畢業(yè)設(shè)計之隧道洞門

`翠峰山洞門設(shè)計3.1洞門位置選擇1、入口端根據(jù)隧道洞門處地形和巖性確定入口為（上行線K256+200,下行線K258+254）2、出口端根據(jù)隧道洞門處地形和巖性確定出口為(上行線K258+270,下行線K256+212)3.2洞門類型選擇翠峰公路隧道為分離式單向行車雙線隧道。 洞口進(jìn)出口皆為Ⅳ級圍巖，圍巖為強(qiáng)弱風(fēng)化硅化板巖，裂隙較發(fā)育，巖體被切割成塊石狀，自然邊坡都較為穩(wěn)定，圍巖地質(zhì)狀況都較好。洞門形式皆采用翼墻式洞門。3.3洞門構(gòu)造要求（1）洞門仰坡坡腳至洞門墻背后的水平距離不小于 1.5m，水溝溝底與襯砌拱頂外緣的高度不應(yīng)小于 1.0m，洞門墻頂應(yīng)高出仰坡腳 0.5m以上。（2）洞門墻基基底埋入土質(zhì)地基的深度不應(yīng)小于1.0m，嵌入巖石地基的深度不應(yīng)小于0.5m，墻基底埋設(shè)的深度應(yīng)大于墻邊各種溝、槽基礎(chǔ)底埋設(shè)的深度。（3）松軟地基上的基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度不足時，可采用擴(kuò)大，加固基礎(chǔ)等措施。3.4洞門建筑材料選擇洞門建筑材料的選擇應(yīng)該符合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性的要求，同時滿足抗凍、抗?jié)B和抗侵蝕的需要。根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)》（JTGD70-2004）的規(guī)定，洞門建筑材料選用如表 3.1：表3.1洞門建筑材料材料種類混凝土鋼筋混凝土片石混凝土砌體工程部位翼墻C25C30C20M15水泥砂漿砌片石、塊石或混凝土砌塊鑲面頂帽C25C30—M15水泥砂漿粗料石洞口擋土墻C25C30C20M10水泥砂漿砌片石側(cè)溝、截水溝C20——M7.5水泥砂漿砌片石護(hù)坡C20——M7.5水泥砂漿砌片石Word文檔`3.5洞門強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算該隧道翼墻式洞門采用等厚直墻，墻身微向后傾斜，斜度約為 1:0.1，洞口仰坡坡腳至洞門墻背后的水平距離為 2m，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底到襯砌拱頂外邊緣的高度為 2m，洞門墻頂高出仰坡坡腳 0.8m，水溝底下填土夯實。洞門基底埋入土質(zhì)地基的深度為 1.5m。表3.1洞門設(shè)計計算參數(shù)仰坡坡率 計算摩擦角 ψ 重度γ/ 3 基底摩擦系數(shù) 基地控制壓應(yīng)力KNmf /MPa1:1.25 45 20 0.35 1.2:1.5洞門設(shè)計參數(shù)見表 3.1，洞門材料選用C25混凝土，重度 ' 23KN/m3。3.5.1 洞門驗算圖洞門為翼墻式洞門，翼墻厚度為 1.7m，翼墻長度為6.5m，如圖3.1Ii=3%隧道中線設(shè)計標(biāo)高I圖3.1 翼墻式洞門橫斷面圖1、驗算翼墻時取洞門端墻前之翼墻寬1延米處（條帶Ⅰ寬1m），取其平均高度，按擋土墻驗算其強(qiáng)度及穩(wěn)定性，從而確定翼墻尺寸與截面厚度。2、驗算洞門主墻受力最大的A部分與翼墻共同作用部分（條帶Ⅱ?qū)?m）作為驗算條帶的滑動穩(wěn)定性。3、驗算端墻時取B部分（條帶Ⅲ寬0.5m）作為驗算條帶，視其為基礎(chǔ)落在襯砌頂上，而與A部分無聯(lián)系的擋土墻檢算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，驗算其強(qiáng)度和Word文檔`穩(wěn)定性。3.5.2 洞門土壓力計算翼墻計算高度取距洞門前 0.5m處高度H=8m，洞門后填土高度H' 7.2m,翼墻厚度B=1.7m，洞門墻背距仰坡坡腳 a=2m,由圖的h0 1.74m。土壓力計算（1）側(cè)壓力系數(shù)λ的計算已知：tan0.1tan1tan0.364tan2tantan(1tan2)(tantan)(tantan)(1tantan)tantan(1tan2)tan(1tantan)（3.21）式中： 最危險破裂面與垂直面之間的夾角；圍巖計算摩擦角；墻面傾角；地面坡角；代入得：1 0.08 2 0.21.1 0.72=0.65260.8 2 0.2則： 33.128o(tan tan)(1tantan)tan( )(1tan tan)3.22）式中： —墻背土體破裂角（°）b—洞門墻計算條帶寬度，取 b=1m—土壓力計算模式不確定性系數(shù)，可取 =0.6a—仰坡坡角到墻背的距離代入得：Word文檔`0.5526 0.920 02）計算土壓力：h'(tan tan)3.23）土壓力E：E1H2h0(h'h0)b23.24）式中：E 土壓力，kN；圍巖重度kN/m3洞門墻計算條帶寬度，m，取1m；土壓力計算模式不確定系數(shù)，取0.6。代入得：10.2236641.743.6291.7410.620273.94KNC1H'7.22.4m33土壓力E距墻角點距離：端墻自重G：根據(jù)初步擬定的端墻洞門，墻高為 12m，厚2m；采用漿砌片石回填墻身，其重度為=23KN/m3。G 'Hsb3.25）'式中： —自身重度H—墻的高度s—墻的厚度b—洞門墻計算條帶寬度代入數(shù)據(jù)得：23 811.7 312.8kNWord文檔`穩(wěn)定性及強(qiáng)度的檢算1）傾覆穩(wěn)定性驗算N G 312.8kN, E E 73.9414kNMyNB1.7516.12kNm0.1H312.80.822M0EC173.94142.4177.4592kNmMyK0M0（3.26）式中：My—豎直方向力作用在墻趾O點的力矩M0—水平方向作用力在墻趾O點的力矩代入數(shù)據(jù)得：512.122.91 1.6177.4592滿足傾覆穩(wěn)定性要求。（2）滑動穩(wěn)定性驗算NfKc（3.27）式中：E—土壓力（KN）—端墻基底摩擦系數(shù)，取 f=0.40代入數(shù)據(jù)得：312.80.351.48 1.373.9414滿足滑動穩(wěn)定性要求。（3）合力的偏心距驗算

EMy M0CN（3.28）Word文檔`516.12177.45921.0827代入數(shù)據(jù)得： 312.8eBBC0.23270.28326滿足基底合力偏心距?；讐簯?yīng)力驗算eB6對于N6emax,min1BBmaxmin

312.8160.233335.1kPa600kPa1.71.7312.8160.23332.9kPa600kPa1.71.7滿足基底壓應(yīng)力要求。5）墻身截面偏心驗算8C 2.4 1.6m合力距距形心距離 C： 2MEC73.94141.6118.306kNmebM118.306G0.378m0.3d0.51m340NMN16ebFWbbmaxmin

312.8160.378429.62kPa1.71.7312.8160.37861.61kPa1.71.7因為σ出現(xiàn)負(fù)值，故尚因檢算不考慮圬工承受拉力時受壓區(qū)應(yīng)力分布的最大壓應(yīng)力。通過應(yīng)力從分布，受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力。2N2312.8500kPamaxB31.756.81kPa3ebH0.378822Word文檔`滿足墻身截面強(qiáng)度要求。3.6本章小結(jié)本章對洞門