明、消防、监控、管线电缆等设施所需的空间,并考虑土压影响,施工方法等必要的富裕量。经综合考虑该隧道采用曲墙式断面构造。
1、净空
经过断面优化分析后确定隧道净空断面为单心圆。内空考虑了侧墙预留装修层5cm,拱部考虑了施工误差5cm,净高5.0m,并预留20cm,拱顶部可安装一组(两台)直径Φ1120mm的射流风机,通讯、消防、配电洞室等在侧墙部位另留空间。
横断面构造
(1)隧道横断面采用锚喷支护复合模筑混凝土衬砌,内夹防排水层。 (2)路面采用单面横坡,坡度2%,路面单侧设排水沟,路基中心设中心排水沟。
(3)横断面右侧沟槽设弱电缆及消防配水管,左侧沟槽设强电电缆。 (4)紧急停车带净空断面增加紧急停车带宽3.5m,其它同标准断面。 3、净空断面尺寸拟订 ,相应角度 仰拱:,相应角度为 连接段:,相应角度为。 结构内力计算 荷载确定
计算垂直均布压力: 1、垂直均布压力计算式:
式中:――围岩类别,Ⅰ类围岩;Ⅱ类围岩
――围岩容重,此处:Ⅰ类围岩;Ⅱ类围岩 ――跨度影响系数, 故 经计算:
划分浅埋和深埋隧道的分界: 1、浅埋和深埋隧道的分界: 式中:――浅埋隧道分界深度() ――荷载等效高度()
在矿山法施工条件下,Ⅰ―Ⅱ类围岩取 故:
2、浅埋隧道荷载分两种情况分别计算:
(1)埋深()小于或等于等效荷载高度时,荷载视为均布垂直压力。 式中:――垂直均布压力()――隧道上覆围岩重度()――隧道埋深,指坑顶至地面的距离()。
侧向压力按均布考虑时其值为:
式中:――侧向均布压力()――隧道高度();
――围岩计算摩擦角(°),Ⅰ类围岩取35°,Ⅱ类围岩取45°。 (2)埋深大于小于等于时,垂直压力为: 侧向压力为: 式中:在Ⅱ类围岩 经确定:
一、在Ⅰ类围岩中K88+220―K88+258.4段属于浅埋隧道情况1;
二、在Ⅱ类围岩中K88+258.4―K88+361.7段属于浅埋隧道情况1; 三、在Ⅱ类围岩中K88+361.7―K88+558.3段属于浅埋隧道情况2; 四、在Ⅱ类围岩中K88+558.3―K89+301.1段属于深埋隧道; 五、在Ⅱ类围岩中K89+301.1―K89+825.95段属于浅埋隧道情况2; 六、在Ⅰ类围岩中K89+825.95―K89+910段属于浅埋隧道情况1。 经计算:
一、46.24――107.2 12.8114――29.33() 二、120.6――234.84() 20.89――35.78() 三、226.29――533.66()
43.56(); 69.00() 108.89(); 134.33() 四、234.84() 78.28――117.42() 五、533.66――306.48()
108.89(); 134.33() 59.84() 85.28() 六、286.77――48.72() 77.99――13.48() 衬砌几何要素
A、对于一、二、四、六段,围岩的弹性抗力系数,衬砌材料采用混凝土,
弹性模量,容重。
B、对于三、五段,围岩的弹性抗力系数,衬砌材料采用混凝土,弹性模量,容重。
衬砌几何尺寸 内轮廓线半径, 外轮廓线半径 拱轴线半径: 轴线圆弧中心角: 半拱轴线长度及分段轴长 分段轴线长度:
将半拱轴线等分为8段,每段轴线长为 各分块接缝(截面)中心几何要素 与竖直轴夹角
(注:因墙底面水平,计算衬砌内力时用) 接缝中心点坐标计算 计算位移 单位位移
用辛普生法近似计算,按计算列表进行。单位位移的计算见下表: 表4-1 单位位移计算表
积分系数 0.333 1.333 0.667 1.333 0.667 1.333 0.667 1.333
0.333 1628.27
1+y 2/I 43.70 59.46 119.98 261.26 531.75 977.82
3498.74
7740.97
Y2/I
0 1.21
2481.57

