地下工程概论-大题部分西南交通大学

08.12.2020
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对于为深埋和浅埋的分界，可以
用表2 判断，若用表2 难于判断
时，可用下面方法判断。
即 埋深h1 >(2~2.5)ha时，深埋
h1 <(2~2.5)ha ，浅埋
表 2 浅 埋 隧 道 覆 盖 层 厚 度 （ 深 浅 埋 分 界 的 统 计 数 据 ）
围 岩 级 别
ⅢⅣ Ⅴ
单 线 隧 道 覆 盖 深 度 （ m）
▪ 埋深为2.35m时，h1 <ha , 为超浅埋，
▪ 埋深为9m时，h1 >（2~2.5） ha, 为深埋
（提示：对于为深埋和浅埋的分界，可以用表2 判断，若用表2 难于判断时，可用下面方法判 断。 即 埋深h1 >(2~2.5)ha时，深埋 h1 <(2~2.5)ha ，浅埋）
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▪ 作业：
▪
1、某单线隧道位于半径为800m的曲
线上，其列车设计行车速度为120km/h，
试计算隧道的加宽值和中线偏移值，并画
图示意出加宽和中线偏移的范围。
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▪ 解：曲线隧道净空加宽由三部分组成：
➢ 曲线外轨超高引起车体内倾的所要求的加宽值 d超内，车体平移所要求的内外侧加宽d曲内、 d曲外
▪ 按四舍五入原则，按5mm取整
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加宽方法：自圆曲线终点至缓和曲线中点，并向直线方向延 伸13m， 加宽W，缓和曲线的其余半段，并自缓和曲线终点 向直线方向延伸22m，加宽W/2。
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▪ 作业：
▪ 在Ⅲ级围岩中开挖一隧道，采用矿山法施工， 开挖坑道高8.0m，宽6.0m。求在隧道入口埋 深2.35m及埋深9m处的竖向及水平围岩压力， 并比较两处的竖向围岩压力有什么特征，说明 什么问题？若开挖宽度增加到12m，上述埋深 处的围岩压力又是多大？说明什么问题？已知 围岩容重24 kN/m3，计算摩擦角65°，
▪ θ为58 °.
▪ 提示：根据ha判断该处埋深为深埋、浅埋、超 浅埋再选用相应公式计算。
▪ 解：1、隧道宽6.0m时，该隧道为单线隧道，
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▪ 因为：H/B=8/6<1.7m，可以用统计法公 式计算
▪ 所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱 高度）为：
ha0.4 11.7 S=09 .41×1.79**3=2.351m
▪ E=0.76*v2/r=0.76*1202/800=13.68cm
▪ 按四舍五入原则，按5mm取整
E=13.5cm
▪ d超内=2.8E=2.8*13.5=37.8cm
▪ d曲内=l2/8R=4050/R=5.06cm ＝5.1 cm
▪ d曲外=L2-l2/8R=4400/R=5.5cm
▪ 按四舍五入原则，按1mm取整
▪ 竖向压力：
▪ q=γ ×h1=24 ×2.35=56.40KN
▪ 水平压力：
▪
侧压力系数：
=0.0491
洞顶水平压力：
e1=γh1λ=24 ×2.35 × 0.0.0491=2.77KPa 洞底水平压力：
08e.122.2=02γ0(h1+ht)λ=24 ×(2.35+8.h0) × 0.0491=12.20KPa
。
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而深埋（9m处）时，由于围岩压力与竖直 荷载计算高度有关，竖直荷载计算高度随
隧道宽度的增加而增大，所以深埋时，围 岩压力随隧道宽度的增加而增大
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5～ 7 10～ 14 18～ 25
双 线 隧 道 覆 盖 深 度 （ m）
8～ 10 15～ 20 30～ 35
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▪ 所以，隧道宽6.0m时， ▪ 埋深为2.35m时，h1 <ha , 为超浅埋， ▪ 埋深为9m时，h1 >5~7m, 为深埋
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▪ （1）埋深为2.35m时，
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▪洞底水平压力：
e2=γ(h1+ht)λ=24 ×(2.35+8.0) × 0.0491=12.20KPa
（2）埋深为9m时，
竖向压力：
q=γ ×ha=24 ×2.35=56.40KPa
水平压力：e<0.15q=8.46
两处的竖向压力基本相等，说明深埋隧道的竖
向压力只与其计算高度（或围岩塌方高度）有
关，而与其埋深无关。
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▪ 2、隧道宽12.0m时，该隧道为双线隧道，
因为：H/B=12/6<1.7m，可以用统计法 公式计算 所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱 高度）为：
ha0.4 52s1 =0.45×2**2 × 1.7=3.06m
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▪ 所以，隧道宽12.0m时，
▪ L=26
l=18
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2
▪ 隧道内侧加宽W1： ▪ W1 =d超内+d曲内=42.9cm ▪ 隧道外侧加宽W2： ▪ W2 =d曲外=5.5cm ▪ 隧道总加宽W： ▪ W = W1 + W2 =49cm
▪ 按四舍五入原则，按1cm取整
▪ d偏= （W1- W2）/2=(42.9 -5.5)/2=18.7cm ＝ 19cm
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12
▪ 所以，隧道宽12.0m时，
▪ （1）埋深为2.35m的竖向压力和水平压 力均和隧道宽6.0m时一致。
（2）埋深为9m的竖向压力为： q=γ ×ha=24 ×3.06=73.44KPa 水平压力：e<0.15q=11.02KPa
可见，由于超浅埋（2.35m处）的围岩压力只与 其上覆围岩的厚度（h1）有关，所以隧道宽 度的变化，不影响其围岩压力。