淺談低山地貌隧道洞門設(shè)計研究

1、淺談低山地貌隧道洞門設(shè)計研究 【摘 要】在隧道的建設(shè)中，隧道洞門有著不可忽略的作用，不僅可以減少工程開挖量，起到擋土墻的作用，且邊坡巖體易脫落，難于自身穩(wěn)定，設(shè)置洞門可以減少引線路塹的邊坡高度使邊坡仰坡得以穩(wěn)定。以及引離地表流水、裝飾洞口的作用。 【關(guān)鍵詞】隧道洞門；邊坡穩(wěn)定；擋土墻；裝飾 前言 隧道在低山區(qū)公路建設(shè)不可回避的問題，隨著高等級公路在山區(qū)的快速發(fā)展，公路隧道建設(shè)規(guī)模也日益增大。在新時代的隧道建設(shè)中，新技術(shù)、新材料、新工藝得到了較廣泛的應(yīng)用，人們不但重視公路隧道技術(shù)水平的提高，還追求它的藝術(shù)性，特別注重洞門的美學(xué)效應(yīng)，使隧道不但是汽車通道，同時也起著點綴山河的作用。 1.洞門構(gòu)造及

2、基礎(chǔ)設(shè)置應(yīng)遵循以下規(guī)定 由于本隧道地處于低山地貌，隧址區(qū)主要受兩條沖溝切割，兩條溝在平面上以隧道中部脊?fàn)顜X為分水嶺，參照圖1-3設(shè)計。 （1）洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m，洞門墻頂高出仰坡坡腳不小于0.5m。 （2）洞門墻要設(shè)置伸縮縫，基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，保證洞門的穩(wěn)定。 （3）基底埋入土質(zhì)地基的深度不應(yīng)小于1.0m；地基為凍脹土層時，應(yīng)進(jìn)行防凍脹處理。 （4）洞門結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗震要求。 2.洞門選擇 本隧道洞口段主要為泥巖及砂巖，圍巖等級為級，本隧道洞口處隧道軸線與地形線基本正交，采用端墻式洞門。洞門構(gòu)造及基礎(chǔ)設(shè)施如下： （1）洞門墻厚1.5m，墻面傾斜1：0.1。洞門

3、墻基礎(chǔ)嵌入地基深度2m； （2）洞口仰坡坡比采用1：0.75，仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為1.8m，以防仰坡土石掉落到路面上，危及安全； （3）洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底與襯砌拱頂外緣的高度1.5m，以免落石破壞拱圈； （4）洞門墻頂高出仰坡腳1m，以防水流溢出墻頂，也可防止掉落土石彈出； （5）水溝的尺寸為50m*50m，溝底填土夯實，否則會使水溝變形、漏水； 圖1 圖2 3.洞門結(jié)構(gòu)驗算 隧道洞門的計算，通常只考慮洞門結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，而對剛度無需考慮。 3.1 壓力的計算 （1） 最危險破裂面與垂直面之間的夾角（） 式中： 其中得 圖3 洞門荷載計算圖示 （2） 土壓力的計算 式中

4、： 求得 （3） 端墻自重 根據(jù)初步擬定的端墻洞門，墻高為14.77m，厚1.5m；采用漿砌片石回填墻身，其重度為。端墻自重： 3.2 穩(wěn)定性的檢算： 端墻式洞門，按極限狀態(tài)驗算其強度，并應(yīng)驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。 （1） 滑動穩(wěn)定性驗算 對于抗滑動而言，要求不能使洞門發(fā)生水平向外滑動。 抗滑動條件要求為： 抗滑動穩(wěn)定性系數(shù) 式中：g-端墻自重，擋土墻豎向分力，-擋土墻水平分力，f-端墻基底摩擦系數(shù)-端墻擋土墻的被動土壓力，代入各參數(shù)得： 所以，端墻滿足抗滑穩(wěn)定性要求。 （2） 傾覆穩(wěn)定性驗算 為了滿足傾覆穩(wěn)定性的要求，加大其基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度2m，寬度為2m，混凝土容重為?？箖A覆條件

5、要求為： 抗傾覆系數(shù)： 其中：。 為作用在墻趾o點的力矩，代入各參數(shù)得： 故滿足傾覆穩(wěn)定性要求。 （3） 端墻截面強度驗算 洞門的強度驗算主要是驗算洞門的法向應(yīng)力及偏心距。對法向應(yīng)力和偏心距，可取洞門墻和地面相交的截面驗算，偏心距故可知截面偏心距符合要求 ， 代入數(shù)據(jù)得： 因為出現(xiàn)負(fù)值，故尚應(yīng)檢算不考慮圬工不承受拉力時受壓區(qū)應(yīng)力重分布得最大壓應(yīng)力，通過壓應(yīng)力重分布，受壓區(qū)得最大壓應(yīng)力為： ，故驗算合格，墻身滿足要求。同理驗證合力偏心距及基底應(yīng)力驗算符合要求。 經(jīng)過以上驗算，所設(shè)計的端墻式洞門合理。 4.結(jié)論 隧道洞門是連接隧道和路基的建筑物，鐵路部門根據(jù)地形將隧道洞門分為基本型、變化型和特殊型

6、三大類等十幾種形式，但始終脫離不了端墻、柱墻的原型，低山地貌隧道洞門的設(shè)計是在這基礎(chǔ)上做了適應(yīng)地形變化的創(chuàng)新。通過以上的分析計算，選擇了適合低山地貌的隧道洞門，滿足要求。 參考文獻(xiàn)： 1 jtj 042-94，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范s.北京：人民交通出版社，1995. 2 jtg d70-2004，公路隧道設(shè)計規(guī)范s.北京：人民交通出版社，2004. 3 黃主編. 公路隧道施工m.北京：人民交通出版社，2001. 4 陳秋南，包太，徐澤沛編.隧道工程m.北京：機械工業(yè)出版社，2007. 5 黃成光主編.公路隧道施工m.北京：人民交通出版社.2001. 6gb1082001，地下工程防水技術(shù)規(guī)范s.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版