柱式洞门强度及稳定性验算
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1 洞门验算图
洞门为柱式洞门，端墙厚度为 1． 1 m，柱子厚度为 1． 5 m，如图
1 所示。
表 1 洞门设计计算参数
仰坡 坡率
1∶ 0． 75
计算摩 擦角 φ
60
地层重度 γ kN / m3
24
基底摩擦 系数 f
0． 5
基底控制 压应力 / MPa
0． 5
1） 验算端墙时取柱子外侧 0． 5 m 宽度条带（ 条带Ⅰ） ，取其中 心线与边坡交点，延 伸 至 端 墙 顶 部 作 为 计 算 高 度，按 挡 土 墙 验 算 其强度及稳定性，从而确定端墙的尺寸和截面厚度。
摘 要： 结合隧道柱式洞门的特点，详细阐述了柱式洞门强度和稳定性的验算过程，通过验算确定了洞门墙结构的各部分尺寸，以
供工程技术人员参考。
关键词： 隧道，柱式洞门，强度，稳定性
中图分类号： U455
文献标识码： A
0 引言
隧道洞门的主要作用在于支挡洞门正面仰坡和路堑边坡，拦 截仰坡上方的小 量 剥 落、掉 块，保 持 仰 坡 和 边 坡 的 稳 定。 验 算 洞 门强度时，可将洞门视作挡土墙进行计算； 通过验算绕墙趾倾覆 及沿基地滑动的稳定性，以确定洞门墙结构各部分尺寸。
（
1
－ tanαtanε）
=
1． 7322 + 0． 1 × 1． 333 － 槡（ 1 + 1． 7322 ） （ 1． 732 － 1． 333） （ 1． 732 + 0． 1） （ 1 － 0． 1 × 1． 333）
1． 333 × （ 1 + 1． 7322 ） － 1． 732 × （ 1 － 0． 1 × 1． 333）
2） 验算柱子强度及稳定性时取柱子宽度作为条带宽度（ 条带 Ⅱ宽 1． 5 m） ，按挡土墙验算其强度及稳定性，从而确定柱子的尺 寸和截面厚度。
2 洞门土压力计算
2． 1 检算条带Ⅰ
端墙计算高度取 H = 9． 48 m，洞门后填土高度 H' = 8． 68 m， 端墙厚度 B = 1． 1 m，洞门墙背距仰坡坡角距离 a = 2 m，由图 2 三 角关系易得 h0 = 3． 077 m。
6） 设计上要求 1 号距 3 号的距离为 10 m，3 号距 5 号的距离
Baidu Nhomakorabea
工弧度，这样临时钢架拆下后可用于仰拱之中，便于临时钢架的 为 10 m，现场实际作业时，将 1 号与 3 号的距离拉近至 2 m，步距
回收利用。
调整后通过对量测数据进行分析，我们发现 1 号，3 号步距拉近对
5） 合理划分各洞室的断面大小及钢架节点位置是加快施工 地表的沉降影响极小，1 号，3 号步距拉近后，整个断面的成环时
2． 1． 1 土压力计算
1） 侧压力系数 λ 的计算。 已知： tanα = 0． 1； tanφ = 1． 732； tanε = 1． 333。
tanω
= tan2 φ
+ tanαtanε
－
槡（ 1 + tan2 φ） （ tanφ － tanε） （ tanφ + tanα）
tanε（ 1 + tan2 φ） － tanφ（ 1 － tanαtanε）
在计算柱式洞门 时，应 先 验 算 洞 门 端 墙 的 稳 定 性 和 强 度，按 主动土压力的挡土墙来计算，以此确定端墙尺寸。随后验算柱子 的强度和稳定性，从而确定柱子尺寸。
永寿梁隧道横穿于陕西永寿、彬县两县，全长 17． 16 km，隧道 出口Ⅰ，Ⅱ线洞门采用分设方式，Ⅰ线隧道洞门采用柱式洞门，里 程位于 DK112 + 765 处，由于Ⅰ线出口处地形狭窄，故采用柱式洞 门形式。该隧道柱式洞门采用等厚直墙，洞口仰坡坡脚至洞门墙 背后的水平距离为 2 m，洞门墙顶高出仰坡坡脚 0． 8 m，水沟底下 填土夯实，洞门基底埋入岩石地基的深度为 1． 25 m。洞门设计参 数见表 1，洞门材料选用 C30 混凝土，重度 γ' = 23 kN / m3 ，容许压 应力［σ］= 11． 2 MPa。
进度的有效途径。1 号，3 号洞室由于作业空间的原因不能采用 间可以提前 8 d ～ 10 d 时间，反而大大地减小了最终沉落量。 机械开挖，因此应尽量减小 1 号，3 号洞室的开挖断面，适当增大 参考文献：
2 号，4 号洞室的开挖断面，以利于加快施工进度。
［1］ 杨建民． 阌乡隧道施工图设计［Z］．
Preliminary support deformation control technology of shallow tunnel underpass highway
QIAO Dong （ China Railway 3rd Bureau Group 5th Engineering Co． ，Ltd，Jinzhong 030600，China） Abstract： Taking Zheng-Xi passenger special railway line Wenxiang tunnel underpass Lian-Huo highway as an example，the paper analyzes preliminary support deformation law，puts forward preliminary support deformation control measures of shallow tunnel underpass highway，and summarizes construction advantages and defects，which has provided some reference for continuous construction． Key words： shallow tunnel，underpass highway，preliminary support，deformation control，construction technology
第 39 卷 第 3 期 2013年1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 3
Jan． 2013 ·155·
文章编号： 1009-6825（ 2013） 03-0155-03
柱式洞门强度及稳定性验算研究
许才仗1，2 蒙国往1 潘红桂1，2
（ 1． 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031； 2． 中铁上海局一公司，安徽 芜湖 241000）
= 0． 402 4
（ 1）
式中： ω———最危险破裂面与垂直面之间的夹角；
φ———围岩计算摩擦角，（ °） ；
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
同，现场作业时，可 将 临 时 支 撑 的 加 工 弧 度 调 整 为 仰 拱 的 拱 架 加
洞门为柱式洞门，端墙厚度为 1． 1 m，柱子厚度为 1． 5 m，如图
1 所示。
表 1 洞门设计计算参数
仰坡 坡率
1∶ 0． 75
计算摩 擦角 φ
60
地层重度 γ kN / m3
24
基底摩擦 系数 f
0． 5
基底控制 压应力 / MPa
0． 5
1） 验算端墙时取柱子外侧 0． 5 m 宽度条带（ 条带Ⅰ） ，取其中 心线与边坡交点，延 伸 至 端 墙 顶 部 作 为 计 算 高 度，按 挡 土 墙 验 算 其强度及稳定性，从而确定端墙的尺寸和截面厚度。
摘 要： 结合隧道柱式洞门的特点，详细阐述了柱式洞门强度和稳定性的验算过程，通过验算确定了洞门墙结构的各部分尺寸，以
供工程技术人员参考。
关键词： 隧道，柱式洞门，强度，稳定性
中图分类号： U455
文献标识码： A
0 引言
隧道洞门的主要作用在于支挡洞门正面仰坡和路堑边坡，拦 截仰坡上方的小 量 剥 落、掉 块，保 持 仰 坡 和 边 坡 的 稳 定。 验 算 洞 门强度时，可将洞门视作挡土墙进行计算； 通过验算绕墙趾倾覆 及沿基地滑动的稳定性，以确定洞门墙结构各部分尺寸。
（
1
－ tanαtanε）
=
1． 7322 + 0． 1 × 1． 333 － 槡（ 1 + 1． 7322 ） （ 1． 732 － 1． 333） （ 1． 732 + 0． 1） （ 1 － 0． 1 × 1． 333）
1． 333 × （ 1 + 1． 7322 ） － 1． 732 × （ 1 － 0． 1 × 1． 333）
2） 验算柱子强度及稳定性时取柱子宽度作为条带宽度（ 条带 Ⅱ宽 1． 5 m） ，按挡土墙验算其强度及稳定性，从而确定柱子的尺 寸和截面厚度。
2 洞门土压力计算
2． 1 检算条带Ⅰ
端墙计算高度取 H = 9． 48 m，洞门后填土高度 H' = 8． 68 m， 端墙厚度 B = 1． 1 m，洞门墙背距仰坡坡角距离 a = 2 m，由图 2 三 角关系易得 h0 = 3． 077 m。
6） 设计上要求 1 号距 3 号的距离为 10 m，3 号距 5 号的距离
Baidu Nhomakorabea
工弧度，这样临时钢架拆下后可用于仰拱之中，便于临时钢架的 为 10 m，现场实际作业时，将 1 号与 3 号的距离拉近至 2 m，步距
回收利用。
调整后通过对量测数据进行分析，我们发现 1 号，3 号步距拉近对
5） 合理划分各洞室的断面大小及钢架节点位置是加快施工 地表的沉降影响极小，1 号，3 号步距拉近后，整个断面的成环时
2． 1． 1 土压力计算
1） 侧压力系数 λ 的计算。 已知： tanα = 0． 1； tanφ = 1． 732； tanε = 1． 333。
tanω
= tan2 φ
+ tanαtanε
－
槡（ 1 + tan2 φ） （ tanφ － tanε） （ tanφ + tanα）
tanε（ 1 + tan2 φ） － tanφ（ 1 － tanαtanε）
在计算柱式洞门 时，应 先 验 算 洞 门 端 墙 的 稳 定 性 和 强 度，按 主动土压力的挡土墙来计算，以此确定端墙尺寸。随后验算柱子 的强度和稳定性，从而确定柱子尺寸。
永寿梁隧道横穿于陕西永寿、彬县两县，全长 17． 16 km，隧道 出口Ⅰ，Ⅱ线洞门采用分设方式，Ⅰ线隧道洞门采用柱式洞门，里 程位于 DK112 + 765 处，由于Ⅰ线出口处地形狭窄，故采用柱式洞 门形式。该隧道柱式洞门采用等厚直墙，洞口仰坡坡脚至洞门墙 背后的水平距离为 2 m，洞门墙顶高出仰坡坡脚 0． 8 m，水沟底下 填土夯实，洞门基底埋入岩石地基的深度为 1． 25 m。洞门设计参 数见表 1，洞门材料选用 C30 混凝土，重度 γ' = 23 kN / m3 ，容许压 应力［σ］= 11． 2 MPa。
进度的有效途径。1 号，3 号洞室由于作业空间的原因不能采用 间可以提前 8 d ～ 10 d 时间，反而大大地减小了最终沉落量。 机械开挖，因此应尽量减小 1 号，3 号洞室的开挖断面，适当增大 参考文献：
2 号，4 号洞室的开挖断面，以利于加快施工进度。
［1］ 杨建民． 阌乡隧道施工图设计［Z］．
Preliminary support deformation control technology of shallow tunnel underpass highway
QIAO Dong （ China Railway 3rd Bureau Group 5th Engineering Co． ，Ltd，Jinzhong 030600，China） Abstract： Taking Zheng-Xi passenger special railway line Wenxiang tunnel underpass Lian-Huo highway as an example，the paper analyzes preliminary support deformation law，puts forward preliminary support deformation control measures of shallow tunnel underpass highway，and summarizes construction advantages and defects，which has provided some reference for continuous construction． Key words： shallow tunnel，underpass highway，preliminary support，deformation control，construction technology
第 39 卷 第 3 期 2013年1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 3
Jan． 2013 ·155·
文章编号： 1009-6825（ 2013） 03-0155-03
柱式洞门强度及稳定性验算研究
许才仗1，2 蒙国往1 潘红桂1，2
（ 1． 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031； 2． 中铁上海局一公司，安徽 芜湖 241000）
= 0． 402 4
（ 1）
式中： ω———最危险破裂面与垂直面之间的夹角；
φ———围岩计算摩擦角，（ °） ；
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
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