《成都至泸州高速公路二峨山隧道工程衬砌结构计算》
学 院：交通学院
班 级：地下1001 学 号：04 姓 名：刘甜 指导老师：张鹏
目录
第一章 基本资料
1.1设计依据和标准..................................................1 1.1.1设计依据......................................................1 1.1.2技术标准......................................................1 1.1.3设计内容......................................................1 1.2工程概况........................................................2 1.2.1隧道概况......................................................2 1.2.2工程地质条件..................................................2 1.2.3隧道洞室围岩级别划分..........................................3 1.2.4确定围岩物理力学参数..........................................4 1.2.5地震等级......................................................4 1.3隧道纵断面及平面方案设计........................................5 1.3.1隧道纵断面....................................................5 1.3.2确定隧道建筑限界尺寸..........................................5 1.3.3确定隧道内轮廓尺寸............................................5 1.3.4拟定衬砌方案..................................................7
第二章 结构内力计算
2.1荷载结构法原理..................................................8 2.2荷载确定........................................................8 2.2.1深、浅埋隧道分界深度判定......................................8 2.2.2围岩压力计算..................................................8 2.2.3衬砌结构设计..................................................9 2.2.4计算衬砌结构内力..............................................9
第三章 结构配筋计算
3.1配筋形式及截面尺寸.............................................15 3.2配筋计算 ......................................................16 3.2.1拱顶段配筋...................................................16 3.2.2拱顶段裂缝宽度检算...........................................16 3.2.3拱顶段抗剪验算...............................................16 3.2.4拱脚段配筋...................................................17 3.2.5拱脚段裂缝宽度检算...........................................17 3.2.6拱脚段抗剪验算...............................................17 3.2.7直墙段配筋...................................................18 3.2.8直墙段裂缝宽度检算...........................................18 3.2.9直墙段抗剪验算...............................................18 3.2.10仰拱段配筋..................................................19 3.2.11仰拱段裂缝宽度检算..........................................19 3.2.12仰拱段抗剪验算..............................................19
第一章 基本资料
1.1设计依据和标准
1.1.1设计依据
1) 《公路隧道设计规范》 （JTG D70－2004） 2) 《公路工程技术标准》 （JTG B01-2003） 3) 《公路工程抗震设计规范》 (JTJ 004-89) 4) 《工程岩体分级标准》 （GB 50218-94) 5) 《混凝土结构规范》 （ZBBZH/GJ 2）
6) 《成都至泸州高速公路二峨山隧道工程地质勘察报告》 7) 成都至泸州高速公路二峨山隧道平面布置图 8) 成都至泸州高速公路二峨山隧道剖面
1.1.2技术标准
隧道按高速公路标准设计，为分离式双洞单向行驶隧道，采用的主要技术标准如下：
1. 设计行车速度
隧道几何尺寸净空断面标准按100Km/h设计 2. 隧道建筑限界 建筑限界基本宽度：
行车道： W——3?3.75m 侧向宽度： L左——0.5m L右——1m 检修道： J——2?1m 总基本宽度为：14.75m
隧道建筑限界净高：5.0m (检修道净高2.5m)
1.1.3设计内容
1) 隧道围岩地质分级
2) 确定围岩物理力学参数 3) 确定隧道建筑限界尺寸 4) 确定隧道内轮廓尺寸 5) 计算隧道围岩压力 6) 衬砌结构的设计 7) 计算衬砌结构的内力 8) 衬砌结构的配筋计算
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1.2工程概况
1.2.1隧道概况
成都至自贡至泸州高速公路工程可行性研究阶段二峨山隧道位于双流县大林镇水池乡和仁寿县敖林区正华村，为K线隧道，由四川省交通厅公路规划勘察设计研究院设计，为分离式隧道，隧道净宽14.75m，净高5.0m，轴线起止桩号为K37+350～K39+710，中心桩号K38+530，长2360m，属长隧道，洞轴线为曲线型，隧道轴向146°～134°，轴线地面标高507.76m～751.63m，设计路面标高507.82m～545.71m，进洞口设计高程545.71m，出洞口设计高程507.82m，进出洞口设计高程高差37.89m，路面纵坡坡度为-1.9％。本工程计算的为上述工程的第三段：K38+820～K38+990，长170m。
1.2.2工程地质条件 1.2.2.1水文条件
隧址区隧道进、出口各发育一条常年流水冲沟，分别名为邓家沟和麻柳沟，水量较小，呈“V”字形，呈宽约5～10m，切割深度3～5m ，纵坡5 ～15°，沟内堆积有少量的砂岩块石，沟底及沟侧可见基岩出露。隧址区还发育多处堰塘，对隧址区无影响。地表水主要为堰塘容水。 1.2.2.2地形地貌
隧址区为构造剥蚀低山地貌区，地表植被发育，隧道进洞口位于双流县大林镇水池乡柏杨坡，邓家沟南东二峨山山脚，出洞口位于仁寿县敖林区正华村麻柳沟北西二峨山山脚，隧道轴向146°～134°，长2360m，洞身地形中部高，两出口地段地形较低，地形起伏较大，海拔高程520.0～751.7m，相对高差约231.7m，坡角20～40°，局部成陡崖状，隧道最大埋深约210m。 1.2.2.3地层岩性
经工程地质测绘及钻探揭露，隧址区出露和揭露地层为耕植土（Q4pd），第四系松散堆积层（Q）及侏罗系上统遂宁组（J3s）及中统上沙溪庙组（（J2s）地层。 1.2.2.4地质构造
二峨山隧道地质构造属大林场背斜南东翼，岩层产状132～166°∠8～23°，岩层产状总体较为平缓，受构造和地层结构控制，区内基岩节理裂隙主要为砂岩中的构造裂隙以及沿层面发育的节理。风化裂隙多不规则，密度较大，呈网格状；构造节理裂隙主要发育二组节理，产状分别为308°∠80°，26°∠67°，裂隙较发育，倾角较陡，裂隙面多平直，裂缝一般宽0.1～2.5cm，大者可达20cm以上，间距1.2～3m，延伸长度一般为0.5～5m不等，大者可达15m以上，贯通性差异性较大，多呈闭合～微张状态，结合程度差～一般，多为泥质充填，少量岩屑充填。 1.2.2.5地下水条件
隧址区地下水以基岩裂隙水为主，富水性较差，地下水贫乏，开挖后隧道出水形式以线状和滴状渗水为主，围岩富水性弱，产生突水的可能性小，隧址区地下水对砼无侵蚀性。枯季地下水较贫乏，雨季含少量裂隙水，地下水呈点滴状或线状渗出。
1.2.2.6不良地质现象
隧址区无滑坡、崩塌、泥石流等影响场地稳定的不良地质现象。
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1.2.3隧道洞室围岩级别的划分
隧道围岩级别划分依据《公路隧道设计规范》（JTG D70－2004）中的《围岩分级》中各项规定进行划分。结合《隧道地质勘察报告》中的地层岩性的描述、岩石物理力学性质、结构面特征、洞室埋藏深度、水文地质条件、不良地质现象、施工方法等因素综合分析确定。
围岩基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标RC值和KV值按下式计算：BQ=90+3RC+250KV
式中：BQ——围岩基本质量指标； RC——岩石单轴饱和抗压强度；
KV——岩体完整性系数，采用弹性波速探测值。 使用以上公式时应遵守下列限制条件：
①当RC＞90 KV时，应以RC=90KV+30和KV代入计算BQ值；
②当KV＞0.04RC+0.4时，应以KV=0.04RC+0.4和RC代入计算BQ值。
围岩详细定级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标BQ进行修正： ①有地下水；
②围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用； ③存在高应力。
围岩基本质量指标修正值［BQ］可按下式计算：［BQ］= BQ –100（K1+ K2+ K2）式中：［BQ］——围岩基本质量指标修正值； K1——地下水影响修正系数。
K2——主要软弱结构面产状影响修正系数。 K3——初始应力状态影响修正系数。 K1、K2、K3按JTG D70－2004附录A中表A.0.2-1、表A.0.2-2、表A.0.2-3确定，围岩极高及高初始应力状态的评估，可按附录A中表A.0.3规定进行。
由《成都至泸州高速公路二峨山隧道工程地质勘察报告》可知：
表1-1岩体基本质量分级表
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