隧道洞门设计

洞门构造
洞门构造
1、确定洞门各部位的尺寸
2、确定洞门采用的材料等级 3、确定洞门基础埋深 4、确定洞门计算参数
隧道洞门构造
⑴
洞门仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离不 小于1.5m，水沟沟底与衬砌拱顶外缘的高度 不应小于1.0 m，洞门墙顶应高出仰坡脚0.5m 以上。 ⑵ 洞门墙基基底埋入土质地基的深度不应 小于1.0m，嵌入岩石地基的深度不应小于 0.5m ，墙基底埋设的深度应大于墙边各种沟、 槽基础底埋设的深度； ⑶ 松软地基上的基础，当地基强度不足时， 可采用扩大，加固基础等措施。
台阶式洞门
当洞门傍山侧坡地Fra Baidu bibliotek，洞门一侧边坡较高时，
为减小仰坡高度及外露长度，可以将端墙顶 部改为逐步升级的台阶形式，以适应地形的 特点，减少仰坡土石方开挖量。
遮光棚式洞门
当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸
很远。遮光构造物有开放式和封闭式之分， 前者遮光板之间是透空的，后者则用透光材 料将前者透空部分封闭。但由于透光材料上 面容易沾染尘垢油污，养护困难，所以很少 使用后者。形状上又有喇叭式与棚式之分
洞门设计
马桂军
洞门设计步骤
1、确定洞门位置
2、确定洞门类型 3、确定洞门构造 4、洞门强度及稳定性验算
洞门位置选择与确定
《规范》关于洞口的一般规定

1 洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞 外有关工程及施工条件、营运要求，通过经济、技术比较确 定。
2
隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则， 不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。
洞口位置的确定应符合下列要求
1 洞口的边坡及仰坡必须保证稳定。 2 洞口位置应设于山坡稳定、地质条件较好处。 3 位于悬崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；应避 免在不稳定的悬崖陡壁下进洞。 4 跨沟或沿沟进洞时，应考虑水文情况，结合防排 水工程，充分比选后确定。 5 漫坡地段的洞口位置，应结合洞外路堑地质、弃 渣、排水及施工等因素综合分析确定。 6 洞口设计应考虑与附近的地面建筑及地下埋设物 的相互影响，必要时采取防范措施。

端墙式洞门

适用于岩质 稳定的Ⅲ级 以上围岩和 地形开阔的 地区，是最 常使用的洞 门型式
翼墙式洞门

适用于地质较差 的Ⅳ级以下围岩， 以及需要开挖路 堑的地方。翼墙 式洞门由端墙及 翼墙组成。翼墙 是为了增加端墙 的稳定性，同时 对路堑边坡也起 支撑作用。其顶 面一般均设置水 沟，将端墙背面 排水沟汇集的地 表水排至路堑边 沟内
9.5.1 隧道建筑物各部结构的截面最小厚度，应大于表 9.5.1 的数值。
表 9.5.1 截面最小厚度（cm） 建筑材料种类 混凝土 片石混凝土 浆砌粗料石 浆砌片石 隧道和明洞衬砌 拱 圈 20 边 墙 20 50 30 50 仰 拱 20 50 洞门端墙、翼墙和洞口挡土墙 30 50 30 50
合《公路路基设计规范》 （JTJ013）《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 、 （JTJ022） 、 《公路桥涵地基与基础设计规范》 （JTJ024）的有关规定。 对于高洞门墙，为避免拉应力过大，设计时应控制截面拉应力。 洞门强度稳定性验算内容
表 9.4.1 洞门墙主要验算规定 墙身截面荷载效应值 Sd 墙身截面偏心距 e 基底应力σ 基底偏心距 e 滑动稳定安全系数 Kc 倾覆稳定安全系数 K0 ≤结构抗力效应值 Rd（按极限状态计算） ≤0.3 倍截面厚度 ≤地基容许承载力 岩石地基≤B/4~B/5；土质地基≤B/6（B 为墙底厚度） ≥1.3 ≥1.6
重度γ ( kN/m3) 25 24 20 18 17
9.4.3 钢筋混凝土洞门的截面最小配筋率应符合 9.5.4 条的规定。
洞门强度稳定性验算
五、洞门强度稳定性验算

采用挡墙式洞门时，洞门墙可视作挡土墙，按极限 状态验算其强度，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑 动的稳定性。
验算时应符合《公路路基设计规范》（JTJ013）、 《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022）、 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024）的有 关规定。
谢
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9.5.2 混凝土基础台阶的坡线和竖直线之间的夹角不应大于 45°； 当为砌体基础 时，不应大于 35°。
9.4.2 洞门设计计算参数应按现场试验资料采用。当缺乏试验资料时，可参照表 9.4.2 选用。
表 9.4.2 仰坡坡率 1：0.50 1：0.75 1：1.00 1：1.25 1：1.50 计算摩擦角φ （°） 70 60 50 43~45 38~40 洞门设计计算参数 基底摩擦系数 f 0.6 0.5 0.4 0.4 0.35~0.40 基底控制压应力 （MPa） 0.8 0.6 0.40~0.35 0.30~0.25 0.25

洞门宜与隧道轴线正交。 地质条件较好；
做好防护
设置明洞
洞门类型选择
洞门类型及适用条件
洞门的形式很多，从构造形式、建筑材料以及相对 位置等可以划分许多类型。目前，我国公路隧道的 洞门形式有: 端墙式洞门 翼墙式洞门 环框式洞门 台阶式洞门 柱式洞门 削竹式洞门 遮光棚式洞门等。
环框式洞门

当洞口岩层坚硬、 整体性好（I级围 岩）、节理不发 育，路堑开挖后 仰坡极为稳定， 并且没有较大的 排水要求时采用
削竹式洞门
当洞口为松软的堆积层时，通常应避免大刷
坡、边坡，一般宜采用接长明洞，恢复原地 形地貌的办法。此时，可采用削竹式洞口。 洞口坡面较平缓，一般应与自然地形坡度相 一致。 削竹式洞口适合于洞口宽敞的场合。
1 E [ H 2 h0 (h h0 )]b 2
土压力

(tan tan )(1 tan tan ) tan( )(1 tan tan )
h

tan tan
抗倾覆验算
抗滑动验算 墙身偏心距验算 墙身强度验算
3 洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及 截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。 4 洞门设计应与自然环境相协调。


隧道洞口位置一般有以下几种形式
坡面正交型 2) 坡面斜交型 3) 坡面平行型 4) 山脊突出部进人型。 5) 沟谷部进入型
1)
图7-1 隧道洞口轴线与地形的关系 1-坡面正交型；2-坡面斜交型；3-坡面平行型； 4-山脊突出部进入型；5-沟谷部进入型

验算内容
1、计算土压力 2、抗倾覆稳定性验算
3、抗滑动稳定性验算
4、墙身偏心距验算 5、基底偏心距验算 6、基底应力验算
土压力计算

隧道门端墙、翼墙及洞门挡土墙可按下列公式计算： 1 最危险破裂面与垂直面之间的夹角
tan

tan2 tan tan (1 tan2 )(tan tan )(tan tan )(1 tan tan ) tan (1 tan2 ) tan (1 tan tan )