软土地区地铁盾构隧道课程设计计算书(1)
隧道课程设计计算书
隧道工程课程设计一、设计目的通过课程设计，使学生掌握公路隧道支护结构的基本计算设计方法，熟悉矿山法在公路隧道施工中的工艺，掌握公路隧道施工设计的基本方法,以及掌握隧道暗挖洞门的形式,洞门的结构要求,设计方法和洞门作为重力式挡土墙的各项验算。
二、设计资料1.原始资料：取之于“福州国际机场高速公路隧道设计，温州绕城高速公路隧道设计”。
2.隧道洞身设计资料：围岩级别：Ⅱ级围岩容重：273KN/m隧道埋深：10m隧道行车要求:两车道二级公路3.隧道衬砌截面强度校核资料:N=23.283tM=0.0176t.m4.隧道洞门设计与检算资料:地基土摩擦系数 0.7 地基土容重 183/m KN 地基容许承载力 []kPa 5000=σ三、隧道洞身设计1.隧道横断面设计1.1 隧道建筑限界的确定该隧道横断面设计是根据两车道二级公路Ⅱ级围岩的隧道,根据《公路隧道设计规范》选取隧道建筑限界基本值如下：W ——行车道宽度,取m 50.7275.3=⨯; C ——余宽,本设计需设置人行道,取0=C ; R ——人行道宽度,取m 1,双侧设置; H ——建筑限界高度,取5.0m ; L L ——左侧向宽度,取0.75m ; R L ——右侧向宽度,取0.75m ;L E ——建筑限界左顶角宽度,取0.75m ; R E ——建筑限界右顶角宽度,取0.75m ; h ——人行道高度,取0.25m ; 隧道净宽()m 11275.375.01=⨯++;设计行车速度为h km /80，建筑限界左顶角高度与右顶角高度均取1m ； 参照规范横向坡度通常选1.5%～2%，在本设计中，取横向坡度i=2%, 右侧(行车方向)倾斜。
建筑限界设计见图1.1图3.1 公路建筑限界图（单位:厘米）对于上下行分离式独立双洞的公路隧道之间应设置人行横向通道,其间距取250m。
人行横通道的断面建筑限界如图1.2所示。
图3.2 人行横通道的断面建筑限界图（单位:厘米）1.2隧道内轮廓线的确定本隧道为两车道Ⅱ级围岩隧道，围岩较好，不需施作仰拱。
地铁隧道盾构法课程设计
地铁隧道盾构法课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解地铁隧道盾构法的基本概念、工作原理和施工工艺，掌握盾构机的构造和操作要点，以及盾构法施工的安全注意事项。
通过本节课的学习，学生应能解释盾构法在地铁隧道建设中的应用，分析盾构法施工的优缺点，并能够运用所学知识解决实际工程问题。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括地铁隧道盾构法的定义、工作原理、施工工艺、盾构机的构造和操作要点，以及盾构法施工的安全注意事项。
具体包括以下几个方面：1.地铁隧道盾构法的定义和分类；2.盾构机的工作原理和主要组成部分；3.盾构法的施工工艺和操作要点；4.盾构法施工的安全注意事项；5.盾构法施工案例分析。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解盾构法的定义、工作原理、施工工艺等基本概念，使学生掌握盾构法的基本知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解盾构法在地铁隧道建设中的应用，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：学生进行盾构机模型操作实验，使学生熟悉盾构机的构造和操作方法。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，本节课将选择和准备以下教学资源：1.教材：《地铁隧道盾构法》；2.参考书：相关盾构法的学术文献和工程案例；3.多媒体资料：盾构法施工的视频资料和图片；4.实验设备：盾构机模型和操作工具。
通过以上教学资源的选择和准备，为学生提供直观、生动的学习材料，帮助学生更好地理解和掌握盾构法相关知识。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答和小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解能力。
2.作业：布置相关的盾构法施工案例分析作业，评估学生对课堂所学知识的应用和理解能力。
3.考试：安排一次闭卷考试，测试学生对盾构法基本概念、工作原理和施工工艺等知识的掌握程度。
盾构隧道课程设计计算书
盾构隧道课程设计计算书一、课程目标知识目标：1. 让学生理解盾构隧道的概念、分类及构造，掌握其基本工作原理；2. 使学生掌握盾构隧道设计的基本流程、参数计算及施工技术；3. 引导学生了解盾构隧道工程中的常见问题及解决方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行盾构隧道设计计算的能力；2. 提高学生分析盾构隧道工程问题、提出解决方案的能力；3. 培养学生团队合作精神，提高沟通协调能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对盾构隧道工程的兴趣，激发学生探究精神；2. 引导学生关注盾构隧道工程的社会价值，增强学生的社会责任感；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
课程性质：本课程为工程专业课程，以盾构隧道设计计算为核心内容，强调理论与实践相结合。
学生特点：学生已具备一定的基础理论知识，具有一定的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与课堂讨论，提高实践操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 盾构隧道概述：介绍盾构隧道的定义、发展历程、分类及适用范围；教材章节：第一章第一节2. 盾构隧道构造与工作原理：分析盾构隧道的构造、工作原理及主要性能参数；教材章节：第一章第二节3. 盾构隧道设计计算：讲解盾构隧道设计的基本流程、参数计算及设计要点；教材章节：第二章4. 盾构隧道施工技术：介绍盾构隧道施工工艺、施工组织与管理；教材章节：第三章5. 盾构隧道工程案例分析：分析典型盾构隧道工程案例，总结经验教训；教材章节：第四章6. 盾构隧道工程问题及解决方法：探讨盾构隧道工程中常见问题及解决策略；教材章节：第五章7. 实践教学环节：组织学生进行盾构隧道设计计算练习，提高实际操作能力；教材章节：第六章教学内容安排与进度：本课程共计16学时，教学内容按以上七个部分进行安排，每个部分分配2学时，理论与实践相结合，确保学生充分掌握盾构隧道的设计计算和施工技术。
盾构衬砌设计计算书
盾构隧道衬砌设计计算书060987李博一、设计资料如图所示，为一软土地区地铁盾构隧道横断面，有一块封顶块K，两块邻接块L，两块标准块B 以及一块封底块D 六块管片组成。
q=20kN/m 2j=7.2j=8.9部分数据地面超载 2/20m kN q =超地层基床系数 2/20000m kN k =衬砌外径 m D 2.60= 衬砌内径 m D 5.5= 管片厚度mm t 350=管片宽度m b 2.1=管片裂缝宽度 允许值 []mm 2.0=v接缝张开允许值 []mm 3=D混凝土抗压强度设计值 MPa f c 1.23= 混凝土抗压强度设计值 MPa f t 89.1= 钢筋抗拉强度 设计值（II 级钢） MPa f y 300=钢筋抗拉强度 设计值（II 级钢） MPa f y 300'= 管片混凝土 保护层厚度 mm a a s s 50'==钢筋抗拉强度 设计值（I 级钢）MPa f y 210= 混凝土弹性模量 27/1045.3m kN E ´=钢筋弹性模量 （II 级钢） 28/100.2m kN E ´=钢M30螺栓有效面积 26.560mm A g = M30螺栓设计强度 MPa R g 210= M30螺栓弹性模量28/101.2m kN E ´=螺栓M30螺栓长度cm l 5.18=螺栓二、荷载计算1、 自重kN R D D g Hh81.1602)(41220=×-=p g p2、 竖向土压力由于隧道上覆土层为灰色淤泥质粉质粘土，地层基床系数2/20000m kN k =，推测应为硬黏性土，且隧道埋深超过隧道半径很多倍，故竖向土压力应按照太沙基公式计算。
衬砌圆环顶部的松弛宽度m D B 73.6)48cot(200=+=jp 地面超载2/20m kN q =超，且H q <g /超，H 为覆土厚度，即56.7m。
盾构隧道计算书内容
盾构隧道计算书内容全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：盾构隧道是一种利用机械设备在地下开挖，并同时进行支护和施工的工程技术。
盾构隧道建设在现代城市建设中扮演着重要的角色，它可以解决城市交通拥堵问题、改善市民生活质量等多方面问题。
在盾构隧道建设过程中，需要进行详细的计算和设计，以确保工程的安全和质量。
盾构隧道的计算书内容主要包括以下几个方面。
一、地质勘察资料分析和评价在进行盾构隧道计算书编制之前，首先需要对盾构隧道所在地区的地质情况进行详细勘察和评价。
地质勘察资料的分析是盾构隧道建设的基础，只有充分了解地质情况，才能做出合理的设计和施工方案。
在地质勘察资料分析和评价中，需要考虑地表和地下水的情况、地下岩土的物理力学性质、地层分布、断裂带情况等多方面因素，以确定盾构隧道的合理位置、施工方案以及支护措施。
二、盾构隧道结构设计盾构隧道的结构设计是盾构隧道计算书的核心内容之一。
在盾构隧道的结构设计中，需要考虑盾构机的尺寸和形式、隧道断面的设计、盾构机的推进方式等方面。
可以通过有限元分析等计算方法来确定盾构隧道的结构设计方案，以确保盾构隧道的安全和稳定性。
三、盾构隧道材料使用和工艺技术盾构隧道计算书还需要考虑盾构隧道施工所需的材料使用和工艺技术。
在盾构隧道建设中，需要使用各种材料来进行隧道的支护和衬砌，还需要结合各种工艺技术来实现盾构隧道的施工。
盾构隧道计算书需要详细说明材料使用和工艺技术的选择原则、施工方法以及质量控制要求。
四、盾构隧道施工安全和质量控制盾构隧道计算书还需要考虑盾构隧道施工过程中的安全和质量控制。
盾构隧道建设是一项复杂的工程，需要严格控制施工过程中的各种风险和质量问题。
在盾构隧道计算书中，需要详细说明施工过程中需注意的安全事项、质量控制要求、监测方案等内容，以确保盾构隧道的安全和质量。
第二篇示例：盾构隧道是一种常见的地下隧道施工方法，它利用专门设计的盾构机进行施工，可以用于城市地铁、水利工程、道路隧道等工程中。
地铁区间隧道结构设计计算书
地下工程课程设计《地铁区间隧道结构设计计算书》目录一、设计任务 (3)1、1工程地质条件 (3)1、2其他条件 (3)二、设计过程 (5)2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； (5)2.2 计算作用在结构上的荷载； (5)2.3 进行荷载组合 (8)2.4 绘出结构受力图 (10)2.5 利用midas gts程序计算结构内力 (10)附录： (15)地铁区间隧道结构设计计算书一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出荷载大小及分布，画出荷载分布图，同时利用软内力。
具体设计基本资料如下：1、1工程地质条件工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表1。
1、2其他条件其他条件地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。
隧道段面为圆形盾构断面。
断面图如下：二、设计过程2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。
由于隧道拱顶埋深6m，位于杂填土、粉土层、细砂层中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。
围岩为Ⅵ级围岩。
则有因为埋深，可知该隧道为极浅埋。
2.2 计算作用在结构上的荷载；1 永久荷载A 顶板上永久荷载a. 顶板（盾构上部管片）自重b. 地层竖向土压力由于拱顶埋深6 m，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。
（粉土使用水土合算）B 底板上永久荷载a. 底板自重b. 水压力（向上）：C 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。
(分图层水土合算，砂土层按水土分算)a. 侧墙自重b. 对于隧道侧墙上部土压力：用朗肯主动土压力方法计算c. 对于隧道侧墙图层分界处土压力d. 对于隧道圆心高度土压力=e. 对于隧道侧墙底部水土总压力f. 对于隧道侧墙水压力2 可变荷载A 顶板上可变荷载按《地铁设计规范》10.2.1中第三条规定：在道路下面的潜埋暗挖隧道，地面的车辆荷载按10KPa的均布荷载取值，并不计动力作用影响。
隧道工程课程设计计算书
隧道工程课程设计计算书设计参数：-隧道长度：2000m-隧道净宽：10m-隧道净高：6m-土体密度：18.5kN/m3-土体内摩擦角：30°-地下水位：5m-隧道内地下水位：2m-土体内抗剪强度参数：φ=30°计算步骤：1.计算隧道内各个断面的相对稳定性；2.计算隧道支护结构的尺寸和索力；3.计算隧道开挖的顺序和土体的应力状态；4.计算隧道的变位量和不同支护结构的变形量；5.计算隧道内构筑物的稳定性；6.计算隧道坍塌和局部沉降的可能性。
1.相对稳定性计算：计算隧道内两个断面的相对稳定性，以确定隧道开挖顺序和施工方法。
首先计算土体的自重应力，然后计算水压力和隧道开挖导致的土体应力变化。
根据土体内摩擦角和土体内抗剪强度参数，计算土体的剪应力和相对稳定性。
2.支护结构的尺寸和索力计算：根据隧道净高和净宽，计算隧道内的支护结构的尺寸和索力。
使用经验公式或数值模拟方法计算支护结构的索力。
3.土体的应力状态计算：根据施工顺序和隧道支护结构的施工过程，计算隧道开挖时土体的应力状态。
包括计算土体的剪应力和轴向应力。
4.隧道的变位量和变形计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道开挖时的变位量。
使用弹塑性模型计算不同支护结构的变形量。
5.隧道内构筑物的稳定性计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道内构筑物的稳定性。
包括计算构筑物的动力稳定性和长期稳定性。
6.隧道坍塌和局部沉降的可能性计算：根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力，计算隧道开挖过程中的坍塌和局部沉降的可能性。
通过计算应力集中和土体塑性区域的发展，评估土体失稳的可能性。
以上是隧道工程课程设计计算书的主要内容，涉及隧道设计的各个方面。
通过对土体的力学性质、支护结构的尺寸和索力以及隧道开挖过程中土体应力状态的计算，可以确定隧道的稳定性和施工方法。
软土地区地铁盾构隧道课程设计计算书
软土地区地铁盾构隧道课程设计说明书（共00页）姓名杨均学号 ******导师丁文琪土木工程学院地下建筑与工程系2010年7月1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图ϕ=7.2ϕ=8.92q=20kN/m图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：mm 43800 50*849+1350h ==灰。
按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计算。
1.2 隧道外围荷载标准值计算 （1） 自重2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ 由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--= 其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：2012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p mKN B =⨯⨯==ϕγ 取竖向土压为太沙基公式计算值，即：21/02.189p m KN e =。
（3） 拱背土压mkN R c /72.286.7925.2)41(2)41(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=πγπ。
其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ。
隧道设计计算书.docx
《地下结构课程设计》任务书——地铁区间隧道结构设计学校：北京交通大学学院：土木建筑工程学院姓名：李俊学号：11231214班级：土木1108班指导教师：贺少辉、孙晓静目录一.设计任务 (3)1.1 工程地质条件 (3)1.2 其他条件 (3)二.设计过程 (5)2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋 (5)2.2 计算作用在结构上的荷载 (5)2.2.1永久荷载 (5)2.2.2可变荷载 (7)2.3 进行荷载组合 ........................................................................ 错误!未定义书签。
2.3.1承载能力极限状态 ................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.2正常使用极限状态 (7)2.4 绘出结构受力图 (8)2.5 利用midas程序计算结构内力 (8)2.5.1 midas程序建模过程 92.5.2 绘制内力分析图 11三. 结构配筋计算 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1 基本条件 11 3.1 顶板配筋计算 (15)3.2 侧板配筋计算 (18)3.3 底板配筋计算 (20)四.最终配筋： (23)五.参考资料22六、设计总结 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出内力，并进行配筋计算。
具体设计基本资料如下：1．1 工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
内力图-地铁盾构计算书(word文档良心出品)
1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图ϕ=7.2ϕ=8.92q=20kN/m图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：mm 43800 50*849+1350h ==灰。
按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计算。
1.2 隧道外围荷载标准值计算（1） 自重 2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压 若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--= 其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：20012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p m KN B =⨯⨯==ϕγ 取竖向土压为太沙基公式计算值，即：21/02.189p m KN e =。
（3） 拱背土压 mkN R c /72.286.7925.2)41(2)41(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=πγπ。
其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ。
（4） 侧向主动土压 )245tan(2)245(tan )(q 0021ϕϕγ-⋅--⋅+=c h p e e其中：21/02.189p m KN e =，3/4.785.5205.41.7645.18m KN =⨯+⨯=γ0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕkPa c 1.1285.5205.41.12645.12.12=⨯+⨯=则：2000021/00.121)27.745tan(1.122)27.745(tan 02.189q m KN e =-⨯⨯--⨯= 2000022/06.154)27.745tan(1.122)27.745(tan )85.54.702.189(q m KN e =-⨯⨯--⨯⨯+=（5） 水压力按静水压考虑：a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γ b 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ2w2w w2/532.14=5.5)(48.8×9.8=H =q m KN +γ（6） 侧向土壤抗力 衬砌圆环侧向地层（弹性） 压缩量：)R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4cw2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η；则：m34410617.057.366600811.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2=-⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ2-3r /35.1210617.000002=y k =q m KN =⨯⨯⋅（7） 拱底反力 w c c 1R R 2π -0.2146R +πg +p =P γγe其中：21/02.189p mKN e =2/75.8m kN g = 3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应 则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。
盾构施工计算书
3.2盾构隧道计算分析报告3.2.1 设计信息1. 软件说明计算采用的软件是:“同济曙光－盾构隧道计算分析分析软件”,由上海同岩土木工程科技有限公司研制。
2. 隧道信息(1) 断面信息说明：角度按逆时针旋转，0°表示水平直径右端点处。
以下除特别说明外均相同，不再赘述。
图5 断面示意图隧道断面基本几何参数:管片总数：6片衬砌外直径D1：6.200m衬砌内直径D2：5.500m螺栓总数：10相邻螺栓（组）间夹角：36.000°顶部管片右侧与y轴的夹角θs：8.000°(2)具体几何参数:表4 纵向螺栓几何参数表5 管片几何参数:隧道位置:地表至隧道顶部的距离H(m): 8.55地下水面至隧道顶部的距离Hw(m): 8.05图6 断面示意图3.土层参数表6 土层参数表表7 管片材料参数表表8 管片间环向接头参数单位表9 纵向连接螺栓单位--5. 荷载信息设计工况数目: 1工况1自重+ 水土压力+ 地基抗力--反力,共4种荷载。
图7 荷载图荷载组合系数:永久荷载：1.20可变荷载：1.40偶然荷载：1.006. 水土压力表10 计算参数表7.计算参数表:地基抗力系数：20.000 MN/m^3是否考虑衬砌自重引起的地基抗力：否8.控制参数计算模型：修正惯用法(公式)修正惯用法常数:Eta(η) = 0.70修正惯用法常数:Xi(ξ) = 0.30网格大小：0.209. 管片验算参数表11 管片及连接缝验算参数表12 千斤顶推力验算参数3.2.2 分析结果1. 水土压力:图8地层反力示意图表13 水土压力计算结果2.地层反力地层反力计算结果:水平直径点处水平方向变位δ：0.000 mm水平直径点处水平方向抗力P：6.206 kN/m^23.抗浮验算计算结果浮力：295.869kN抗浮力：806.500kN满足设计要求4.内力位移计算结果说明：(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正，反之则为负；(2)内力值为管片实际宽度的内力值，而非单位延米。
内力图-地铁盾构计算书
1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图ϕ=7.2ϕ=8.92q=20kN/m图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：mm 43800 50*849+1350h ==灰。
按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计算。
1.2 隧道外围荷载标准值计算（1） 自重 2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压 若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--= 其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：2012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p mKN B =⨯⨯==ϕγ 取竖向土压为太沙基公式计算值，即：21/02.189p m KN e =。
（3） 拱背土压 mkN R c /72.286.7925.2)41(2)41(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=πγπ。
其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ。
（4） 侧向主动土压 )245tan(2)245(tan )(q 0021ϕϕγ-⋅--⋅+=c h p e e其中：21/02.189p m KN e =，3/4.785.5205.41.7645.18m KN =⨯+⨯=γ0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕkPa c 1.1285.5205.41.12645.12.12=⨯+⨯=则：2000021/00.121)27.745tan(1.122)27.745(tan 02.189q m KN e =-⨯⨯--⨯= 2000022/06.154)27.745tan(1.122)27.745(tan )85.54.702.189(q m KN e =-⨯⨯--⨯⨯+=（5） 水压力按静水压考虑：a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γ b 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ2w2w w2/532.14=5.5)(48.8×9.8=H =q m KN +γ（6） 侧向土壤抗力 衬砌圆环侧向地层（弹性） 压缩量：)R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4cw2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η；则：m34410617.057.366600811.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2=-⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ2-3r /35.1210617.000002=y k =q m KN =⨯⨯⋅（7） 拱底反力 w c c 1R R 2π -0.2146R +πg +p =P γγe其中：21/02.189p mKN e =2/75.8m kN g = 3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应 则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。
软土地区地铁盾构隧道课程设计计算书
软土地区地铁盾构隧道课程设计说明书（共00页）姓 名 杨 均 学 号 070849 导 师 丁 文 琪土木工程学院地下建筑与工程系2010年7月1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图ϕ=7.2ϕ=8.92q=20kN/m 图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：mm 43800 50*849+1350h ==灰。
按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计算。
1.2 隧道外围荷载标准值计算 （1） 自重 （2）竖向土压若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ 由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式： 其中：（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：b 普氏公式：取竖向土压为太沙基公式计算值，即：21/02.189p m KN e =。
（3） 拱背土压mkN R c /72.286.7925.2)41(2)41(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=πγπ。
其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ。
（4） 侧向主动土压其中：21/02.189p m KN e =，则：2000022/06.154)27.745tan(1.122)27.745(tan )85.54.702.189(q m KN e =-⨯⨯--⨯⨯+=（5）水压力按静水压考虑： a 竖向水压： b 侧向水压： （6） 侧向土壤抗力衬砌圆环侧向地层（弹性）压缩量： 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η； 则：（7） 拱底反力其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。
内力图-地铁盾构计算书
0.00
0.00
48.24
2390.33
90
Q/KN
0.00
0.00
19.08
0.00
5.12
24.20
105.5
M/KNm
-1468.03
1318.38
109.15
14.09
-33.74
-60.16
105.5
N/KN
2174.82
150.21
7.26
3.68
52.48
2388.45
105.5
a沿斜托单独配置直线钢筋B12200；
b沿着框架转角处外侧的钢筋，其钢筋弯曲半径R=200mm＞18×10=180mm；
c为避免在转角部分的内侧发生拉力时，内侧钢筋与外侧钢筋无联系，是表面混凝土容易脱落，故在角部配置箍筋B12100
（6）锚固长度
根据桥涵规范9.1.4条规定，取:
受压钢筋：la≥25d=25×18=450mm；
1712.65
-1538.06
-130.20
-15.09
39.58
68.88
180
N/KN
0.00
2103.33
209.85
15.33
5.12
2333.62
180
Q/KN
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
内力（红色线条）分布图如下：
图2-1弯矩分布图（KNm）
图2-2轴力分布图（受压KN）
2208.93
0
Q/KN
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
8
地下建筑结构课程设计-盾构隧道的断面选择及内力计算22222
《地下建筑结构课程设计》----软土地区地铁盾构隧道一、设计资料如图1所示，为一软土地区地铁盾构隧道的横断面，衬砌外径为6200mm，厚度为350mm，混凝土强度为C55，环向螺栓为5.8级。
管片裂缝宽度允许值为0.2mm，接缝张开允许值为3mm。
地面超载为20KPa。
图1 隧道计算断面土层分布图二、设计要求盾构隧道衬砌的结构计算采用自由变形的弹性均质圆环法并考虑土壤介质侧向弹性抗力来计算圆环内力。
试计算衬砌内力，画出内力图，并进行管片配筋计算、隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算。
三、计算原则及采用规范计算原则：（1）设计服务年限100年；（2）工程结构的安全等级按一级考虑；（3）取上覆土层厚度最大的横断面计算；（4）满足施工阶段，正常运营阶段和特殊情况下强度计算要求；（5）接缝变形在接缝防水措施所能适应的范围内；（6）成型管片裂缝宽度不大于0.2mm；（7）隧道最小埋深处需满足抗浮要求；采用规范：（1）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；（2）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）；（3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）；（4）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；（5）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）；（6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；（7）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。
《地下建筑结构课程设计》----软土地区地铁盾构隧道计算书姓名：班级：学号：指导教师：北方工业大学土木工程学院地空系2015年5月目录1 荷载计算-------------------------------------31.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------31.2 隧道外围荷载标准值-------------------------31.2.1 自重--------------------------------31.2.2 均布竖向地层荷载----------------------41.2.3 水平地层均布荷载----------------------41.2.4 按三角形分布的水平地层压力--------------51.2.5 底部反力-----------------------------51.2.6 侧向地层抗力--------------------------51.2.7 荷载示意图----------------------------62 内力计算---------------------------------------63 标准管片配筋计算--------------------------------83.1 截面及内力确定-----------------------------83.2 环向钢筋计算--------------------------------83.3 环向弯矩平面承载力验算-----------------------114 抗浮验算-------------------------------------105 纵向接缝验算--------------------------------125.1 接缝强度计算------------------------------125.2 接缝张开验算------------------------------146 裂缝张开验算------------------------------157 环向接缝验算----------------------------168 管片局部抗压验算-----------------------------179 参考文献-------------------------------18（一）基本使用阶段的荷载计算 （1）衬砌自重：δγ=h g （4.1） 式中 g —衬砌自重，kPa ；γh —钢筋混凝土容重，取为25kN/m 3 δ—管片厚度，m 。
地铁盾构隧道课程设计说明书
柱下独立基础课程设计计算书[基础工程] 课程设计姓名：学号：班级：指导教师：吴兴征课程编号：141238总学时：1.5周周学时：40h学分：1.0适用年级专业（学科类）：三年级，土木工程专业开课时间：2017-2018 学年春学期河北大学建筑工程学院2018年6月目录第一章课程题目介绍............................................................ 错误!未定义书签。
第二章荷载计算.................................................................... 错误!未定义书签。
第三章内力计算.................................................................... 错误!未定义书签。
第五章施工图绘制................................................................ 错误!未定义书签。
参考资料.................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章 课程题目介绍如图1所示，为一软土地区地铁盾构隧道横断面，有一块封顶块K ，两块邻接块L ，两块标准块B 以及一块封底块D 六块管片组成，衬砌外62000=D mm ，厚度350=t mm ，采用通缝拼装，地层基床系数20000=k 3kN/m 。
混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级（可用8.8级）M30，管片裂缝宽度允许值为0.2mm ，接缝张开允许值为3mm 。
地面超载为20kPa 。
试计算衬砌受到的荷载，并用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力，画出内力图，并进行隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算及一块标准管片配筋计算。
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软土地区地铁盾构隧道课程设计说明书（共00页）姓名杨均学号 070849导师丁文琪土木工程学院地下建筑与工程系2010年7月1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图ϕ=7.2ϕ=8.92q=20kN/m图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：mm 43800 50*849+1350h ==灰。
按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计算。
1.2 隧道外围荷载标准值计算 （1） 自重2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ 由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--= 其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：2012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p mKN B =⨯⨯==ϕγ 取竖向土压为太沙基公式计算值，即：21/02.189p m KN e =。
（3） 拱背土压mkN R c /72.286.7925.2)41(2)41(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=πγπ。
其中：3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ。
（4） 侧向主动土压)245tan(2)245(tan )(q 0021ϕϕγ-⋅--⋅+=c h p e e其中：21/02.189p m KN e =，3/4.785.5205.41.7645.18m KN =⨯+⨯=γ0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕkPa c 1.1285.5205.41.12645.12.12=⨯+⨯=则：2000021/00.121)27.745tan(1.122)27.745(tan 02.189q m KN e =-⨯⨯--⨯=2000022/06.154)27.745tan(1.122)27.745(tan )85.54.702.189(q m KN e =-⨯⨯--⨯⨯+=（5） 水压力按静水压考虑： a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γb 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ 2w2w w2/532.14=5.5)(48.8×9.8=H =q m KN +γ（6） 侧向土壤抗力衬砌圆环侧向地层（弹性）压缩量：)R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4c w2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η； 则：m 34410617.057.366600811.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2=-⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ2-3r /35.1210617.000002=y k =q m KN =⨯⨯⋅（7） 拱底反力w c c 1R R 2π-0.2146R +πg +p =P γγe其中：21/02.189p m KN e =2/75.8m kN g =3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。
（8） 荷载示意图图1-2 圆环外围荷载示意图2． 内力计算2.1 用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力取一米长度圆环进行计算，其中荷载采用设计值，即考虑荷载组合系数。
计算结果如下表（已考虑荷载组合系数）：内力（红色线条）分布图如下：-79.08图2-1 弯矩分布图（KNm）图2-2 轴力分布图（受压KN ）图2-3 剪力分布图（KN ）3． 标准管片(B)配筋计算 3.1 截面及内力确定由上述内力计算，取80截面处内力进行内力计算。
根据修正惯用法中的η-ξ法，由于纵缝接头的存在而导致结构整体刚度降低，取圆环整体刚度为：23792.86285120.35×0.1103.457.0EI m KN ⋅=⨯⨯⨯=η而管片的内力：m KN M s ⋅=⨯+=+=69.12084.92)3.01()1(M ξ KNN s 11.2213N ==3.2 环向钢筋计算假设为大偏心构件。
mm N M s s 5711.221369.120e 0===取：1.1=kmma a 50/==mm a hke e 7.187********.120=-+⨯=-+=采用对称配筋：WbxR N =)()2(/0//0a h R A x h bxR Ne g g W -+-=其中：1000mm =b2W 23.1N/mm=R 钢筋选用HRB335钢，则2/g 300N/mm =R由此：1.2310001033.23903⨯⨯=⨯x)50300(300)2300(1.2310007.1871033.2390/3-⨯⨯+-⨯⨯⨯=⨯⨯g A x x得：)16555.0()48.103()1002(0/mm h mm x mm a =<=<=确为大偏心。
由此算出：/<g A取：2/6003001000%2.0mm A A g g =⨯⨯==选配4B14（A /g =615.75 mm 2）。
3.3环向弯矩平面承载力验算（按偏心受压验算）KN N s 33.2390N ==mm bh bh A I i 101123501223====8.32101/)292518065(/)18065(/0000=⋅⋅=⋅⋅=ππi R i l c查《混凝土结构基本原理》表4-1，得轴心受压稳定系数：98.0=ϕ2/50.1231615.752mm A g =⨯=%3350100050.1231/<⨯=ρ取23500003501000mm A =⨯=NKN R A AR g g w cu >=⨯+⨯⨯=+=36.8285)30050.12311.23350000(98.0)(N //ϕ满足要求。
3.4 箍筋计算根据《混凝土结构基本原理》，按照偏心受压构件进行计算。
KN V 33.72= 剪跨比：0.31.11300292518065000>=⨯⨯==πλh l故取0.3=λ。
矩形截面钢筋混凝土偏心受压构件斜截面抗剪承载力：c sv yv t u N h sA f bh f V 07.0175.100+++=λ 其中：f t ——混凝土抗拉强度（1.89N/mm 2）f yv ——钢筋抗剪承载力（HPB235级，210N/mm 2） N c ——轴向压力（要求A f c 3.0≥） 检验轴压力上限：KN N KN A f c c 33.23905.242535010001.233.03.0=>=⨯⨯⨯=又由：KN V KN V cu 33.7238.4151033.239007.0300100089.11375.13=>=⨯⨯+⨯⨯⨯+=既不需要计算配箍，按构造要求即可。
根据《混凝土结构基本原理》中所述构造要求，选配四肢箍A8@200。
4． 基本使用阶段验算 4.1 抗浮验算盾构隧道位于含地下水的土层中时受到地下水的浮力作用，故需验算隧道的抗浮稳定性，用抗浮系数：QR P G G K j+++=/其中： G /——隧道自重 G ——拱背土压力 P ——垂直荷载R j ——井壁与土壤间摩擦力Q ——水浮力则：2.1510925.2925.2226.66772.28925.2275.82)(22211=⋅⨯⨯⨯++⨯⨯=⋅⋅+++⋅=ππγππw c c w e c R R p p G R g K（注：上述计算中由于相对于垂直荷载摩擦力非常小，为计算简便，将摩擦力忽略不计） 满足要求。
4.2 管片局部抗压验算由于管片连接时在螺栓上施加预应力，故需验算螺栓与混凝土连接部位的局部抗压强度。
在于应力作用下，混凝土所受到的局部压应力：n c A N=σ其中：N ——螺栓预应力（同上，取280KN ）A n ——螺帽（或垫片）与混凝土接触净面积，取：22246.125184)31130(mm A n =-=π则： 22/1.23/4.2246.12518280000mm N R mm N w c =<==σ 即需在螺帽下设置一定厚度的内径为31mm 、外径为130mm 的钢圆环垫片。
4.3 管片裂缝验算取最大弯矩处进行裂缝验算（即00截面），此处满足要求，则其他位置亦可满足。
根据桥涵规范6.4.4条：0)(0//=-=bh h b b f f f γ，1448.935.0925.218065/000<=⨯⨯=πh l ，取ηs =1.0 ， mm a h y s s 1255023502=-=-=， 182.36mm =125+1000×2208.9397.47×1.3 ×10=+=s s s y e e η， mm 57.163300])36.182300(12.087.0[]))(1(12.087.0[2020/=⨯-=--=h e h z s f γ，23/445.88=163.57×615.75163.57)-(182.36×10×2390.33)(mm N z A z e N s s s ss =-=σ；再根据桥涵规范6.4.3条：裂缝宽度：)1028.030(W 321ρσ++=d E C C C s ss tk ，其中：C 1——钢筋表面形状系数（对带肋钢筋取1.0 ）C 2——作用长期影响系数（取1+0.5N 1/N s =1.5 ）C 3——与构件受力性质有关的系数（取0.9 ）ρ——配筋率（02.0006.0≤≤ρ）则：mm mm tk 2.039.0)006.01028.01430(100.2445.889.05.10.1W 5>=⨯++⨯⨯⨯⨯=；不满足要求，需增加钢筋。