯形物体是梯形体。
梯形物体的体积计算公式
V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*H
注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；H：高。
