营盘路湘江隧道施工组织设计毕业论文.doc

'营盘路湘江隧道施工组织设计毕业论文目录摘要1第一章设计原始资料51.1技术标准及设计标准规范51.2工程概况51.3隧道工程地质概况5第二章总体设计82.1一般规定82.2隧道位置选择82.3隧道纵断面设计92.4隧道横断面设计102.5施工计划132.6建筑材料132.7洞口设计13第三章隧道衬砌设计及计算153.1衬砌类型153.2围岩压力计算153.3衬砌内力计算19第四章隧道施工设计344.1施工准备344.2施工设计34第五章隧道衬砌施工425.1衬砌设计一般规定425.2初期支护425.3二次衬砌43第六章隧道施工防排水47 6.1衬砌防水476.2衬砌排水476.3路面基层排水486.4路面排水486.5洞口排水48总结50参考文献51附录A衬砌内力计算52 第一章设计原始资料1.1技术标准及设计标准规范1.1.1主要技术标准（1）隧道按规定的远期交通量设计，采用三车道隧道。（2）隧道设计车速，隧道几何线形与净空按50km/h设计。1.1.2主要设计标准规范（1）《公路隧道设计规范》JTJ026-90；（2）《公路工程技术标准》JTJ001-97；（3）《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89；（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；1.2工程概况长沙营盘路湘江隧道位于银盆岭大桥与橘子洲大桥间，东起营盘路，西接咸嘉湖路，下穿潇湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大道。隧道左洞桩号：K16+115～K18+732，长2617m（其中明洞25m，暗洞2592m）；右洞桩号：K16+085～K18+725，长2640m（其中明洞25m，暗洞2615m）。暗洞按新奥法施工，明洞按明挖法施工。1.3隧道工程地质概况营盘路隧道地貌以丘陵为主，各隧道段地表均为斜坡地形，坡度大致为10°～50°94 ，坡面植被茂盛，局部陡坡地段基岩裸露。隧道拟经过处山岭起伏变化较大，地形条件较为复杂。主要地质以含碎石亚粘土地层、含粘性土地层、角砾凝灰岩、角砾岩地层为主，巨层厚状、块状构造较多，局部碎块石状。地层整体上风化较为严重，节理发育，地层表面为全风化地带，在海拔较低的垭口位置有一定厚度的坡积层。断裂带主要为F8和F9断层，F8断层与隧道走向基本垂直，倾角84°，宽度3～5m;F9断层与隧道走向交角很小，受断层影响，该处地质裂隙发育，岩体破碎，局部地段水量可能很大。地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏。经综合评定，隧道围岩大致为III级、IV级、V级。94 第二章总体设计2.1一般规定2.1.1隧道设计应满足公路交通规划的要求，其建筑限界、断面净空、隧道主体结构以及营运通风、照明等设施，应按《公路工程技术标准》(JTGB01)规定的预测交通量设计。2.1.2隧道总体设计应遵循以下原则在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上，综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避开不良地质地段；长隧道的位置亦应尽可能避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑限界。在满足隧道功能和结构受力良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。隧道内外平、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。必要时特长隧道应作防灾专项设计。应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求，对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等作综合考虑。当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。2.2隧道位置选择94 隧道位置应选择在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地质地段；当必须通过时，应有切实可靠的工程措施。穿越分水岭的长、特长隧道，应在较大面积地质测绘和综合地质勘探的基础上确定路线走向和平面位置。对可能穿越的垭口，应拟定不同的越岭高程及其相应的展线方案，结合路线线形及施工、营运条件等因素，进行全面技术经济比较后确定。路线沿河傍山地段，当以隧道通过时，其位置宜向山侧内移，避免隧道一侧洞壁过薄、河流冲刷和不良地质对隧道稳定的不利影响。应对长隧道方案与短隧道群或桥隧群方案进行技术经济比较。隧道洞口不宜设在滑坡、崩坍、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质及排水困难的沟谷低洼处或不稳定的悬崖陡壁下。应遵循“早进晚出”的原则，合理选定洞口位置，避免在洞口形成高边坡和高仰坡。濒临水库地区的隧道，其洞口路肩设计高程应高出水库计算洪水位(含浪高和壅水高)不小于0．5m，同时应注意由于水的长期浸泡造成库壁坍塌对隧道稳定的不利影响，并采取相应的工程措施。隧道设计洪水频率标准取值；当观测洪水高于标准值时，应按观测洪水设计；当观测洪水的频率在高速公路、一级公路超过1／300，二级公路超过1／100，三、四级公路超过1／50时，则应分别采用1／300、1／100和1／50的频率设计。根据以上原则，结合本地段的地形地质情况，营盘路隧道的选址归结为以下几个方面：选择合适的临界标高，在保证隧道埋深的前提下尽量减少隧道的长度；洞口段中线尽量选择与地形等高线垂直，具体问题再具体分析。2.3隧道纵断面设计本隧道的基本坡道形式设为单坡。坡道形式的选择依据和纵坡坡度的主要控制因素为通风问题和对汽车行驶的利害。隧道的纵坡以不防碍排水的缓坡为宜，坡度过大，对汽车行驶、隧道施工和养护管理都不利。单向通行的隧道设计成单坡对通风是非常有利的，因汽车都是单坡行驶，发动机产生的有害气体少，对通风也很有利。并且隧道埋深较大，围岩很差，设置竖井通风施工难度较大；隧道围岩地下水主要以裂隙水为主，水量贫乏，对施工无太大影响；营盘路隧道由于路线需要，进出口段高程相差很大，设置人字坡将会使隧道长度增加；鉴于以上原因，该隧道决定采用有变坡点的单坡。2.4隧道横断面设计2．4.1建筑限界营盘路隧道的建筑限界按50km/h时速进行设计，建筑限界取值确定如下：94 建筑限界横断面宽度如下表：图2.1隧道建筑限界单位（m）建筑限界横断面宽度如下表：表2-1建筑限界设置设计速度（km/h）车道宽度W侧向宽度检修道J顶角宽度左侧右侧左侧右侧左侧右侧503x3.750.501.00.750.750.500.752.4.2紧急停车带营盘路隧道为长隧道，所以在行车方向的右侧设置紧急停车带。紧急停车带的设置间距取750m，停车带的路面横坡取为水平。紧急停车带的建筑限界、宽度和长度见下图：94 图2.2隧道紧急停车带建筑限界单位（m）2.4.3内轮廓设计根据建筑限界，利用三心圆，得出各断面内轮廓如下图：94 图2.3隧道正常断面内轮廓图194 图2.4隧道紧急停车带内轮廓图单位（m）2.5施工计划隧道设计应制订合理的施工计划。施工计划主要包括：总工期要求、施工方法的确定、合理工区的划分、辅助通道的用途、施工便道、弃渣场、临时设施、监控量测方案等。制订施工计划应遵循下列原则：1应考虑隧道长度、断面、工期要求、地质条件和当地自然条件等，确定合理的施工方法和施工进度。294 工区划分应考虑隧道纵坡变化、水文与地质条件、渣场和便道修建条件以及土石方平衡等综合因素。3应结合工程地质与水文地质超前预报、施上方法以及营运通风方式等，对辅助通道的设置目的、作用、必要性作出技术经济论证。4必要时应根据隧道的建设规模、地质条件等，对主要施工机械设备、大型洞内临时设备、洞外临时设备的技术指标作出要求。2.6建筑材料隧道工程常用的各类建筑材料，可选用下列强度等级：1混凝土C50、C40、C30、C25、C20、C15、C10；2石材MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40；3水泥砂浆M25、M20、M15、M10、M7．5、M5；4喷射混凝土C30、C25、C20；5混凝土砌块MU30、MU20；6钢筋HPB235、HRB335、HRB4002.7洞口设计2.7.1一般规定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。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。洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设骨排水沟及截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。洞门设计应与自然环境相协调。2.7.2洞口根据地形条件，结合防排水要求，以“早进洞，晚出洞”为原则确定洞口位置，为了保证边仰坡的稳定，尽量恢复洞口自然景观，洞口段均设一段明洞。2.7.3洞门洞口地形较缓，地质条件差，经综合分析采用削竹式洞门。94 削竹式洞门是一种稳定性好、基础承载力要求不高、自然和谐的轻型洞门。本隧道削竹式洞门与明洞衬砌结构自然连接，各长10米。洞门混凝土厚度与明洞一样，均为70cm。洞门斜面比例为1：1，洞口端两侧设有M7.5浆砌片石洞门挡块，洞门挡块预留Ф10排水孔，排水孔进口处放置无纺布。洞门上端部分覆盖回填土，回填表土分别为20cm厚种植土，10cm厚砂砾垫层，30cm厚粘土隔水层以及夯填土。洞门结构基础应落在稳固的地基上，要求其地基承载力≥250kPa，当地基承载力不能满足要求时，应对地基进行加固处理使其达到要求。洞门示意图如图2-6。图2.6削竹式洞门示意图1营盘路隧道采用明洞出洞，洞门上部无回填土石，荷载较小，且对洞门下部地基进行了土石置换，灰土回填夯实处理加固，地基承载力较好，故明洞洞门按照构造要求设计，不需进行洞门计算及验算。94 第三章隧道衬砌设计及计算3.1衬砌类型营盘路隧道支护结构采复合式衬砌，分初期支护和二次支护，初期支护采用喷锚支护，二次衬砌采用现浇模筑混凝土。3.2围岩压力计算3.2.1计算断面参数确定隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量各围岩级别计算断面参数如下表：表3-1计算断面参数（单位：m）围岩级别隧道高度H隧道宽度B备注Ⅲ9.94616.722正常断面Ⅲ11.44319.922紧急停车带断面Ⅳ12.04117.142正常断面Ⅳ13.22620.342紧急停车带断面Ⅴ12.30017.402正常断面3.2.2深、浅埋判别隧道进、出口段埋深较浅，需按浅埋隧道进行设计。3.2.2.1浅埋隧道分界深度的确定坍落拱高度按下式计算：（3-1）Ⅴ级围岩，s=5；B>5，i=0.1。。垂直均布力94 （3-2）荷载等效高度（3-3）——浅埋隧道分界深度，m；——荷载等效高度——围岩重度，——深埋隧道的垂直均布压力，h——塌落拱高度，m——围岩类别——宽度影响系数，——隧道宽度，m；——每增减1m时的围岩压力增减率，B>5m时，取=0.1.浅埋隧道分界深度。3.2.2.2浅埋段的确定进口段：坡度大约为17°左右，纵断面坡度2%，设进口段xm处埋深为，根据几何关系：在设了46m的明洞段之后，还有93.862m的浅埋段。出口段：坡度大约为30°左右，纵断面坡度1.2%，设出口段xm处埋深为，根据几何关系：进口段m处埋深为，根据几何关系：则进口段有27.12m的超浅埋段，40.69m的浅埋段。94 3.2.3围岩压力计算3.2.3.1深埋隧道由式（3-1），坍落拱高度，由式（3-2），垂直压力，水平均布压力根据围岩计算如下表：表3-4水平均布压力计算表围岩级别ⅢⅣⅤ水平均布压力e注：均小于1.7。3.2.3.2埋深小于或等于等效荷载高度的隧道垂直压力：（3-4）H—隧道埋深侧向压力：（3-5）—隧道高度，—围岩计算摩擦角。3.2.3.3埋深大于等效荷载高度时的围岩压力计算垂直力：（3-6）——隧道宽度水平侧压力：水平侧压力视为均布压力时按下式计算：（3-7）（3-8）—隧道底部至地面的高度侧压力系数计算：94 （3-9）（3-10）利用上述公式，计算各级围岩压力如下：Ⅲ级围岩正常断面：Ⅲ级围岩紧急停车带断面：Ⅳ级围岩正常断面：Ⅳ级围岩紧急停车带断面：Ⅴ级围岩正常断面：深埋：浅埋：取H==39.963m,,,=超浅埋：取，94 表3-6各级围岩压力如下表围岩级别（）埋深类型断面类型荷载类型数值Ⅲ24深埋正常断面93.32112.132紧急停车带104.08113.531Ⅴ18超浅埋正常断面287.73105.044浅埋q553.384123.725161.195深埋q287.73115.092Ⅳ22深埋正常断面172.67234.534紧急停车带192.39938.483.3衬砌内力计算衬砌内力计算的原理采用荷载结构法。3.3.1计算图示94 计算图示采用半拱结构，在主动荷载作用下，顶部衬砌向隧道内变形而形成脱离区，两侧衬砌向围岩方向变形，引起围岩对衬砌的被动弹性抗力，形成抗力区。为了方便计算，利用辛普生法近似计算各类位移，因此将半拱结构等分为10块，各分块上的外力近似地认为作用在各分块截面的中点上，据此得出计算图示如图5.1所示。图3.1衬砌内力计算图示弹性抗力图形分布规律按结构变形特征作如下假定：下零点a在墙角。墙角处摩擦力很大，无水平位移，故弹性抗力为零。上零点b与衬砌垂直对称中线的夹角假定45°左右。最大抗力点h假定在最大跨度处附近，取。3.3.2衬砌几何要素（1）衬砌几何尺寸内轮廓线为三心圆，半径为、，内径、所画圆曲线的终点截面与竖轴的夹角为、，截面厚度为。94 （2）半拱轴线长度S及分段轴长（3-11）半拱长度，将半拱轴线等分为10段，每段轴长。（3）各分块截面中心几何要素与竖轴夹角：（3-12）（3-13）截面6为第1段衬砌向第2段衬砌过渡的第一个截面，由几何关系，计算如下：（3-14）（3-15）（3-16）各截面中心点坐标计算：，（i=1～5）（3-17）（3-18）（i=6～10）（3-19）（i=1～5）（3-20）（3-21），（i=6～10）（3-22）3.3.3主动荷载作用下的衬砌内力计算取基本结构如图5.2所示，根据拱顶截面相对变位为零的条件，列出立法方程如下：94 图3.2衬砌内力计算基本结构（3-23）由叠加原理，墙底位移可以表示为，由于墙底无水平位移，故，代入立法方程式得：（3-24）式中、——基本结构的单位位移和主动荷载位移——墙底单位转角——基本结构墙底的荷载转角——衬砌矢高。由辛普生法，得出各系数近似计算公式如下：，（3-25），（3-26）求出未知力后，根据结构力学的方法，采用下列公式求解各截面内力：94 （3-27）内力、的计算：取计算图示如下图，由结构力学方法求出内力计算公式如下：图3.3内力计算图示弯距：（3-28）轴力：（3-29）式中：、、—各分块上作用的垂直压力、重力、侧压力、、—垂直压力、重力、侧压力所对应的力臂、—相邻两截面中心点的坐标增量值，按下式计算：（3-30）3.3.4弹性抗力作用下的内力计算（1）各截面的抗力强度抗力图形的分布可按以下假定计算：拱部bh段抗力按二次抛物线分布，任一点的抗力与最大抗力的关系为：（3-31）ah段任意点的抗力值：94 （3-32）（2）各分块上抗力集中值计算（3-33）集中力的方向垂直与衬砌外缘，并通过分块上抗力图形的形心。（3）抗力集中力与摩擦力的合力计算（3-34）其作用方向与抗力集中力的夹角为，作用点为抗力集中力与衬砌外缘的交点。计算单位抗力及相应的摩擦力在基本结构中产生的内力将的方向线延长，使之交于竖直轴，量取夹角，将其分解为水平与竖直两个方向的分力：（3-35）根据结构力学方法，单位抗力及相应摩擦力在基本结构中产生的内力计算公式如下：弯距：（3-36）轴力：（3-37）式中：—力至截面中心点i的力臂（5）单位抗力及相应摩擦力产生的载位移由式（5-13），载位移计算公式如下：（3-38）（6）墙底位移由式（3-14）计算。（7）弹性抗力作用下产生的内力解力法方程（3-12），得出未知力后，就可按式（3-15）计算弹性抗力作用下产生的内力，计算公式如下：94 （3-39）3.3.5最大抗力值的计算由温克尔假定，得到最大抗力值的计算公式如下：（3-40）由结构力学方法，结构在荷载作用下的变位和因墙底转动所产生的变位计算如下：（3-41）3.3.6衬砌总内力计算由叠加原理，衬砌总内力等于主动荷载作用下的结构内力与弹性抗力作用下的结构内力的叠加，按下式计算衬砌总内力：（3-42）3.3.7计算结果由于Ⅲ级围岩二次衬砌不承担荷载，故在此不予计算。其他围岩内力计算过程见附录A，下面仅将计算结果列出。Ⅳ级围岩正常断面衬砌内力计算表3-7总内力计算表截面e积分系数1/30406.809-324.94681.863219.704199.156418.8600.1957858.823011371.845-303.25868.587229.993196.582426.5750.1616584.324717.03342271.400-238.77232.628259.717188.928448.6450.0733132.2761355.336294 3118.335-133.120-14.785305.785176.392482.177-0.031-1419.361-1367.12844-67.62010.929-56.691363.745159.297523.042-0.108-5442.334-9178.49725-261.379189.692-71.688427.273138.085565.358-0.127-6882.006-17783.79246-435.528382.523-53.004491.049103.189594.238-0.089-5088.412-18461.26827-530.256521.569-8.687546.72242.999589.721-0.015-833.989-4026.08448-497.475515.61718.142572.114-15.123556.9910.0331741.64010689.66429-316.148314.987-1.161561.346-41.528519.818-0.002-111.428-834.65241021.446-20.5510.895524.133-11.717512.4160.00285.884757.2851将计算结果按比例绘制成弯距图与轴力图，见图3.4：图3.4Ⅳ级围岩正常断面衬砌结构内力图（2）Ⅳ级围岩紧急停车带断面衬砌内力计算计算结果如表5-8：表3-8总内力计算表截面e积分系数1/30538.456-428.200110.256304.870246.254551.1230.20010584.5930.00011493.386-400.12793.259316.262243.440559.7020.1678952.8721020.62742363.239-316.52446.716349.558235.065584.6230.0804484.6882033.80623163.472-179.287-15.815402.418221.319623.736-0.025-1518.256-1534.65344-82.3078.408-73.899468.539202.515671.055-0.110-7094.344-12578.27125-343.397242.300-101.098542.214179.085721.300-0.140-9705.368-26425.77646498.320-79.246621.253136.884758.136-0.105-7607.592-29262.604294 -577.5667-698.101684.139-13.962687.14276.702763.844-0.018-1340.340-6908.51648-652.180680.22528.045715.99225.273741.2650.0382692.32517763.15429-412.426415.6993.273706.86211.195718.0570.005314.2222543.87641030.847-29.5991.247664.03652.989717.0250.002119.7431148.4471将计算结果按比例绘制成弯距图与轴力图，见图3.5：图3.5Ⅳ级围岩紧急停车带断面衬砌内力图Ⅴ级围岩深埋正常断面衬砌内力计算计算结果如表3-9：表3-9总内力计算表截面e积分系数1/301119.990-869.820250.170980.417529.1221509.5390.16613898.3410111024.491-811.723212.7681007.811522.2711530.0820.13911820.4551297.886494 2749.596-639.017110.5791085.847501.8931587.7400.0706143.2762679.69723330.140-356.096-25.9561207.205468.5201675.725-0.015-1441.994-1400.03244-180.80029.634-151.1671357.191423.5681780.759-0.085-8398.153-14276.02125-716.725508.277-208.4481522.332366.5481888.880-0.110-11580.451-30161.28446-1207.7501024.633-183.1161685.079285.6901970.769-0.093-10173.136-37199.09027-1471.9041395.395-76.5091821.092172.9011993.993-0.038-4250.514-20679.59848-1378.5861378.412-0.1741869.64596.1071965.7520-9.687-59.90929-882.039847.329-34.7091817.022105.9851923.007-0.018-1928.292-14553.01641030.072-27.8302.2421735.750195.0931930.8430.001124.5411106.0821将计算结果按比例绘制成弯距图与轴力图，见图3.6：图3.6Ⅴ级围岩深埋正常断面衬砌内力图Ⅴ级围岩浅埋正常断面衬砌内力计算计算结果如表3-10表3-10衬砌的总内力截面e积分系数1/302116.149-1539.074507.0741274.476936.2372210.7130.22932059.6770111932.457-1436.276496.1811328.291924.1152252.4060.22027565.6203026.705421405.157-1130.688274.4691482.461888.0572370.5180.11615248.2846651.30223604.009-630.082-26.0731720.842829.0062549.848-0.010-1448.524-1406.372494 4-364.24052.434-311.8062014.004749.4692763.472-0.113-17322.543-29446.59025-1366.179899.354-466.8252334.122648.5762982.698-0.157-25934.712-67546.95846-2260.9561813.003-447.9532644.501505.5053150.005-0.142-24886.284-90999.18727-2732.7482469.034-263.7142898.878305.9343204.812-0.082-14650.757-71278.86148-2546.8852438.985-107.9002981.729170.0533151.782-0.034-5994.459-37074.53329-1620.4741499.279-121.1962865.672187.5313053.203-0.040-6733.100-50815.38041055.811-49.2436.5682677.769345.2013022.9710.002364.8753240.5611将计算结果按比例绘制成弯距图与轴力图，见图3.7：图3.7Ⅴ级围岩浅埋正常断面衬砌内力Ⅴ级围岩超浅埋正常断面衬砌内力计算计算结果见表3-11：表3-11总内力计算表截面e积分系数1/301733.204-1332.088401.1171215.935810.3242026.2590.19822284.2600194 11583.649-1243.114340.5351259.425799.8332059.2570.16518918.6172077.264421153.944-978.624175.3201383.751768.6252152.3760.0819740.0044248.59023500.150-545.344-45.1941576.335717.5152293.850-0.020-2510.766-2437.70244-292.09345.383-246.7101813.493648.6742462.167-0.100-13706.128-23299.04825-1115.697778.402-337.2952073.071561.3502634.421-0.128-18738.605-48804.69646-1857.8471569.176-288.6712325.972437.5202763.492-0.104-16037.288-58641.94727-2251.6192136.979-114.6402534.249264.7892799.038-0.041-6368.913-30986.03448-2101.5432110.9719.4282603.457147.1832750.6400.003523.7673239.39329-1339.3231297.644-41.6792511.729162.3102674.039-0.016-2315.502-17475.32841045.982-42.6203.3622366.588298.7762665.3640.001186.7661658.7231将计算结果按比例绘制成弯距图与轴力图，见图3.8：图3.8Ⅴ级围岩超浅埋正常断面衬砌94 第四章隧道施工设计4.1施工准备营盘路隧道进洞口处地形开阔，有利于布置施工场地，隧道作业队进驻施工场地后，必须做好现场调查，做好以下施工前准备工作：（1）隧道作业队进驻施工场地后，必须及时搭建好住处，配电房、压风机房、混凝土搅拌站、钢筋车间等生产房屋设在进洞口附近，在不影响施工的前提下，尽量靠近洞口，便于运输。（2）隧道施工用电由附近乡镇高压电引接，接线长约3.5km，在隧道出口安装一台315KVA变压器，另外配备一台120KW发电机以作备用。（3）施工用水：根据现场条件，营盘路隧道出口附近没有可供水源的天然河流，水源缺乏，必须从附近城郊的某水利工程处引水，引水距离为1.8公里左右，在施工现场设蓄水池两个。（4）施工用风：在隧道出口设供风站一处，内设电动空压机1台。（5）三管两线布置：综合施工现场实际情况，将高压风管、高压水管、通风管布置在洞口右侧，动力线和照明线布置在左侧。照明线面成洞地段采用220V，掌子面附近采用36V安全电压。（6）砼工厂：在隧道进口设2台JS500强制式拌合机，混凝土由混凝土输送泵输送。（7）必须做好临时交通便道，便于同外界交通，以及各种材料的运输。4.2施工设计4.2.1总体方案和部署（1）营盘路隧道开挖采用光面爆破，应控制好爆破用药量，减少对围岩的扰动，保证开挖轮廓圆顺，减少超挖，不允许欠挖。（2）初次支护紧跟开挖面，爆破以后立即对围岩进行初喷、打设锚杆、挂钢筋网、初喷厚度不小于4mm，喷射砼分1~394 次复喷达到设计要求，并覆盖钢筋网和锚杆露头。中空锚杆施工采用专门设备和专用工艺。要求注浆饱满。（3）钢筋网必须单根现场绑扎，并随岩面起伏，贴岩面。（4）初期支护达到设计要求后的地段距开挖面的距离不得大于10m。（5）二次衬砌砼浇筑采用机械泵送，一次成型。（6）加强施工监控量测工作，及时掌握围岩衬砌的应力、应变状态。量测信息应及时反馈，施工、监理、设计随时掌握围岩和结构的工作状态，以便及时调整设计参数，制定合理的施工措施和支护手段，节约工程费用，保证施工安全。4.2.2隧道洞口施工营盘路隧道出洞口为ⅴ级围岩，大部分围岩层为坡积层，地质条件很差，在进行洞口施工时，必须坚决执行晚出洞的原则，避免大挖大刷，做好洞口防排水工作，保护植被，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境协调。本隧道洞口施工必须做好以下事项：（1）在场地清理时，先清理洞口上方及侧面有可能滑塌的表土、树木、山坡危石等，平整洞顶地表，施做好洞口边、仰坡坡顶处的天沟，防止雨水流入施工场地。（2）按洞门设计上的边、仰坡坡率放线，人工自上而下逐段开挖边、仰坡，打锚杆、喷射C20级混凝土、挂钢筋网维持边坡稳定，同时做好边坡防护工程。（3）隧道出口为柱式洞门，洞门墙后土压力较大，必须按设计的洞门图纸精确施工，洞门基础应置于稳固的地基上，本隧道洞口地基土强度较低，做基础前可采用压浆进行地基加固处理，墙面采用釉面砖镶面，表面镶缝应顺直、均匀、美观。（4）洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连成整体，确保拱墙连接良好。洞门墙端的砌筑与回填必须两侧同时进行，防止对衬砌产生偏压。（5）洞口段采用双侧壁导坑法进洞，人工开挖，需要时采用弱爆破，进尺1m。开挖前采用管棚注浆法对围岩进行预加固，开挖后用钢架紧贴洞口开挖面进行支护，再进行下次开挖作业。施工过程中加强监控量测，收集量测数据及时分析指导施工。4.2.3明洞施工明洞施工除了做好上述洞口施工的相应事项外，还应选择合适的施工方法进行开挖和衬砌的施工。94 营盘路隧道进洞口段地表平缓，山体以隧道轴线为中心大致对称分布，不会对隧道形成偏压影响；洞口段100m左右为ⅴ级围岩，有相当一段长度为坡积含碎石亚粘土，其他部分为熔结凝灰岩节理裂隙发育，但路面标高以下地层下伏青灰色凝灰岩，岩体呈大块状砌体结构，属硬质岩，可作为路面基础。综合上述明洞段的地形地质条件，基于其上覆岩层破碎，边墙拱脚处岩层承载力较好这样的情况，明洞段采用全部明挖先墙后拱的施工方法。全部明挖先墙后拱法的施工顺序如下：（1）从上向下分台开挖临时边坡、仰坡，人工开挖，边坡开挖线设为1：0.3，仰坡坡率临时放坡为7°左右，采用临时喷锚支护保证仰坡的稳定。（2）施作两侧边墙结构，根据设计图纸严格操作，进行边墙衬砌施工。（3）施作拱圈结构，明洞衬砌其拱圈要按断面要求，制作定型挡头板，内、外模及骨架，加强各部分内、外模支撑，防止变形及位移。（4）作防水层及回填，在衬砌达到设计强度的70%左右时进行回填，边墙墙背采用5#浆砌片石回填，拱顶采用原开挖石渣回填，密实。回填土坡度设为7°，最低回填高度设为1.5m。回填土尽量做到对称，防止产生偏压，如回填土高度与原坡面有高差，对原坡面进行适当放坡，使回填土与原坡面连接连贯。明洞与隧道衔接的施工方法，隧道部分的拱圈必须由内向外和明洞拱圈衔接，施工时把隧道洞身衬砌向明洞方向延长一定的长度，达到整体防水效果。4.2.4暗洞施工4.2.4.1开挖方式营盘路隧道围岩级别分别为Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级，有深埋段和浅埋段，因此根据《公路隧道施工技术规范》，类比其他工程，本隧道各级围岩所采用的开挖方式如下：表4-1各级围岩开挖方法围岩级别开挖方式施工顺序Ⅲ正台阶法上半部开挖—拱部初期支护—下半部中央部分开挖—边墙部分开挖—边墙初期支护—二次支护Ⅳ短台阶法施工顺序同上，短台阶一般超前5m94 Ⅴ和浅埋段双侧壁导坑开挖先行导坑上部开挖—先行导坑下部开挖—先行导坑锚喷支护、钢架支撑、设置临时壁墙支撑—后行导坑上部开挖—后行导坑下部开挖—后行导坑锚喷支护、钢架支撑，设置临时壁墙支撑—中央部拱顶开挖—中央部拱顶锚喷支护、钢架支撑—中央部其余部分开挖—浇筑仰拱混凝土—浇筑全周衬砌注意事项：（1）正台阶开挖时上台阶一般超前50m，上台阶钻孔可以与下台阶出渣平行作业，以加快进度，减少工期。（2）短台阶开挖进尺控制在5m以内，开挖后及时支撑与支护待拱圈混凝土达到设计强度的70%后再进行下部断面的开挖，开挖后及时支护。（3）双侧壁导坑开挖进尺控制在10m以下，必须作好超前支护后再进行开挖，开挖后及时支撑和支护，保证施工人员的安全。4.2.4.2掘进方法考虑到经济及施工进度，主要采用钻爆法掘进，浅埋段和进洞开挖在必要时采用人工掘进。钻爆法开挖掘进时采用光面爆破法。爆破作业时，先根据爆破设计中的参数进行爆破，在爆破作业中不断积累经验并修正设计爆破参数，以达到最佳爆破效果。（1）爆破设计①钻爆参数的确定本隧道光面爆破掘进采用如下表的参数：表4-2爆破参数表围岩级别炮眼直径（mm）炮眼深度（m）装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线V（cm）相对距离周边眼装药集中度q（kg/m）Ⅲ422.51.564800.80.35Ⅳ381.21.756700.80.25②爆破器材的选用光面爆破的器材主要有：炸药、非电塑料导爆系统、毫秒雷管和导爆管等。本隧道光面爆破对所使用的器材要求有：炸药要选择低爆速、低密度、低猛度、高爆力、小直径、传播性能良好的炸药；选择分段多，起爆同时性好的毫秒雷管。根据上述要求选用的器材如下：2号岩石炸药，药卷直径分别为28mm、22mm、94 20mm，炸药爆速为2100m/s；在掏槽眼采用毫秒雷管，其余炮眼采用间隔为100~200ms的等差雷管，其振动速度为毫秒雷管采用振速的60%，并利用雷管自身的误差进行降振。导爆管：采用普通、抗水的导爆管。③炮眼设计a掏槽眼：采用双临空平行直眼掏槽，中空眼钻孔由小钻头改为大钻头将钻孔扩大，掏槽眼布置在开挖中心线左侧1.0m，高度为1.2m的位置。掏槽眼深度比其他炮眼深0.2m。b周边眼间距E根据上表取用，周边眼至内圈眼距离为0.6m，采用不偶合和间隔装药结构，不偶合系数见上表。周边眼设计位置考虑0.04的外插斜率。c底板眼：底板眼间距0.6m。d其它炮眼：采用横向间距0.8m，竖向间距1m。e炮眼数目：N=ks/αβ,详见炮眼布置图。1—掏槽眼2—周边眼3—辅助眼4—底板眼图4-1炮眼布图④钻孔钻孔采用风动凿岩机进行钻孔作业。钻孔作业方法步骤:a钻孔前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按照钻爆设计实施。94 b定人、定位、对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。c严格控制炮眼间距，误差不得大于6cm，方向相互平行，严禁相互交错，炮眼利用率达90%以上，软岩开挖轮廓要圆顺、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求。d严格控制周边眼钻孔外插角度，相邻两茬炮之间错台不大于10cm。⑤起爆顺序：光面爆破分区起爆顺序是：掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼。4.2.4.3出渣与运输施工单位的出渣运输作业应符合下列要求：（1）装渣设备能在隧道开挖断面内发挥高效率，其装渣能力应与每次开挖土石方量及运输车辆的容量相适应。（2）机械装渣作业应严格按操作规程进行，不得损坏已有的支护及临时设备。在台阶或棚架上向下扒渣时，应保证渣堆稳定，防止滑坍伤人。（3）卸渣作业应根据弃渣场地形条件、弃渣利用情况、车辆类型，妥善布置卸渣线，卸渣应在布置的卸渣线上依次进行。（4）卸渣场地应修筑永久排水设施和其他防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃渣堆。（5）因隧道长度较长，开挖中应采用有轨运输，减少机械的烟雾排放量。4.2.4.4初期支护施工初期支护主要作业为打锚杆、挂钢筋网和喷射混凝土。施工顺序大致为：先喷射5cm混凝土—钻孔安设锚杆—挂钢筋网—喷射剩余厚度混凝土。A锚杆施工要点：（1）检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符；按设计要求截取砂浆锚杆杆体，并整直、除锈和除油。（2）钻孔前必须根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差为mm，孔深允许偏差为mm，孔径大于杆体直径15mm。（3）钻孔要求圆且直，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。（4）砂浆配合比为：，砂的最大粒径为3mm。砂浆必须拌和均匀，一次拌和的砂浆必须在初凝前用完。（5）灌浆作业中，注浆管应插至距孔底为5cm左右，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。如孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。如有特殊原因注浆中途暂停超过30min时，必须用水润滑灌浆罐及其管路，保证灌浆罐通畅。94 （6）在局部有水地段，如遇孔内流水，可在附近另行钻孔安设锚杆。B喷射混凝土采用湿喷法，水平输送距离限制为40m，避免设备管路因距离太长塞堵。其施工要点如下：（1）选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，粒径5~12mm连续级配碎（卵）石，化验合格的拌和用水。喷射混凝土配合比：灰骨比：1：4，骨料含砂率：50%，水灰比：0.4。（2）喷射混凝土严格按照设计配合比拌合和及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。（3）喷射混凝土前,认真检查隧道断面尺寸,对欠挖部分及所有开裂、破碎、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚渣。（4）喷射混凝土分段、分块、先墙后拱、自下而上的顺序进行；喷射作业时，喷嘴做反复缓慢的螺旋运动，螺旋直径约20~30m，以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少混凝土的回弹量。（5）隧道喷射混凝土厚度﹥5cm时，分两层作业。第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1小时后进行，需冲洗第一层混凝土面。两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层。（6）喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于14天，喷射混凝土后开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4小时.（7）在有水地段，喷射混凝土采取以下措施：a当水量不多时，可设导管引排水后再喷射混凝土；当涌水量范围大时，可设树状导管后喷射混凝土；当涌水严重时可设置泄水孔，然后喷射混凝土。b增加水泥用量，改变配合比，喷射混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再向导管附近喷射混凝土。（8）在已喷射混凝土的表面上，不允许混凝土开裂、漏水、也不允许钢筋网、锚杆外露。C钢筋网施工隧道钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为1～2个网格，采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。D钢拱架安装94 在Ⅴ级围岩浅埋段施工时，需用到钢拱架支撑。钢架按设计预先在洞外钢结构厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。格栅钢拱架作为初期支护的加强措施，与Ⅴ级围岩衬砌配合使用，营盘路隧道洞口段，格栅钢拱架纵向间距1.0榀/m，格栅钢拱架间沿纵向用φ12钢筋联接，纵向联接筋环向间距为1.0m。格栅钢拱架应与附近锚杆点焊联接，洞外分段焊接，洞内组装用螺栓联接，点焊加固。（1）制作加工格栅钢架采用胎模焊接。钢拱架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。每榀钢拱架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲小于2cm。钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。（2）钢架架设工艺要求安装前清除底脚下的虚碴及杂物。钢拱架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度误差为±2°。（3）沿钢拱架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。（4）钢拱架底脚置于牢固的基础上。钢拱架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。（5）钢拱架与喷混凝土应形成一体，钢拱架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；各种形式的钢拱架全部要被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。（6）其它注意事项：a安装前分批检查验收加工质量。b清除干净底脚处浮渣，超挖处加设木垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔。c按设计焊接定位系筋及纵向连接，接头板拧紧螺栓，确保安装钢架质量。d严格控制钢拱架的中线及标高尺寸。e钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢架密贴、牢固、稳固。f确保初喷质量，拱架在初喷5cm后架立。94 第五章隧道衬砌施工5.1衬砌设计一般规定公路隧道应作衬砌，根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌；三级及三级以下公路隧道，在I、II、III级围岩条件下，隧道洞口段应采用复合式衬砌或整体式衬砌，其它段可采用喷锚衬砌。隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。在施工阶段，还应根据现场监控量测调整支护参数，必要时可通过试验分析确定。衬砌设计应符合下列规定：1衬砌断面宜采用曲边墙拱形断面。2隧道围岩较差地段应没仰拱。仰拱曲率半径应根据隧道断面形状、地质条件、地下水、隧道宽度等条件确定。路面与仰拱之间可采用混凝土或片石混凝土填充。当隧道边墙底以下为整体性较好的坚硬岩石时，可不设仰拱。3隧道洞口段应设加强衬砌。加强衬砌段的长度应根据地形、地质和环境条件确定，一般情况下两车道隧道应不小于l0m，三车道隧道应不小于15m。4围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸5—l0m。5偏压衬砌段应向一般衬砌段延伸，延伸长度应根据偏压情况确定，一股不小于lOm。6净宽大于3．Om的横通道与主洞的交叉段均应设加强段衬砌，加强段衬砌应向各交叉洞延伸，主洞延伸长度不小于5．Om，横通道延伸长度不小于3．Om。5.2初期支护初期支护采用喷锚支护，由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式组合使用，根据不同围岩级别区别组合。锚杆支护采用全长粘结锚杆。由工程类比法，结合《公路隧道设计规范》，初期支护喷射混凝土材料采用C2094 级混凝土，支护参数取值如下表：表5-1初期支护参数表围岩级别喷射砼厚度(cm)锚杆(m)钢筋网钢拱架拱墙仰拱位置长度间距杆体材料Ⅲ15-拱墙3.01.220MnSi钢筋拱、墙@25x25-Ⅳ20-拱墙4.01.020MnSi钢筋拱、墙@20x20-Ⅴ30-拱墙5.00.820MnSi钢筋拱、墙(双层)@20x20-Ⅴ级浅埋30-拱墙5.00.820MnSi钢筋拱、墙(双层)@20x20拱、墙、仰拱其他参数、锚杆布置见衬砌断面图。5.3二次衬砌（1）钢筋施工施工准备：钢筋进场后进行复检，将检测报告报监理工程师审查；钢筋现场堆放采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。为保证钢筋工程的及时性、准确性，根据图纸、规范要求，及时技术交底，做到放样及时、准确，能指导施工；钢筋工必须持证上岗，保证钢筋加工质量。钢筋加工：开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。加工时钢筋平直，无局部曲折。钢筋表面应洁净，无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别、钢号和直径必须符合设计要求。94 钢筋安装：钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸符合设计图规定。钢筋制作及安装严格按有关规程、规范及设计图纸要求，由钢结构加工厂统一制作。（2）拱墙衬砌混凝土施工营盘路隧道衬砌采用全断面钢模整体式液压衬砌台车，采用混凝土输送泵泵送作业，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2.0m，插入式振捣棒振捣。混凝土在拌合站集中拌合，混凝土运输车送输、泵送入模、机械振捣。混凝土运输采用混凝土罐车输送，挡头模板采用制式钢模，确保施工缝处混凝土质量。混凝土由本标段统一规划的自动计量拌和站生产，采取商品化混凝土供应模式，就近供应。混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作，钢筋角隅处要加强振捣并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。混凝土衬砌施工作业程序见下表：表5-2混凝土衬砌施工作业程序图序号施工步骤说明1仰拱混凝土初期支护1.仰拱每节长6-8m，并立端头模板2.浇注仰拱混凝土2钢筋防水板1.施作拱边墙防水层(用工作台车)2.绑扎拱、墙钢筋3模板液压衬砌台车走行轨1.验收防水层及钢筋2.凿毛施工缝，清洗干净3.台车就位，并检查尺寸达到设计要求4.灌注混凝土（3）注浆回填94 为确保初期支护与二次衬砌密实无空洞，在初期支护完成后二次衬砌前对初期支护背后进行地质雷达检测，发现空洞后采取注浆回填；二次衬砌时，在拱部每隔一定距离预埋一根注浆管，注浆管采取保护措施，防止混凝土进入将其堵死，在衬砌混凝土强度达到后进行注浆，注浆材料选用水泥砂浆，注浆从低标高注浆孔开始，注浆压力不小于1Mpa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。（4）仰拱(填充、底板)施工为保证施工安全，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。在隧道正洞Ⅳ、Ⅴ级围岩、沙土质洞段中，待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩收敛量测结果，拆除临时支护，开挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土长度6～8m。①施工方法为保证施工质量，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题，采用仰拱栈桥进行施工。移动仰拱栈桥示意图见5.3。图5.2移动仰拱栈桥示意图②仰拱和底板施工：施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填；仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度；底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；仰拱成型采用浮放模板支架；仰拱、底板混凝土整体浇筑，一次成型；填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑，仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑；仰拱施工缝和变形缝作防水处理；填充混凝土强度达到5mPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。（6）沉降缝和施工缝处理94 在围岩类别变化处或特殊地段应设沉降缝，沉降缝应设在施工缝处，复合式衬砌中，发现围岩对衬砌有不良影响的硬、软岩分界处应设沉降缝。在洞口地段应设置伸缩缝。地下水丰富的隧道中，所有的沉降缝和伸缩缝均应进行防水处理。在二次衬砌施工缝中加设BW型吸水膨胀止水条，用铁钉或木钉将止水条钉牢在上一组衬砌的堵头板位置中间，钉设要牢固，防止二次衬砌混凝土浇筑时止水条掉落。（7）二次衬砌混凝土强度达到2.5mPa时，进行拆模。94 第六章隧道施工防排水隧道防排水应视水文地质条件因地制宜地采取“以排为主，防、排、截、堵相结合”，对地表水，地下水妥善处理，使洞内外形成一个完整通畅的防排水系统。以期达到以下要求：拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水；隧道衬砌背后不积水，排水沟不堵塞；车行横通道、人行横通道等服务通道拱部不滴水，边墙不淌水。争取在隧道建成后洞内基本干燥的要求，保证结构和设备的正常使用和行车安全。营盘路隧道的防排水设计分为衬砌防排水、路面排水和洞口排水。6.1衬砌防水在初期支护和二次衬砌之间敷设一层EVA复合土工布防水板,作为第一道防水措施，防水板敷设范围为自拱部至边墙下部引水管。同时，拱部及边墙二次衬砌采用不低于S6防水混凝土，作为第二道防水措施。二次衬砌沉降缝用中埋式橡胶止水带，施工缝用遇水膨胀止水条（带注浆管）止水。带注浆管遇水膨胀止水条是采用主动防水和被动防水相结合的一种新型防水材料，遇水膨胀止水条（主动防水）以天然钠基膨润土为主要原料，以橡胶为载体配以其它的辅助材料经加工挤出来。由于膨润土吸水后膨胀使止水条具有以水止水，主动止水的功效；当主动防水由于多种原因造成渗漏后可以通过预埋的注浆管（被动止水）注入无机浆料将二次浇注混凝土后在施工缝上所留下空洞或细微缝隙填实，达到被动止水的功效。6.2衬砌排水隧道开挖后，根据各级围岩地下水的发育状况，在围岩环向布设Ω型弹簧排水管以引围岩渗漏水至基底纵向排水管内，使隧道初期支护排水良好。为了有效地排除二次衬砌背后积水，消除二次衬砌背后的静水压力，在初期支护与防水层之间每间隔10m（局部渗水量大的地段可适当减小其间距）设置一处环向Φ100mm的透水软管，环向软管与边墙的纵向排水管（Φ100mm双壁HDPE94 打孔波纹管）相接，然后通过横向引水管（Φ100mm双壁HDPE打孔波纹管）将水引入底板或仰拱内中间排水沟Φ300mm排出洞外。中间排水沟纵坡与隧道纵坡一致。环向排水管、透水软管、纵向排水管、横向引水管应用无纺布包裹。6.3路面基层排水为了防止路面底层地下水上升到路面影响行车安全，在路面平整层下设置Φ50mm双壁HDPE打孔波纹管以排除隧道底部渗水，双壁HDPE打孔波纹管纵向间距为10m，与路面下的底板或仰拱内中间排水沟Φ300mm连通。6.4路面排水在路面两侧设置Φ300mm开口式路侧排水沟，用于路面积水以及隧道清洗等污水的排除通道，排水沟纵坡与隧道纵坡一致。在墙脚与检修道交角处设置宽45cm、深45cm的纵向凹槽，以利检修道面清洁排水。6.5洞口排水在洞口仰坡外缘5m以外，设置天沟，并加以铺砌。对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填，对裂缝进行堵塞。为防止洞外水流入隧道，在地表水上游设反向排水边沟或采取截流措施，地下水上游设泄水洞，洞外井点降水。营盘路隧道防排水示意图如下图：94 94 参考文献[1]覃仁辉主编，隧道工程[M]，重庆大学出版社，2001.12；[2]王毅才主编，隧道工程[M]，人民交通出版社，2000.8；[3]JTGD70-2004公路隧道设计规范[M]，人民交通出版社,2004.9[4]JTJ042-94公路隧道施工技术规范[M]，人民交通出版社,1995.8；[5]陶龙光巴肇伦编著，城市地下工程[M]，科学出版社，1996.11；[6]JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范[M]，人民交通出版社,1999.12；[7]张庆贺、朱合华编著，土木工程专业毕业设计指南“隧道及地下工程分册”[M]，中国水利水电出版社，1999.4；[8]徐干成、白洪才等编注，地下工程支护结构[M]，中国水利水电出版社，2001.9；[9]黄成光主编，公路隧道施工[M]，人民交通出版社，2001.8；[9]吕康成主编，公路隧道运营设施[M]，人民交通出版社，1998.7；[10]王海亮主编，铁路工程爆破[M]，中国铁道出版社，2001.3；[11]EinarBroch,ChrisRogers,TunnellingandUndergroundSpaceTechnology[J],Vol.21.No3-4,May-july,2006[12]ChrisHanke,TunnelsandTunnellingInternational[J],February200794 附录A衬砌内力计算Ⅳ、Ⅴ级围岩各断面衬砌内力计算过程如下：A.1Ⅳ级围岩正常断面衬砌内力计算计算图示如下图Ⅳ围岩正常断面内力计算图示（1）衬砌几何尺寸内轮廓线半径，，内径、所画圆曲线的终点截面与竖轴的夹角，截面厚度。（2）半拱轴线长度S及分段轴长半拱长度94 ，将半拱轴线等分为10段，每段轴长。（3）各分块截面中心几何要素各分块截面中心几何要素计算原理见5.4.3，结果见单位位移计算表。（4）主动荷载下的内力计算①单位位移表A1单位位移计算表截面xydI积分系数1/30001000.50.0104960096119.22080.1600.9871.35030.10890.50.01049610.4541.138118.0474218.44160.3160.9492.66570.43270.50.01049641.53917.974197.05242327.66240.4640.8863.91220.96320.50.01049692.46789.064369.9994436.88320.6000.8005.05761.68650.50.010496161.904273.051692.8592546.1040.7210.6936.07232.58410.50.010496248.074641.0471233.1944655.87240.8280.5616.92933.62810.50.010496348.2981263.6592056.2542768.96930.9330.3597.55584.82750.50.010496463.4402237.2573260.1374882.06620.9900.1387.89426.13770.50.010496589.2193616.4514890.8892995.16310.996-0.097.92697.49050.50.010496719.0885386.3296920.505410108.260.9496-0.317.6528.81750.50.010496846.4807463.8379252.79719603081.63517183.8924307.16。计算精度校核为：角度闭合差。94 （A1）闭合差为0。②载位移根据《公路隧道设计规范》Ⅳ级围岩中二次衬砌承担30%的外荷载，则，。每一个分块上的作用力：竖向力：，由计算图示得出如下：水平压力：，由计算图示得出如下：，。自重力：。各分块上各集中力对下一截面的力臂由计算图示量得，分别记为、、，由上述公式，各外力及其力臂如下表：表A2外力及相应力臂截面集中力力臂QGE0000000172.00516.9431.1400.65480.67260.3028269.93316.9433.4190.59780.65090.4037366.30716.9435.6980.52550.61230.4943461.12616.9437.6670.43950.5580.5721553.87416.9439.5310.34220.48920.6351645.58616.94311.1890.23510.40710.681733.67116.94312.9500.09350.27930.7143818.13116.94314.090-0.07070.13270.721793.10816.94314.608-0.2435-0.02160.682310016.94314.4010-0.17440.608894 结合计算图式，计算各分块、如下：表A3计算表截面---000000000147.14911.3960.345000058.890241.80611.0281.38088.9481.140117.0020.369230.475334.84410.3742.817175.8244.558219.1652.418500.093426.8659.4544.386259.07410.257296.7437.419844.960518.4368.2896.053337.14317.923342.09916.0881235.925610.7176.8987.620407.96127.455349.62228.6631639.44573.1484.7329.250470.49038.644294.76246.3491997.6878-1.2822.24810.169521.10451.594176.34267.5982252.7629-0.757-0.3669.967556.17865.68418.18788.8572368.650100.000-2.9558.767576.23080.292-158.406106.5472322.60394 表A4计算表截面sinacosaSina(Q+G)cosa0010000010.1600.98788.9481.14014.2531.12513.12820.3160.949175.8244.55855.6204.32451.29530.4640.886259.07410.257120.2789.084111.19440.6000.800337.14317.923202.34914.336188.01350.7210.693407.96127.455293.97619.036274.94160.8280.561470.49038.644389.46721.680367.78670.9330.359521.10451.594486.39318.515467.87780.9900.138556.17865.684550.8559.066541.78890.996-0.09576.23080.292573.892-7.226581.117100.9496-0.31593.17394.692563.303-29.670592.973主动荷载产生的弯距校核为：从计算表中得出，闭合差94 。主动荷载位移计算如下：表A5主动位移计算截面积分系数1/30096010001158.8919610.4541.10895653.424615.6586269.08242230.4809641.5391.432722125.6399573.76431699.40423500.1039692.4671.963248008.95746242.22894251.18544844.97796161.9042.686581116.201136802.472217918.673251235.95096248.0743.5841118648.836306600.457425249.294461639.47896348.2984.6281157386.699571014.682728401.381271997.72796463.4405.8275191777.909925807.8551117585.764482252.80796589.2197.1377216265.1161327370.4021543635.518292368.69596719.0888.4905227390.3691703267.5581930657.9264102322.64496846.4809.8175222969.9141966037.2182189007.13211180891.7365995231.6287176123.364计算精度校核如下：（A2）闭合差为0。③墙底位移计算单位弯距作用下的转角：94 主动荷载作用下的转角：。④解力法方程衬砌矢高力法方程系数如下：将各系数代入式（5-12），得出立法方程式如下：解方程得：⑤计算各截面内力表A6弯距计算表截面-00406.8090.000406.809158.890406.80923.926371.8452230.475406.80995.066271.4003500.093406.809211.619118.3354844.960406.809370.531-67.62051235.925406.809567.737-261.37961639.445406.809797.108-435.52871997.687406.8091060.621-530.25682252.762406.8091348.477-497.47592368.650406.8091645.693-316.148102322.603406.8091937.24021.446表A7轴力计算表截面94 00219.704219.704113.128216.865229.993251.295208.421259.7173111.194194.592305.7854188.013175.733363.7455274.941152.332427.2736367.786123.262491.0497467.87778.845546.7228541.78830.325572.1149581.117-19.771561.34610592.973-68.840524.133（5）弹性抗力作用下的内力计算①弹性抗力强度计算抗力上零点设在截面5，，抗力最大值设在截面8，，抗力下零点设在墙角处。由以上计算得出相关数据如下，计算得bh段各截面抗力值为：。、直接在计算图示上量取得到：，计算得截面9的抗力值为：。取，将以上计算列入下表：表A8弹性抗力强度计算表截面5001.395700010060.3600.181.39570.262372.5320.9540.3000.2500.07970.7620.5611.39570.817485.62230.9970.0760.8150.062810.8811.39571.283798.71250.988-0.1511.269-0.19490.7480.8741.39571.2735111.80270.928-0.3711.182-0.4731000.3741.39570.545124.8930.820-0.5720.447-0.312②计算单位抗力及其相应的摩擦力在基本结构中产生的内力表A9计算表94 截面60.5062-0.133　　　　　　　-0.13371.8499-0.4850.6435-0.526　　　　　　-1.01183.1936-0.8381.9919-1.6280.6964-0.894　　　　-3.36094.4676-1.1723.3291-2.7212.0457-2.6260.7673-0.977　　-7.496105.6056-1.4704.5856-3.7483.3811-4.3402.1176-2.6970.9524-0.519-12.775在计算图示上量取各截面轴线与水平线的夹角，由此计算，表A10计算表截面655.87240.8280.5610.0790.0650.2500.140-0.075768.96930.9330.3590.1410.1321.0650.383-0.251882.06620.9900.138-0.053-0.0532.3340.322-0.375995.16310.996-0.09-0.526-0.5243.517-0.316-0.20810108.260.950-0.31-0.838-0.7963.964-1.2420.446⑤单位抗力及相应摩擦力产生的载位移表A11载位移计算表截面积分系数1/36-0.13396348.2984.6281-12.746-46.242-58.98827-1.01196463.4405.8275-97.077-468.637-565.71348-3.36096589.2197.1377-322.546-1979.690-2302.23629-7.49696719.0888.4905-719.651-5390.544-6110.194494 10-12.77596846.4809.8175-1226.387-10813.670-12040.0571-1721.293-12767.419-14488.712。计算精度校核为：，闭合差为0。单位抗力及相应摩擦力作用下的转角：得出单位抗力作用下的力法方程：解得⑥计算单位抗力作用下各截面内力单位抗力作用下的内力计算见下表：表A12弯距计算表截面-00-2.8600-2.86010-2.8600.191-2.66920-2.8600.758-2.10194 30-2.8601.688-1.17240-2.8602.9560.09650-2.8604.5291.6696-0.133-2.8606.3593.3667-1.011-2.8608.4614.5908-3.360-2.86010.7574.5389-7.497-2.86013.1282.77210-12.775-2.86015.454-0.181表A13轴力计算表截面001.7531.753101.7301.730201.6631.663301.5521.552401.4021.402501.2151.2156-0.0750.9830.9087-0.2510.6290.3788-0.3750.242-0.1339-0.208-0.158-0.365100.446-0.549-0.103⑦最大抗力值求解表A14、计算表截面积分系数1/3039053.676-274.5286.1377239699.747-1684.9731135697.125-256.2056.0288215210.829-1544.6124226054.366-201.7255.705148640.156-1150.8382311360.134-112.4655.174558783.013-581.951494 4-6491.5669.2344.4512-28895.25741.10125-25092.394160.2593.5536-89168.331569.49846-41810.642323.1722.5096-104927.986811.03227-50904.604440.6431.3102-66695.212577.33148-47757.616435.6150001247284.922-2067.106（A3）（A4）最大抗力值：（A5）（6）计算衬砌总内力计算过程如下：表A15总内力计算表截面e积分系数1/30406.809-324.94681.863219.704199.156418.8600.1957858.823011371.84568.587229.993196.582426.5750.1616584.324717.033494 -303.2582271.400-238.77232.628259.717188.928448.6450.0733132.2761355.33623118.335-133.120-14.785305.785176.392482.177-0.031-1419.361-1367.12844-67.62010.929-56.691363.745159.297523.042-0.108-5442.334-9178.49725-261.379189.692-71.688427.273138.085565.358-0.127-6882.006-17783.79246-435.528382.523-53.004491.049103.189594.238-0.089-5088.412-18461.26827-530.256521.569-8.687546.72242.999589.721-0.015-833.989-4026.08448-497.475515.61718.142572.114-15.123556.9910.0331741.64010689.66429-316.148314.987-1.161561.346-41.528519.818-0.002-111.428-834.65241021.446-20.5510.895524.133-11.717512.4160.00285.884757.2851-4672.932-41203.580计算精度校核：根据拱顶截面的相对转角和相对水平位移应为零的条件来进行算：（A6）（A7）（A8）闭合差；（A9）（A10）（A11）闭合差。A.2Ⅳ级围岩紧急停车带衬砌内力计算计算图示如图A2所示94 图A2Ⅳ级围岩紧急停车带衬砌内力计算图式（1）衬砌几何尺寸内轮廓线半径，，内径、所画圆曲线的终点截面与竖轴的夹角，截面厚度。（2）半拱轴线长度S及分段轴长半拱长度，将半拱轴线等分为10段，每段轴长（3）主动荷载作用下的内力计算①单位位移计算表A16单位位移计算表截面xydI积分系数1/30001000.50.0104960096118.66890.1510.9891.50530.1140.50.01049610.9441.248119.136494 217.33780.2980.9552.97620.45350.50.01049643.53619.744202.8162326.00670.4390.8994.37921.01080.50.01049697.03798.085388.1584434.67570.5690.8225.68231.7730.50.010496170.208301.779738.1952543.34460.6860.7276.85562.72280.50.010496261.389711.7091330.4874653.93790.8080.5897.86263.84650.50.010496369.2641420.3742254.9022766.40780.9160.4008.61365.15430.50.010496494.8132550.4143636.0394878.87770.9810.1939.06476.59330.50.010496632.9574173.2745535.1882991.34760.999-0.0249.19468.09580.50.010496777.1976292.0307942.423410103.81710.971-0.2398.99729.59090.50.010496920.7268830.59510768.04819603306.05819758.29227330.407计算精度校核为：角度闭合差为0。闭合差为0。②载位移，。每一个分块上的作用力：竖向力：，由计算图示得出如下：水平压力：，由计算图示得出如下：，。94 自重力：。各分块上各集中力对下一截面的力臂由计算图示量得，分别记为、、，计算如下表：表A17各外力及其力臂截面集中力力臂QGE0000000188.88818.8881.3850.73380.75050.3056287.15718.8884.0400.67940.7290.4127383.11618.8885.7720.60950.6910.5103477.34418.8889.0040.52570.63710.5963569.84118.88811.1980.42980.56870.6687660.02818.88813.3910.31670.47740.7264745.02118.88815.5840.160.33990.7776823.08818.88817.201-0.01160.18640.793998.08118.88818.009-0.2076-0.02410.772110018.88818.0090-0.13940.7112表A18计算表截面--000000000165.22614.1760.423000079.82594 259.21413.7691.667107.7761.385158.5280.470313.475350.65913.0522.945213.8215.426299.9913.024683.147440.66012.0345.369315.82611.198411.5538.5351161.297529.77010.7427.488412.05820.202483.46819.1881711.952619.0119.0179.727500.21031.400503.71235.2842288.70377.2036.42012.118579.12744.791434.92458.5772807.9468-0.2683.52113.656643.03660.375290.07486.8803201.8089-1.678-0.45513.904685.01277.57688.983116.5573419.120100-2.63312.808711.98195.584-140.545142.9083431.658表A19计算表截面sinacosaSina(Q+G)cosa0010000010.1510.989107.7761.38516.2451.36914.87520.2980.955213.8215.42663.7205.17958.54130.4390.899315.82611.198138.48210.064128.41840.5690.822412.05820.202234.43316.614217.81950.6860.727500.21031.400343.33722.835320.50160.8080.589579.12744.791468.15426.367441.78870.9160.400643.03660.375589.28924.164565.12680.9810.193685.01277.576672.14614.965657.18190.999-0.024711.98195.584711.784-2.248714.032100.971-0.239730.869113.593709.720-27.129736.849主动荷载产生的弯距校核为：94 从计算表中得出闭合差。主动荷载位移计算表A20主动荷载位移计算表截面积分系数1/30096010001179.8259610.9441.1147663.214873.6068536.82042296.6949643.5361.453530093.60513647.45043741.05523632.7579697.0372.010865582.08266290.369131872.451441060.66696170.2082.773111484.517197662.048309146.565251545.16296261.3893.7228164347.397447485.092611832.489462044.87496369.2644.8465219715.480845135.5961064851.076272487.52296494.8136.1543269562.8471389407.7811658970.628482801.33396632.9577.5933307399.0902028126.9792335526.070292940.46896777.1979.0958328228.2982657270.6582985498.9574102881.60196920.72610.5909329431.9263159548.6583488980.58411669450.8889191334.27710860785.164计算精度校核如下：闭合差为0。③墙底位移计算单位弯距作用下的转角：94 主动荷载作用下的转角：④解力法方程衬砌矢高。力法方程系数如下：得出立法方程式如下：解方程得：⑤计算各截面内力表A21弯距计算表截面-00538.4560.000538.456179.825538.45634.755493.3862313.475538.456138.258363.2393683.147538.456308.162163.47241161.297538.456540.534-82.30751711.952538.456830.099-343.39762288.703538.4561172.681-577.56672807.946538.4561571.389-698.10183201.808538.4562011.438-652.180193419.120538.4562468.163-412.426103431.658538.4562923.97330.847表A22轴力计算表94 截面00304.870304.870114.875301.387316.262258.541291.018349.5583128.418273.999402.4184217.819250.720468.5395320.501221.713542.2146441.788179.465621.2537565.126122.016687.1428657.18158.811715.9929714.032-7.170706.86210736.849-72.812664.036（5）弹性抗力作用下的内力计算①各截面的抗力强度抗力上零点设在截面5，，抗力最大值设在截面8，，，，计算得bh段各截面抗力值为：，取，各截面抗力强度计算如下：表A23抗力强度计算表截面94 5001.565400010060.3710.18551.56540.30366.47020.9170.3990.2780.12170.750.56051.56540.91677.5910.9770.2150.8950.197810.8751.56541.43089.62711.0000.0071.4300.00990.7480.8741.56541.429101.4220.980-0.1981.400-0.2831000.3741.56540.611112.1370.926-0.3770.566-0.230④计算单位抗力及其相应的摩擦力在基本结构中产生的内力表A24计算表截面60.556-0.169　　　　　　　-0.16972.0546-0.6230.7153-0.655　　　　　　-1.27883.5544-1.0782.2177-2.0310.7662-1.096　　　　-4.20594.9737-1.5083.7073-3.3962.2688-3.2440.8504-1.215　　-9.363106.2757-1.9035.1307-4.7003.7633-5.3812.3507-3.3581.0553-0.645-15.986在计算图示上量取各截面轴线与水平线的夹角，由此计算：表A25计算表截面653.93790.8080.5890.1210.0980.2780.164-0.06694 766.40780.9160.4000.3180.2911.1730.469-0.178878.87770.9810.1930.3270.3212.6030.502-0.181991.34761.000-0.0240.0440.0444.003-0.0940.13810103.8170.971-0.239-0.186-0.1814.569-1.0910.910⑤单位抗力及相应摩擦力产生的载位移计算单位抗力及相应摩擦力产生的载位移如下：表A26载位移计算表截面积分系数1/36-0.16996369.2644.8465-16.177-62.225-78.40227-1.27896494.8136.1543-122.671-632.282-754.95348-4.20596632.9577.5933-403.584-2662.725-3066.30929-9.36396777.1979.0958-898.750-7276.097-8174.847410-15.98696920.72610.5909-1534.650-14718.671-16253.3211-2153.284-17267.363-19420.647计算精度校核为：闭合差为0。⑥单位抗力及相应摩擦力作用下的转角及立法方程的系数⑦单位抗力作用下的力法方程：94 解得⑧计算单位抗力作用下各截面内力在单位抗力作用下，衬砌内力计算如下：表A27弯距计算表截面-00-3.4870-3.48710-3.4870.229-3.25820-3.4870.909-2.57730-3.4872.027-1.46040-3.4873.5550.06850-3.4875.4601.97360.169-3.4877.7134.05871.278-3.48710.3355.57184.205-3.48713.2305.53999.363-3.48716.2343.3851015.986-3.48719.232-0.241表A28轴力计算表截面002.0052.005101.9821.982201.9141.914301.8021.802401.6491.649501.4581.4586-0.0661.1801.1157-0.1780.8030.6258-0.1810.3870.20690.138-0.0470.09194 100.910-0.4790.431⑨最大抗力值求解表A29、计算表截面积分系数1/3051375.457-334.7336.593338733.798-2206.9971146423.845-312.7886.479300794.020-2026.6454233679.770-247.4326.140206787.053-1519.1822314673.633-140.1485.58381915.556-782.37644-8275.9576.5804.820-39892.59731.71925-32195.653189.4233.871-124613.275733.16146-53439.643389.5612.747-146788.0101070.04527-64826.581534.8051.439-93285.450769.58448-60724.378530.8720001346063.365-2755.646计算最大抗力如下：最大抗力值：（6）计算衬砌总内力表A30总内力计算表截面e94 积分系数1/30538.456-428.200110.256304.870246.254551.1230.20010584.5930.00011493.386-400.12793.259316.262243.440559.7020.1678952.8721020.62742363.239-316.52446.716349.558235.065584.6230.0804484.6882033.80623163.472-179.287-15.815402.418221.319623.736-0.025-1518.256-1534.65344-82.3078.408-73.899468.539202.515671.055-0.110-7094.344-12578.27125-343.397242.300-101.098542.214179.085721.300-0.140-9705.368-26425.77646-577.566498.320-79.246621.253136.884758.136-0.105-7607.592-29262.60427-698.101684.139-13.962687.14276.702763.844-0.018-1340.340-6908.51648-652.180680.22528.045715.99225.273741.2650.0382692.32517763.15429-412.426415.6993.273706.86211.195718.0570.005314.2222543.87641030.847-29.5991.247664.03652.989717.0250.002119.7431148.4471-5844.330-56052.384计算精度校核：根据拱顶截面的相对转角和相对水平位移应为零的条件来进行验算：闭合差；闭合差。A3Ⅴ级围岩深埋正常断面衬砌内力计算计算图式如图A3，其计算原理与上述Ⅳ级围岩各断面计算一致，因此不在赘述，仅将计算结果列出。94 图A3Ⅴ级围岩深埋正常断面衬砌内力计算（1）衬砌几何尺寸内轮廓线半径，，内径、所画圆曲线的终点截面与竖轴的夹角，截面厚度。（2）半拱轴线长度S及分段轴长半拱长度，将半拱轴线等分为10段，每段轴长。（4）主动荷载下的衬砌内力计算①单位位移计算如下表：表A32单位位移计算表截面xydI积分系数1/30001000.60.01855.5560055.556119.2300.1600.9871.35970.10980.60.01855.5566.1000.67068.425494 218.4610.3170.9492.68420.43620.60.01855.55624.23310.571114.5932327.6910.4650.8863.93920.97090.60.01855.55653.93952.369215.8034436.8210.5990.8015.09221.69990.60.01855.55694.439160.537404.9702546.1520.7210.6936.11322.60450.60.01855.556144.694376.857721.8014655.9490.8290.5606.97533.65660.60.01855.556203.144742.8181204.6622769.0300.9340.3587.60464.86520.60.01855.556270.2891315.0101911.1434882.1050.9910.1377.94436.18480.60.01855.556343.6002125.0972867.8532995.1830.996-0.0907.97657.54710.60.01855.556419.2833164.3734058.495410106.2610.960-0.2807.69978.88130.60.01855.556493.4064382.0835424.4491555.5561800.48710032.41414188.944计算精度校核为：。角度闭合差。，闭合差。②载位移计算根据《公路隧道工程设计规范》，Ⅴ级围岩二次衬砌承担70%的外荷载，故，。每一分块上的作用力竖直力：衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度，由计算图式得：，94 ，水平压力：衬砌外缘相邻两截面之间的竖直向投影长度，由计算图式得，，。自重力：钢筋混凝土构件重度。表A32各外力及其力臂截面集中力力臂QGE00000001283.99020.4748.8620.65550.67730.35292275.93320.47427.3920.59040.65540.45343261.83420.47444.3100.51010.61650.54224239.67920.47460.4230.41660.56160.6175213.49620.47475.7310.31230.49230.67586179.25620.47487.8150.19950.40940.71747132.93120.474102.3170.05160.28050.7428872.50820.474111.179-0.11830.13270.7339912.08520.474115.207-0.2937-0.02210.682710020.474112.7900-0.17570.6067表A33计算表截面---0000000001186.15513.8673.1270.0000.00000203.1492162.91113.41812.419304.4638.862403.2612.893798.0523133.56212.62224.025600.87036.254754.09219.3851741.738499.85011.49837.281883.17880.5641018.30458.7312967.403566.67510.07951.1791143.331140.9881167.341127.5374390.213635.7628.38262.9991377.300216.7181187.370228.0095912.73576.8595.74376.0011577.029304.533992.425368.0597361.82194 8-8.5782.71781.5941730.434406.850587.829536.8808562.2639-3.549-0.45278.6521823.416518.02958.714705.7119401.338100-3.59768.4301855.974633.236-513.734844.8649797.301表A34计算表截面sinacosaSina(Q+G)cosa0010000010.1600.987304.4638.86248.8358.74740.08820.3170.949600.87036.254190.27134.388155.88330.4650.886883.17880.564410.41571.337339.07840.5990.8011143.331140.988685.217112.862572.35550.7210.6931377.300216.718993.281150.131843.15060.8290.5601577.029304.5331306.631170.5181136.11370.9340.3581730.434406.8501615.824145.6031470.22180.9910.1371823.416518.0291806.13371.1551734.97790.996-0.0901855.974633.2361848.386-57.2051905.590100.960-0.2801876.448746.0261801.383-208.8972010.280主动荷载产生的弯距校核为：从计算表中得出闭合差。③主动荷载位移计算计算主动荷载位移如下表：表A35主动荷载位移计算表截面94 积分系数1/30055.5560.000100011203.14955.5566.1001.109811286.0751239.21112525.28642798.05255.55624.2331.436244336.23319339.46563675.698231741.73855.55653.9391.970996763.20593947.396190710.601442967.40355.55694.4392.6999164855.703280238.210445093.914254390.21355.556144.6943.6045243900.734635239.462879140.197465912.73555.556203.1444.6566328485.2651201139.2191529624.483277361.82155.556270.2895.8652408990.0801989818.5382398808.618488562.26355.556343.6007.1848475681.2692941993.5113417674.779299401.33855.556419.2838.5471522296.5563941824.3384464120.8944109797.30155.556493.4069.8813544294.4814834042.5705378337.05112567986.00813455913.05316023899.061计算精度校核如下：94 闭合差为0。④墙底位移计算单位弯距作用下的转角：主动荷载作用下的转角：⑤解力法方程衬砌矢高。力法方程系数如下：将各系数代入，得出立法方程式如下：解方程得：⑥计算各截面内力在主动荷载作用下，衬砌内力计算如下：表A36弯距计算表截面001119.99001119.9901203.1491119.990107.6501024.49194 2798.0521119.990427.658749.59631741.7381119.990951.887330.14042967.4031119.9901666.612-180.80054390.2131119.9902553.497-716.72565912.7351119.9903584.995-1207.75077361.8211119.9904769.927-1471.90488562.2631119.9906063.686-1378.58699401.3381119.9907399.309-882.039109797.3011119.9908707.38230.072表A37轴力计算表截面00980.417980.417140.088967.7231007.8112155.883929.9651085.8473339.078868.1271207.2054572.355784.8361357.1915843.150679.1821522.33261136.113548.9661685.07971470.221350.8711821.09281734.977134.6681869.64591905.590-88.5681817.022102010.280-274.5301735.750（5）弹性抗力作用下的内力计算①各截面的抗力强度抗力上零点设在截面5，，抗力最大值设在截面8，，，计算得bh段各截面抗力值为：；，计算得截面9的抗力值为：。取，计算各截面弹性抗力强度如下：表A38弹性抗力计算表94 截面5001.433400010060.3610.18051.43340.26463.59120.8960.4450.2360.11770.7630.5621.43340.82274.58980.9640.2660.7920.218810.88151.43341.28987.16010.9990.0501.2870.06490.7480.8741.43341.27899.54020.986-0.1661.260-0.2121000.3741.43340.547110.78210.935-0.3550.511-0.194④计算单位抗力及其相应的摩擦力在基本结构中产生的内力表A39计算表截面60.5069-0.134　　　　　　　-0.13471.8686-0.4930.6474-0.532　　　　　　-1.02583.2011-0.8452.0092-1.6510.6995-0.901　　　　-3.39794.4355-1.1703.3307-2.7362.061-2.6560.7715-0.986　　-7.548105.5077-1.4534.5434-3.7333.3796-4.3552.1325-2.7240.9621-0.526-12.791表A40计算表截面655.9490.8290.5600.1170.0970.2360.132-0.035769.0300.9340.3580.3360.3131.0280.368-0.055882.1050.9910.1370.3990.3962.3150.3180.078995.1830.996-0.0900.1880.1873.575-0.3230.51010106.2610.960-0.280-0.006-0.0064.086-1.1441.138⑤单位抗力及相应摩擦力产生的载位移表A41载位移计算表截面94 积分系数1/36-0.13796203.1444.6566-7.430-27.170-34.60027-1.04996270.2895.8652-56.938-277.016-333.95548-3.47796343.6007.1848-188.699-1167.064-1355.76229-7.72796419.2838.5471-419.332-3164.739-3584.070410-13.09596493.4069.8813-710.613-6311.171-7021.7851-1002.651-7488.886-8491.537。计算精度校核为：，，闭合差为0。⑥单位抗力及相应摩擦力作用下的转角：，单位抗力作用下的力法方程：解得⑦计算单位抗力作用下各截面内力在单位抗力作用下，衬砌内力计算如下：表A42弯距计算表截面-94 00-2.8840-2.88410-2.8840.193-2.69220-2.8840.765-2.11930-2.8841.704-1.18140-2.8842.9830.09850-2.8844.5701.6856-0.134-2.8846.4163.3987-1.025-2.8848.5364.6278-3.397-2.88410.8524.5719-7.548-2.88413.2422.81010-12.791-2.88415.583-0.092表A43轴力计算表截面001.7551.755101.7321.732201.6641.664301.5541.554401.4051.405501.2151.2156-0.0350.9820.9477-0.0550.6280.57380.0780.2410.31990.510-0.1590.351101.138-0.4910.647⑧最大抗力值求解表A44、计算表截面94 积分系数1/3062221.694-160.2436.1848384828.735-991.0721156916.166-149.5406.075345765.706-908.4574241644.245-117.7235.7486239396.107-676.7452318341.119-65.6025.213995628.762-342.04244-10044.4715.4594.4849-45048.44724.48425-39818.07693.6383.5803-142560.657335.25146-67097.204188.7642.5282-169635.151477.23327-81772.432257.0681.3196-107906.901339.22648-76588.124253.9390001399320.465-1215.072最大抗力值：（6）计算衬砌总内力表A45总内力计算表截面e积分系数1/301119.990-869.820250.170980.417529.1221509.5390.16613898.3410111024.491-811.723212.7681007.811522.2711530.0820.13911820.4551297.88642749.596-639.017110.5791085.847501.8931587.7400.0706143.2762679.69723330.140-356.096-25.9561207.205468.5201675.725-0.015-1441.994-1400.03244-180.80029.634-151.1671357.191423.5681780.759-0.085-8398.153-14276.021294 5-716.725508.277-208.4481522.332366.5481888.880-0.110-11580.451-30161.28446-1207.7501024.63-183.1161685.079285.6901970.769-0.093-10173.136-37199.09027-1471.9041395.395-76.5091821.092172.9011993.993-0.038-4250.514-20679.59848-1378.5861378.412-0.1741869.64596.1071965.7520-9.687-59.90929-882.039847.329-34.7091817.022105.9851923.007-0.018-1928.292-14553.01641030.072-27.8302.2421735.750195.0931930.8430.001124.5411106.0821-13458.568-119529.582计算精度校核：根据拱顶截面的相对转角和相对水平位移应为零的条件来进行验算：，闭合差；，，闭合差：A4Ⅴ级围岩浅埋正常断面衬砌内力计算Ⅴ级围岩浅埋正常断面衬砌内力计算所采用计算图示与深埋断面一样，见图A3。（1）单位位移计算单位位移计算见表A32。（2）主动荷载位移计算表A46各外力及其力臂截面集中力力臂94 QGE00000001468.16320.4748.1660.65550.67730.35292454.88220.47425.2400.59040.65540.45343431.64020.47440.8290.51010.61650.54224395.11620.47455.6760.41660.56160.6175351.95220.47469.7810.31230.49230.67586295.50720.47480.9160.19950.40940.71747219.14020.47494.2780.05160.28050.74288119.53120.474102.444-0.11830.13270.7339919.92220.474106.156-0.2937-0.02210.682710020.474103.9290-0.17570.6067结合计算图式，计算各分块如下表：表A47计算表截面---0000000001306.88113.8672.8820000323.6292268.56213.41811.444488.6378.166647.1992.6651266.9183220.17912.62222.138963.99233.4061209.81017.8622749.5294164.60511.49834.3521416.10574.2351632.76954.1174646.8715109.91510.07947.1581831.695129.9111870.160117.5186801.701658.9548.38258.0492204.121199.6921900.172210.0969037.354711.3085.74370.0302520.101280.6081585.900339.14311049.4788-14.1412.71775.1842759.715374.887937.475494.70112545.41494 9-5.851-0.45272.4732899.720477.33193.371650.26813355.222100-3.59763.0542940.115583.487-813.824778.48813379.343表A48计算表截面sinacosaSina(Q+G)cosa0010000010.1600.987488.6378.16678.3768.06070.31620.3170.949963.99233.406305.25731.687273.57030.4650.8861416.10574.235658.06865.733592.33640.5990.8011831.695129.9111097.766103.995993.77050.7210.6932204.121199.6921589.568138.3361451.23260.8290.5602520.101280.6082088.004157.1211930.88270.9340.3582759.715374.8872576.933134.1642442.76980.9910.1372899.720477.3312872.23565.5652806.66990.996-0.0902940.115583.4872928.094-52.7112980.804100.960-0.2802960.589687.4162842.154-192.4863034.639主动荷载产生的弯距校核为：从计算表中得出94 闭合差。主动荷载位移计算表A49主动荷载位移表截面积分系数1/30055.5560100011323.62955.5566.1001.109817979.4051974.13919953.544421266.91855.55624.2331.436270384.33430701.646101085.980232749.52955.55653.9391.9709152751.596148306.525301058.121444646.87155.55694.4392.6999258159.486438845.309697004.795256801.70155.556144.6943.6045377872.258984168.2961362040.554469037.35455.556203.1444.6566502075.2231835888.2602337963.4832711049.47855.556270.2895.8652613859.8632986551.0033600410.8664812545.41455.556343.6007.1848696967.4184310604.0845007571.5012913355.22255.556419.2838.5471741956.7675599621.9176341578.68441013379.34355.556493.4069.8813743296.8296601442.1277344738.95613805383.10119572002.74823377385.85094 计算精度校核如下：闭合差为0。（3）墙底位移计算单位弯距作用下的转角：主动荷载作用下的转角：（4）解力法方程衬砌矢高，力法方程系数如下：，，，，将各系数代入，得出立法方程式如下：解方程得：（5）计算主动荷载作用下各截面内力在主动荷载作用下，衬砌内力计算如下：表A50弯距计算表94 截面002116.14902116.1491323.6292116.149139.9371932.45721266.9182116.149555.9261405.15732749.5292116.1491237.389604.00944646.8712116.1492166.482-364.24056801.7012116.1493319.373-1366.17969037.3542116.1494660.249-2260.956711049.4782116.1496200.581-2732.748812545.4142116.1497882.380-2546.885913355.2222116.1499618.599-1620.4741013379.3432116.14911319.00555.811表A51轴力计算表截面001274.4761274.476170.316211257.9751328.2912273.57011208.8911482.4613592.33561128.5061720.8424993.77041020.2332014.00451451.232882.8902334.12261930.882713.6182644.50172442.769456.1082898.87882806.669175.0602981.72992980.804-115.1322865.672103034.639-356.8702677.769（6）弹性抗力作用下的内力计算Ⅴ级围岩浅埋断面弹性抗力区的假定与Ⅴ级围岩深埋断面完全一致，因此其弹性抗力与深埋断面相同，见表A37～A42，在此直接引用。最大抗力值求解表A52、计算表94 截面积分系数1/30117563.812-160.2436.1848887265.847-1209.37211107358.712-149.5406.075798458.946-1112.1754278064.283-117.7235.7486555107.311-837.1202333556.042-65.6025.2139220671.246-431.41244-20235.5645.4594.4849-118321.38731.92225-75898.83093.6383.5803-375137.557462.81446-125608.665188.7642.5282-488680.511734.38527-151819.313257.0681.3196-407164.215689.42948-141493.606253.9390001576930.119-972.125最大抗力值：（6）计算衬砌总内表A53衬砌的总内力截面e积分系数1/302116.149-1539.074507.0741274.476936.2372210.7130.22932059.6770111932.457-1436.276496.1811328.291924.1152252.4060.22027565.6203026.705494 21405.157-1130.688274.4691482.461888.0572370.5180.11615248.2846651.30223604.009-630.082-26.0731720.842829.0062549.848-0.010-1448.524-1406.37244-364.24052.434-311.8062014.004749.4692763.472-0.113-17322.543-29446.59025-1366.179899.354-466.8252334.122648.5762982.698-0.157-25934.712-67546.95846-2260.9561813.003-447.9532644.501505.5053150.005-0.142-24886.284-90999.18727-2732.7482469.034-263.7142898.878305.9343204.812-0.082-14650.757-71278.86148-2546.8852438.985-107.9002981.729170.0533151.782-0.034-5994.459-37074.53329-1620.4741499.279-121.1962865.672187.5313053.203-0.040-6733.100-50815.38041055.811-49.2436.5682677.769345.2013022.9710.002364.8753240.5611-39430.448-350193.639计算精度校核：闭合差；闭合差。A5Ⅴ级围岩超浅埋正常断面衬砌内力计算94 Ⅴ级围岩超浅埋正常断面衬砌内力计算图示与Ⅴ级围岩深埋衬砌内力计算所采用的计算图示一样，计算原理也一样，因此不再赘述，仅将计算结果列出。（1）单位位移计算单位位移计算见表A32。（2）载位移计算表A54各外力及其力臂截面集中力力臂QGE00000001405.69920.4749.2440.65550.67730.35292394.19020.47428.5720.59040.65540.45343374.04920.47446.2190.51010.61650.54224342.39920.47463.0260.41660.56160.6175304.99420.47478.9930.31230.49230.67586256.08020.47491.5980.19950.40940.71747189.90220.474106.7250.05160.28050.74288103.58320.474115.969-0.11830.13270.7339917.26420.474120.170-0.2937-0.02210.682710020.474117.6490-0.17570.606794 表A55计算表截面---0000000001265.93613.8673.2620000283.0652232.73013.41812.955426.1739.244564.4663.0171109.6513190.80212.62225.060840.83737.8161055.25020.2202413.6064142.64311.49838.8871235.35984.0351424.36961.2624092.265595.25010.07953.3841598.232147.0621631.795133.0326015.804651.0888.38265.7131923.699226.0551658.421237.8328037.24079.7995.74379.2752200.253317.6531384.619383.9159900.5918-12.2542.71785.1092410.628424.378818.890560.00911355.0629-5.070-0.45282.0402534.684540.34681.617736.11412249.311100.000-3.59771.3782572.422660.517-712.046881.26112486.306表A56计算表截面sinacosaSina(Q+G)cosa0010000010.1600.987426.1739.24468.3579.12459.23320.3170.949840.83737.816266.25935.870230.38930.4650.8861235.35984.035574.07574.410499.66540.5990.8011598.232147.062957.847117.725840.12350.7210.6931923.699226.0551387.334156.5991230.73560.8290.5602200.253317.6531822.996177.8641645.13270.9340.3582410.628424.3782250.967151.8762099.09180.9910.1372534.684540.3462510.65974.2212436.43890.996-0.0902572.422660.5172561.904-59.6692621.573100.960-0.2802592.896778.1662489.170-217.8972707.066主动荷载产生的弯距校核为：94 从计算表中得出闭合差。主动荷载位移计算表A57主动荷载位移计算表截面积分系数1/30055.5560100011428.04755.5566.1001.109815725.8251726.69617452.521421677.95155.55624.2331.436261647.27426890.54188537.814233649.58055.55653.9391.9709134089.203130187.207264276.410446187.65455.55694.4392.6999227348.068386468.981613817.050259096.02555.556144.6943.6045334211.333870453.4161204664.7494612152.96255.556203.1444.6566446513.3141632720.5832079233.8962714973.33555.556270.2895.8652550032.8292676019.7223226052.5514817180.90155.556343.6007.1848630836.8053901599.4694532436.2732918550.88055.556419.2838.5471680517.2545135931.7695816449.02441018941.05655.556493.4069.8813693683.6756160812.8236854496.49713428226.79117771149.06921199375.861计算精度校核如下：，94 闭合差为0。（3）墙底位移计算单位弯距作用下的转角：主动荷载作用下的转角：（4）解力法方程衬砌矢高力法方程系数如下：将各系数代入，得出立法方程式如下：解方程得：（5）计算主动荷载作用下的各截面内力在主动荷载作用下，衬砌内力计算如下：表A58弯距计算表截面001733.20401733.2041283.0651733.204133.5101583.64921109.6511733.204530.3911153.94432413.6061733.2041180.551500.15044092.2651733.2042066.968-292.09394 56015.8041733.2043166.903-1115.69768037.2401733.2044446.188-1857.84779900.5911733.2045915.767-2251.619811355.0621733.2047520.315-2101.543912249.3111733.2049176.783-1339.3231012486.3061733.20410799.08445.982表A59轴力计算表截面001215.9351215.935159.2331200.1921259.4252230.3891153.3621383.7513499.6651076.6701576.3354840.123973.3701813.49351230.735842.3362073.07161645.132680.8392325.97272099.091435.1582534.24982436.438167.0192603.45792621.573-109.8442511.729102707.066-340.4782366.588弹性抗力作用下的内力计算Ⅴ级围岩超浅埋断面弹性抗力区的假定与Ⅴ级围岩深埋断面完全一致，因此其弹性抗力与深埋断面相同，见表A37～A42，在此直接引用。最大抗力值求解表A60、计算表截面积分系数1/3096289.131-160.2436.1848595529.017-991.0721187980.509-149.5406.075534481.594-908.4574264108.016-117.7235.7486368531.344-676.7452327786.113-65.6025.2139144874.015-342.04244-16227.3845.4594.4849-72778.19224.484294 5-61983.15793.6383.5803-221918.298335.25146-103213.735188.7642.5282-260944.965477.23327-125089.968257.0681.3196-165068.722339.22648-116752.395253.9390001611539.916-1215.072最大抗力值：。（7）计算衬砌总内力表A61总内力计算表截面e积分系数1/301733.204-1332.088401.1171215.935810.3242026.2590.19822284.2600111583.649-1243.114340.5351259.425799.8332059.2570.16518918.6172077.264421153.944-978.624175.3201383.751768.6252152.3760.0819740.0044248.59023500.150-545.344-45.1941576.335717.5152293.850-0.020-2510.766-2437.70244-292.09345.383-246.7101813.493648.6742462.167-0.100-13706.128-23299.04825-1115.697778.402-337.2952073.071561.3502634.421-0.128-18738.605-48804.696494 6-1857.8471569.176-288.6712325.972437.5202763.492-0.104-16037.288-58641.94727-2251.6192136.979-114.6402534.249264.7892799.038-0.041-6368.913-30986.03448-2101.5432110.9719.4282603.457147.1832750.6400.003523.7673239.39329-1339.3231297.644-41.6792511.729162.3102674.039-0.016-2315.502-17475.32841045.982-42.6203.3622366.588298.7762665.3640.001186.7661658.7231-20182.979-179251.095计算精度校核：根据拱顶截面的相对转角和相对水平位移应为零的条件来进行验算：闭合差；闭合差94'