??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 满足要求。 4.1.5. 围岩的稳定性安全度验算 喷层除作为结构要起到承载作用外，还要求向围岩提供足够的反力，以维持围pimin岩的稳定性，为了验证围岩的稳定，需要计算最小的抗力全系数k2，松动区内滑体的重力G为： a2G??b(Rmax?r0)?Piminb 以及围岩的稳定性安而由： ??p?c1ctg?1??1?sin?1??a Rm?raxc??????p?p?cctg?1?sin?imina111??2sin?11?sin?1 （4-27） 联立，试算可得： aRmax?6.526m pimina?Rmax?? ??r0??1?r??0? ?0.0137MPa 则有安全系数k2?pi0.3681??26.86。 pimin0.01374.1.6.验算喷层的厚度t 作为喷层的强度校核要求喷层内壁切向应力小于喷层混泥土抗压强度，按厚壁筒理论有： 2a2???pi2?Rh?16.7MPa a?1r0; r1式中： a?Rh——喷混泥土的抗压强度， r1——喷混泥土内壁半径;
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? k3=10——喷层混泥土内壁的安全系数，由此可算喷层的厚度t取： ????1? （4-28） t?k3r0??1??2pi?1????Rh??????1?10?5.93???1??13.5cm 2?0.3681??1???16.7??所以取喷层的厚度t=15cm WTD锚杆25×0.5cm钢筋网15×25cm喷混泥土厚15cm防水板厚 1.5cm预留变形量8cm二次衬砌混泥土层 隧道中线行车道中线7550750图4-3 锚杆设计图 7575 4.2.二次衬砌设计 4.2.1荷载确定 4.2.1.1竖向均布压力： 此处围岩的围岩级别为Ⅳ级，此处超挖回填层重忽略不计。 q?0.45?2s?1??w ?kN? 式中：s——围岩的级别，根据地质条件围岩属于Ⅳ级，取 s=4；
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22522570锚杆 ??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? γ——围岩的容重，根据地质条件围岩取24kNm3； ω——宽度影响系数，ω=1+i(B-5)； B——隧道的宽度，取B=11.56m； i以B=5为基准，B每增减1m时的围岩压力的增减率； 当B?5m时取i=0.2，当B?5m时，取i=0.1。 代入数据有： q?0.45?24?1?24??1?0.1??11.56?5???0.45?23?24?1.656?114.1152kPa 4.2.1.2围岩水平均布压力： e?0.25q?0.25?114.1152?36.0288kPa 4.2.2.衬砌几何要素 4.2.2.1衬砌几何尺寸 内轮廓线半径r1?5.43m，r2?7. 93m；B?11.56m，H?7.78m； 内径r1,r2所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角?1?90?,?2?104.6081?； 拱顶截面厚度d0?0. 35m； 外轮廓线半径： R1?r1?d0?5.78m R2?r2?d0?8.28m 拱轴线半径： r1'?r1?0.175m?5.605m r'2?r2?0.175m?8.105m 拱轴线各段圆弧中心角： ?1?90? ，?2?14.2859? 4.2.2.2.半拱轴线长度S及分段轴长?S 分段轴线长度：
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? S1??1180??r1'?90??3.14?5.605?8.804313412m 180?S2??2180??r2'?14.2859??3.14?8.105?2.020868212m 180?半拱轴线长度为： S?S1?S2?8.804313412?2.020868212?10.82518m 将半拱轴线等分为8段，每段轴长为： S10.82518?S???1.353147703m 884.2.2.3.各分块接缝（截面）中心几何要素 ○1与竖直轴夹角?i ?1???1??S180?1.353147703180?????13.83223059? ?5.605?r1'?2?2??1?2?13.83223059??27.66446? ?3?3??1?3?13.83223059??41.49669176??4?4??1?4?13.83223059??55.32892??5?5??1?5?13.83223059??69.16115? ?6?6??1?6?13.83223059??82.99338352???2??S180?1.353147703180?????9.565657? 'r2?8.105??S7?7??S?S1?7?1.353147703?8.804313412?0.667720509 ??7??S7180?0.667720509180?????4.720242697?'?8.105?r2 ?7??1???7?90??4.72024???94.72024??8??7???2?94.72024??9.565657??104.2859?角度较核： ?8??1??2?90??14.2859??104.2859? 角度闭合差??0。
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? （注：因墙底面水平，计算衬砌内力时用?8?90?） 2接缝中心点坐标计算： ○两侧墙圆弧圆心之间的距离O1O2?5m, 1.5%的坡度对应的角为0.859?。 a1?O1O2?sin0.859??0.037479542m 2O1O2cos0.895?2.499719m 2a2?H1?r1'?5.605mx1?H1sin?1?5.605?sin13.83223059??1.340041785mx2?H1sin?2?5.605?sin27.66446??2.602361mx3?H1sin?3?5.605?sin41.49669176??3.713742979mx4?H1sin?4?5.605?sin55.32892??4.609727m x5?r1'sin?5?5.605?sin69.16115??5.238347m x6?r1'sin?6?5.605?sin82.99338352??5.563142261m x7?r2'sin?6?a2?8.105?sin94.72024??2.499719?5.577792m x8?r2'sin?6?a2?8.105?sin104.2859??2.499719?5.354645881m y1?r1'(1?cos?1)?5.605?(1?cos13.83223059?)?0.162545313m y2?r1'(1?cos?2)?5.605?(1?cos27.66446?)?0.640754m y3?r1'(1?cos?3)?5.605?(1?cos41.49669176?)?1.406888748my4?r1'(1?cos?4)?5.605?(1?cos55.32892?)?2.416515my5?r1'(1?cos?5)?5.605?8.105?cos69.16115??3.611073my6?r(1?cos?6)?5.605?8.105?cos82.99338352??4.921279897my7?H1?r2'cos?7?5.605?8.105?cos94.72024??6.271965my8?H1?r2'cos?8?5.605?68.105?cos104.2859??7.604994167m'1 第35 页 共83 页 铁道工程系