1、25/25某城市過街明挖隧道結構與施工組織課程設計指導書武夷學院土木工程與建筑學院二零一四年一月目錄 HYPERLINK l 3 1 HYPERLINK l 3 隧道結構設計1 HYPERLINK l 3 1.1 HYPERLINK l 3 襯砌結構斷面擬定1 HYPERLINK l 3 1.2 HYPERLINK l 3 荷載計算1 HYPERLINK l 3 1.2.1 HYPERLINK l 3 豎向荷載計算1 HYPERLINK l 4 1.2.2 HYPERLINK l 4 水平荷載計算2 HYPERLINK l 4 1.3 HYPERLINK l 4 力計算2 HYPERLINK

2、l 7 1.4 HYPERLINK l 7 截面驗算，確定截面尺寸與鋼筋配置5 HYPERLINK l 7 1.4.1 HYPERLINK l 7 正截面抗彎承載力驗算5 HYPERLINK l 9 1.4.2 HYPERLINK l 9 斜截面抗剪承載力驗算7 HYPERLINK l 9 1.4.3 HYPERLINK l 9 正截面抗壓承載力驗算7 HYPERLINK l 10 2 HYPERLINK l 10 基坑支擋結構設計8 HYPERLINK l 10 1.2 HYPERLINK l 10 板樁入土深度計算8 HYPERLINK l 13 1.2 HYPERLINK l 13 頂撐

3、計算與選擇10 HYPERLINK l 13 1.2 HYPERLINK l 13 板樁厚度計算10 HYPERLINK l 13 3 HYPERLINK l 13 施工方案確定11 HYPERLINK l 14 4 HYPERLINK l 14 施工過程11 HYPERLINK l 14 4.1 HYPERLINK l 14 施工準備11 HYPERLINK l 14 4.2 HYPERLINK l 14 施工場地布置12 HYPERLINK l 14 4.3 HYPERLINK l 14 土體開挖12 HYPERLINK l 15 4.4 HYPERLINK l 15 隧道基礎處理12 H

4、YPERLINK l 15 4.5 HYPERLINK l 15 隧道構筑施工12 HYPERLINK l 15 4.6 HYPERLINK l 15 隧道防水與基坑回填12 HYPERLINK l 15 4.7 HYPERLINK l 15 恢復交通13 HYPERLINK l 15 4.8 HYPERLINK l 15 隧道裝飾施工13 HYPERLINK l 16 5 HYPERLINK l 16 隧道輔助施工13 HYPERLINK l 16 5.1 HYPERLINK l 16 定位測量，供水，供電，施工場地布置圖13 HYPERLINK l 16 5.2 HYPERLINK l 1

5、6 施工組織與管理13 HYPERLINK l 16 5.3 HYPERLINK l 16 施工主要工序與循環13 HYPERLINK l 16 5.4 HYPERLINK l 16 主要工種與勞動力組織13 HYPERLINK l 16 5.5 HYPERLINK l 16 施工進度安排13 HYPERLINK l 16 5.6 HYPERLINK l 16 其他施工措施與說明14II1隧道結構設計1.1襯砌結構斷面擬定參考公路箱涵圖集擬定襯砌結構斷面，如圖1所示。圖1襯砌斷面尺寸示意圖取=t=400mm，c1=c2=50mm，h0=3500mm，l0=5100mm。則l=5500mm，h=

6、3900mm，L=5900mm，H=4300mm。襯砌采用鋼筋混凝土結構。混凝土用C30級，自重0=25KN/m3，立方體抗壓強度設計值fc=14.3N/mm2，抗拉強度設計值ft=1.43N/mm2。受力鋼筋采用HRB400級，抗拉強度設計值fy=360N/mm2，抗壓強度設計值fy=360N/mm2，構造筋采用HPB300級。1.2荷載計算1.2.1豎向荷載計算地面超載取第1頁q020KPa垂直土壓力q1ihi17.51.518.5220.52.1106.3KPa頂板自重q20250.410KPa頂板壓力qtq0q1q2136.3KPa底板壓力qsqtl0S136.3250.43.520.

7、45.941/20.050.055.5159.8KPa1.2.2水平荷載計算根據朗肯土壓力公式計算水平荷載，頂板處水平壓力es1(q0q1)tan2(45/2)2ctan(45/2)(20106.3)tan2(4532/2)245tan(4532/2)11.08KPa底板處水平壓力es1(q0q1q3)tan2(45/2)2ctan(45/2)(20106.320.54.3)tan2(4532/2)245tan(4532/2)16.0KPa1.3力計算襯砌結構采用對稱配筋，使頂板與底板配筋對稱，左右墻配筋對稱。用結構力學求解器進行力計算，計算簡圖如圖2所示。第2頁計算程序如下：結點,1,0,0

8、結點,2,-2.75,0結點,3,-2.75,3.9結點,4,0,3.9單元,1,2,1,1,1,1,1,1單元,2,3,1,1,1,1,1,1單元,3,4,1,1,1,1,1,1結點支承,4,5,90,0,0結點支承,1,6,90,0,0,0單元荷載,1,3,1.598e5,0,1,90單元荷載,3,3,1.363e5,0,1,90單元荷載,2,5,1.6e4,0,0,0.6,90單元材料性質,1,3,-1,-1,0,0,-1第3頁圖2襯砌結構計算簡圖彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別見圖3、4、5。圖3襯砌結構彎矩圖圖4襯砌結構剪力圖第4頁圖5襯砌結構軸力圖1.4截面驗算，確定截面尺寸與鋼筋配置1

9、.4.1正截面抗彎承載力驗算頂板與底板跨中設計彎矩為309.46KNm，支座處設計彎矩為：205.939.610.2204KNm。側墻設計彎矩為-204KNm。混凝土保護層厚度取as50mm，則h0350mm。查表得，11.0，b0.518。最小配筋率ft360max0.2%，.18%0.2%1.430.minmax0.2%，450.max0.2%，45fy0minhh00.2%400/3500.23%正截面抗彎設計計算見表1。第5頁表1正截面抗彎設計計算表位置頂板跨中頂板支座側墻外側設計彎矩M（KNm）309.462042042sM/(1fcbh0)s(112s)/2112s計算配筋面積As

10、M/(fysh0)（mm20.1770.1160.1160.9020.9380.9380.1960.5180.1240.5180.1240.23%0.56%0.23%0.56%0.23%側墻側豎向受力鋼筋與水平分布鋼筋按構造要求配，選用14鋼筋。根據混凝土結構設計規（GB500102010）9.4.4條規定，墻水平和豎向分布鋼筋配筋率不宜小于0.20%，則：豎向分布筋間距sh153.9/(0.2%400)192mm，取sh190mm。水平分布鋼筋間距sv153.9/(0.2%400)192mm，取sv190mm。板縱向分布鋼筋根據構造配，選用14鋼筋。根據混凝土結構設計規（GB50010201

11、0）9.1.6條規定，單位寬度配筋面積不第6頁宜小于受力方向跨中板底鋼筋截面面積的1/3，則板縱向分布鋼筋間距s153.93160/490.9150.4mm，取s150mm。1.4.2斜截面抗剪承載力驗算根據剪力圖，板的剪力設計值為342.8KN。根據混凝土結構設計規（GB500102010）6.3.3條規定，h800h01/41.0（h0V=342.8KN，故抗剪承載力滿足要求。1.4.3正截面抗壓承載力驗算從軸力圖上可以看出，頂板與底板軸力非常小，故僅對側墻進行抗壓驗算即可。側墻所受軸力設計值為374.8KN。e0M/N204/374.80.544m=544mmea20mme1e0ea56

12、4mm10.22.7e1/h00.22.7564/3504.61，取11l0/h3.9/0.49.7515，取21.0l01213.9111400e1hh02114002111.045640.4350ee1h/2as1.04564400/250737mm1fcbhsssNefyA(h0a)203748000.737270810(0.350.05)1.014.3135020.120第7頁112s1120.1200.128b0.518（滿足要求）sxh00.12835045mm2100mmsx(NfyAsfyA)/(1fcb)(3748003601964270810)/(1.014.31000)s

13、60.4mm2100mm故不考慮墻側鋼筋的受壓承載力進行驗算。1fcbh0sNe23748000.7371.014.3135020.157112s1120.1570.172b0.518（滿足要求）x(NfyAs)/(1fcb)(3748003601964)/(1.014.31000)75.7mm0第10頁滿足要求，故鋼板樁入土深度取3m。1.2頂撐計算與選擇根據1.2.1的計算可知，每延米作用在頂撐上的軸力為19.86KN。頂撐選擇為9mm厚500的鋼管，間距取5m。則頂撐的正應力為19.86510003.14(2502245.52)14.2N/mm2遠遠小于鋼材的屈服應力，故頂撐滿足要求。1

14、.2板樁厚度計算由板樁彎矩圖可以看出，最大正彎矩出現在Eac2的作用點，則支護結構所受最大彎矩為McTk1(hThdh2)19.86(9.733.95)173.78KNm板樁設計彎矩M1.250Mc1.251.0173.78217.23KNm鋼板樁選擇400125的熱軋U型鋼板樁，鋼材牌號為Q235級，強度設計值為215N/mm2，每延米板面抗彎剛度為1340cm3。則M/W217.231000/1340162N/mm2215N/mm2故鋼板樁強度滿足要求。3施工方案確定采用明挖法施工，將整個隧道分為兩部分進行先后施工，以減少對交通的妨礙。第11頁基坑圍護結構采用400125的U型熱軋型鋼，實

15、行小鎖口打入。打樁時采用機械打入，施工完畢鋼板樁進行回收。施工工藝流程：根據施工圖與高程放設沉樁定位線按定位線控設沉樁導向槽整修平整施工機械行走線沉設圍護鋼板樁將圍護鋼板樁送至指定標高挖土澆筑水泥砂漿墊層鋪防水層主體結構施工填土拔除鋼板樁路面恢復4施工過程4.1施工準備對施工場地進行圍擋，設置警告標志、交通導向標志。設計施工期間臨時交通路線。對施工場地進行清理，管線移位，場地的樹木、綠化帶、建筑物、構筑物進行清理、拆除或搬遷，在施工完成以后按要求恢復。查找施工場地附近可用的水源、電源、通信網絡等，實現通水、通電、通信。組織施工設備、人員、材料進入施工場地，為施工做好準備。4.2施工場地布置施工

16、場地布置充分考慮施工作業的空間要求，材料堆放要求，材料加工車間的空間需要，以與臨時生產、生活設施的需要。施工場地布置見施工場地布置圖。4.3土體開挖基坑支護結構施工之后方可進行土體開挖。在基坑的一端進行第12頁放坡，以利于施工機械出入。用反鏟式挖掘機挖土、裝土，渣土車運土至棄渣場。運土過程應注意對環境的保護。土體開挖到一定高度設置頂撐。4.4隧道基礎處理土體開挖至設計標高時，澆筑300厚的水泥砂漿墊層。墊層上設置兩氈兩油防水層。再進行主體結構施工。4.5隧道構筑施工隧道構筑施工過程，應控制測量精度，使隧道尺寸達到設計要求。在隧道中央設置一道變形縫，將隧道分為兩部分施工。每段澆筑混凝土應連續澆筑

17、，變形縫處做好防水處理。混凝土接縫處設置施工縫，做好防水。綁扎鋼筋時，應注意勿使鋼筋穿透防水層，破壞防水效果。4.6隧道防水與基坑回填防水層施工時要嚴格按照相關標準，特別注意防水卷材間的搭接寬度。避免施工過程對防水層的破壞。基坑回填時應按照相關要求恢復管線等。最終恢復路面。4.7恢復交通施工完畢，路面恢復以后即可恢復交通。撤除標識語、警告牌等。4.8隧道裝飾施工隧道部墻、頂進行涂料粉刷，底板采用料石鋪面。第13頁5隧道輔助施工5.1定位測量，供水，供電，施工場地布置圖見施工場地布置圖5.2施工組織與管理成立項目部，確定相關管理人員、勞務人員。確定施工工期，對人員、機械、材料進行管理。5.3施工主要工序與循環鋼板樁施工基坑開挖與架設頂撐澆筑基礎墊層隧道外