學習參考學習參考本科生課程設計課程名稱隧道工程學部理工農學部目錄TOC\o"1-5"\h\z第一部分隧道主體結構設計任務書1一．課程設計題目1二．適用專業、班級、時間1\o"CurrentDocument"三．課程設計目的及任務1四．設計方法與步驟5五．時間及進度安排5六．建議參考資料5第二部分隧道主體結構計算書6\o"CurrentDocument"建筑限界6一般規定6隧道總體設計原則6隧道設計技術標準6隧道建筑限界圖7內輪廓圖確定8隧道洞口的設計9洞門形式的選擇9洞門構造要求9驗算滿足條件10洞門結構設計計算10初期支護設計142.4.1支護形式的選擇及參數確定15□□□□□□□□□□□15初期支護設計及驗算17二次襯砌的計算252.6施工組織設計266.1編制說明266.2工程概況262.6.3工程特點、難點及施工措施276.4施工總體部署27施工組織機構28施工組織流程29附圖301、建筑限界圖、內輪廓圖302、洞口立面圖303、洞口側面圖304、復合式襯砌斷面布置圖30

第一部分隧道主體結構設計任務書一．課程設計題目隧道主體結構設計二．適用專業、班級、時間張家界學院學院建筑工程專業三．課程設計目的及任務（一）設計目的：□□□□□□□:①建筑限界和內輪廓圖；②□□□□□□□;③隧道洞身□□□□□□□□□□□;□□□□□□□□（二）設計任務：1.設計資料（1）隧道總體概況已知隧道為山嶺兩車道公路隧道，示意簡圖如圖1.1所示。整個隧道原本分為左右線，并且左右線都為相向施工，但本次課程設計只要求設計單洞單向施工到達貫通位置的情況，只要求設計主洞的一般斷面，不要求設計緊急停車帶與橫洞等附屬洞室。隧道采用新奧法理念施工，隧道采用復合式襯砌，設計使用年表1.1不同的圍巖級別文中簡寫表示意義圍巖情況描述□級叮圍巖砂巖，巖體較完整，塊狀結構□級叮圍巖頁巖，巖體局部破碎，層狀結構

□級叮圍巖礫巖，巖體破碎，泥質膠結表1.2□□□□□□圍巖級別重度(kN/m3)彈性抗力系數(MPa/m)變形模量(GPa)泊松比內摩擦角(°)粘聚力(MPa)□級圍巖251200200.3501.5□級圍巖2350060.35390.7□級圍巖2020020.45270.2表1.3□□□□□□□□□文中簡寫表示意義速A設計行車速度為100km/h速B設計行車速度為80km/h速C設計行車速度為60km/h表1.4不同的隧道設計長度文中簡寫表示意義長A表示隧道設計長度1500m長B表示隧道設計長度2500m長C表示隧道設計長度3500m40m□隧道洞口段依據規范設計洞門并對洞門擋土墻進行驗算。洞門擋土墻的傾斜度與嵌入基底深度根據規范選定。洞門擋土墻(隧道中線處)圖1.2埋深示意圖表1.5不同的洞口段埋深文中簡寫洞口段埋皿m)洞口A2.5洞口B3.5洞口C4.5

（3）隧道洞身段根據圍巖級別與隧道洞身段埋深計算圍巖壓力，根據《公路隧道設計規范》185頁的荷載分擔比例表，確定初期支護與二次襯砌的荷載分擔比例。根據規范選定初期支護與二次襯砌的設計參數。表1.6不同的洞身段埋深文中簡寫隧道洞身段埋深（開挖輪廓線拱頂至地表的距離）洞身A15m洞身B30m洞身C50m洞身D70m洞身E90m洞身F120m（4）驗算二次襯砌的強度目前數值模擬軟件已經廣泛應用于隧道設計中，確定二次襯砌的設計參數后，最好用某一種數值模擬軟件計算二次襯砌的內力，進一步驗算二次襯砌所有截面的強度。由于本次課程設計時間短，沒有足夠的時間學習數值模擬軟件，因此下面假定已經計算出了二次襯砌的內力（二次襯砌的設計參數與荷載不同，計算出來的內力也不同），同學們按照圖中指定的截面，驗算二次襯砌在這一截面的強度，目的是掌握計算原理與思路。圖1.3二次襯砌驗算指定截面（注：你設計的二次襯砌可能有仰拱也可能無仰拱，但不影響這里的驗算表1.7不同截面的二次襯砌內力文中簡稱軸力（kN）剪力（kN）彎矩(kNDm)截面A-2506-64-43截面B-208614526截面C-2823-5110

（5）施工組織設計施工組織設計包括施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等。每個人的隧道圍巖級別、隧道埋深與隧道長度等不同，因此制定的隧道施工組織設計也應不同。2.設計工作及要求每個人針對的工程情況均有不同之處（詳見下表），自己只做自己對應的工每個人針對的工程情況均有不同之處（詳見下表），自己只做自己對應的工況，不要抄襲別人的設計。表1.8設計分組情況一覽表1,16,31,46DD速C長A洞口A洞身A截面A2，17,32,47DD速B長C洞口B洞身B截面B3，18,33,48DD速A長C洞口C洞身C截面A4，19,34,49DD速C長A洞口A洞身D截面C5，20,35,50DD速B長B洞口C洞身E截面B6，21,36,51DD速C長C洞口B洞身F截面C7，22,37,52DD速A長B洞口B洞身B截面A8，23,38,53DD速A長A洞口A洞身C截面A9，24,39,54DD速B長A洞口C洞身D截面B10，25,40,55DD速C長C洞口B洞身E截面C11，26,41,56DD速A長B洞口C洞身F截面A12，27,42,57DD速C長A洞口A洞身A截面C13，28,43,58DD速B長B洞口C洞身C截面B14，29,44,59DD速C長C洞口A洞身A截面C15,30,45,60DD速B長B洞口B洞身B截面B學號設計工況每位同學均應根據上表的分組名單與對應設計時速完成本設計，應完成的設計工作包括：（1）根據隧道概況，選擇隧道限界，確定隧道內輪廓尺寸，繪制隧道建筑限界圖及內輪廓圖。（2）設計隧道洞門（如采用端墻式洞門、翼墻式洞門等），并驗算洞門擋土墻，繪制隧道洞門立面圖與側面圖。185頁的荷載根據規范選定洞指出應采取的措施。（3）185頁的荷載根據規范選定洞指出應采取的措施。身段初期支護與二次襯砌的設計參數，繪制洞身段復合式襯砌橫斷面布置圖。（4）驗算指定截面的二次襯砌強度，如果強度不合格，（5）編制施工組織設計，內容既包括進洞方法與超前支護措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等。圖紙要求采用3號圖紙，比例自行確定。應提交的設計成果應提交給指導老師的設計成果包括：（1）設計說明書一份，包括前述應完成設計工作的各項內容，內容詳細充實，能體現出設計的具體過程，寫明設計參數的選擇依據，特別要詳細寫明洞門實，能體現出設計的具體過程，寫明設計參數的選擇依據，特別要詳細寫明洞門擋土墻驗算、圍巖壓力計算、二次襯砌截面強度驗算等計算過程。（2）設計圖紙一套，包括前述應完成設計工作的各項圖紙，要求線條清晰、整潔美觀，□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□CAD繪制，一律采用A3□□□□□□□□□然后四．設計方法與步驟（1）根據隧道概況，選擇隧道限界，確定隧道內輪廓尺寸，繪制隧道建筑限界圖及內輪廓圖。（2）設計隧道洞門（如采用端墻式洞門、翼墻式洞門等），并驗算洞門擋土墻，繪制隧道洞門立面圖與側面圖。（3）計算隧道洞身段的圍巖壓力，根據《公路隧道設計規范》185頁的荷載分擔比例表，確定洞身段初期支護與二次襯砌的荷載分擔比例。身段初期支護與二次襯砌的設計參數，繪制洞身段復合式襯砌橫斷面布置圖。（4）驗算指定截面的二次襯砌強度，如果強度不合格，根據規范選定洞指出應采取的措施。（5）編制施工組織設計，內容既包括進洞方法與超前支護措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等。五．時間及進度安排布置設計內容及準備相關參考書、設計規范：0.5天建筑限界和內輪廓圖：0.5天洞口設計：1天洞身設計：1天二次襯砌驗算及施工組織設計：1.5天完成設計說明書及相關圖紙：0.5天六．建議參考資料1.《隧道工程》，陳秋南北京：機械工業出版社，2014.《公路隧道設計細則北京：人民交通出版社，《公路隧道設計規范《公路隧道設計細則北京：人民交通出版社，《公路隧道設計規范4.《公路隧道施工技術規范北京：人民交通出版社，JTG/TD70-2010》，中華人民共和國交通運輸部，2010.JTGD70-2004》，中華人民共和國交通部，北京：人民交通出版社，2004.JTGF60-2009》，中華人民共和國交通運輸部，2009.5.《鐵路工程設計技術手冊6．《交通隧道工程》，彭立敏-隧道》，北京：中國鐵道出版社，1995.長沙：中南大學出版社，2003.第二部分隧道主體結構計算書2.1建筑限界2.1.1一般規定隧道設計應滿足公路交通規劃的要求，其建筑限界、構以及通風、照明等設施，應按《公路工程技術標準》進行設計。當近期交通量不大時，可采取一次設計分期修建。2.1.2隧道總體設計原則（1）隧道設計遵循充分發揮隧道功能，安全、經濟建設隧道的基本原則。設計中有完整的勘測、調查資料，綜合考慮地形、地質、水文、氣象和交通量及其構成，以及營運和施工條件，進行多方案的技術、經濟、環保比較，使隧道設計符合安全實用、質量可靠、經濟合理、技術先進的要求。（2）隧道主體結構按永久性建筑設計，具有規定的強度、加強隧道支護襯砌、防排水、路面等主體結構設計與通風、交通監控等營運設施設計之間的協調，形成合理的綜合設計。開展專項設計和研究。（3）隧道土建設計體現動態設計與信息化施工的思想，制定地質觀察和監控量測的總體方案。（4）隧道設計貫徹國家有關技術經濟政策，積極慎重地采用新技術、新材料、新設備。（5）隧道設計必須符合國家有關國土管理、環境保護、水土保持等法規的要求。注意節約用地，保護農田及水利設施，盡量保護原有植被，妥善處理棄渣和污水。斷面凈空、隧道主體結穩定性和耐久性；照明、供配電、消防、對有關的技術問題2.1.3隧道設計技術標準（1）公路等級：一級公路。（2）隧道設計速度：（3）隧道建筑限界標準見表（4）隧道縱坡不應小于短隧道可適當加大，不宜大于（7）設計荷載：公路－60km/h。2.1。0.3%，一般情況不應大于4%。本隧道為短隧道。I級。3%，對于受地形限制的中、2.1.4隧道建筑限界圖可確定限界參數如表2.1所示：表2.1建筑限界設置（單位：m)設計速度車道寬度W側向寬度L□□道J（km/h）左側右側左側右側6020.500.750.750.75□□□□□□□□：9.75m,凈高：4.5m。因為本隧道為兩車道的短隧道，所以本隧道不設置緊急停車帶和橫向通道。建筑限界如圖1.1。圖2.1隧道建筑限界2.2內輪廓圖確定根據《公路隧道設計規范》（心半圓R1=514cm,側墻為大半徑圓弧根據《公路隧道設計規范》（心半圓R1=514cm,側墻為大半徑圓弧拱與側墻間用一個小半徑圓弧連接圖2.2。0設計中線JTGD70—2004）規定，隧道的內輪廓拱部為單R=764cm,仰拱圓弧半徑R=1500cm,仰24R=100cm。兩車道的60km/h□□□□□□□隧道內輪廓圖2.3隧道洞口的設計2.3.1洞門形式的選擇結合洞口排水要求，遵從“早進洞，晚出洞”的設計原則，并考慮洞門的實用、經濟、美觀等因素，綜合考慮，該隧道進口洞門圖2.3.1端墻式洞門簡圖洞門構造要求按《公路隧道設計規范(JTG-2004)!,洞門構造要求為：洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m,洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于LOrib洞門墻頂高出仰坡腳不小于0.5m.洞門墻應根據實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結合其他工程類比確定。|(3)洞門墻基礎必須置于穩固地基上，應視地基及地形條件，埋置足夠的度,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□1.0m,嵌入巖石地基□□□□□0.5m；□□□□□□□□□□□□□□□□0.25m。□□□□□□應大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。(4)松軟地基上的基礎，可采取擴大基礎措施。

驗算滿足條件采用擋墻式洞門時，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態驗算，并應驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩定性。驗算時應符合表3.1和表3.2(《公路隧道設計規范》JTG－2004)的規定，并應符合《公路路基設計規范》、《公路磚石及混凝土橋涵設計規范》、《公路橋涵地基與基礎設計規范》的有關規定。表3一1洞門墻設計參數仰坡坡率計算摩擦角X)容重孑腳質\基底摩擦系數f基底控制壓應1：0.570250.600.80.1：0.7560240.50「"1R0.601：150200.400.40^0.351：1.2543-45180.400.30-0.251：1.538^40170.35^0.400.25表32洞門墻主要驗算規定T墻身截面荷載效應值片〔按極限狀態算)墻身截面荷效應值昜構抗力效應值假極限狀態計算)墻身截面偏心距盤創一3倍截面厚度滑動穩定安全系數1■基融力孝也基容許承載力傾覆穩定安全系數瓦＞1>1.6基底偏心距玄巖石地基書Z5?B/4；土質地基引倍2.3.4洞門結構設計計算1)邊、仰坡坡度1：0.1；2)仰坡坡率1：0.5；3)地層容重Y=25kN/m3；4)地層計算摩擦角,=70。；1、計算參數確定((((

（5）基底摩擦系數0.6；（6）□□控□□力fc］，0.8MPa2、建筑材料的容重和容許應力MulOO,水泥砂漿的（1）墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強度等級為強度等級為M10MulOO,水泥砂漿的□2）容許壓應力€）］，22MPa，重度Y=22kN/m3t3、洞門各部尺寸擬定端墻式洞門的正墻斜度取設基礎埋深為階梯為中襯砌拱頂到截水溝溝底的距離為坡坡底的距離為本隧道取條帶寬度1：O.1，仰坡坡率取1.8m（其中基底采用階梯狀擴大基礎，0.7m,基底寬度為B'，3m）,□□□□□□1.1m,□□□□□□0.5m,□□□□□□□□□□□□□□□b=1m。1：0.5,設端墻厚度為B=2.0m,□□□□□□□0.3m。下層0.05m,襯砌厚度為0.5m,其0.2m,□□□□□□□a=2m，設墻H=12m。3Q0D圖2.2洞門側視圖1、洞門土壓力計算邊坡坡率1:0.5,查表最危險破裂面與垂直面夾角?：tan2…+tanatan&_、1(1+tan2…)(tan…一tans)(tan…+tana)(1-tanatans)tan?，—tans(1+tan2…)-tan…(1-tanatans)□3.2)word格式整理版word格式整理版0學習參考0學習參考tan63.5(l+tan63.5(l+tan270)-tan70(1-tan6)tan63.5)=0.266□:€=14.89。土壓力系數?按下式計算：(3.3)(tan€-tana)(1-tanatan…)

tan(€+申)(1-tan€tan(3.3)(tan14.89。一tan6。)(1-tan6°tan63.5。)=0.025tan(14.89°,63.5°)(1-tan14.89°tan63.5°)洞門土壓力按下式計算：2.0=12.05mtan3-tana0.266一0.1h=——a==5.0m0z=33.67kN(3.4)0m-0.10.5-0z=33.67kN(3.4)E=-2□□□□□□□2□□□□□□□2取5=—申=300E=Ecos(5-a)=25.37kNXEy=Esin(5-a)=22.05kN墻體自重按下式計算:G=丫(H-h)B+YhB'(3.aG5)=22x(12-1.8)x2,20x1.8x3=55-水泥砂漿砌片石重度，取Y=22kN/m3;aaH-洞門高度;h-基礎埋深，包括擴大基礎在內;B'-擴大基礎的寬度；-基礎及回填土之平均重度，取Y=20KN/m3。GG2、洞門抗傾覆驗算根據公式工Mk=y(3.6)0乙Mword格式整理版word格式整理版(3.10(3.10)學習參考M=GZ€EzyGyy（3.7）（3.8）M-全部垂直力對墻址O點的穩定力矩yM-全部水平力墻址O點的穩定力矩0E對墻址的力臂：Z=—=4.0m3E對墻址的力臂：ZE對墻址的力臂：Zyy=B'€=3.4m3G對墻址的力臂：G對墻址的力臂：ZGB'€Htan?==2.1m故：M=556.8x2.1€20.05x3.4=1244.25kN…myM=25.37x4.0=101.48KN…m0yMyM

0滿足抗傾覆要求。3、洞門抗滑移驗算M=注=12.26>1.6101.48Nf(3.」(3.9）N-作用于基底上的垂直力之和E-墻后主動土壓力之和f=0.6(556.8€22.05)x0.6K=c25.37=13.69>1.3滿足抗滑動要求。N，其對墻址的力臂為N，其對墻址的力臂為Z，合力偏心距N4、基底合力偏心矩驗算與基底承載力驗算設作用于基底的合力法向分力為為e,□:GxZ€ExZ-ExZGyyxxG€Eword格式整理版word格式整理版2.4初期支護設計2.4初期支護設計學習參考€1.9B'e€—-Z=—0.4

2n—'Ie1=0.4,—=0.56滿足計算要求max=—'（3.11）min可得：…=347.31,[…]=0.8MPamax…=38.59,[…]=0.8MPamin符合地基承載力要求。5、墻身截面偏心矩驗算及強度驗算墻身偏心矩e：（3.12）式中：M——計算截面以上各力對截面型心力矩的代數和；N——作用于截面以上垂直力之和。—N=G+E=578.85kNyM=E（H/2N=G+E=578.85kNyxy2□□□□□□□□□□e□□□,□□：e==0.05,0.3—=0.3x2=0.6mN所以計算結果滿足要求。應力°:?N6e◎二(1+)bb=0.75MPa<Q]=22MPa所以計算結果滿足要求。經驗算，翼墻的驗算也滿足要求。word格式整理版word格式整理版學習參考學習參考支護形式的選擇及參數確定隧道采用復合式襯砌支護，即由初期支護、二次襯砌以及中間防水層組合而成的襯砌形式進行支護。砌支護，即由初期支護、同時還采用大管棚、小導管等預支護措施。其中初期支護采用噴射混凝土、鋼筋網、鋼拱架支護。□□□□□□□□□□□□□JTGD70—2004）的有關規定，二車道復合式襯□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□襯砌厚度□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□襯砌厚度35cm；錨桿采用中空注漿錨桿，錨桿的直徑為□□□□□□10mm。□□□□□□□□□□,10cm。□□□□□□□□□□□10cm,□次20mm,長度為300cm,□□□□□□□□□C35,厚度為1、隧道的深淺埋確定：按荷載等效高度值,并結合地質條件、按荷載等效高度值,并結合地質條件、施工方法等□□□□□□□□□□□□□□□B=B=10.28m,圍巖容重為Y，25KN/m3,Hp，2hq式中：H--深淺埋隧道的分界深度；P化——荷載等效高度，hq十則圍巖的坍塌高度為h：h，0.45x2s-ix[1?i(B—5)]，0.45x23-1x1?0.1x(10.28-5)]=2.式中：S--圍巖的級別；y□□□□□；B--隧道的寬度；i—每增減1m□□□□□□□□□□,□B>5m時取i，0.1。荷載等效高度：h，-，yh，h，2.75mqyy□□界□□:H，2h，2x2.75，5.5mPq埋深H=1.5m,小于2、隧道圍巖壓力的確定word格式整理版word格式整理版(4.2)學習參考(4.2)學習參考值：重度□□□□□□□□□□□：根據《公路隧道設計規范》(JTGD70—2004),叮圍巖物理力學指標Y€25kN/m3,□□□□□□k€1200MPa/m，變形模量E€20GPa，泊松比,=0.3，□算□□角p=70，內摩擦角0p=50，粘聚力c€1.5MPa。圖2.4.1淺埋隧道圍巖壓力計算隧道埋深H=2.5m,□□□□□□□□=2.75m,□□□□□□□□□力，按下式計算：q=yH=25?2.5=62.5kN/m2(4.1)式中：q——垂直均布壓力kN/m3)側向壓力H——隧道埋深kN/m3)；m),指坑頂至地面的距離。淺埋隧道支護結構上的荷載圖2.4.2e□□□□□□□□□：fH+Ht「tan2145上112丿I2丿e=丫word格式整理版word格式整理版學習參考學習參考(8.34,…70。,e=25x1.5+xtan245。?2J?2丿=4.41kN/m2其中：e-側向均布壓力kN/m2H_隧道高度(m)t<-圍巖計算摩擦角(。)c初期支護設計及驗算□□□□□□□□□□,初期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度算：開挖半徑為a=5.64m(R1=5.14m，預留變形量□□□□□□□□□□,初期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度算：開挖半徑為a=5.64m(R1=5.14m，預留變形量35cm)，□以□□□□□□□□□50mm，1.5m處計支護材料取噴射混凝土采用鋼筋直徑10mm，網格間距C25，厚度為10cm，鋼筋網選用25U25cm。錨桿為全長粘結型，長度HPB235鋼筋，3m,直徑20mm,150mmD150mmD6mm。150mmD150mmD6mm。鋼支撐選用I20工字鋼F=35.58cm2，每榀間距1m。as采用剪切滑移破壞法計算：現假定錨桿、鋼支撐、噴射混凝土所組成的聯合支護，它們的總支護抗力可視為各支護抗力之和，即：式中:P——所提供的總的支護抗力；P1——噴混凝土提供的支護抗力；P2——鋼支撐提供的支護抗力；P3——錨桿提供的支護抗力；P4——圍巖本身提供的支護抗力。計算所得的P值應大于阻止剪切滑移所需的最小支護抗力值，即P>Pmin.1、噴混凝土提供的支護抗力1、噴混凝土提供的支護抗力P1值噴混凝土抗力是指沿剪切面噴層所提供的乎均分配在剪切區高度b上的抗剪力。剪切滑移體向坑道方向移動時對噴層產生水平推力，此時，如噴層強度不足，則在剪切滑移體的上下邊緣處（應力集中區）形成兩個剪切滑移面。當處于受力極限平衡時,其水乎推力與兩個剪切面上的水平抗剪分力相乎衡’即:Pyb即:Pyb=2-Tscos艸bsinas式中:dr噴混凝土呈度;J——噴混凝土抗剪強度,S'=0.43J——噴混凝土抗剪強度,S'=0.43<7c（口匚為噴混凝土的抗壓強度）;匕——噴混凝土的剪切角,取^=30°；b——剪切區高度;申——剪切滑移面的平均傾角，取經驗數據:見一沈2=2c1,a€W0=,€ln0tan,a…50?,=45。-=45。--=20?(…□□□□□□□□□22其中，€為剪切滑移面與最小主應力軌跡線成角，a、0均見圖02.4.1，b為剪切區高度。桿橫向間距（見圖W為加固帶高度，取4.3），則有：t為錨W?(l+a)[cos(2b)+吩)tanGT—sin(2a)cos(+)2a4(4.5)得：d=10cm=0.10mst=0.43=0.43X12.5=5.38MPasb?10.6m€?20°，則2?5-644cos20°?5b?10.6mW?(3+5.63)W?(3+5.63)xcos(_1)+sin(11.2811.28?1))tan(丄+1)，—卩2811-284cos(丄+1)11.284sin(—5.64=2.0?20。+1ln5.64+3.0?87.14°0tan20°5.648714°-20°屮?870_?33.57°2dT將所有數據代入式P?cos屮得：將所有數據代入式1bsin€sp號4甞4cos33-57°?0-17MPa計算時可換算成相應的噴混凝土支護抗力，即(4.6)2FT(4.6)cos屮bsin€t式中F——每米隧道鋼材的當量面積，此處取s35.58cm2；F——每米隧道鋼材的當量面積，此處取s35.58cm2；T鋼材的抗剪強度,t一般取Tt1?—'2tt0為鋼材的允許抗拉強度‘也可用t?15t；ts€材剪切角，一般米用€?45°。tt得：t€15T€80.7MPa代入式中，得：ts2,2,35.58，80.7，10-410.6，sin45o，cos33.57°€0.064MPa(4.7)(4.7)2、錨桿提供的支護抗力P3值錨桿受力破壞有兩種情況：（1）錨桿體本身的強度不足而被拉斷。這種情況下錨桿提供的平均徑向支護抗力：式中F——錨桿的斷面積;Q——□□□□□□□；e、t——錨桿的縱向及橫向間距。則…FQP=——=0.15MPa3e?t（2）錨桿粘結破壞，即砂漿錨桿與孔壁之間的粘結力不足而破壞。這種情況下錨桿提供的平均徑向支護抗力：SP€S3e?t(4.8)式中S——為錨桿抗拔力，即錨桿的錨固力，S€兀DlT；sD——鉆孔直徑，在此設計中取D=60mm；L——錨固段長度;T——孔壁與注漿體之間極限粘結強度，砂巖取T=0.85MPass則S=兀x0.06,3.5,0.85=0.56,103kN代入式中得代入e?t0.56,1031,1€0.56MPa取其中的最小值，取其中的最小值，P'<P33則取錨桿提供的平均徑向支護抗力P'€0.247MPa。3□□在a?<□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□：0P-P1(cosa—cos,)33cosa0-0.247x1x(cos20°—cos87.14°)=0.14MPacos20°3、圍巖本身提供的支護抗力P4值剪切滑移體滑動時，度b/2上的抗滑力圍巖在滑面上的抗滑力，P為4其水平方向的分力在剪切區高2S'<cos屮n—n—bS8sin屮n-bS…S…——剪切滑移體長度，其值為S…=L@0-a)tana—sina5.64[J=e(87.14°-20°)tan20°—1」sin20°=8.77r=a-expfo—a)tana]=8.648——分別為沿滑移面的剪切應力和垂直于滑移面的正應力，它們按n摩爾包絡線為直線時的假定求出（見圖）：8—8<=T3C0S3n28—8——3sinQ2由圖4.3可知-83COS*=(c+8)tan*n將式8+88=—^~

n2—83sin申中8值代入上式，得n=8+2匸+8tan申]1+sin?3cos申圖2.4.4包絡線圖式中的式中的G□□□□□□□□□□□3而變化，難以確定，所以假定G□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,3?P，+P，+P,123式中PP'=2dTP——1bsinas?空21沔?0.20MPaxsin30。P，——鋼支撐提供的徑向支護抗力2P'=壬2bsina值代入代入2x35?58x1°-4x8°.7?0.08MPa10.6xsin45。P'?F^G?0.15MPa3e-1g?P'+P'+P'?0.20+0.08+0.15?0.43MPa3123?g+2(c+gtan€〕上€式得33cos€?O.43+2心+0?43xtan50°)x加?11-49MPaG-G=13COS€式得211.49—0.43€一cos50°，3.55MPan211.49+0.4311.49-0.43.?，—sm50°—1.72MPan22將以上數據代入n2S‘€cos屮2S?sin屮P，n—n式得4bbP，22叩x3?55Xcos33?57。一2X釣472X皿7。,3.32MPa410.610.6將P、P、P、P代入式中，得1234P，P+P+P+P，0.17+0.064+0.14+3.32，3.70MPa12344、最小支護抗力值Pmin按重力平衡條件求解。塑性區的巖體，隨塑性徑向位移增長而形成松散區。松散區的巖體由于重力作用而形成松散壓力，為保持坑道的穩定，用支護力與它平衡（如圖4.5）。當處于受力極限平衡狀態時，所求得的支護抗力即為Pmin確定P□途min□□；□□□□□□□□□□□□□□根據圍巖特征曲線求P。minr求P□□□□□□□□minP；□□□□□□□□□□□minP；□min圖2.4.5開挖支護后坑道受力示意圖□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□P：minbP，GminG，bh＜，b\r0Pmin丄丄g，1a(g-1)+R-

P「i)+R

ab<、1，sin45。”?—H.(1，sin45。)2sin45-.—1‘P“minP=?amin式中設處于均質巖體中，?=25KN/m3;設處于均質巖體中，則a=?h=25—1.5=0.128MPa;y1+sin申1+sin50-7.551一sin申1一sin50-1-sin50-=824MPa=2ccos申=1-sin50-=824MPa1-sin申1sin45。P-25—5.64—[25—1.5-(1sin45。)2sin45。.，1‘minLPmin得：P-0.008MPamin得：P?Pmin即，設計支護滿足要求。表2.4.1各級圍巖初期支護參數表噴混凝土鋼筋網錨桿鋼架圍巖級別設置部位/厚度（cm）網格間距（cm）□□□設置部位長度（m）間距□□□縱）（m）規格每榀間距（m）縱）□拱墻、仰拱1025U25拱墻3.01D1120a工字鋼1.□□□□02.5二次襯砌的計算□□□□□,□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□,□□□□□完全儲備，因此不需要進行計算。中華人民共和國行業標準公路隧道設計規范CodeforDesignofRoadTunnelJTGD70—2004主編單位:重慶交通科研設i(■院批準部門：中華人民共和國交通部實施日期：2004年11月01U9.2.6復合式襯砌中的二次村砌,1~111級圍巖中為安全儲備，并按構造要求設計;IVV級圍巖中為承載結構，可采用地層結構法計算內力和變形。圖2.5.1《公路設計施工規范》2.6施工組織設計2.6.1編制說明1、編制依據1.《隧道工程》，陳秋南.北京：機械工業出版社，2014.2.《公路隧道設計細則北京：人民交通出版社，3.2.《公路隧道設計細則北京：人民交通出版社，3.《公路隧道設計規范人民交通出版社，2004.《公路隧道施工技術規范北京：人民交通出版社，《鐵路工程設計技術手冊6．《交通隧道工程》，彭立敏2、編制原則2010.JTGD70—2004》,中華人民共和國交通部，北京：JTGF60-2009□，中□□□□□□□□□□□,2009.1995.2003.1995.2003..長沙：中南大學出版社，1）資源節約和環境保護原則。2）符合性原則，滿足建設工期和工程質量標準，符合施工要求。