隧道工程左線結(jié)構(gòu)與施工組織設(shè)計(jì)概述

1、119/119目錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc249862769 1. 工程概述 PAGEREF _Toc249862769 h 3 HYPERLINK l _Toc249862770 1.1.工程概況 PAGEREF _Toc249862770 h 3 HYPERLINK l _Toc249862771 1.2.工程地質(zhì)與水文地質(zhì) PAGEREF _Toc249862771 h 3 HYPERLINK l _Toc249862772 1.3.巖石物理力學(xué)性質(zhì)特征 PAGEREF _Toc249862772 h 5 HYPERLINK l _Toc249862

2、773 1.4.隧道圍巖分類 PAGEREF _Toc249862773 h 6 HYPERLINK l _Toc249862774 1.5隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù) PAGEREF _Toc249862774 h 8 HYPERLINK l _Toc249862775 2.隧道總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862775 h 8 HYPERLINK l _Toc249862776 2.1.隧道設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 PAGEREF _Toc249862776 h 8 HYPERLINK l _Toc249862777 2.2.隧道線形設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862777 h 9 HYPE

3、RLINK l _Toc249862778 2.3.隧道橫斷面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862778 h 9 HYPERLINK l _Toc249862779 3.洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862779 h 10 HYPERLINK l _Toc249862780 3.1.牛湖山隧道大涌端洞門設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862780 h 10 HYPERLINK l _Toc249862781 3.2.牛湖山隧道小桂端洞門設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862781 h 16 HYPERLINK l _Toc249862782 4.襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862782 h 22 HYPERLINK l _Toc249862783 4.1.初次襯砌設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862783 h 22 HYPERLINK l _Toc249862784 4.2.二次襯砌設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862784 h 32 HYPERLINK l _Toc249862785 5. 隧道施工方法與施工組織設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862785 h 52 HYPERLINK l _Toc249862786 5.1.施工原則與施工方案 PAGEREF _Toc249862786 h 52 HYPE

5、RLINK l _Toc249862787 5.2. 隧道施工方案 PAGEREF _Toc249862787 h 52 HYPERLINK l _Toc249862788 5.3.施工方法 PAGEREF _Toc249862788 h 53 HYPERLINK l _Toc249862789 5.4.施工支護(hù) PAGEREF _Toc249862789 h 57 HYPERLINK l _Toc249862790 5.4.施工機(jī)械與人員組織 PAGEREF _Toc249862790 h 61 HYPERLINK l _Toc249862791 5.5.質(zhì)量保障體系 PAGEREF _To

6、c249862791 h 63 HYPERLINK l _Toc249862792 5.7. 安全文明施工治理 PAGEREF _Toc249862792 h 65 HYPERLINK l _Toc249862793 6.隧道附屬設(shè)施設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862793 h 69 HYPERLINK l _Toc249862794 6.3.隧道內(nèi)其他輔助設(shè)施及建筑物 PAGEREF _Toc249862794 h 73 HYPERLINK l _Toc249862795 6.4 電纜槽的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862795 h 75 HYPERLINK l _Toc24

7、9862796 7.隧道監(jiān)控測量設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc249862796 h 75 HYPERLINK l _Toc249862797 7.2.隧道監(jiān)控測量內(nèi)容和方法 PAGEREF _Toc249862797 h 76 HYPERLINK l _Toc249862798 參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc249862798 h 81 HYPERLINK l _Toc249862799 謝辭 PAGEREF _Toc249862799 h 82牛湖山隧道工程(左線)結(jié)構(gòu)與施工組織設(shè)計(jì)1. 工程概述1.1.工程概況 牛湖山隧道位于惠深沿海高速公路，為分離式單向行車雙洞隧道。左洞長124

8、1米, 右洞長1356米,標(biāo)段分不為（K42+145-K43+386），（K42+109-K43+465），隧道縱坡為人字坡，坡度1.5%，豎曲線半徑R=17000m，最大埋深約192米。隧道依照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出口部分的交通組織擬采納劃線方式組織車流，以保證交通安全。1.2.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)1.2.1地形地貌牛湖山隧道起于惠州澳頭鎮(zhèn)大涌，止于小桂村，隧道軸線走向SW200，隧道進(jìn)出口處交通不便，從大涌至小桂陸路僅有翻越牛湖山的山間崎嶇小道，現(xiàn)在一般專門少有人走，而大多從海上由澳頭港乘船繞過小鷹嘴往返兩地。隧道穿越的牛湖山，最大高程212米，最低9米，高差達(dá)200余米，為低山重丘區(qū)。隧道

9、沿線地表植被十分發(fā)育，尤其是進(jìn)出口近坡腳段，草木繁茂，通視十分因難，要緊為雜木、茅草等，山腰至山脊則為人工種植林，要緊為松樹等。該山為單斜山，自然坡角一般為1530，沿線地貌包括構(gòu)造侵蝕，沉積和重力等地貌類型，具體分為單斜山、山坡、埡口、剝蝕殘丘、沖蝕溝，洪積扇和坍塌堆積等微型地貌單元。1.2.2地層巖性據(jù)地質(zhì)調(diào)查，鉆探和物探等勘察工作成果，隧道沿線在部分地段第四系覆蓋層較薄，尤其沿侵蝕溝基巖露頭較多，地層由新到老分述如下：1.2.2.1第四系全新統(tǒng)（）種植土：暗褐、黃褐色，松軟，勘察區(qū)內(nèi)局部分布，厚度約0.5m。亞粘土：黃、黃褐色、淺棕紅色，可塑硬塑狀態(tài)，分布于沖溝處，厚度2.00m。碎石土

10、：淺紫紅色，松散稍密，由礫巖碎塊及亞粘土組成，其中礫巖碎塊約占60%，少量略具磨圓，亞粘土約占40%。要緊分布于山坡及沖溝兩側(cè)，厚度約12m。1.2.2.2.白堊系官草湖組（）紫紅色礫巖：中厚厚層狀，粒徑一般為25cm，多為鐵質(zhì)或硅質(zhì)膠結(jié)，中等磨圓度，強(qiáng)度較大，總厚度較大，呈層狀分布，其中常夾有紫紅色砂巖、頁巖。其產(chǎn)狀傾向?yàn)楸睎|或北北東，傾角30左右。紫紅色砂巖：鐵質(zhì)膠結(jié)，中、粗砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，呈夾層分布于紫紅色礫巖中，每一夾層厚23m，強(qiáng)度中等。其產(chǎn)狀與礫巖相同，紫紅色頁巖：厚度較小，鐵質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)度低至中等，呈夾層出現(xiàn)，每一夾層厚度一般2m，其產(chǎn)狀與礫巖相同。1.2.2.3.晚侏羅系

11、南山村組（）沉火山角礫巖：一般為紫紅色，角礫狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)，中厚層厚層狀。礫石要緊成分為石英、巖屑等。巖層傾向以北東、北北東為主，北西次之，傾角3078。1.2.2.4.晚侏羅系熱水洞組（）霏細(xì)巖：青灰色，要緊位于隧道小桂端下部，巖性較為堅(jiān)硬完整，巖芯呈長柱狀，厚度較大。上述地層經(jīng)風(fēng)化作用，自地表向下形成不同風(fēng)化程度的風(fēng)化巖：強(qiáng)風(fēng)化層：淺紫紅色，淺灰綠色，節(jié)理裂隙極發(fā)育，裂隙面呈張開狀，淺層填充泥質(zhì)、鐵質(zhì)，巖石極破裂，巖性軟硬不均，廣泛分布，一般厚度10m，出口端山坡上厚度較大，鉆孔揭露厚度為2.10m。弱風(fēng)化層：淺紫紅色、灰綠色，出口端節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部石英脈發(fā)育，巖質(zhì)較硬，該

12、層鉆孔揭露最大厚度為6.90m；進(jìn)口端巖質(zhì)軟硬不均，節(jié)理專門發(fā)育，巖石較破裂，巖芯呈短柱狀，鉆孔揭露厚度為5.00m。微風(fēng)化層：淺紫紅色、淺灰綠色，巖石堅(jiān)硬完整，巖芯呈短柱狀、長柱狀，厚度專門大。1.2.3.地質(zhì)構(gòu)造物探工作資料表明隧道區(qū)域存在5條規(guī)模較小的含水?dāng)鄬?，其中與隧道相交阻礙較大的為F2、F3、F4三條斷層。F2斷層走向EW，傾向NW，與隧道左、右線分不交于K42380m和K42450m；F3斷層走向NW，傾向SW，與隧道左、右線分不交于K42648m和K42620m；F4斷層走向NW，傾向SW，與隧道左、右線分不交于K42990m和K42+950m。1.2.4.區(qū)域地質(zhì)及地震依照1

13、5萬澳頭幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告和區(qū)域地質(zhì)圖分析，該工作區(qū)區(qū)域要緊構(gòu)造形跡為北東及北西向，其中區(qū)域性大斷裂北東向的小桂坳斷裂在工作區(qū)外，只有北西向的海尾斷裂穿過隧道工作區(qū)，隧道方向與斷層走向斜交。據(jù)平面工程地質(zhì)調(diào)查及鉆孔資料分析，區(qū)內(nèi)無新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形跡?？辈靺^(qū)段地層為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為30652578，巖層走向與隧道軸向大角度斜交。依照國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2001年2月2日公布的中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖查得：隧道區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)波譜特征周期值為0.4S；地震動(dòng)峰值加速度為0.1g，參照其附錄D，對(duì)應(yīng)地震差不多烈度為度區(qū)。1.2.5.水文地質(zhì)條件該區(qū)水文地質(zhì)條件較簡單，地下水要緊為基巖裂隙潛水，有少量第四系孔

14、隙潛水?；鶐r裂隙潛水賦存于裂隙和層理中，其補(bǔ)給來源要緊為大氣降水，盡管地表裂隙發(fā)育但深部圍巖節(jié)理發(fā)育中等，且多為半閉合狀，透水性較差。其導(dǎo)水構(gòu)造要緊為次級(jí)斷裂構(gòu)造和節(jié)理的交叉復(fù)合部位。大涌及小桂兩端沖溝中均見有較多地下水出露。其中小桂端沖溝中出露的地下水已被作為生活用水，大涌端沖溝中出露的地下水一直用作生產(chǎn)和灌溉用水。由此表明該區(qū)域地下水對(duì)混凝土無腐蝕性。1.3.巖石物理力學(xué)性質(zhì)特征在現(xiàn)場鉆探取樣的基礎(chǔ)上，對(duì)不同巖性不同深度的樣品進(jìn)行了相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，其物理力學(xué)指標(biāo)詳見巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表。表1-1 巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表巖石名稱編號(hào)取樣位置取樣深度（m）物理性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目力學(xué)

15、性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目天然容重干容重吸水率飽和抗壓強(qiáng)度MPa彈性模量103MPa霏細(xì)巖47ZK226.7026.727.283.560.349ZK231.2027.128.787.952ZK237.9527.229.2106.5續(xù)1-1礫巖13ZK110.5025.127.217.415.923ZK117.0024.725.617.235ZK127.0027.527.753.8砂巖30ZK124.2027.928.127.75.331ZK124.5026.027.214.7頁巖39ZK131.5028.329.720.012.040ZK132.0027.628.823.241ZK132.8029.129

16、.832.0沉火山角礫巖44ZK26.2024.224.925.418.745ZK28.5024.925.028.246ZK211.3026.527.546.81.4.隧道圍巖分類1.4.1.巖石等級(jí)劃分：依照野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)合室內(nèi)巖石試驗(yàn)成果可知，該隧道地段要緊為沉火山角礫巖，其次在隧道大涌、小桂兩端分不要緊為礫巖夾砂巖、頁巖和霏細(xì)巖。巖塊的飽和抗壓極限強(qiáng)度Rb多介于17.2MPa133.6MPa，依巖性和風(fēng)化程度而異。未風(fēng)化的霏細(xì)巖為83.5MPa133.6MPa，其中含微裂隙者稍低，但均屬硬質(zhì)巖類，其圍巖為級(jí)。具有裂隙的強(qiáng)風(fēng)化礫巖其強(qiáng)度為17.2MPa17.4MPa，強(qiáng)風(fēng)化的砂巖飽和強(qiáng)度為

17、14.7MPa，強(qiáng)風(fēng)化的頁巖則更低，其圍巖類不為級(jí)；而弱風(fēng)化的砂巖飽和極限抗壓強(qiáng)度為27.7MPa，未風(fēng)化的頁巖強(qiáng)度為31.5MPa32.8MPa，其圍巖類不為級(jí)。而分布廣泛的沉火山角礫巖、礫巖等其強(qiáng)度在50MPa60MPa左右，其圍巖亦屬級(jí)。因此本隧道圍巖大部分地段為級(jí)和級(jí)。1.4.2.左、右洞大涌端及洞身受地質(zhì)構(gòu)造阻礙輕微，節(jié)理裂隙雖較發(fā)育，但圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)較小，故圍巖受地質(zhì)構(gòu)造阻礙程度的等級(jí)為輕微較重，左、右洞小桂端及附近洞身受地質(zhì)構(gòu)造阻礙較重，節(jié)理極發(fā)育，在小桂坳斷裂附近，存在有次級(jí)斷層，圍巖地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)較大，故圍巖受地質(zhì)構(gòu)造阻礙程度的等級(jí)為較重。1.4.3.隧道左、右線大涌端及近洞

18、身處要緊發(fā)育兩組張性裂隙，平面上呈“X”型，節(jié)理寬約510mm，少量泥質(zhì)填充，其成因要緊為風(fēng)化型節(jié)理，近地表較發(fā)育，節(jié)理發(fā)育程度為較發(fā)育；左、右洞小桂端及近洞身處發(fā)育節(jié)理多于4組，呈網(wǎng)格狀，多數(shù)間距小于0.50m，微張開狀，少量泥質(zhì)填充，近地表以風(fēng)化型節(jié)理為主，深部則以構(gòu)造型節(jié)理為主，節(jié)理發(fā)育程度為極發(fā)育。1.4.4.左、右洞大涌端及近大涌端洞身礫巖為中厚層狀、厚層狀，間夾砂巖及頁巖；左、右洞小桂端及小桂端洞身沉火山角礫巖與霏細(xì)巖為中厚層狀、厚層狀。1.4.5.依照鉆孔揭露及物探資料，隧道左、右洞全線地表均分布有厚度不等的風(fēng)化巖和殘、坡積層，其中低凹平緩處厚達(dá)12m左右，山坡陡峻處厚4m左右。

19、大涌端近洞口段強(qiáng)風(fēng)化中厚層狀礫巖夾砂、頁巖厚度1.02.80m，弱風(fēng)化中厚層狀礫巖厚度3.00m左右；大涌端洞身則要緊為微風(fēng)化中厚層至厚層礫巖；左、右洞小桂端洞口附近分布有全強(qiáng)風(fēng)化沉火山角礫巖，厚度8.0m左右。而小桂端洞身則要緊為弱風(fēng)化的中厚層至厚層狀沉火山角礫巖。1.4.6.由前述可知，隧道大部分埋深較大，圍巖裂隙發(fā)育中等且透水性較弱，地下水量小，對(duì)隧道阻礙小，但在物探推測的F2、F3、F4三條含水?dāng)鄬优c隧道相交處及一些構(gòu)造裂隙的交叉復(fù)合部位，其透水性較強(qiáng)對(duì)隧道阻礙較大。綜上所述隧道洞身圍巖分布如下：左洞隧道大涌端K42+145K42+200，右洞K42+109K42+220附近圍巖為紫紅

20、色礫巖夾砂巖、頁巖，中厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破裂，圍巖類不為級(jí)。左洞K42+200K42+320和右洞k42+220K42+400圍巖為弱風(fēng)化礫巖，中厚層狀，巖層較完整，但裂隙較發(fā)育，且受F2推測斷層阻礙圍巖類不定為級(jí)。左洞K42+320K42+680和右洞K42+400K42+620洞身圍巖為完整的微風(fēng)化沉火山角礫巖，中厚層狀至厚層狀，巖石完整，圍巖穩(wěn)定性較好，圍巖類不為級(jí)。左洞K42+680K42+760和右洞K42+620K42+700洞身圍巖為弱風(fēng)化沉火山角礫巖，中厚層狀，構(gòu)造裂隙發(fā)育，且受推測斷層F3阻礙，圍巖類不為級(jí)。左洞K42+760K43+020和右洞K42+700K43

21、+000洞身圍巖為完整的微風(fēng)化沉火山角礫巖，中厚層狀至厚層狀，巖層完整，圍巖穩(wěn)定性較好，圍巖類不為級(jí)。左洞K43+020K43+200和右洞K43+000K43+200洞身圍巖為弱風(fēng)化沉火山角礫巖，中厚層狀，受推測斷層F4阻礙，構(gòu)造裂隙發(fā)育，裂隙面大多呈半閉合狀。弱風(fēng)化沉火山角礫巖強(qiáng)度大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，但巖層較破裂，節(jié)理產(chǎn)狀陡立，對(duì)隧道頂板不利，開挖后易碎落，在掘進(jìn)過程中易發(fā)生掉塊，圍巖類不為級(jí)。左洞K43+200K43+386和右洞K43+200K43+465洞身圍巖為強(qiáng)風(fēng)化霏細(xì)巖，中厚層狀，各種節(jié)理極發(fā)育，且厚度較薄，易塌落，圍巖類不為級(jí)。圍巖類不劃分詳見隧道工程地質(zhì)縱斷面圖。1.5隧道設(shè)

22、計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)1.5.1.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)隧道凈寬：0.75+0.50+23.75+0.75+0.75=10.25m凈 高：5.0m設(shè)計(jì)行車速度：80km/hCO同意濃度：正常運(yùn)行 200ppm發(fā)生事故時(shí)（15min）250ppm1.5.2.設(shè)計(jì)依據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D702004公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 026.11999公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ 04294公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 004-89錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB50026-2001地下工程防水技術(shù)規(guī)范GB50108-2001工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文(公路工程部分) JTJ 026.11

23、999惠州稔山至深圳白沙沿海公路工程地質(zhì)勘察報(bào)告2004.62.隧道總體設(shè)計(jì)2.1.隧道設(shè)計(jì)的一般規(guī)定隧道總體設(shè)計(jì)在隧道設(shè)計(jì)中特不重要，它直接阻礙著工程造價(jià)，甚至決定著工程的成敗。依照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，牛湖山隧道的遠(yuǎn)景規(guī)劃的年限為20年。當(dāng)近期交通量不大時(shí)能夠分期修建，其優(yōu)點(diǎn)是能夠緩解建設(shè)資金，缺點(diǎn)是可能造成一定的白費(fèi)。譬如，前期通風(fēng)應(yīng)滿足單洞雙向交通的要求，后期則要滿足雙洞單向交通的要求，如此在通風(fēng)設(shè)施上會(huì)帶來一些損失。另外在地形狹窄地帶，后期洞的修建對(duì)前期洞的干擾比較大。因此，應(yīng)采取必要的防范措施，幸免對(duì)前期洞結(jié)構(gòu)的不利阻礙，并減少對(duì)正常交通的干擾。關(guān)于洞內(nèi)設(shè)施的分期安裝，務(wù)必設(shè)置好

24、預(yù)留件和借口，不得對(duì)后期的安裝造成困難。2.2.隧道線形設(shè)計(jì) 牛湖山隧道位于惠深沿海高速公路，起于惠州澳頭鎮(zhèn)大涌，止于小桂村，隧道軸線走向SW為分離式單向行車雙洞公路隧道。隧道縱坡為人字坡，坡度1.5%，豎曲線半徑R=17000m，最大埋深約192m。左洞1241m（K42+145-K43+386），右洞長1356m（K42+109-K43+456）。2.3.隧道橫斷面設(shè)計(jì)牛湖山隧道設(shè)計(jì)為時(shí)速80KM的分離式單向行車雙洞公路隧道，設(shè)置檢修道，依照公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D70-2004及相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求在建筑限界內(nèi)不得有任何部件侵入，隧道的建筑限界和隧道洞身的尺寸如圖2-1所示:圖2-1 隧

25、道橫斷面圖3.洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.牛湖山隧道大涌端洞門設(shè)計(jì) 3.1.1截面型式的選擇依照牛湖山隧道洞門所處的地形、地質(zhì)條件，及襯砌形式和邊坡坡度，考慮到經(jīng)濟(jì)、美觀等使用要求的因素，參照公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D70-2004），大涌端選用端墻式洞門類型。由于隧道兩側(cè)受山體縱向推力較大，因此在兩側(cè)需加擋土墻以抵抗土壓力，洞門的端墻及擋土墻的計(jì)算模型為擋土墻結(jié)構(gòu)，依照地面確定墻厚1.5m墻身總高為14.99米（可由地質(zhì)縱斷面圖量得）。由于墻后巖體的重度，計(jì)算內(nèi)摩擦角=，基底摩擦系數(shù)為0.50，內(nèi)聚力c=0，擋土墻為C20毛石混凝土，其標(biāo)準(zhǔn)重度為。另由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范查得：地基承載力設(shè)計(jì)值f=

26、1000kPa。墻高為H，墻頂寬為，墻底寬為，墻基高度為d，墻面上有土壓力的豎直的重量和水平重量，水平分力的作用點(diǎn)距墻面底面的高度H/3，見圖3-1。圖3-1 擋土墻的受力及計(jì)算簡圖 擋土墻的各參數(shù)設(shè)計(jì)如下：墻高為H=12.28m，墻頂寬為=H/15=12.28/15=0.8186m，取=1.0m，底座高d=0.4m，現(xiàn)在依照該擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，抗傾覆條件，擋土墻底面應(yīng)力條件來確定洞門的底面寬度。3.1.2.作用在擋土墻結(jié)構(gòu)上的土壓力計(jì)算擋土墻的受力及計(jì)算簡圖如圖所示，取墻背與豎直線之間的夾角=0，為墻背與填土之間的摩擦角?。?/3-2/3），取=，為擋土墻與水平面的夾角，在地質(zhì)縱斷面圖上量

27、得=主動(dòng)土壓力系數(shù)為： （3-1）則主動(dòng)土壓力為：取單位長度，則有。圍巖與擋土墻的外摩擦角為因此， 3.1.3.擋土墻的自重和作用在墻上的豎向合力3.1.3.1將擋土墻分為兩個(gè)矩形和一個(gè)三角形，其自重分不為：和由計(jì)算簡圖知：擋土墻的三部分自重分不為： （3-2） （3-3） （3-4）因此擋土墻的自重為： （3-5） 3.1.3.2.作用在擋土墻上豎向力的合力作用在擋土墻上豎向力的合力等于擋土墻的自重q與土壓力的豎向分力之和。即： （3-6）3.1.3.擋土墻上作用力對(duì)墻基腳o點(diǎn)的力矩?fù)跬翂ι献饔昧?duì)墻基腳o點(diǎn)的力矩之和為： （3-7） 整理可得： （3-8）3.1.4.擋土墻的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算

28、擋土墻的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)滿足以下要求： （3-9）式中：滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)； 作用與基底上的垂直力之和； 墻后主動(dòng)土壓力之和； f基底摩擦系數(shù)； 滿足抗滑穩(wěn)定性條件所要求的最小抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)，通常取。則有：整理可得：因此，擋土墻底面寬度。3.1.5.擋土墻的抗傾覆計(jì)算擋土墻在荷載作用下不致繞墻底o(hù)點(diǎn)傾覆時(shí)應(yīng)滿足以下條件： （3-10）式中：傾覆穩(wěn)定系數(shù)；全部的垂直力對(duì)墻趾的穩(wěn)定力矩；全部水平力對(duì)墻趾的傾覆力矩； 滿足抗傾覆因此條件的安全系數(shù)，通常取。 整理可得：因此，擋土墻底面寬度。3.1.6.擋土墻底面應(yīng)力條件擋土墻的應(yīng)力應(yīng)滿足以下條件： （3-11） （3-12） （3-13）式中 ：基底最大應(yīng)

29、力； e水平基底偏心距； B水平基底寬度； f地基承載力設(shè)計(jì)值，f=1000kPa。則有： 則有： 因此，擋土墻底面寬度3.1.7.擋土墻底面寬度的確定擋土墻的底面寬度必須同時(shí)滿足抗滑、抗傾覆、基底最大應(yīng)力的條件，即要求：因此基底底面寬度至少大于1.81m，由于擋土墻的墻高H=12.28m，規(guī)范規(guī)定=(1/3-2/3)H，取=5.0m， 設(shè)計(jì)的擋土墻尺寸簡圖如圖3-2。圖3-2 擋土墻尺寸簡圖 3.2.牛湖山隧道小桂端洞門設(shè)計(jì)3.2.1截面型式的選擇依照牛湖山隧道洞門所處的地形、地質(zhì)條件，及襯砌形式和邊坡坡度，考慮到經(jīng)濟(jì)、美觀等使用要求的因素，參照公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D70-2004），

30、小桂端也選用端墻式洞門。由于本隧道兩側(cè)受山體的縱向推力較大，因此在洞門兩側(cè)需加擋土墻以抵抗土壓力，洞門的端墻與擋土墻的計(jì)算模型為擋土墻結(jié)構(gòu)，依照地面確定墻厚1.5m墻身總高為8.0m（由地質(zhì)縱斷面圖上量得）。墻后巖體的重度，計(jì)算內(nèi)摩擦角，基底摩擦系數(shù)為0.50，內(nèi)聚力，擋土墻為C20毛石混凝土，其標(biāo)準(zhǔn)重度為。另由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范查得：地基承載力設(shè)計(jì)值f=1000kPa。擋土墻的詳細(xì)尺寸如下，見圖3-3：圖3-3 擋土墻及受力計(jì)算簡圖 墻高為H，墻頂寬為，墻底寬為，墻基高度為d，墻面上有土壓力的豎直的重量和水平重量，水平分力的作用點(diǎn)距墻面底面的高度H/3。擋土墻的各參數(shù)設(shè)計(jì)如下：墻高為H=8

31、m，墻頂寬為=H/15=8/15=0.53m， 取=1.0m，而底座高d=0.4m，現(xiàn)在依照該擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，抗傾覆條件，擋土墻底面應(yīng)力條件來確定洞門的底面寬度。3.2.2.作用在擋土墻結(jié)構(gòu)上的土壓力計(jì)算擋土墻的受力及計(jì)算簡圖如圖講示，取墻背與豎直線之間的夾角=0，墻背與填土之間的摩擦角?。?/3-2/3），取=，為擋土墻與水平面的夾角，在地質(zhì)縱斷面圖上量得=，動(dòng)土壓力系數(shù)為： （3-14）則主動(dòng)土壓力為：取單位長度，則有。圍巖與擋土墻的外摩擦角為因此， 3.2.3.擋土墻的自重和作用在墻上的豎向合力3.2.3.1.將擋土墻分為兩個(gè)矩形和一個(gè)三角形，其自重分不為：由計(jì)算簡圖知：擋土墻的三部

32、分自重分不為： （3-15） （3-16） （3-17）因此擋土墻的自重為： （3-18） 3.2.3.2.作用在擋土墻上豎向力的合力作用在擋土墻上豎向力的合力等于擋土墻的自重q與土壓力的豎向分力之和。即： （3-19）3.2.3.3擋土墻上作用力對(duì)墻基腳o點(diǎn)的力矩。擋土墻上作用力對(duì)墻基腳o點(diǎn)的力矩之和為： 整理可得： （3-20）3.2.4.擋土墻的抗滑穩(wěn)定性擋土墻的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)滿足以下要求： （3-21）式中：滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)；作用與基底上的垂直力之和；墻后主動(dòng)土壓力之和； f基底摩擦系數(shù)；滿足抗滑穩(wěn)定性條件所要求的最小抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)，通常取。則有： 整理可得： 因此，擋土墻底面寬度。3.

33、2.5.擋土墻的抗傾覆計(jì)算擋土墻在荷載作用下不致繞墻底o(hù)點(diǎn)傾覆時(shí)應(yīng)滿足以下條件： （3-22）式中：傾覆穩(wěn)定系數(shù)； 全部的垂直力對(duì)墻趾的穩(wěn)定力矩； 全部水平力對(duì)墻趾的傾覆力矩； 滿足抗傾覆因此條件的安全系數(shù)，通常取。 整理可得： 因此，擋土墻底面寬度。3.2.6.擋土墻底面應(yīng)力條件擋土墻的應(yīng)力應(yīng)滿足以下條件： （3-23） （3-24） （3-25）式中：基底最大應(yīng)力； e水平基底偏心距； B水平基底寬度； f地基承載力設(shè)計(jì)值，f=1000kPa。 則有： 帶入數(shù)值整理可得： 因此，擋土墻底面寬度3.2.7.擋土墻底面寬度的確定擋土墻的底面寬度必須同時(shí)滿足抗滑、抗傾覆、基底最大應(yīng)力的條件為：因

34、此基底底面寬度至少大于2.1m，由于擋土墻的墻高H=8.0m，規(guī)范規(guī)定=（1/2-1/3）H取=3.5m，擋土墻的尺寸簡圖如圖3-4。圖3-4 擋土墻尺寸簡圖4.襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本隧道施工方法采納新奧法施工，新奧法是一種施工理念，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮圍巖的自我承載能力，與初期支護(hù)、二期支護(hù)一起作用形成一個(gè)整體的隧道承載系統(tǒng)，本隧道的圍巖級(jí)不要緊為、級(jí)，依照規(guī)范所規(guī)定的范圍和計(jì)算結(jié)果確定隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工參數(shù)。計(jì)算所選取的斷面位處隧道級(jí)圍巖區(qū)域，節(jié)理發(fā)育較完全，埋深60米，巖石堅(jiān)硬系數(shù)=2，內(nèi)摩擦角=，容重，側(cè)向巖層地基系數(shù)，基底巖層地基系數(shù)f=0.5。依照工程地質(zhì)條件，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、施工條件

35、與施工機(jī)械等因素，本隧道采納復(fù)合式襯砌的支護(hù)結(jié)構(gòu)。初期支護(hù)采納錨噴支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式，二次支護(hù)體系為鋼筋混凝土的曲墻拱結(jié)構(gòu)。4.1.初次襯砌設(shè)計(jì) 依照隧道巖層性質(zhì)及周圍工程地質(zhì)條件，由工程類比的方法，參照國家標(biāo)準(zhǔn)的錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB 500086-2001），初期支護(hù)選用cm厚的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，設(shè)置錨桿長為，間距10.5米的25錨桿，其中鋼筋網(wǎng)為6.5的單層鋼筋網(wǎng)。4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定假如隧道按深埋埋隧道計(jì)算則有而隧道，其中a為隧道的半跨，隧道屬于深埋隧道，圍巖的豎向均勻壓力q按下式計(jì)算： （4-1）式中：s圍巖的級(jí)不，依照地質(zhì)條件圍巖屬于級(jí)，取 s=4； 圍巖的容重，依照地質(zhì)

36、條件圍巖取24； 寬度阻礙系數(shù)，=1+i(B-5)； B隧道的寬度，取B=11.56m； i以B=5為基準(zhǔn)，B每增減1m時(shí)的圍巖壓力的增減率，當(dāng)B5m時(shí)取i=0.2，當(dāng)B5m時(shí)，取i=0.1。代入數(shù)據(jù)有：考慮到在初期支護(hù)時(shí)有各種偶然的因素，如地震的阻礙，溫差的變化，雨季時(shí)水的阻礙等，其有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：， ，無錨桿時(shí)隧道的位移，有錨桿時(shí)隧道的位移，設(shè)計(jì)時(shí)為了簡化計(jì)算，將隧道看成是圓形洞室，錨桿之間的, ,安全系數(shù)，錨桿的彈性模量為，抗剪切強(qiáng)度,圍巖的單軸抗壓強(qiáng)度，圍巖的彈性抗力系數(shù)。4.1.2.確定圍巖塑性區(qū)加錨后的c，值4.1.3.計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)若采納點(diǎn)式錨桿可看成錨桿兩端有集中力，假設(shè)集中力分

37、布于錨固區(qū)錨桿內(nèi)外兩端兩個(gè)同心圓上，如圖4-1所示。圖4-1 隧道錨桿簡化分布力計(jì)算圖 由此在洞壁上產(chǎn)生的支護(hù)附加抗力，而在錨桿內(nèi)邊分布力為，其中：為錨桿內(nèi)端半徑，平衡方程及塑性方程為： （4-2） （4-3）由上面兩式得： （4-4）當(dāng)時(shí)，得積分常數(shù)： （4-5）將（4-4）代入（4-3）式得： （4-6）全錨桿內(nèi)端點(diǎn)的徑向應(yīng)力為，并位于塑性區(qū)內(nèi)，則彈塑性區(qū)內(nèi)，則彈性、塑性界面上有： （4-7）式中：有錨桿時(shí)的塑性區(qū)半徑。由此得： （4-8）此外，由（4-5）并考慮錨桿內(nèi)端分布力，則有： （4-9）由（4-7）、（4-8）兩式得有錨桿時(shí)的塑性區(qū)半徑為： （4-10）當(dāng)錨桿內(nèi)端位于塑性區(qū)之內(nèi)時(shí)

38、，且在松動(dòng)區(qū)之外時(shí)，有錨桿時(shí)的最大松動(dòng)半徑為： （4-11）有錨桿時(shí)洞壁位移及圍巖位移為： （4-12） （4-13）關(guān)于點(diǎn)式錨桿，可按錨桿與圍巖的共同變形理論獲得錨桿的軸力與內(nèi)外移： （4-14） （4-15） （4-16）式中：錨桿的外端位移，為錨桿的內(nèi)端位移；錨固前洞壁的位移值，分不為錨彈性模量與一根錨桿的橫截面的面積。由于錨桿是集中荷載，其圍巖變位實(shí)際上是不均勻的，在加錨桿的洞壁處位移量最小，假如錨桿設(shè)有托板，則錨端還會(huì)有局部承壓變形，因此在計(jì)算錨桿拉力時(shí)應(yīng)乘以一個(gè)小于1的安全系數(shù)，即： （4-16）其中：k與巖質(zhì)和錨桿間距有關(guān)，巖質(zhì)差時(shí)取4/51/2則取k=2/3，由此可求得。關(guān)于一

39、般圍巖能夠認(rèn)為錨桿與圍巖具有共同的位移，而略去圍巖與錨桿間的相對(duì)變形，顯然，錨桿軸力沿全長是不均勻的，錨桿中存在一中性點(diǎn)，該點(diǎn)的剪應(yīng)力為0，兩端錨桿受有不同方向的剪力，中性點(diǎn)上錨桿拉應(yīng)力即軸力最大，在錨桿兩端為0，見圖4-2所示。圖4-2 錨桿內(nèi)力分布圖 考慮錨桿上任意一點(diǎn)的位移為： （4-17）當(dāng)（中性點(diǎn)半徑），錨桿的軸力為： （4-18）當(dāng)時(shí)， Q=0有： （4-19） （4-20）當(dāng)時(shí)，其軸力為： （4-21）當(dāng)時(shí)，則有：式中：錨桿最大軸力處的中性點(diǎn)半徑，為簡化計(jì)算可用等效力來代替Q，由此可將按兩種錨桿軸力圖的面積等效，求得： （4-22） 由此可得： （4-23）而又：代入所有的數(shù)據(jù)得

40、：則有：由彈性力學(xué)中的厚壁筒理論有： （4-24）而又有： （4-25）則有：而松動(dòng)區(qū)的半徑為： （4-26）代入數(shù)據(jù)得：將，的計(jì)算所得的式子代入試算可得：將=5.5087m代入，的表達(dá)式可求得： 4.1.4.錨桿的設(shè)計(jì)為讓錨桿充分發(fā)揮作用，應(yīng)使錨桿應(yīng)力盡量接近錨桿的抗拉強(qiáng)度，并有一定的安全系數(shù)，錨桿的長度要大于松動(dòng)的半徑，則設(shè)錨桿的長度，取錨桿的長度為2.5m有：滿足要求。4.1.5. 圍巖的穩(wěn)定性安全度驗(yàn)算噴層除作為結(jié)構(gòu)要起到承載作用外，還要求向圍巖提供足夠的反力，以維持圍巖的穩(wěn)定性，為了驗(yàn)證圍巖的穩(wěn)定，需要計(jì)算最小的抗力以及圍巖的穩(wěn)定性安全系數(shù)，松動(dòng)區(qū)內(nèi)滑體的重力G為：而由： （4-27

41、）聯(lián)立，試算可得： 則有安全系數(shù)。4.1.6.驗(yàn)算噴層的厚度t作為噴層的強(qiáng)度校核要求噴層內(nèi)壁切向應(yīng)力小于噴層混泥土抗壓強(qiáng)度，按厚壁筒理論有：式中： ;噴混泥土的抗壓強(qiáng)度，噴混泥土內(nèi)壁半徑;=10噴層混泥土內(nèi)壁的安全系數(shù)，由此可算噴層的厚度t?。?（4-28）因此取噴層的厚度t=15cm圖4-3 錨桿設(shè)計(jì)圖4.2.二次襯砌設(shè)計(jì)4.2.1荷載確定4.2.1.1豎向均布?jí)毫Γ捍颂巼鷰r的圍巖級(jí)不為級(jí)，此處超挖回填層重忽略不計(jì)。 式中：s圍巖的級(jí)不，依照地質(zhì)條件圍巖屬于級(jí)，取 s=4； 圍巖的容重，依照地質(zhì)條件圍巖取24； 寬度阻礙系數(shù)，=1+i(B-5)； B隧道的寬度，取B=11.56m； i以B=

42、5為基準(zhǔn)，B每增減1m時(shí)的圍巖壓力的增減率； 當(dāng)B5m時(shí)取i=0.2，當(dāng)B5m時(shí)，取i=0.1。代入數(shù)據(jù)有：4.2.1.2圍巖水平均布?jí)毫Γ?.2.2.襯砌幾何要素4.2.2.1襯砌幾何尺寸內(nèi)輪廓線半徑，；，；內(nèi)徑所畫圓曲線的終點(diǎn)截面與豎直軸的夾角；拱頂截面厚度； 外輪廓線半徑：拱軸線半徑： 拱軸線各段圓弧中心角： ，4.2.2.2.半拱軸線長度S及分段軸長S分段軸線長度：半拱軸線長度為：將半拱軸線等分為8段，每段軸長為：4.2.2.3.各分塊接縫（截面）中心幾何要素 eq oac(,1)與豎直軸夾角 角度較核：角度閉合差。（注：因墻底面水平，計(jì)算襯砌內(nèi)力時(shí)用） eq oac(,2)接縫中心點(diǎn)

43、坐標(biāo)計(jì)算：兩側(cè)墻圓弧圓心之間的距離,1.5%的坡度對(duì)應(yīng)的角為。 圖4-4 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示 4.2.3.計(jì)算位移4.2.3.1.單位位移用辛普生法近似計(jì)算，按表2進(jìn)行。計(jì)算精度較核為：表4-1 單位位移計(jì)算表閉合差。4.2.4.載位移主動(dòng)荷載在差不多結(jié)構(gòu)中引起的位移截面(度)sincosxydI1/IY/IY/IY(1+Y)(1+Y)/2積分系數(shù)1/30001000.30.003279.88300279.8831113.8320.2390.9711.340.1620.30.003279.88345.49377.394378.2654227.6640.4640.8852.6020.6400.30

44、.003279.883179.336114.9753.4662341.4960.6620.7493.7131.4060.30.003279.883393.764553.91621.394455.3280.8220.5684.6092.4160.30.003279.883676.34216343266.952569.1610.9340.3555.2383.6110.30.003279.8831010.6736495950.884682.9930.9920.1225.5634.9210.30.003279.8831377.386778.9813.142794.7200.996-0.085.5776

45、.2720.30.003279.8831755.4111009.14800.64890105.3547.6050.30.003279.8832128.511618720724.212239.066472.023137546558.64.2.4.1.每一楔塊上的作用力 豎向力： （4-29）其中：襯砌外緣相鄰兩截面之間的水平投影長度，由圖4-4量得：， ，閉合差=水平力： （4-30）其中：襯砌外緣相鄰兩截面之間的豎直投影長度，由圖4-4量得：， （校核）自重力： （4-31） 其中：接縫i的襯砌厚度。作用在各楔塊上的力列入表4-2中，各集中力均通過相應(yīng)圖形的形心。4.2.4.2.外荷載在差不多

46、結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力楔塊上各集中力對(duì)下一接縫的力臂由圖4-4中量得，記為。內(nèi)力計(jì)算按下式計(jì)算。彎矩： （4-30）軸力： （4-31） （4-33） （4-34）圖4-5 內(nèi)力計(jì)算圖示內(nèi)力計(jì)算見表4-2及表4-3。截面sincos(Q+G)E(Q+G)sinEcos0010000010.23910.971209.5696.0391450.10375.8640144.239720.46430.8857407.58823.8063189.24021.0848168.15530.66260.749583.17552.2709386.39839.1506347.24840.82240.5689726.75

47、189.7823597.70351.0739546.62950.93460.3557830.593134.164776.25947.7278728.53260.99250.122889.281182.843882.64022.3039860.33670.9966-0.082921.433232.795918.307-19.156937.464810931.852282.745931.8520931.852表4-3 載位移計(jì)算表 差不多結(jié)構(gòu)中，主動(dòng)荷載產(chǎn)生彎矩的校核為： 從表4-3中查得：閉合差4.2.4.3主動(dòng)荷載位移 計(jì)算過程見表4-4。 截面1/Iy/Iy1+y/Iy/I (1+y)/I積

48、分系數(shù)1/300279.883400100011-137.80279.883445.49370.162541.16254-38568.9-6269.19-4483842-526.72279.8834179.3360.640751.64075-147421-94460.6-24188223-1095.7279.8834393.7641.406882.40688-306671-431452-73812344-1743.2279.8834676.3422.416513.41651-487902-1179022-166692425-2357.6279.88341010.673.611074.61107

49、-659865-2382819-304268446-2837.0279.88341377.384.921275.92127-794038-3907682-470172027-3107.0279.88341755.416.271967.27196-869610-5454164-632377548-3239.1279.88342128.517.604998.60499-906577-6894515-78010921-3754719-16785221-20539939表4-4 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表 計(jì)算精度校核： 閉合差。 4.2.5.載位移：單位彈性抗力及相應(yīng)的摩擦力引起的位移4.2.5.1.各接縫

50、處的抗力強(qiáng)度抗力上零點(diǎn)假定在接縫3，；最大抗力值假定在接縫5，；最大抗力值以上各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： （4-35）查表4-4代入數(shù)據(jù)可得： 最大抗力值以下各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： （4-36）式中：所考察截面外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離； 墻腳外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離。由圖4-4中量得：則： ，4.2.5.2.各楔塊上抗力集中力各楔塊上抗力集中力按下式近似計(jì)算：式中：楔塊i外緣長度，是先量取夾角再利用弧長公式算出；的方向垂直于襯砌外緣，并通過楔塊上抗力圖形的形心4.2.5.3.抗力集中力與摩擦力的合力按下式計(jì)算： （4-37） 式中：圍巖與襯砌間的摩擦系數(shù)，此處取0.2。作用方向與抗力集中力的夾

51、角。作用點(diǎn)為與襯砌外緣交點(diǎn)。將的方向線延長，使之交于豎直軸，量取夾角，將分解為水平與豎直兩個(gè)分力： （4-38）以上所有計(jì)算列入表4-5中。表4-5 彈性抗力及摩擦力計(jì)算表 截面1/2（）S外R（）sincos（）（）300000010040.5460.2732081.395390.38878359.7220.86350.50410.33570.1960510.7732081.395391.10029873.5550.95900.28301.05520.311460.8890.9445221.395391.34408387.3800.99890.04561.34260.061470.5450.

52、7169561.388961.015548101.2320.9808-0.19470.9960-0.1978800.2724341.382360.384061110.8670.9344-0.35620.3588-0.13684.2.5.4.計(jì)算單位抗力及其相應(yīng)的摩擦力在差不多結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力彎矩： （4-39）其中：力至接縫中心點(diǎn)的力臂，由圖4-4量得。軸力： （4-40）計(jì)算見表4-6和表4-7。4.2.5.5.單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算見表4-8。表4-8 單位抗力及摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算表 截面積分系數(shù)1/34-0.2737279.8834676.34233.4165-76.62

53、02-185.154-261.77425-1.5728279.88341010.6794.6110-440.207-1589.62-2029.8346-4.5074279.88341377.3845.9212-1261.56-6208.53-7470.127-8.9202279.88341755.4187.2719-2496.62-15658.8-18155.448-14.076279.88342128.5118.6049-3939.73-29961.6-33901.41-6121.14-37247.5-43368.7校核為：閉合差。4.2.5.6.墻底位移單位彎矩作用下的轉(zhuǎn)角：主動(dòng)荷載作用下

54、的轉(zhuǎn)角：單位抗力及相應(yīng)摩擦力作用下的轉(zhuǎn)角：4.2.5.7.解力法方程襯砌矢高： 計(jì)算力法方程的系數(shù)為： 以上將單位抗力力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的位移乘以，確實(shí)是被動(dòng)荷載的載位移。求解方程為：其中： 其中： 4.2.5.8.計(jì)算主動(dòng)荷載和被動(dòng)荷載分不產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力計(jì)算公式為： （4-41） （4-42）以上過程列入表4-9和表4-10中計(jì)算。表4-9 主、被動(dòng)荷載作用下襯砌彎矩計(jì)算表 截面0-137.803494.4200494.4200-2.8050-2.80531-526.723494.42059.66744416.28440-2.8050.354499-2.45082-1095.70494.42

55、0235.2090202.90630-2.8051.397435-1.407863-1743.23494.420516.4434-84.845630-2.8053.0683180.2630224-2357.64494.420887.0589-361.7533-0.27376-2.8055.2702362.1911825-2837.03494.4201325.559-537.6608-1.57282-2.8057.8754783.4973596-3107.04494.4201806.512-536.0978-4.50748-2.80510.732943.420165表4-10 主、被動(dòng)荷載作用下

56、襯砌軸力計(jì)算表 截面00367.0819367.081902.1809242.180924144.23972356.4365400.676202.1176772.1176772168.1556325.1178493.273401.9316051.9316053347.2480274.9422622.190201.6334991.6334994546.6293208.8199755.4491-0.0297849691.240651.2108655728.5321130.586859.1181-0.0205402080.7758440.7553036860.336144.77811905.1142

57、0.2312106580.2660380.497248求解最大抗力值考慮到接縫5的徑向位移與水平方向有一定的偏離，因此需修正： （4-43）計(jì)算過程列入表4-11，位移值為： 表4-11 最大抗力位移修正計(jì)算表截面積分系數(shù)1/30138380.0332-785.1563.61107337499700.452-2835.25474911116511.1062-685.9373.448528056401791.818-2365.4739794256790.10459-394.0372.970319762168684.77-1170.41529623-23746.8845273.615522.204

58、184622-52342.5176162.262204144-101248.7487613.27551.19455856-120947.559732.593551225-150482.3387978.85270004664324.0261-4174.58178最大抗力值為：4.2.5.9.計(jì)算襯砌總內(nèi)力襯砌總內(nèi)力按下式計(jì)算（計(jì)算過程見表4-12）： （4-44）表4-12 襯砌總內(nèi)力計(jì)算表 截面MNeM/IM*Y/I積分系數(shù)1/30494.420158.29-444.0650.353367.081345.231712.3130.0606914093011416.284158.29-387.95

59、28.333400.676335.219735.8950.038507930.01288.942202.906158.29-222.85-19.95493.273305.765799.038-0.0249-5584.3-357823-84.845158.2941.6353-43.21622.190258.576880.766-0.0490-12093-1701444-361.75158.29346.855-14.89755.449191.675947.124-0.0157-4169.7-1007625-537.66158.29553.61715.956859.118119.561978.679

60、0.016304466.031612746-536.09158.29531.398-5.300905.11478.7124983.8260.005381483.447300.427-310.29158.29259.174-51.12907.25778.7232985.980-0.0011-314.67-19734846.9510158.29-46.8090.141931.85237.0908968.9430.0001439.600301.161-819.43-6231計(jì)算校核：依照拱頂切點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)角和相對(duì)水平位移應(yīng)為零的條件來檢查， （4-45）代入數(shù)值計(jì)算得： 閉合差： （4-46）代入數(shù)值