隧道结构设计检算
隧道二衬台车模板力学设计检算计算书
莫家寨隧道模板台车设计检算根据台车的使用情况，台车在每一模注浆即将完毕时，整模砼仍处于流体状态时所受作用力最大。
这时台车顶模、侧模、前后端的堵头板及隧道开挖面组成一个封闭的空间，其间的混泥土处于流体状态，故可依据流体力学计算台车的受力。
一、 边墙部分受力分析：当混泥土处于流体状态时，侧模 只受水平向上的压力，并且，随着混 凝土的逐渐凝固，这种压力越来越小。
8.178.178.1733211 3.323.323.321. 2.45109.89 2.45109.8960212F pgy ldy ydy y KN------⎡⎤==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⎣⎦⎰⎰ p -混凝土密度；g l --重力加速度；台车衬砌长度； 二、 顶拱受力分析：顶拱混凝土在没有凝固时，对顶拱的作用力可分解为水平压力（F 11）和垂直压力（F ⊥）。
009011129032121sin cos 12.45109.8 4.219sin cos241201F pgR l d KN θθθθθ=-⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯+⎢⎥⎣⎦=⎰（）R00090212903212sin 12.45109.8 4.219cos sin 242749F pgR r d KNθθθθθθ⊥=⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯-+-⎢⎥⎣⎦=⎰l（）sin 当混凝土凝固时，顶拱只承受顶部混凝土的重力，而侧拱不受0.02内轨顶面0.02力。
这时，顶部混凝土的重力计算如下：037822.45109.8(4.210.5)3.142192182360G pvg KN ⨯==⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=根据以上分析，整个台车的受力可分解为水平受力（F 11）和重力直压力（F ⊥），故有：111201224022182F KN F KN⊥=⨯==三、 台车主要零部件的强度校核1. 上部台架立柱（4×7+4）2182159.872.8.32F N KN n ⊥+⨯=== [说明：15×9.8为拱板重量]； 而[σ]=235MP a 3472.81028.925.1510N MPa s σ⨯===⨯；σ＜[σs ]；故满足强度条件。
第6章隧道结构计算
α— 轴向力偏心影响系数。 1 1.5 e0 h
抗拉控制检算
大偏心判断准则：
e0 0.2h
此时承载能力由抗拉强度控制：
KN 1.75Rlbh
6e0 1 h
式中： Rl — 混凝土的抗拉极限强度，
其它符号意义同前。
6.5 衬砌截面强度验算
6.4 隧道洞门计算
1.洞门墙墙身抗压承载能力计算(承载能力极限状态)
2.洞门墙墙身抗裂承载能力计算(正常使用极限状态)
6.4 隧道洞门计算
3.洞门墙地基承载能力计算
4.抗倾覆计算 5.抗滑动计算
6.5 衬砌截面强度验算
6.5.1 检算内容
（1）安全系数检算 （2）偏心检算
6.5.2 适用范围
铁路隧道拼装式衬砌、复合式衬砌 双线隧道整体式衬砌 公路隧道衬砌结构
6.5.3 安全系数检算
（1） 允许安全系数 混凝土和石砌结构的强度安全系数
圬工种类及 荷载组合
破坏原因
混凝土
主 附主 要 加要 荷 荷、 载载
石砌体 主 附主 要 加要 荷 荷、 载载钢筋ຫໍສະໝຸດ 凝土主附主要
加要
荷
荷、
载
载
（钢筋）混凝土或石砌
设围岩垂直压力大于 侧向压力， 则存在拱顶 脱离区，两侧 抗力区。
6.2 结构力学方法
6.2.3 隧道衬砌荷载分类
(1) 主动荷载 主要荷载：围岩压力、支护结构自重、回填土荷载、地下 静水压力及车辆活载等。 附加荷载：冻胀压力、地震力等。 (2) 被动荷载 被动荷载是指围岩的弹性抗力，计算有共同变形理论和局 部变形理论。
直刚法计算流程
隧道结构设计检算
第3章隧道结构设计检算3.1 隧道结构设计检算方法隧道结构的设计检算包括对初期支护和二次衬砌的设计检算，本章只介绍对二次衬砌的设计检算，初期支护由工程类比法确定，不对其进行检算。
二次衬砌的设计检算采用荷载-结构模型，将全部荷载施加到衬砌结构上，根据求得的衬砌内力对已拟定配筋的衬砌进行检算，并对检算未通过的衬砌调整截面配筋，直到检算通过为止。
整个设计检算过程如下：(1)由隧道的纵断面图，确定隧道的围岩级别及相应埋深；(2)根据围岩级别和衬砌内轮廓尺寸，由工程类比法初步拟定隧道的支护和衬砌参数，绘制复合式衬砌断面图；(3)由《铁路隧道设计规范》，计算围岩压力并确定典型计算断面；(4)采用荷载-结构模型，利用ANSYS建模进行衬砌内力的计算；(5)由计算求得的弯矩、轴力进行衬砌结构配筋的检算。
3.2 隧道衬砌荷载计算3.2.1 各级围岩段基本情况根据大瑶山隧道的纵断面图，可得该隧道的围岩级别及长度、隧道埋深等数据，见表3-1所示：表3-1 大瑶山隧道各围岩段情况围岩级别长度（m）隧道埋深（m）Ⅱ320 281.60～363.74Ⅲ7425 26.06～650.00Ⅳ1880 7.24～554.28Ⅴ703 0～27.63 大瑶山隧道为时速250km/h的客专双线铁路隧道，设计所给的建筑限界及衬砌内轮廓是相同的，但由于隧道所处围岩级别的不同，其采用的复合式衬砌的形式和厚度也会有所不同，从而导致各围岩段隧道开挖轮廓线的不同。
各级围岩段隧道的开挖净高和净宽初步拟定见表3-2所示。
表3-2 隧道开挖净高和净宽围岩级别开挖净高(m) 开挖净宽(m)Ⅳ 12.13 14.42 Ⅴ 12.48 14.623.2.2 荷载计算方法(1)隧道深浅埋的判定原则深、浅埋隧道分界深度至少应大于坍方的平均高度且有一定余量。
根据经验，这个深度通常为2~2.5倍的坍方平均高度值，即：(3-1)式中，p H ――深浅埋隧道分界的深度(m)； q h ――等效荷载高度值(m)；系数2~2.5在松软的围岩中取高限，在较坚硬围岩中取低限。
第五章-隧道结构设计
5.6 隧道洞门计算
5.6.2 计算部位（检算条带）的选取及计算要点
1．柱式、端墙式洞门
取Ⅰ、Ⅱ作为“检 算条带”。检算墙身截 面偏心、强度，以及基 底偏心、应力及沿基底 的滑动和绕墙趾倾覆稳 定性
2．有挡、翼墙的洞门
◆ 检算翼墙时取洞门端墙墙趾前之翼墙宽1m的条带“Ⅰ”， 按挡土墙检算偏心、强度及稳定性； ◆ 检算端墙时取最不利部分“Ⅱ”作为“检算条带”，检算 其截面偏心和强度； ◆ 检算端墙与翼墙共同作用部分“Ⅲ”的滑动稳定性。
共同变形理论：把围岩视为弹性半无限体，考虑相邻质点之 间的相互影响。其所需围岩物理力学参数较多，而且计算颇 为繁杂，因而我国很少采用。
假设：地基为一均质、连 续、弹性的半无限体。 优点： ①反映了地基的连续整体 性； ②从几何上、物理上对地 基进行了简化，因而可以 把弹性力学中有关半无限 弹性体的经典问答已知结 论作为计算的基础。
§ 地层结构法
将地层与结构视为一整体来进行分析，考虑地 层-结构的共同作用。 求解方法：
解析法 数值法
31
3.计算模型详细比较
结构力学模型
岩体力学模型
认识
力学 原载－结构”力学体 建立的是“围岩－支护”力学体系，
系，以最不利荷载组合 以实际的应力－应变状态作为支护
基底偏心距 e 滑动稳定系数 K0 倾覆稳定系数 K0
≤容许应力
≤0.3倍截面厚度
图3.2 弹性地基梁的受力和变形
✓缺点：
没有反映地基的变形连续性，当 地基表面在某一点承受压力时，实 际上不仅在该点局部产生沉陷，而 且也在邻近区域产生沉陷。由于没 有考虑地基的连续性，故温克尔假 设不能全面地反映地基梁的实际情 况，特别对于密实厚土层地基和整 体岩石地基，将会引起较大的误差。 但是，如果地基的上部为较薄的 土层，下部为坚硬岩石，则地基情 况与图中的弹簧模型比较相近，这 时将得出比较满意的结果。
公路隧道工程质量检查评定标准
公路隧道工程质量检査评定标准1普通规定1.1 本标准合用于釆用钻爆法施工的山岭隧道的检验评定。
釆用其他方法如盾构、掘进机、沉埋法施工的隧道的检验评定可参照本标准另行制定。
1.2釆用钻爆法施工、设计为复合式衬砌的隧道，承包商必须按照设计和施工规范要求的频率和量测项目进行监控量测，用量测信息指导施工并提交系统、完整、真正的量测数据和图表。
1.3隧道通风、照明、供配电、监控设施等的检验评定，应根据本标准的相关章节进行质量评定。
1.4隧道洞口的开挖，应按照第4章路基土石方工程的标准进行检验评定；洞门和翼墙的浇（砌）筑和洞口边坡、仰坡防护按第6章挡土墙、防护及其它砌石工程的相应项目评定。
1.5隧道路面的基层、面层，应按照路基、路面的标准进行检验评定。
1.6长隧道每座为一个单位工程，多个中、短隧道可合并为一个单位工程，每座隧道分别评定后，按中隧道权值为2,短隧道权值为1, 计算加权平均值作为该单位工程的得分.普通按围岩类別和衬砌类型每100米作为一个分项工程，紧急停车带单独作为一个分项工程。
混凝土衬砌采用模板台车，宜按台车长度的倍数划分分项工程.按以上方法划分分项工程时，分段长度可结合工程特点和实际情况进行调整，分段长度不足规定值时，不足部份单独作为一个分项工程。
特长隧道的单位工程、分部工程和分项工程可•根据具体情况另行划分。
1. 7 隧道防排水工程施工质量应符合下列要求：高速公路、一级公路隧道和设有机电工程的普通公路隧道；1）隧道拱部、墙部、设备洞、车行横通道、人行横通道不渗水；2）路面干燥无水；3）洞内排水系统不淤积、不阻塞，确保捧水通畅；4）寒冷地区隧道衬砌暗地里不积水，捧水沟不冻结。
其他公路隧道：1）拱部、边墙不滴水；2）路面不冒水、不积水，设备箱洞处不渗水；3）洞内捧水系统不淤积、不阻塞，确保捧水通畅；4）寒冷地区隧道村砌暗地里不积水，路面干燥无水，捧水沟不冻结。
1. 8 隧道装饰应按《建造装饰工程质量验收规范》制定相应的质量检验评定标准。
隧道衬砌设计检算
小 导 管 加 强 支 护 。 格 栅 钢 架 纵 向 间 距 计算 结果分 析 为 ０ ８ ，超 前 小 导 管 纵 向 问距 １６ ， ．ｍ ＿ｍ
图 １和 图 ２ 别 为 二 衬 弯 矩 图 和 轴 分
每 环 ２ 根 ，每 根 长 ３ ５ ０ ． ｍ。 隧 道 施 工 均 力 图 ．可 知 ， 弯 矩 较 大 值 出 现 在 拱 顶 按 新 奥 法 采 用 光 面 爆 破 ．锚 喷 支 护 及 湿 喷 技 术 ，并 按 要 求 对 结 构 支 护 体
土 ３５ 。 左 右 方 向 受 水 平 固 定 约 束 ． ｍ
弹 性反力系数 Ｋ（ ＭＰ
ａｍ ） ｌ
弹 性模 量
Ｅ （ ａ） Ｇｐ
泊 松 比
容重
ＫＮ， ｍ
计 算 摩 擦 角
ｃ（ ） 。
土 柱 摩 擦 角 ０
（ ） 。
１０ ５ ２ ８
．
２ ２
５ ５
４ Ｏ
（ 射混凝 土 ） 喷 二 衬 Ｃ３ ０ ｆ 筋混凝 土 ） 钢
Ｋ抗 拉 安 全 系 数 ｌ
１９ ．２
按 单 筋 配 筋Ａ９
构造 配筋
控 制 状 态
受 拉 控 制
Ｂ Ｃ
一 ５５ ６ ． ６ ４
—６ １ ４ ７． —７ ５ １６
Ｏ１ ４ ０ １ ．１
０４ ．３ ０４ ．３
７４ ． ８７ ．
３．４ ４ ４． ７７
；桥 梁 隧 道
｝ ｌ 鹦ｌ － 《 鬻
隧道衬砌设计检算
工程 概况
某 公 路 隧 道 地 址 处 属 丘 陵 地 貌 ， 地 形 起 伏 较 大 相 对 高 差 约
隧道工程质量检验评定标准是什么
隧道工程质量检验评定标准是什么隧道想必我们大家都不陌生。
我们在高速公路上会经常见到隧道，长短不齐的隧道看见十分优美。
同时，这些隧道在进行建设时，对其质量标准的要求也是十分重要的。
如果隧道发生坍塌，造成的后果是无法想象的。
接下来，小编将针对隧道工程质量检验评定标准是什么为大家整理相关资料。
隧道想必我们大家都不陌生。
我们在高速公路上会经常见到隧道，长短不齐的隧道看见十分优美。
同时，这些隧道在进行建设时，对其质量标准的要求也是十分重要的。
如果隧道发生坍塌，造成的后果是无法想象的。
接下来，小编将针对隧道工程质量检验评定标准是什么为大家整理相关资料。
1 一般规定1.1 本标准适用于采用钻爆法施工的山岭隧道的检验评定。
采用其他方法如盾构、掘进机、沉埋法施工的隧道的检验评定可参照本标准另行制定。
1.2 采用钻爆法施工、设计为复合式衬砌的隧道，承包商必须按照设计和施工规范要求的频率和量测项目进行监控量测，用量测信息指导施工并提交系统、完整、真实的量测数据和图表。
1.3 隧道通风、照明、供配电、监控设施等的检验评定，应根据本标准的相关章节进行质量评定。
1.4 隧道洞口的开挖，应按照第4章路基土石方工程的标准进行检验评定;洞门和翼墙的浇(砌)筑和洞口边坡、仰坡防护按第6章挡土墙、防护及其它砌石工程的相应项目评定。
1.5 隧道路面的基层、面层，应按照路基、路面的标准进行检验评定。
1.6 长隧道每座为一个单位工程，多个中、短隧道可合并为一个单位工程，每座隧道分别评定后，按中隧道权值为2，短隧道权值为1，计算加权平均值作为该单位工程的得分.一般按围岩类别和衬砌类型每100米作为一个分项工程，紧急停车带单独作为一个分项工程。
混凝土衬砌采用模板台车，宜按台车长度的倍数划分分项工程.按以上方法划分分项工程时，分段长度可结合工程特点和实际情况进行调整，分段长度不足规定值时，不足部分单独作为一个分项工程。
特长隧道的单位工程、分部工程和分项工程可根据具体情况另行划分。
土木工程专业毕业论文--时速200km及以上铁路隧道设计与施工+任务书+开题报告+外文翻译
毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要合武线卢家山二号隧道是时速350km的高速铁路隧道。
该隧道属于大断面的短隧道。
主要设计内容包括：各级围岩荷载计算、利用有限元软件进行二衬的内力计算、开挖方法设计、爆破设计、复合式衬砌设计、防水以及监测等。
本设计中采用了新奥法施工，尽量保护围岩，发挥围岩的自承能力。
进口和出口段采用明挖法修建拱式明洞；洞身段III级围岩段采用台阶法进行施工，爆破开挖；IV级围岩段采用台阶法预留核心土进行施工，机械开挖；V级围岩段采用了CRD 法进行施工，机械开挖，同时采用超前锚杆进行超前预支护。
设计中介绍了开挖方法的具体施工流程。
施工工艺方面，整个施工过程中进行监控量测，保证施工安全和施工质量。
施工期间还采用地质雷达法和超前钻探取芯法进行超前预报，进一步保证了施工的安全进行。
此外设计中还给出了初期支护、二次衬砌和防排水施工工艺的措施和方案。
关键词：高速铁路隧道新奥法结构计算爆破设计监控量测AbstractNo.2 Lujiashan railway tunnel is between Hefei and Wuhan,it is the high-speed rail tunnel as 350km per hour. The tunnel is a large sections tunnel and belong to short tunnel. In this article, main design contents include: calculation of different surrounding rock load , calculation of internal force in the second lining , design of excavation , design of blasting , design of composite linings , design of waterproof and monitoring, etc.NATM is adopted in this design , with the purpose of try to protect the surrounding rock. Open cut tunnle is built at the entrance and exit of the tunnle by open and cover method. For III levelsurrounding rockmass in this tunnel，steps method is used and blasting excavation；for level IV surrounding rock , three steps reserve core soil is used and mechanical excavation;for V level surrounding rock, CRD method is adopted and mechanical excavation ,meanwhile,advanced bolt is built over the V level surrounding rock .In this article ,the clear method and construction process is introducd.Construction technology is introduced in the article. During the course of construction , monitoring measurements must conducted From beginning to end ,in order to ensure construction safety and construction quality. During construction period ,Geological radar cooperate advanced drilling core to ensure the safty. In addition, primary support , secondary lining and waterproof and drainage construction craft are introduced.Keywords: High speed Railway tunnel NATM Structure calculation Blasting design Monitoring measurement目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3本设计主要内容 (2)第2章卢家山二号隧道概况 (3)第3章结构计算 (4)3.1 二衬结构计算原理 (4)3.2荷载计算 (4)3.2.1荷载计算公式 (4)3.2.2荷载计算 (6)3.3衬砌内力计算 (7)3.4二次衬砌强度检算及配筋 (11)3.4.1强度检算公式 (11)3.4.2强度检算及配筋 (13)3.5隧道的结构形式以及支护参数 (14)第4章隧道施工 (16)4.1 总体方案 (16)4.2 开挖方法和工序 (16)4.2.1 明挖法 (16)4.2.2 CRD法施工 (17)4.2.3台阶法施工 (19)4.3爆破设计 (19)4.3.1 Ⅲ级围岩段爆破设计 (19)4.3.2 Ⅳ级围岩段爆破设计 (22)4.3.3钻爆施工 (25)4.4 装渣与运输 (26)第5章施工工艺 (27)5.1 超前地质预报 (27)5.2 监控量测 (27)5.2.1 量测目的 (27)5.2.2 监控量测项目 (27)5.2.3 监控量测的主要设备 (28)5.2.4 监控量测流程 (28)5.2.5监控量测测点布置、量测断面 (29)5.2.6 围岩压力和两层衬砌间压力量测 (31)5.2.7数据分析与反馈 (31)5.3超前注浆小导管 (31)5.3.1 超前小导管设计参数 (32)5.3.2 超前小导管施工 (32)5.4初期支护 (32)5.4.1 喷射混凝土 (32)5.4.2 锚杆 (34)5.4.3 钢筋网 (36)5.4.4 格栅钢架 (37)5.5二次衬砌 (38)5.5.1二次衬砌施工概述 (38)5.5.2二次衬砌施工准备工作 (39)5.5.3混凝土的灌注、养护与拆模 (40)5.6 隧道防排水设计 (40)5.6.1 洞口防排水 (40)5.6.2 洞内防排水 (40)第6章结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)附录A 外文翻译资料 (47)A.1英文 (47)A.2译文 (51)附录B 图纸 (55)第1章绪论1.1 研究背景随着我国社会、经济的高速发展，全社会客运量和货运量都成倍增长。
隧道衬砌设计检算
隧道衬砌设计检算
隧道衬砌设计检算是一种专门用于计算隧道衬砌的工作。
它包含对衬砌结构的检查、分析和计算，以确保衬砌的安全性能，确保衬砌的机械特性，以及确保衬砌的维护和维修方面的要求。
隧道衬砌设计检算的基本方法是通过给定衬砌材料的力学参数，根据衬砌结构的外形和尺寸，采用适当的数学方法，来计算和分析衬砌结构的承载能力。
衬砌设计检算的目的一般有2个：第一，确保衬砌结构能够抵御外界荷载；第二，确保衬砌结构的维护和维修要求。
衬砌设计检算的基本步骤主要包括：
1. 设计荷载的确定：衬砌设计的第一步就是确定设计荷载，即需要考虑的最大外部荷载，如：重力荷载、水位荷载、地震荷载等。
2. 基础模型和计算模型的确定：根据设计荷载的确定，再确定基础模型和计算模型，如线性、非线性、稳定性分析等。
3. 衬砌材料的力学参数的确定：根据衬砌材料的性能，确定衬砌材料的力学参数，如抗弯刚度、抗压强度、抗拉强度、屈服强度等。
4. 衬砌结构受力的分析：根据设计荷载和衬砌材料的力学参数，采用适当的计算模型，对衬砌结构受力情况进行分析，以及衬砌结构受力的最大值。
5. 衬砌结构的安全性能分析：根据衬砌结构受力的分析，采用适当的安全系数，确定衬砌结构的安全性能，并确定衬砌结构能够抵御外部荷载的能力。
6. 维护和维修要求的分析：根据衬砌结构的安全性能分析结果，确定衬砌的维护和维修要求，如衬砌的检测要求、衬砌的修理要求等。
隧道衬砌设计检算是隧道施工中必不可少的一个工作，其目的是确保衬砌的安全性能和维护维修要求。
在进行衬砌设计检算时，必须正确确定设计荷载、衬砌材料的力学参数及衬砌结构受力的分析，以便确保衬砌能够抵御外部荷载，保证衬砌的安全性能和维护维修要求。
隧道衬砌质量缺陷结构安全性检算与评估
设 置 ２ ２组合 中空锚杆 ， 锚杆间距 １ ． ２ ｍ×１ ． ５ ｍ， 衬砌施作 ３ １ ｃ ｍ 厚Ｃ ３ ５混凝 土 。埋深 ６ ４ ９ ｍ。ｄ ． 地质 素描 ： 花 岗岩 ， 弱风 化 ， 中一
细粒结构 ， 块状构造 ， 裂 隙较发育 ， 岩 石结构 致密 ， 坚硬， 岩 体较 完 １ ） 第一类隧道衬砌检算资料 说 明。ａ ． 工程地 质勘 察报告 ： 花 整 ， 岩石呈 块状 ， 地下水不 发育 ， 围岩 自稳性较好 。
２ ４ ５ ２ ． ４ ５ ２ ． ４ ５ 四 ２ ． ４ ５
ｌ ｌ １ １
２ ６ ２ ６ ２ ６ ２ ６
１ ｏ ０ ０ １ ０ ｏ ０ ｌ ０ ｏ ０ １ ｏ ｏ ０
・
１ ６ ８・
第４ １ 卷 第２ ２期 ２ ０ １ ５年 ８ 月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ筑
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ． ２２ Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ５
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ５） ２ ２ ・ ０ １ ６ ８ — ０ ２
４ ） 第四类隧道衬砌检算资 料说明 。ａ ． 工程地 质 勘察报 告 ： 厚
岗岩 ， 弱 分化 ， 岩质 坚硬 ， 块 状结 构 ， 有轻 微岩 爆 。ｂ ． 设计 支 护情
参考_山岭隧道结构设计计算书
第一章总则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设计条件隧道拱顶埋深为5 m；隧道围岩等级为III级，围岩重度为28kN/m3,围岩的内摩擦角©=60o，似摩擦角©*=68o，围岩侧压力系数取为0.3。
；采用暗挖法施工，隧道断面型式为6心圆马蹄形结构。
结构尺寸如图所示：囲卜倾图1隧道尺寸示意图1.2设计原则山岭地区的地下工程是包括铁路、公路、水工隧道和地下储库等位于山岭内部的地下建筑物。
对于公路隧道而言，主体规划设计主要考虑4个方面的问题：(1)隧道(里面、平面)线型的选择，需要考虑地表条件、地层条件、地下水条件和既有临近建筑及设施；(2)隧道施工对地层的影响，需要分析地层的变形、荷载和稳定性特征，还需要考虑地下水和地层的渗透性；(3)隧道断面、主体及附属结构形式的选择，需要考虑地层的变形和刚度、衬砌的变形和刚度，以及两者之间的相互作用；(4)隧道防水方案，选择全圭寸闭方案、部分圭寸闭部分排水方案或其他防排水方案。
隧道施工方法的规划设计主要涉及3个方面的问题：(1)地层的开挖与出渣，需要考虑地层结构和岩石硬度的变化，还要计入地下水的作用；(2)地层稳定性的维持，需要考虑地层的自稳特征和站立时间，对注浆或冻结等地层处理方法的适应性；(3)地下水，包括流量与流向，流砂或管涌的可能性，以及处理方法。
公路隧道结构设计应按照相关的行业规范执行。
如《建筑结构荷载规范》(GBJ 50009-2001 )、《人民防空工程设计规范》(GB 50225-95)、《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002 )、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001 )、《钢结构设计规范》(GBJ 50017-2003)、《地下工程防水设计规范》(GB 50108-2001)、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)等。
5.6隧道结构体系的计算模型与方法
隧道开挖在力学上可以认为是一个应力释放和回弹变形问题。 当隧道开挖后，围岩中的部分初始地应力得到释放，产生了向隧 道内的回弹变形，并使围岩中的应力状态发生重分布：隧道周边 成为自由表面，应力为零。为了模拟开挖效应，求得开挖隧道后 围岩中的应力状态，可以将开挖释放掉的应力作为等效荷载加在 开挖后坑道的周边上。 (4)支护结构强度校核
2
23
王丽琴主讲
二、岩体力学方法
在隧道结构体系中，一方面围岩本身由于支护结构提供了 一定的支护抗力，而引起它的应力调整，从而达到新的稳定； 另一方面由于支护结构阻止围岩变形，也必然要受到围岩给予 的反作用力而发生变形。这种反作用力和围岩的松动压力极不 相同，它是支护结构和围岩共同变形过程中对支护施加的压力， 故可称为“形变压力”。
冻胀力及地震力等。
11
王丽琴主讲
(三) 作用(荷载)组成
被动荷载
弹性抗力——支护结构发生向围岩方向的变形而引起的围 岩的被动抵抗力。
12
王丽琴主讲
弹性抗力的大小，目前常用以“温克尔(Winkler)假定” 为基础的局部变形理论来确定。 它认为 围岩的弹性抗力是与围岩在该点的变形成正比的 ， 用公式表示为：
其中：φ b 、 φ i 、 φ 分别为i、b、h点所在截面与垂直对称轴的夹角；
h
yi΄ yh΄
i点所在截面与衬砌外轮廓线的交点至最大抗力点h的垂直距离；
墙底外缘至最大抗力点h的垂直距离。
19
王丽琴主讲
(2)局部变形地基梁法
q e
局部变形地基梁法由纳 乌莫夫首创，一般用于计算 直墙拱形初砌的内力。 该法计算拱形直墙衬砌
④ 凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数， 指导施工； ⑤ 对不同的地质条件，力学特征的围岩，灵活采用不同支护 方式和相应的力学计算模型。
隧道工程检测方案
隧道工程检测方案一、隧道工程的设计要求隧道工程的设计要求是隧道检测方案的基础，需要明确工程的设计参数以及要求的工程质量，以便进行合理的监测和检测。
设计要求包括隧道的几何尺寸、承载能力、抗震性能、排水设施等多个方面，需要根据不同的工程特点和地质条件予以详细规定。
例如，在地质条件复杂的地区，需要对隧道的支护措施进行特别要求，包括锚杆、喷射混凝土、钢架等方面的支护要求；在高速公路隧道设计中需要考虑隧道的通风、照明、排水等方面的要求。
二、隧道工程的地质条件隧道工程的地质条件直接影响着隧道的安全和施工难度，需要在检测方案中予以充分考虑。
地质条件包括地层结构、岩层性质、地下水情况等多个方面，需要进行详细的勘探和分析。
对于地质条件复杂的隧道工程，需要配备专业的地质勘探队伍，进行详细的地质勘探和分析，以便为后续的施工和检测提供可靠的数据支持。
在地质较差的地区，需要在设计阶段充分考虑地质条件，并在隧道施工过程中加强地质监测和控制，以确保隧道的安全和稳定。
三、施工材料的性能隧道工程的施工材料的性能直接影响着隧道的质量和安全性，需要在检测方案中进行充分考虑。
施工材料包括隧道的支护材料、混凝土、钢筋等多个方面，需要进行严格的质量控制和检测。
对于特殊材料，需要进行专门的检测和试验，以确保其符合设计要求。
在隧道施工过程中，需要进行定期的材料质量检测和监测，及时发现并处理可能存在的质量问题。
四、隧道检测方案针对上述的隧道工程设计要求、地质条件、施工材料的性能，需要制定合理的隧道检测方案。
隧道检测方案包括隧道施工前、施工中和施工后的多个阶段，需要在每个阶段都进行全面和细致的检测和监测。
隧道检测方案需要配备专业的检测人员和设备，包括地质勘探设备、材料检测设备等。
在隧道施工前，需要进行详细的地质勘探和分析，并进行地质条件的定期监测；在隧道施工中，需要进行隧道的支护和质量监测，及时发现和处理可能存在的问题；在隧道施工后，需要进行隧道的定期检测和维护，以确保隧道的安全和稳定。
端墙式隧道门的检算
端墙式隧道门的检算一．基本计算数据（一）地层特性仰坡坡度1：1，边坡坡度1：0.5，配合Ⅴ级围岩曲墙式衬砌；地层容重r=20kn/m3，地层计算摩擦角φ=50，基底摩擦系数f=0.4，基底控制压应力【σ】=0.35MP~0.40MP。
（二）建筑材料容重和容许应力顶帽：c20混凝土，端墙c20混凝土。
C20混凝土容许压应力【σ】=7.0MP。
（三）检算端墙应力、偏心稳、定性要求墙身截面压应力σ≤【σa】；墙身截面偏心距e≤0.3b（b为端墙翼墙厚度）；基底应力σ≤【σ】；基底偏心e j≤b j/6；滑动稳定系数Kc≥1.3；倾覆稳定系数Ko ≥1.5。
洞门各部尺寸的拟定本算例采取衬砌断面加宽值W=0，开挖方式选择乙式开挖，各部分尺寸如下图所示：本洞门端墙厚度1米，基础埋深1.1米。
(四) 洞门端墙高度H的拟定本算例中h=7.42m，h1=3.18m，h2=1.10m，h3=0.40mH=h+h1+h2+h3=12.10m，端墙宽度Bm=12.40m；b1=Bm—7.5=4.9m；b2=b3=8.2-7.5=0.7m(此处d=0)。
二．端墙墙身截面偏心、应力检算1. 端墙墙背主动土压力E端墙计算条带宽度取0.5米，计算条带高度取6米，计算条带中线距线路中线为8.125m。
b=0.5m，a=1.46m，tgε=1，ε=45度，查表知：tgw=0.5831，λ=0.1792，w=30˚15，tga=0.1h0=a tgε/(1- tgεtga)=1.46×1/(1—1×0.1)=1.62mH0=H-h3=12.1-0.4=11.7mH1=H0-b-h0=9.58mH1+h0=9.58+1,62=11.2mh4=a/ (tgW-tga)=3.02mσ1=rH1λ=20×9.58×0.1792=34.33KN/m2σ2=r(h4-h0)λ=20×(3.02-1.62)×0.1792=5.02 KN/m2σ3= r（H1+0.4）λ=20×（9.58+0.4）×0.1792=35.8KN/m2E1=0.5×（H1+h0）2×σ2/h4×0.5=52.13KNE2=（H1+h0-h4）×(σ1-σ3) ×0.5×0.5=—3.14主动土压力E=E1+E2=0.5×(H1+h0) ×σ3×0.5+0.5×(H1+h0-h4) ×(σ1-σ3) ×0.5=76.33KN2. 倾覆力矩M0M0=1/3(H1+h0) E1+1/3(H1+h0-h4) E2=21.78KN.m3 稳定力矩M y墙身自重PP=11.2×1.1×0.5×20=123.2 KN稳定力矩M yM y=123.2×0.55=67.76 KN.m4. 偏心及应力检算c=（M y—M0）/p=0.37e=b/2-c=0.25—0.37=—0.12<b/3=0.17m(可)1202.4 KN 1.2MP 1.5MPσ=p/(0.5×b) ×(1±6e/b/)= = ≤【σa】= (可)-216.8KN -0.2MP -0.2MP。
舒家湾隧道结构安全计算分析
力和弯矩后 ， 通过与衬砌结构构件截面强度设计值 进行比较 ， 可计算得出衬砌的安全系数。 对 于 钢筋 混 凝 土衬 砌 结 构 ， 公 路 隧道 设 计规 按 范要求 ， 大偏心（ ０５ 。受压构件 ， ≤ ．５ｈ） 其截面强度 可按下列公式计算 ， 计算简图如图 ２ 图 ３ 、 。
地层结构法是将衬砌和地层视为整体共 同受力
的统一体系， 在满足变形协调条件 的前提下分别计 算衬砌与地层的内力 ， 以验算地层 的稳定性 和进 据 行结构截面设 计。本算例选 用有限差分法进行计 算。
３ １ １ 模 型 建立 ．．
ｍ。 为相对界限受压区高度， ＝ ／ 。 ０ ８ ［ ＋ ｘ ｈ ＝ ．／ １
式 中 ， 为 混 凝 土 弯 曲 抗 压 极 限 强 度 ， ： Ｒ Ｒ １２ 。 Ｍ ａＲ 为 钢 筋 抗 拉 或 抗 压 计 算 强 度 标 准 ．５Ｒ ， Ｐ ；
值 ， ａ ２ ＭＰ ， ２和 ２ Ｒ ３ ５钢 筋 取 为 ３ ５ＭＰ ； ５Ｈ Ｂ ３ ３ ａ
当轴 向力 Ⅳ 作 用 于 钢 筋 与 Ａ 的 重 心 之 间 时 ， 中的左 边第 二 项 取 正 号 ； Ⅳ作 用 于 钢 筋 式 当 与 Ａ 的重心 之外 时 ， 取 负号 。 则 对 于小偏 心 （ ＞ ． ５ｈ ） 压 衬 砌 构 件 ， 截 ０ ５ 。 受 其
图 ２ 钢筋混凝土大偏心受压构件截面强度 计算 图
： —
Ｋ ｇＡｇ
Ｋ Ｎ
：二 ＝ ＝｜ ：二 ＝ ＝ ｊ
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习
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图 ３ 钢筋混凝土小偏心受压构件截面强度计算图
Ⅳ≤Ｒ ｂ ｘ＋Ｒ （ ｇ— ） ｇＡ Ａ ≤Ｒ ｂ （ ０ ／ ）十Ｒ Ａ （ ｏ ｎ ） ｘ ｈ 一ｘ２ ｇｇｈ —
高速公路隧道定期结构检测报告
目录1. 隧道概况 (3)2.检测的目的和意义 (4)3.检测主要依据 (4)4.隧道土建检测工作概述 (4)4.1隧道土建结构检测的内容 (4)5.隧道土建结构技术状况评定方法 (5)5.1隧道技术状况评定方法 (5)5.2隧道技术状况评定流程 (7)5.3隧道技术状况等级分类 (8)5.4隧道土建结构技术状况评定 (8)5.5相关说明 (10)6.隧道土建结构技术状况评定与养护建议 (11)6.1总体评价 (11)6.2病害原因分析及养护建议 (13)附录一：土建结构技术状况评定表 (14)附录二：隧道病害明细表..................................................... 错误!未定义书签。
高速公路隧道定期结构检测报告1. 隧道概况月湖泉隧道位于晋济高速，隧道采用分离式断面。
明洞采用钢筋混凝土结构，洞身段衬砌均按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌。
洞门形式主要采用削竹式，洞门墙材料采用整体式混凝土结构。
明洞段采用双层土工布夹防水板及粘土隔水层防水，洞内复合式衬砌采用土工布加防水板防水。
隧道采用水泥混凝土+沥青复合路面。
土建结构评定结果见表1-1。
柏沟隧道上行入口柏沟隧道下行出口月湖泉隧道土建结构评定结果表1-12.检测的目的和意义随着公路交通的发展，高速公路隧道的数量也迅速增加，一方面给经济发展、游人出行创造了良好的交通运输条件，另一方面，随着时间的推移，隧道“老龄化”问题已摆在人们的面前。
由于隧道隐患带来的交通事故，往往是一些恶性事故，因而对隧道进行定期检修、寿命及承载能力的预测研究自然成了一个很重要的课题。
为了保证高速公路隧道正常运营，保证高速公路隧道的可靠性和耐久性，延长隧道的使用寿命，按照相关标准规范要求对隧道进行检测和评定，并对存在病害的隧道进行及时养护和维修，具有非常重要意义。
3.检测主要依据（1）《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）；（2）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；（3）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；（4）《公路隧道养护技术规范》（JTG H12-2015）；（5）《公路隧道设计技术规范》（JTG D70-2004）；（6）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；（7）晋济高速公路建设管理处供的提有关隧道的设计、施工、竣工等技术资料以及其它相关标准、方法、规程、规范等。
隧道内钢便桥设计检算书
隧道内钢便桥钢梁计算书已知条件：在施工隧道内布设一简支梁，简支梁跨4.5米，双幅钢梁承受10ton 活载，单幅钢梁重0.75ton ，其它条件见下图及料表。
求：在安全系数1.3时，钢栈桥是否满足使用要求？IIII平面图II-II图500100500I-I图栈桥耗材数量表（单幅）解：经分析，车辆荷载移动时，每幅钢梁至少有2个1#纵梁参与受力，检算时，按2个1#纵梁受力检算。
单幅钢梁自重0.75ton，简化为均布荷载为：0.75ton/4.5m=0.167ton/m,即：q=1.67KN/m; 双幅钢梁承受10ton活载,每幅钢梁承受10ton/2=5ton活载，最不利工况为活载居梁跨中时，F=50KN。
受力模型如下图:一、内力计算采用叠加法计算：(1)当梁跨仅受集中力作用F=50KN时：支座反力：R1=R2=F/2=25KN剪力：V1=25KN;V2=-25KN弯矩：Mmax=F*L/4=50KN*4.5m/4=56.25KN.m挠度：Wmax=F*L^3/(48*E*I)上表以厘米尺寸计算。
其中E=206*10^3N/mm2；I=5000cm4则：Wmax=50KN*(4.5m)^3/(48*206*10^3N/mm2*5000cm4)=9.2mm (2)当梁仅受均部荷载q=1.67KN/m时：支座反力：R1=R2=q*l/2=3.7575KN剪力：V1=3.7575KN;V2=-3.7575KN弯矩：Mmax=q*l^2/8=1.67KN/m*(4.5m)^2/8=4.227KN.m挠度：Wmax=5* q*l^4/(384*E*I)其中E=206*10^3N/mm2；I=5000cm4则：Wmax=5* 1.67KN/m *(4.5m)^4/(384*206*10^3N/mm2*5000cm4)=0.87mm (3)当均布荷载和集中荷载共同作用时：支座反力：Rmax=25KN+3.7575KN=28.7575 KN剪力：V1max=28.7575 KN;V2max=-28.7575 KN弯矩：Mmax=56.25KN.m+4.227KN.m=60.477 KN.m挠度：Wmax=9.2mm+0.87mm=10.07mm二、强度、刚度校核：（1）梁的正应力强度校核σ=Mmax/Wx=60.477 KN.m/500cm3=120.954MPa考虑1.3的安全系数有：120.954 MPa *1.3=157.24 MPa<[σ]=170 MPa梁的抗弯强度满足使用要求！（2）梁的切应力强度校核τ=F*S/(I*b)经查表20b,Ix:Sx=16.9,即有S=I/16.9cm=5000cm4/16.9cm=295.858 cm3τ=F*S/(I*b)= 28.7575 KN*295.858 cm3/(5000cm4*9mm*2)= 9.453MPa考虑1.3的安全系数有：9.453MPa *1.3=12.289 MPa<[τ]=100 MPa梁的抗剪强度满足使用要求！（3）梁的刚度校核y/l=10.07/4500=2.237*10^-3<[f/l]=1/400=2.5*10^-3梁的刚度满足使用要求！检算结果：图中纵梁之间用钢筋、钢板、工钢横向连接，满足横向构造连接要求，横向稳定性不用检算；综上所述，经计算，此钢梁满足使用要求！。
暗挖隧道二衬钢管架支模检算书
暗挖隧道二衬简易台车钢管架支模检算书1、计算说明1）根据相关理论研究，钢管架支模体系在使用过程中理论上只受来自横断面方向灌注砼主动径向压力，沿隧道纵向钢管架支模体系受力很小，可忽略不计，即认为钢管架支模体系纵向不受力。
2）根据钢管架支模体系灌注砼经验计算公式和相关理论计算公式，拱部模板受力为砼自重力乘以动载系数，受力面积简化为拱部模板在水平方向的投影面积；拱墙模板受力为灌注砼时的水平侧压力乘以动载系数，受力面积简化为拱墙模板在竖直方向的投影面积。
3）根据钢管架支模结构及受力特点，将整个钢管架支模体系可以分解为模板，拱架，钢管架等三个方面独立地进行计算，其间的相互作用力根据计算结果进行传递和加载。
4）模板的计算按拱部和边墙取较大均布应力进行计算；5）拱架及钢管架项由于在隧道纵向方向结构及受力条件完全相同，在实际计算时只取一榀拱架进行计算，以节省计算时间。
6）考虑到施工误差，为偏于安全，钢管架每两个十字扣接点间的钢管跨度取最大值900m进行二衬拱架和钢管架的受力及稳定性检算。
7）因钢管架连接全部采用扣件，拱架连接采用铰接，拱架与水平纵向工钢连接采用栓接，不需进行焊缝受力检算。
8）因钢管架整体在横、纵断面及水平方向上均按规范要求不超过3m搭设剪刀撑，钢管架支模体系的整体稳定性与砼灌注受力无关，满足要求不需计算。
2、砼灌注主动应力计算2.1、拱部砼灌注自重主动应力取最大断面D断面计算，拱部断面面积4.08m2，钢筋砼自重按25KN/m3计算，泵送及入模等各项综合动载系数 1.2，单组6米上部模板主要承受砼灌注自重主动压力N=3.71*6*25*1.4=779.1KN，模板承受砼灌注自重压应力按拱部模板在水平面上的投影面=6.3*6=40.44m2。
积计算，即S水平即钢管架支模体系拱部模板承受砼灌注自重压应力：P=N/S=779.1/40.44=19.27水平KN/m2。
2.2、拱墙砼灌注水平侧压应力+振捣砼时作用于模钢模板受最大水平侧压力F=新浇砼作用于模板上的最大侧压力F1板上的水平荷载F2+泵送入模时作用于模板上的水平荷载F3。
隧道工程质量质量检测方案
隧道工程质量质量检测方案一、前言隧道工程是一项复杂的工程项目，通常需要在复杂的地质条件下进行施工。
为了确保隧道工程的安全和稳定，必须进行严格的质量检测。
本文将讨论隧道工程的质量检测方案，包括检测内容、方法和流程等方面。
二、检测内容1. 地质条件检测地质条件是影响隧道工程稳定性的重要因素。
因此，在施工前需要对隧道工程所在地区的地质条件进行详细的调查和评估。
地质调查内容包括地层岩性、地质构造、地下水情况等。
2. 施工材料检测隧道工程所使用的施工材料对工程的质量有着重要影响。
因此，需要对材料的质量进行严格检测，包括原材料的质量检测和成品的质量检测。
3. 结构安全性检测隧道工程的结构安全性是关乎施工后隧道的稳定性和安全性的重要方面，需要对隧道结构的安全性进行严格检测，包括隧道的支护结构、道路结构、排水系统等方面。
4. 施工工艺检测隧道工程施工工艺是影响工程质量的重要因素之一，需要对施工工艺进行检测，包括爆破工艺、隧道开挖工艺、支护工艺等。
5. 施工质量检测施工质量检测是隧道工程质量检测的重要内容之一，需要对施工过程中的质量进行严格检测，包括开挖质量、支护质量、道路建设质量、排水系统质量等。
三、检测方法1. 地质条件检测方法地质条件检测方法主要包括钻孔取芯、地层观测、地下水位检测等。
需要通过这些方法获取地质条件的详细信息，为后续的施工提供参考。
2. 施工材料检测方法施工材料检测方法主要包括取样检测、化验分析等。
需要通过这些方法对施工材料的物理性能和化学性能进行检测，确保施工材料符合要求。
3. 结构安全性检测方法结构安全性检测方法主要包括现场检测、非破坏检测、数值模拟等。
需要通过这些方法对隧道结构的安全性进行评估，确保施工后的隧道结构稳定和安全。
4. 施工工艺检测方法施工工艺检测方法主要包括实地观测、数据监测、试验研究等。
需要通过这些方法对施工工艺进行检测，确保施工工艺符合要求。
5. 施工质量检测方法施工质量检测方法主要包括现场检测、实时监测、抽样检测等。
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第3章隧道结构设计检算3.1 隧道结构设计检算方法隧道结构的设计检算包括对初期支护和二次衬砌的设计检算，本章只介绍对二次衬砌的设计检算，初期支护由工程类比法确定，不对其进行检算。
二次衬砌的设计检算采用荷载-结构模型，将全部荷载施加到衬砌结构上，根据求得的衬砌内力对已拟定配筋的衬砌进行检算，并对检算未通过的衬砌调整截面配筋，直到检算通过为止。
整个设计检算过程如下：(1)由隧道的纵断面图，确定隧道的围岩级别及相应埋深；(2)根据围岩级别和衬砌内轮廓尺寸，由工程类比法初步拟定隧道的支护和衬砌参数，绘制复合式衬砌断面图；(3)由《铁路隧道设计规范》，计算围岩压力并确定典型计算断面；(4)采用荷载-结构模型，利用ANSYS建模进行衬砌内力的计算；(5)由计算求得的弯矩、轴力进行衬砌结构配筋的检算。
3.2 隧道衬砌荷载计算3.2.1 各级围岩段基本情况根据大瑶山隧道的纵断面图，可得该隧道的围岩级别及长度、隧道埋深等数据，见表3-1所示：表3-1 大瑶山隧道各围岩段情况围岩级别长度（m）隧道埋深（m）Ⅱ320 281.60～363.74Ⅲ7425 26.06～650.00Ⅳ1880 7.24～554.28Ⅴ703 0～27.63 大瑶山隧道为时速250km/h的客专双线铁路隧道，设计所给的建筑限界及衬砌内轮廓是相同的，但由于隧道所处围岩级别的不同，其采用的复合式衬砌的形式和厚度也会有所不同，从而导致各围岩段隧道开挖轮廓线的不同。
各级围岩段隧道的开挖净高和净宽初步拟定见表3-2所示。
表3-2 隧道开挖净高和净宽围岩级别开挖净高(m) 开挖净宽(m)Ⅳ 12.13 14.42 Ⅴ12.4814.623.2.2 荷载计算方法(1)隧道深浅埋的判定原则深、浅埋隧道分界深度至少应大于坍方的平均高度且有一定余量。
根据经验，这个深度通常为2~2.5倍的坍方平均高度值，即：()q p h H 5.2~2= (3-1)式中，p H ――深浅埋隧道分界的深度(m)； q h ――等效荷载高度值(m)；系数2~2.5在松软的围岩中取高限，在较坚硬围岩中取低限。
当隧道覆盖层厚度q h h ≤时为超浅埋，p q H h h <<时为浅埋，p H h ≥时为深埋。
(2)当隧道埋深h 小于或等于等效荷载高度h q （q h h ≤）时，为超浅埋隧道，围岩压力按隧道顶部全土柱重量计算。
围岩垂直均布松动压力为：h q γ= (3-2)式中，γ――围岩容重(kN/m 3)，见表3-3； h ――隧道埋置深度(m)； 围岩水平压力e 按朗金公式计算：隧道顶部水平压力： ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=245tan 0021φq e (3-3a)隧道底部水平压力： ()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=245tan 0022φγt H q e (3-3b)表3-3 围岩压力相关计算参数取值围岩级别 容重γ(kN/m 3) 弹性反力系数 K (MPa/m)岩体两侧摩擦系角θ(°) 计算摩擦角0φ(°)IV 21.5 350 0.80φ 55 V18.51500.60φ45(3)当隧道埋深h 大于等效荷载高度h q 且小于深浅埋分界深度（p q H h h <<）时，为一般浅埋隧道，围岩压力按谢家烋公式计算：围岩垂直均布松动压力为：⎪⎭⎫ ⎝⎛-==B h h B Q q θλγtan 1 (3-4) ()[]θφθφββφβλtan tan tan tan tan 1tan tan tan 000+-+-=(3-5)()θφφφφβtan tan tan 1tantan tan 00020-++= (3-6)式中，B ――坑道跨度(m)；γ――围岩的容度(kN/m 3)； h ――洞顶覆土厚度(m)； θ――岩体两侧摩擦角(°)，见表3； λ――侧压力系数；0φ――围岩计算摩擦角(°)，见表3； β――产生最大推力时的破裂角(°)； t H ――隧道开挖高度(m)。
围岩水平压力按梯形分布，由下式确定：隧道顶部水平压力： λγh e =1 (3-7a) 隧道底部水平压力： ()λγt H h e +=2 (3-7b) (4)当隧道埋深h 大于或等于深浅埋分界深度H p （p H h ≥）时，为深埋隧道，围岩压力按自然拱内岩体重量计算：单线、双线及多线铁路隧道按破坏阶段设计，垂直均布压力为：γωγ⨯⨯==-1245.0S q h q (3-8)式中，q h ――等效荷载高度值(m)；S ――围岩级别，如III 级围岩3=S ； γ――围岩的容重(kN/m 3)；ω――宽度影响系数，其值为：()51-+=B i ω (3-9)式中，B ――坑道宽度(m)；i ――B 每增加1m 时，围岩压力的增减率(以5=B m 为基准)，当B <5m时，取2.0=i ，B >5m 时，取1.0=i 。
围岩的水平均布松动压力按表3-4计算求得。
表3-4 围岩水平均布压力围岩级别 IV V 水平均布压力0.2q0.2q3.2.3 各围岩段荷载计算3.2.3.1 Ⅳ级围岩压力的计算(1)隧道深浅埋的判定Ⅳ级围岩的开挖轮廓尺寸：B =14.42m ，t H =12.13m等效荷载高度：()[]m 7542.141.01245.0245.031=-⨯+⨯⨯=⨯⨯=-w h S q 深浅埋分界深度：()()m 5.17145.22-=-=q p h H由于围岩为Ⅳ级，极为软弱破碎且节理发育，故深浅埋分界深度取为m 5.175.2==q p h H 。
由隧道纵断面图可知，Ⅳ级围岩中，隧道的最小埋深h=7.24m ，故处于Ⅳ级围岩的隧道当p q H h h <<时为浅埋，当p H h ≥时为深埋。
(2)Ⅳ级围岩压力的计算①对于埋深p q H h h <<的一般浅埋隧道，选取里程DK1908+060～DK1908+120，取里程为DK1908+94.8处，即一般浅埋段隧道最大埋深m 5.17==p H h 处的围岩压力进行计算。
一般浅埋隧道围岩压力按谢家烋公式计算： 对于Ⅳ级围岩，计算摩擦角428.1tan ，则448.0，5500000====φφθφ，tan 0.966θ=0tan tan 3.065β=ϕ=()000tan tan 0.1407tan 1tan tan tan tan tan β-ϕλ==β+βϕ-θ+ϕθ⎡⎤⎣⎦垂直均布松动压力：2tan 17.50.14070.966121.517.51314.2kN/m 14.42λθ⨯⨯⎛⎫⎛⎫=γ-=⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭h q h B 水平松动压力：隧道顶部：2121.517.50.140752.94kN/m =γλ=⨯⨯=e h隧道底部：()2221.517.512.130.140789.63kN/m =γλ=⨯+⨯=e H②当隧道埋深h 大于或等于深浅埋分界深度H p （p H h ≥）时，为深埋隧道， 根据《铁路隧道设计规范》所推荐的方法：垂直均布松动压力：()[]23kN/m 31.150542.141.01245.05.21=-⨯+⨯⨯⨯==q h q γ 水平均布松动压力：20.20.2150.3130.06kN/m ==⨯=e q 3.2.3.2 Ⅴ级围岩压力的计算(1)隧道深浅埋判定隧道开挖最大轮廓尺寸：B =14.62m ，t H =12.48m 等效荷载高度：()s 14q h 0.452w 0.45210.114.62514.13m -=⨯⨯=⨯⨯+⨯-=⎡⎤⎣⎦深浅埋分界深度：()()p q H 2 2.5h 28.2635.325m =-=-由于围岩为Ⅴ级，岩体软弱破碎、节理发育、强-弱风化且含地下水，故取m 325.355.2==q p h H 。
由隧道纵断面图知，处于Ⅴ级围岩的隧道最小埋深0m ，最大埋深 h=27.63m 且p q H h h <<故Ⅴ级围岩中的隧道可分为超浅埋、一般浅埋隧道。
(2)V 级围岩压力的计算①对于埋深q h h ≤的超浅埋隧道，选取里程DK1908+120～DK1908+300，取里程为DK1908+274.88处，即超浅埋段隧道最大埋深14.13==q h h m 处的围岩压力进行计算。
超浅埋隧道垂直松动压力按全土柱计算：垂直均布松动压力：218.514.13261.40kN/m =γ=⨯=q h 水平松动压力：隧道顶部：0020202145e q tan 45261.405tan 4544.85kN/m 22ϕ⎛⎫⎛⎫=-=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭隧道底部：()()00202022t 45e q H tan 45261.40518.512.48tan 4584.46kN/m 22ϕ⎛⎫⎛⎫=+γ-=+⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭②对于埋深p q H h h <<的一般浅埋隧道，选取里程为DK1908+300处，即该隧道最大埋深m 63.27==p H h 处的围岩压力进行计算。
一般浅埋隧道围岩压力按谢家烋公式计算：对于Ⅴ级围岩，计算摩擦角0045ϕ= ，000.627θ=ϕ=，则0tan 1ϕ=，510.0tan =θ0tan tan 1 3.020β=ϕ==()000tan tan 0.224tan 1tan tan tan tan tan β-ϕλ==β+βϕ-θ+ϕθ⎡⎤⎣⎦垂直均布松动压力：2h tan 27.630.2240.51q h 118.527.631400.8kN/m B 14.62λθ⨯⨯⎛⎫⎛⎫=γ-=⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭水平松动压力：隧道顶部：21e h 18.527.630.224114.5kN/m =γλ=⨯⨯=隧道底部：()22e H 18.527.6312.480.224166.22kN/m =γλ=⨯+⨯=3.3 衬砌内力计算衬砌内力的计算采用荷载—结构模型，利用有限元软件ANSYS 进行计算。
ANSYS 加载求解过程如下：(1)设置分析类型：隧道采用结构分析模型；(2)前处理：设置单元类型、实常数、材料属性，建模并划分单元； (3)求解：施加边界条件、荷载并求解；(4)后处理：显示并保存变形图、弯矩图、轴力图和单元结果表。
隧道的ANSYS 结构计算模型如图3-1，在该结构计算模型中，衬砌结构是承载主体，承受围岩的竖向、水平松动压力和结构自重，围岩对衬砌变形的约束作用通过弹簧单元来模拟。
图3-1 结构计算模型图ANSYS建模时，各种材料参数取值如表3-5。
表3-5 衬砌及围岩计算参数衬砌及围岩容重γ(kN/m3)弹性模量E(GPa)弹性抗力系K(MPa/m)泊松比μC35混凝土25 31.5 —0.2 Ⅳ级围岩21.5 —350 —Ⅴ级围岩18.5 —150 —3.3.1 Ⅳ级围岩3.3.1.1 IV级围岩浅埋段IV级围岩里程DK1908+060～DK1908+120，取里程为DK1908+94.8处断面计算。