隧道工程課程設(shè)計(jì)

1、1初始條件公路隧道穿越三級(jí)圍巖(即四級(jí)圍巖)，埋深H=30m，隧道圍巖自然容重=23 KN/m3，計(jì)算摩擦角=35o，變形模量E=6GPa，采用采礦法施工。C25噴射混凝土作為襯砌材料，具有體積密度和變形模量。2隧道體的設(shè)計(jì)2.1隧道建筑邊界和內(nèi)部等高線圖的確定隧道斷面根據(jù)雙車道高速公路四級(jí)圍巖設(shè)計(jì)，隧道建筑限界根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范確定如下：w-車道寬度；走3.752米C多余寬度。由于維修方式，多余寬度為0米j通道的寬度；兩側(cè)設(shè)置，取1.02米h建筑凈空高度；取5.0 m2左側(cè)寬度；把它當(dāng)作1.0m右側(cè)寬度；走1.5米建筑凈空左頂角的寬度；走1.0m-建筑凈空的直角頂角寬度；走1.0mh通道的

2、高度；該值為0.25米隧道凈寬度為1.01.07.501.501.0=12m設(shè)計(jì)行駛速度為120公里/小時(shí)，建筑凈空左右頂角高度為1米；隧道輪廓如下：圖1隧道內(nèi)輪廓測(cè)量?jī)x根據(jù)規(guī)范要求，隧道襯砌結(jié)構(gòu)厚度為50厘米(一次襯砌15厘米，二次襯砌35厘米)。通過圖紙獲得的隧道尺寸如下：圖2隧道內(nèi)部等高線圖獲取以下尺寸：3隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1支撐方法和襯里材料根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG-2004)，本設(shè)計(jì)為復(fù)合襯砌高速公路，是由初期支護(hù)、二次襯砌和中間防水層組成的襯砌形式。復(fù)合襯里應(yīng)符合下列要求：1初期支護(hù)應(yīng)采用錨噴支護(hù)，即噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支架可單獨(dú)或組合使用，錨桿應(yīng)為全長(zhǎng)粘結(jié)錨桿。2

3、二次襯砌應(yīng)采用模制混凝土或模制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌斷面應(yīng)采用等厚圓形連接襯砌斷面，仰拱厚度應(yīng)與拱墻厚度相同。根據(jù)規(guī)范8.4.2-1，對(duì)于雙車道四級(jí)圍巖：初期支護(hù)：拱側(cè)壁噴射混凝土厚度12-15cm，拱壁錨桿長(zhǎng)度2.5-3m，錨桿間距1.0-1.2m；二次襯砌厚度：拱墻混凝土厚度為35厘米因此，襯里尺寸和規(guī)格確定如下：根據(jù)規(guī)范，深埋隧道外層初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)。錨桿采用普通水泥砂漿錨桿，規(guī)格為HRB202.5m米，局部呈梅花狀布置，采用C25噴射混凝土。一次襯砌：采用C25噴射混凝土，厚度14.8厘米。防水板：采用塑料防水板，無紗布，無紡布密度為300克/平方米。防水板應(yīng)覆蓋2.0毫米厚的EVA

4、防水層，搭接長(zhǎng)度為150毫米。二次襯砌：根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，防水混凝土采用厚度為35厘米的C25模板施工。整個(gè)襯里厚度為14.80.235=50厘米。3.2深埋淺埋隧道的確定及圍巖壓力的計(jì)算隧道的內(nèi)部輪廓尺寸為B=12.37m米，h=13.69m米由于四類圍巖的變形需要預(yù)留，檢查公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 8.4.1可知四類圍巖的變形需要預(yù)留50-80毫米，襯砌厚度為50厘米，每邊超挖為10厘米，因此隧道的大概開挖尺寸為：因?yàn)樗撬募?jí)圍巖深隧道和淺隧道的分界深度等效荷載高度跨度影響系數(shù)；I-當(dāng)i=0.1時(shí)，圍巖壓力的增減率埋深是一個(gè)很深的隧道。又均勻垂直壓力可通過以下公式計(jì)算：由于隧道圍巖級(jí)別為級(jí)，因

5、此圍巖級(jí)別不按以下方式加壓：4襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算4.1基本信息千米級(jí)高速公路圍巖四級(jí)圍巖體積密度r=23KN/m3彈性阻力系數(shù)K=0.18106KN千牛頓/米變形模量材料堆積密度材料變形模量襯里厚度d=0.5m圖3襯里結(jié)構(gòu)的剖視圖4.2負(fù)載的確定4.2.1周圍環(huán)境的確定4.2.2襯里自重(1)所有垂直荷載q=61.768 11=72.768KN/m2(2)圍巖水平均布?jí)毫=0 . 472 . 768=29.1千牛頓/平方米4.3襯里幾何特征4.3.1襯里的幾何尺寸內(nèi)輪廓半徑：內(nèi)徑繪制的圓形曲線的端部與垂直軸之間的角度：拱頂和拱底的截面厚度4.3.2半拱軸線長(zhǎng)度s和截面軸線長(zhǎng)度將半拱豎井的長(zhǎng)度分

6、成8段，然后4.4計(jì)算位移4.4.1單位位移辛普森法近似計(jì)算根據(jù)計(jì)算清單進(jìn)行，單位位移計(jì)算清單見表4-1表4-1單位位移計(jì)算表停止表面sincosxyd1/1y/Iy2/I(1個(gè)y)2/I結(jié)果點(diǎn)系統(tǒng)1/3號(hào)00.0000.0001.0000.0000.0000.50096.0000.0000.00096.0001115.2500.2630.9651.5750.2210.50096.00021.2164.689143.1214230.5000.5080.8622.9920.8420.50096.00080.83268.061325.7252345.7500.7160.6984.2021.7860

7、.50096.000171.456306.220745.1324461.0000.8750.4855.2343.2170.50096.000308.832993.5131707.1772576.2500.9710.2386.1685.6100.50096.000538.5603021.3224194.4424691.5001.000-0.0266.4298.1760.50096.000784.8966417.3108083.10227106.750.958-0.2886.00710.7220.50096.0001029.31211036.28313190.90748122.000.848-0.

8、5304.97213.0200.50096.0001249.92016273.95818869.79812768.003547.07229568.59337430.737注：1 I截面慣性矩，I=BD3/12，B取單位長(zhǎng)度2不考慮軸向力的影響單位位移值計(jì)算如下：計(jì)算精度檢查：閉合誤差=04.4.2荷載位移基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中主動(dòng)荷載引起的位移1)每個(gè)塊上的作用力(垂直力q、水平力e、自重g)通過以下等式計(jì)算，Qi=qbiEi=ehiGi=(di-1 di)/2S rh其中：bi襯里外緣兩個(gè)相鄰部分之間的水平投影長(zhǎng)度Hi襯里外緣兩個(gè)相鄰部分之間的垂直投影長(zhǎng)度地中接縫一的襯砌截面厚度所有這些都是從圖3直接測(cè)

9、量的，它們的值如表4-2所示。每個(gè)集中的力穿過相應(yīng)圖形的質(zhì)心表4-2荷載位移拖把計(jì)算表橫截面投影長(zhǎng)度集中S-Qaq-惡作劇-惡作劇bhQGEaq農(nóng)業(yè)的ae00.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.00011.5750.224114.61023.1007.4010.7880.7880.1120.112-18.191-0.82921.4240.612103.62223.10020.2200.7120.7120.306-73.779-16.447-6.18731.2100.95088.04923.10031.3880.6050.6050

10、.475-53.270-13.976-14.90941.0200.97974.22323.10032.3460.5100.5100.490-37.854-11.781-15.83350.9332.84567.89323.10093.9990.4670.4671.423-31.672-10.776-133.71360.2672.56619.42923.10084.7810.1340.1341.283-2.594-3.084-108.77470.4172.54630.34423.10084.1200.2090.2091.273-6.327-4.816-107.08580.7852.29857.12

11、323.10075.9260.3930.3931.149-22.421-9.067-87.239續(xù)表4-2i-1(Q G)i-1Exyxy-xI-1(Qg)-yI-1EMoip0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0001.5310.1941.5310.1940.0000.000-18.908137.7107.4012.9640.7651.4330.571-197.338-4.226-316.885264.43127.6214.2101.6761.2460.911-329.481-25.163-753.684375.58159.

12、0095.1882.8690.9781.193-367.318-70.398-1256.869472.90491.3565.8324.2520.6441.383-304.550-126.345-1863.925563.896185.3546.1525.7640.3201.512-180.447-280.256-2439.079606.425270.1356.1437.309-0.0091.5455.458-417.359-2969.207659.870354.2555.8068.817-0.3371.508222.376-534.216-3399.7742)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中外部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力圖中直接

13、測(cè)量了下一個(gè)接頭上的每個(gè)集中力的力臂，并分別記錄為aq、ae和ag。內(nèi)力通過以下公式計(jì)算：彎矩：軸向力：其中 Xi和yi增加了兩個(gè)相鄰關(guān)節(jié)中心點(diǎn)的坐標(biāo)。Xi=Xi-Xi-1yi=yi-yi-1Moip和Noip的計(jì)算見表4-3和表4-4。-什么四比三菲蘭達(dá)諾伊范?？耍ê灻?啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊-什么(消歧義)sin(消歧義)-什么*一級(jí)iesin* i(Q G)cos*iE不，不0一萬塊一萬塊一千塊一萬塊一萬塊一萬塊一萬塊一萬塊115，250美元0.263美元0.965個(gè)137，710美元7 401人36 222人7，140個(gè)29082個(gè)2三萬五0.508美元0.862個(gè)264 431個(gè)27 621人134，209個(gè)23，799個(gè)110，410美元345，750美元0.716個(gè)0.698個(gè)375 581美元59 009個(gè)269 029美元41，17