洞门计算[共10页]

1、2.4隧道洞门型式方案比选洞门型式方案比选表2-2洞门比较冀墙式 削竹式端墙式柱式适用的围岩条件地质较差 的级以下围岩， 以及需要开挖路 堑的地方，山体纵向推力较大时洞门周围地形比较平缓岩质稳定的级 以上围岩和地形开阔的 地区，岩层较为坚硬完整，山体压力较小适用于 级围岩，地形较陡，地质条件较差，仰坡下滑可能性较大，岩层有较大侧压力的地段，或洞口处地位狭窄，设置翼墙无良好基础时特点由端墙及翼墙组成，翼墙是为了增加端墙的稳定性而设置的，同时对路堑边坡也起支撑作用与衬砌连成一体，是洞身衬砌的延伸端墙的构造一般采用等厚的直墙，墙身微向后倾斜，可以较竖直墙减少土石方压力，抗倾覆。端墙的中部设置尺寸较粗

2、大的柱墩24个，以增加端墙的稳定性；景观壁面积大，要在降低亮度方面下功夫，有重量感，对行驶易产生压迫感修饰周围的景观，使洞门与之协调壁面积大，要在降低亮度方面下功夫，有重量感，对行驶易产生压迫感较为雄伟经济性造价一般模板型、配筋较费事、耗资大岩层较好时最为经济较翼墙式洞门大，造价较高，施工也较为复杂安全性抗滑、抗倾覆稳定性好稳定性好、基础承载力要求不高结构简单、工程量小，施工简便抗滑、抗倾覆稳定性好洞门型式方案的选择：线路洞门左侧洞门处也属于V级围岩，地势较陡，地质条件较差，纵向推力较大，综合比较决定采用冀墙式洞门。线路右侧洞门处虽然处属于V级围岩，但其洞口周边地形比较平坦，方便施工，采用了削

3、竹式洞门。2.4.1洞门构造要求按公路隧道设计规范（JTG-2004）,洞门构造要求为：1、洞门仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m，洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.5m。2、洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔；洞门墙的厚度可按计算或结合其他工程类比确定。3、洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地基及地形条件，埋置足够深度，保证洞门的稳定。基底埋入土质地基的深度不小于1.0m，嵌入岩石地基的深度不小于0.5m；基底标高应在最大冻结线以下不小于0.25m。基底埋置深度应大于墙边各种沟、槽基底的埋置深度。4、松软地基上的

4、基础，可采取加固基础措施。洞门结构应满足抗震要求。2.4.2 验算满足条件采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。验算时应符合表2-3和表2-4（公路隧道设计规范JTG-2004）的规定，并应符合公路路基设计规范、公路砖石及混凝土桥涵设计规范、公路桥涵地基与基础设计规范的有关规定。 洞门墙设计参数 表2-3仰坡坡率计算摩擦角（度）容重（kN/m3）基底摩擦系数f基底控制压应力(MPa)1:0.570250.60.81:0.7560240.50.61:150200.40.40-0.351:1.2543-45180.40.30-0.251:1.

5、538-40170.35-0.40.25 洞门主要验算规定 表2-4墙身截面荷载效应值Sd结构抗力效应值Rd（按极限状态计算）墙身截面荷载效应值Sd结构抗力效应值Rd(按极限状态计算)墙身截面偏心距e0.3倍截面厚度滑动稳定安全系数Kc1.3基底应力地基容许承载力倾覆稳定安全系数Ko1.6基底偏心距e岩石地基B/5-B/4;土质地基B/6（B为墙底厚度）2.4.3洞门结构设计计算计算参数如下：（1）边、仰坡坡度1:1.5；（2）仰坡坡脚=30，tan=0.58，tan=0.1；（3）地层容重=17kN/m3;（4）地层计算摩擦角=40； (5) 基底摩擦系数0.4； (6) 基底控制应力=0.

6、25Mpa2.4.3.1建筑材料的容重和容许应力洞门材料选用C25混凝土，容许压应力a=0.5MPa，重度=23KN/ m3。2.4.3.2洞门各部尺寸的拟定根据公路隧道设计规范（JTJ026-90），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=18m；其中基底埋入地基的深度为1.5m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度2m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.4m，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.8m。2.4.3.3洞门验算根据公路隧道设计规范（JTJ026-90），洞门土压力计算最危险滑裂面与垂直面之间的夹角： 洞门计算简图式中:

7、围岩计算摩擦角; 洞门后仰坡坡角； 洞门墙面倾角代入数值可得： =0.68 故：w=34.2172.4.3.4翼墙墙身验算翼墙计算高度取距洞门前0.5m处高度为H=8m,洞门后填土高度为H=7.2m,翼墙厚度B=1.7m根据公路隧道设计规范（JTG2004），土压力为: , 式中： E土压力（kN）; 地层重度（kN/m3） 侧压力系数； 墙背土体破裂角； b洞门墙计算条带宽度（m），取b=1m； 土压力计算模式不确定系数，可取=0.6。把数据代入各式，得： =0.2550 h=3.4483 h。=1.44洞门土压力E： =71.16KN 式中：墙背摩擦角 =23=2340=26.7(1)抗倾

8、覆验算挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式： 式中： K0倾覆稳定系数，； 全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩； 全部水平力对墙趾O点的稳定力矩；墙身重量G： Ex对墙趾的力臂：Ey对墙趾的力臂：G对墙趾的力臂： 代入上式得： 故抗倾覆稳定性满足要求(2)抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性： 式中： Kc滑动稳定系数 作用于基底上的垂直力之和； 墙后主动土压力之和，取=Ex； F 基底摩擦系数，取f=0.4代入式得： 故抗滑稳定性满足要求(3)基底合力偏心矩验算设作用于基底的合力法向分力为，其对墙趾的力臂为ZN，合力偏心矩为e，则： 满足基底合力的偏心距，对于，计算结果满足要求。(4)墙身截面偏心矩及强度验算墙身截面偏心矩e 式中： M计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后； N作用于截面以上垂直力之后。 将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得： ，计算结果满足要求。 应力 满足强身截面的要求 2.4.3.5翼墙基底的运算 ，端墙墙高 ，墙背厚土，端墙厚土压力E: 滑动稳定的运算：满足滑动稳定的要求2.4.3.6端墙的验算 ，所取墙高为 ，墙背厚土，端墙厚,取条带宽度土压力的计算(1)倾覆稳定性的运算满足倾覆稳定的要求(2)滑动稳定的要