青岛地铁汇泉广场站号出入口结构设计

山东科技大学学生毕业设计（论文）弹性抗力计算表55.13拱部内力计算表55.14边墙内力计算表55.15第五章隧道衬衬砌验算及配配筋根据上一章计算得得到的隧道衬衬砌内力需要要对隧道衬砌砌进行截面强强度校核、衬衬砌配筋计算算以及配筋后后的衬砌裂缝缝宽度验算，最最后，隧道整整体衬砌方案案确定后，由由于隧道修建建于地下水位位以下，因此此需对隧道进进行抗浮稳定定性验算。5.1隧道衬砌的的截面强度验验算对于隧道衬砌的几几处控制截面面进行截面强强度验算，分分别选取校核核截面为：=1\*GB3①拱顶作用有最大正正弯矩：M=60.88447kNm，N=454..1106kkN，偏心距=2\*GB3②墙底处作用有最大大轴力：M=524.20079kNm，N=695..2691kkN，偏心距=3\*GB3③拱脚处：M=152.366790177kNm，N=684..28157794kN，偏心距根据《铁路隧道设设计规范》破破损阶段法计计算隧道衬砌砌强度的方法法，对于混凝凝土矩形截面面构件，当轴轴向力对截面面重心的偏心心距时，系抗抗压强度控制制承载能力，此此时，混凝土土矩形截面偏偏心受压构件件抗压强度承承载力应按下下式5-1计算：(5-11)其中，K安全系数数，在考虑混混凝土达到抗抗拉强度极限限时，K取3.0N隧隧道衬砌轴力力设计值构件的纵向弯曲系系数，对于隧隧道衬砌取1.0轴向力的偏心影响响系数，根据据e0/h的大小查查表得到混凝土的抗压极限限强度，对C45混凝土取33MPab、h为衬砌计算宽度和和衬砌厚度，分分别取1m和0.55mm对于轴向力对截面面重心的偏心心距且的情况，应应从抗裂要求求出发，混凝凝土矩形截面面偏心受压构构件的抗拉强强度应按下式式5-2计算：(5-22)其中，混凝土的抗抗拉极限强度度，对于C45混凝土，取取；其余余符号含义均均同前；（1）拱顶对于隧道拱顶，，e0/h=0.2244，查表得偏偏心影响系数数，应从抗裂裂要求出发，因因此有，显然满足；（2）拱脚对于隧道衬砌拱脚脚，轴向力对对截面重心的的偏心距，e0/h=0.0007，查表得偏偏心影响系数数系抗压强度度控制承载能能力，所以有有，显然满足；（3）墙底对于隧道边墙墙底底，轴向力对对截面重心的的偏心距，e0/h=0.00972，查表得偏偏心影响系数数，应按照式5-1进行衬砌强强度计算，所所以有，显然满足；5.2隧道二次衬衬砌配筋计算算根据上一章计算得得到的衬砌内内力，进行隧隧道衬砌配筋筋，由弯矩图图可知，隧道道衬砌受到的的最大正弯矩矩和最大负弯弯矩接近，数数值相差不大大，因此，对对隧道配筋计计算时按照对对称配筋计算算，选择计算算得到的钢筋筋面积中的较较大值对隧道道衬砌通长配配置。（1）计算参数隧道衬砌混凝土选选用C45，轴心抗压压强度设计值值，轴心抗拉拉强度设计值值，中板选用C40混凝土，；钢筋选用HRB3335带肋钢筋，抗抗拉、抗压强强度设计值为为；受弯截面高度，混混凝土最小保保护层厚度,,截面内下部部和上部受力力钢筋的合力力作用点距截截面较近边沿沿的距离分别别为，取，则截面面有效高度（2）计算截面的选取取=1\*GB3①拱圈最大正弯矩（拱拱顶）：M=60.88447kNm，N=454..1106kkN，Q=0kN，轴力对重重心的偏心距距=2\*GB3②拱圈最大负弯矩：：M=315.633658677kNm，N=698..174kN，，轴力对对重心的偏心心距=3\*GB3③最大轴力处（墙底底）：M=524.200785333kNm，N=695..2691NN，轴力对重重心的偏心距距=4\*GB3④最大剪力处（拱脚脚）：M=-152.33679kNm，N=684..2816kkN，轴力对重重心的偏心距距=5\*GB3⑤边墙最大弯矩处：：M=524.200785333kNm，N=695..2691kkN，轴力对重重心的偏心距距（3）计算初始偏心距距并判断偏压压类型初始偏心距：（5-3）其中，为附加偏心心距，取偏心心方向截面尺尺寸的1/30和20mm中的较大者者，在本设计计截面中，均均取所以有，由《铁路隧道设计计规范》10.2..3条规定，对对于隧道衬砌砌结构，可不不考虑挠度对对偏心距的影影响，因此不不必乘偏心距距增大系数（4）初步判断偏压类类型当时，初步判断偏心心受压构件偏偏压类型为大大偏心受压；；（5）轴向力至受拉钢钢筋合力作用用点的距离e（5-5）所以有，（6）受力钢筋面积计计算对称配筋时，截面面两侧的钢筋筋数量和级别别均相同，即即，。由力的平平衡条件，可可得基本计算算公式如下式式5-6：=1\*GB3①对于隧道拱顶，所以，隧道拱顶按按照构造最小小配筋率配置置受力钢筋。最小配筋率取0..2%和0.45ftt/fy中的的较大值，，根根据《混凝土土结构设计规规范》受压、受受拉钢筋总配配筋率不能小小于0.6%，由于本设设计采用对称称配筋，所以以取每侧最小小配筋率0.3%；隧道拱顶受力钢筋筋面积：选取4Φ25,AAs=As''=19644mm2=2\*GB3②对于隧道拱圈最大大负弯矩处，所以，隧道拱圈最最大负弯矩按按照构造最小小配筋率配置置受力钢筋。构构造配筋量应应与隧道拱顶顶相同，选取取4Φ25,Ass=As'==1964mmm2=3\*GB3③对于隧道边墙墙底底处，所以，隧道边墙墙墙底按照构造造最小配筋率率配置受力钢钢筋。构造配配筋量应与隧隧道拱顶相同同，选取4Φ25,Ass=As'==1964mmm2=4\*GB3④对于边墙拱脚处，所以，隧道边墙拱拱脚按照构造造最小配筋率率配置受力钢钢筋。构造配配筋量应与隧隧道拱顶相同同，选取4Φ25,Ass=As'==1964mmm2=5\*GB3⑤对于隧道边墙最大大弯矩处，所以，隧道边墙最最大弯矩处按按照构造最小小配筋率配置置受力钢筋。构构造配筋量应应与隧道拱顶顶相同，选取取4Φ25,Ass=As'==1964mmm2（7）箍筋计算=1\*GB3①选取计算截面及设设计参数选用HPB300箍筋筋，强度设计计值，箍筋直直径选用Ф10，单根箍筋筋面积，选用用四肢箍，n=4。=2\*GB3②判断是否需要计算算配置箍筋对于隧道衬砌，混混凝土自身所所能抵抗的剪剪力值为：因此，隧道中板和和隧道边墙可可以仅按照构构造要求最小小配箍率进行行配置箍筋，选取箍筋间距S==150mmm验算最小配箍率，按照最小配箍率配配置，为施工方便，取箍箍筋间距与隧隧道拱圈相同同s=1500mm将各截面钢筋配筋筋量进行汇总总，见下表55-2表5-2衬砌配筋汇汇总表截面位置内力值受力钢筋面积及配配筋率箍筋配置及配筋率率M/KNmN/KN拱圈最大正弯矩60.8847454.110664Φ25,As=Ass'=19664mm2，0.36%%4Ф10@150，ρρ=0.216%拱圈最大负弯矩-315.63666698.1744Φ25,As=Ass'=19664mm2，0.36%%4Ф10@150，ρρ=0.166%拱底内力-152.3688684.281664Φ25,As=Ass'=19664mm2，0.36%%4Ф10@150，ρρ=0.166%边墙底部内力524.20799695.269114Φ25,As=Ass'=19664mm2，0.36%%4Ф10@150，ρρ=0.166%边墙最大负弯矩-152.36777634.281664Φ25,As=Ass'=19664mm2，0.36%%4Ф10@150，ρρ=0.166%隧道衬砌配筋详图图见施工图纸纸第6章隧道施工组织设计计6.1隧道施工工总体说明6.1.1工程概概况6.1.2设计依依据一、依据的相关文文件1.《青岛市城市总体体规划（20006-20020）》2.《青岛市城市综合合交通规划（2008-2020）》3.《青岛市轨道交通线网规划修编报告》（2008.09）4.《青岛市城市快速轨道交通建设规划（2009-2016）》5.《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）6.《青岛市地铁一期期工程（3号线）总体体设计》及专专家审查意见见7.《青岛市地铁一期期工程（3号线）初步步设计》及专专家审查意见见8.《青岛市地地铁一期工程程（3号线）施工工设计文件技技术要求》9.青岛市地铁一期工工程（3号线）《文文件编制统一一规定》10.青岛市地铁铁一期工程（3号线）《文件组成与内容》11.《青岛市地地铁一期工程程（3号线）地质质勘察一标段段中山公园站站详细勘察阶段岩土土工程勘察报报告》二、工程建设标准准强制性条文文公路工程部部分执行情况况本设计严格按照交交通部颁布的的行业规范和和相关的国家家标准执行，中中华人民共和和国《工程建建设标准强制制性条文》公公路工程部分分有关隧道的的强制性条文文执行情况如如下：（1）隧道规划和设计计应遵循能充充分发挥隧道道功能、安全全且经济地建建设隧道的基基本原则。隧隧道设计应有有完整的勘测测、调查资料料，综合考虑虑地形、地质质、水文、气气象、地震和和交通量及其其构成，以及及营运和施工工条件，进行行多方案的技技术、经济、环环保比较，使使隧道设计符符合安全实用用、质量可靠靠、经济合理理、技术先进进的要求。（2）本隧道能充分发发挥隧道功能能、安全且经经济地建设隧隧道的基本原原则，并作出出充分的资料料调查、收集集，进行多方方面综合比较较使隧道设计计符合安全实实用、质量可可靠、经济合合理、技术先先进的要求。（3）隧道主体结构必必须按照永久久性建筑设计计，具有规定定的强度、稳稳定性和耐久久性；建成的的隧道应能适适应长期营运运的需要，方方便作业。（4）本隧道按新奥法法进行设计，衬衬砌结构采用用复合式衬砌砌，通过结构构计算和工程程类比，达到到规定的强度度、稳定性和和耐久性。（5）应加强隧道支护护衬砌、防排排水、路面等等主体结构设设计与通风、照照明、供配电电、消防、交交通监控等营营运设施设计计之间的协调调，形成合理理的综合设计计。必要时应应对有关的技技术问题开展展专项设计和和研究。（6）本隧道设计过程程中加强了隧隧道支护衬砌砌、防排水、路路面等主体结结构设计与通通风、照明、供供配电、消防防、交通监控控等营运设施施设计之间的的协调，避免免出现干扰及及不匹配问题题。（7）隧道土建设计应应体现动态设设计与信息化化施工的思想想，制定地质质观察和监控控量测的总体体方案；地质质条件复杂的的隧道，应制制定地质预测测方案，以及及时评判设计计的合理性，调调整支护参数数和施工方案案。通过动态态设计使支护护结构适应于于围岩实际情情况，更加安安全、经济。隧隧道土建设计计中已作出专专门的动态设设计，施工中中可根据此进进行合理地调调整。（8）应根据隧道不同同设计阶段的的任务、目的的和要求，针针对公路等级级、隧道的特特点和规模，确确定搜集、调调查资料的内内容和范围，并并认真进行调调查、测绘和和试验。调查查的资料应齐齐全、准确，满满足设计要求求。（9）本隧道在初步设设计阶段、施施工图阶段均均按照规范要要求进行物探探、钻探、地地质调查、调调绘、水文调调查来满足设设计要求。（10）应根据隧道道所通过地区区的地形、地地质条件，并并综合考虑调调查的阶段、方方法、范围等等，编制相应应得调查计划划。在调查过过程中，如发发现实际地质质情况与预计计的情况不符符，应及时修修正调查计划划。（11）本隧道在初初设、施设阶阶段均进行相相应得调查并并编写出详尽尽的调查计划划，在调查过过程中未发现现实际地质情情况与预计情情况不符。（12）隧道应遵循循“早进洞、晚晚出洞”的原则，不不得大挖大刷刷，确保边坡坡及仰坡的稳稳定。本隧道道进、出口洞洞口边仰坡开开挖高度控制制在20m以内。（13）隧道衬砌设设计应综合考考虑地质条件件、断面形状状、支护结构构、施工条件件等，并应充充分利用围岩岩的自承能力力。衬砌应有有足够的强度度和稳定性，保保证隧道长期期安全使用。本本隧道综合考考虑地质条件件、断面形状状、支护结构构、施工条件件，在充分考考虑围岩的自自承能力前提提下进行了衬衬砌的强度和和稳定性验算算。（14）隧道防排水水应遵循“防、排、截截、堵结合，因因地制宜，综综合治理”的原则，保保证隧道结构构和营运设备备的正常使用用和形成安全全。隧道防排排水设计应对对地表水、地地下水妥善处处理，洞内形形成一个完整整畅通的防排排水系统。（15）本隧道设计计结合衬砌，在在二次衬砌与与初期支护之之间敷设防水水层防水，保保证洞内行车车安全，洞口口通过设置洞洞外截水沟、洞洞顶排水沟、路路基边沟等排排水设施，保保证洞口不受受雨水冲刷破破坏。（16）隧道路基应应稳定、密实实、匀质，为为路面提供均均匀的支承。本隧道路基严格按按照路基设计计规范进行，在在图纸中对路路基的压实度度提出明确要要求。6.2施工组织机机构及施工队队伍安排一、施工组织机构为了加强建设项目目管理、全面面履行合同、控控制建设投资资，确保全面实实现工期、质质量、安全、保保护生态环境境，全面实现建建设目标，我公司按照照项目法施工工组建项目经经理部，承担本项目目的施工任务务。项目经理理部由领导层层和职能部门门组成，设项目经理理1人、书记1人、项目副副经理1人、总工程程师1人。六个职职能部门，即工程技术术科、安全质质量科、计划划合同科、财财务科、物资资设备科、综综合办公室。二、管理职责1项目经理（1）全面负责本项目目的施工组织织指挥和管理理，对工程质质量、环境、职职业健康安全全、工期负总总责；组织实实施综合管理理方针，确保保质量、环境境、职业健康康安全目标的的制定和实施施；（2）组织策划、建立立、实施和保保持项目部综综合管理体系系，确保综合合管理体系的的符合性、适适宜性和实施施的有效性。2项目副经理（1）协助项目经理抓抓好现场管理理，对管理体体系文件的贯贯彻实施情况况进行检查和和监督;（2）组织协调产品实实现过程中影影响质量、环环境、职业健健康安全目标标实现的相关关因素；（3）有效组织施工生生产，确保实实现项目部质质量、环境和和职业健康安安全目标，实实现优质服务务。3总工程师（1）对本标段施工技技术、计量测测试和工程质质量负技术责责任，对管理理体系文件的的贯彻实施情情况进行检查查和监督；（2）组织贯彻技术规规范、施工规规范、质量标标准，跟踪有有关科技信息息，推进科技技创新与开发发；（3）审批施工组织设设计，解决施施工中重大技技术难题；（4）参加工程质量事事故的处理工工作，审批处处理方案。6.3隧道施工方方法和工序6.3.1施工总总体计划施工总体计划安排排原则：1、根据本隧道段主主要工程项目目及其数量，充充分运用网络络计划技术，统统筹兼顾，合合理地投入资资源(机械设备、劳劳动力、材料料、资金等))。2、掘机械设备潜力，发发挥企业综合合优势，确保保优质、高效效地完成施工工任务。3、以组织均衡法施工工为基本方法法，本地区冬冬季时间相对对较长，隧道道施工直接受受冬季影响，因因此必须抓住住施工的黄金金季节，在队队伍进场后，迅迅速组织施工工，充分投入入资源，确保保总工期的实实现。4、优化施工方案，采采用先进技术术和工艺，攻攻克难点，快快速施工。6.3.2B型型车站主体开开挖施工步序序1.开挖上部台阶，及及时施做初期期支护；2.纵向错开上台阶，开开挖中台阶，及及时施做初期期支护； 3.纵向错开中中台阶，开挖挖下台阶，施施做初期支护护； 4.设仰拱防水水层，施做仰仰拱及矮边墙墙；5.铺设防水层，施做做其余二衬。6.3.3洞外施施工在进行洞口段开挖挖施工前，作作好洞顶截水水沟，洞口排排水沟的施工工，防止地表表水渗入开挖挖面影响明洞洞边坡和成洞洞面及仰坡的的稳定；在进行开挖挖的过程中，边边仰坡防护与与边仰坡开挖挖同时进行，进进口边仰坡按按设计打锚杆杆、挂金属扩扩张网、喷射射混凝土防护护；出口仰坡采采用注浆小导导管进行成洞洞面加固。开开挖到洞面附附近时，洞口口段超前支护护施工完成后后再开挖进洞洞。洞口地质质较差，雨季季施工时，加加强防护，并并随时检测检检查山坡稳定定情况。6.3.4洞内施施工隧道明洞开挖和边边仰坡施工一一起进行，通通过测量放样确定明洞洞地表的开挖挖范围界线，自自地表逐步向向下开挖刷坡坡，逐步进行行口开挖到位位后，检查和和清除松石，进进行边坡锚喷喷防护。同时时应埋设泻水水管、洞底拉拉槽等排水系系统。明洞硅硅浇注完成后后及时采用浆浆砌片石在洞洞身和边坡间间回填密实。隧道暗洞施工前需需做好进出口口长管棚施工工，在管棚和和超前小导管管等超前支护护的保护下进进行掘进开挖挖，开挖拱部部采用光面爆爆破以最大限限度地保护周周边岩体的完完整性，使拱拱部围岩只受受一次扰动就就能炸出光滑滑、平顺、规规则的岩面，有有效减少超挖挖量，提高围围岩的自稳和和初期支护的的承载能力;;边墙和仰拱拱部分采用预预裂爆破施工工，目的也在在于通过周边边炮眼的预裂裂，减轻爆炸炸过程爆轰波波对围岩的多多次扰动，以以达到隧道洞洞内施工的简易性和和安全性。6.3.5钻爆设设计原则钻爆设计原则：满满足施工安全全、工程质量量、施工工期期，按照工程程的具体情况况，合理选择择爆破参数，并并且在施工中中不断总结，使使爆破参数达达到最优化，以以不断提高工工程质量为原原则。6.3.6施工单单位的出渣运运输作业应符符合下列要求求（1）装渣设备能在隧隧道开挖断面面内发挥高效效率，其装渣渣能力应与每每次开挖土石石方量及运输输车辆的容量量相适应。（2）机械装渣作业应应严格按操作作规程进行，不不得损坏已有有的支护及临临时设备。在在台阶或棚架架上向下扒渣渣时，应保证证渣堆稳定，防防止滑坍伤人人。（3）卸渣作业应根据据弃渣场地形形条件、弃渣渣利用情况、车车辆类型，妥妥善布置卸渣渣线，卸渣应应在布置的卸卸渣线上依次次进行。（4）卸渣场地应修筑筑永久排水设设施和其他防防护工程，确确保地表径流流不致冲蚀弃弃渣堆。（5）因隧道长度较长长，开挖中应应采用有轨运运输，减少机机械的烟雾排排放量。6.4施工组织注注意事项6.4.1隧道施施工通风与防防尘（1）隧道施工单一洞洞口通风采用用自然通风。（2）防尘采用湿式钻钻孔，爆破后后采用喷洒水水幕降尘法可可以达到充分分降尘的口的的。6.4.2质量、安安全、环保、工工期保证措施施一、隧道工程质量量保证措施（1）建立健全工程质质量保证体系系和创优体系系;（2）提高全员质量意意识;（3）狠抓工序质量，确确保隧道整体体质量;（4）严格执行各种技术术管理制度。二、隧道施工现场场安全措施（1）施工过程中，制制定项目经理理负责的安全全管理体系，把把隧道施工安安全作为工程程建设的首要要目标，并具具有合同责任任，做到“安全第一、预预防为主”。（2）建立健全安全生生产管理体系系，成立施工工安全领导小小组，专职检检查隧道施工工安全，由项项目经理担任任组长，定期期或不定期地地召开现场安安全生产会议议，研究项口口安全生产情情况，发现问问题及时解决决处理。（3）从事隧道施工人人员必须经过过专业培训、持持证上岗，机机械操作人员员必须熟练掌掌握设备的性性能和操作规规程，严格按按标准作业，规规范施工。所所有工作人员员必须严格佩佩戴劳动防护护用品，必须须严格遵守劳劳动纪律，严严禁酒后上岗岗，严禁在工工作岗位打闹闹，工作人员员必须熟知消消防和设备报报警信号。（4）洞内爆破作业要要严格按照《隧隧道爆破安全全操作规程》和和有关规章制制度作（5）加强围岩监控量量测。严格按按技术规范做做好围岩监控控量测，注意意围岩变形，及及时反馈围岩岩变形信息，做做好变形预报报，指导施工工。三、隧道施工工期期保证措施（1）调遣精兵强将，强强化隧道施工工管理。上场场后，迅速成成立各种专业业施工队，投投入足够的劳劳力和技术骨骨干，建立各各种管理领导导体系，并迅迅速驻进施工工现场，保证证工程尽早开开工。（2）进行科学组织和和精心施工。加加强施工计划划的科学性，做做到点段明确确，轻重分明明，施工计划划切实可靠，资资源配制得当当，确保工程程按计划完成成。（3）应用先进高效的的生产设备及及采用先进合合理的施工工工艺。（4）做好协调，减少少施工干扰。成成立专门协调调小组，下大大力气加强和和有关部门联联系协作，主主动配合，力力争在每个工工序开始前把把干扰减少到到最低限度，使使隧道施工顺顺利进行，只只有做到这些些才能确保工工期要求。（5）抓住时机掀起施施工高潮。隧隧道施工当中中要适时开展展劳动竞赛活活动，发扬前前无险阻和特特别能打攻坚坚战的好传统统，适时掀起起施工高潮，振振奋精神，加加快施工进度度。6.4.3文明施施工推行文明施工标准准化作业，施施工时严格按按工艺操作规规程执行。把把工程质量建建立在科学可可靠的基础__卜，施工现现场作到管理理有序，工地地布置合理，材材料堆放整齐齐，场地平整整，道路畅通通，排水流畅畅，机械状况况良好，施工工安全紧张有有序。施工时时要认真执行行局制定的“现场施工技技术管理实施施细则”和“工序作业细细则”，做到每个个工序有标准准、有检查、有有验收、有结结论、按质论论价，确保一一次成优。尊尊重当地民风、民俗，尊尊重当地的宗宗教习惯和地地方乡规民约约。6.4.4环保措措施（1）施工中应尽量保护护好竖井周围围的树木、花花草绿地，不不得不迁移的的树木花草，工工程竣工后必必须予以还建建，一保持原原有环境。（2）施工弃土临时堆砌砌坡脚宜设支支挡物，并尽尽快运到指定定排放场，避避免乱取乱弃弃，破坏自然然环境；运输输弃土车辆不不宜装得过满满，应加盖篷篷布。进出场场车辆必须把把车轮冲洗干干净，并不得得超载。（3）施工期间，施工中中产生的废水水需沉淀后才才能排放至市市政雨、污水水管道。（4）施工噪声应满足《建建筑施工场界界噪声限值》（GB12525-90）的要求，合理安排施工时间，尽量避开居民休息时间进行强噪声操作。（5）选用的施工注浆浆浆液必须对地地下水无污染染。专题设计矿山法隧道国内外外发展状况改革开放以来，随随着国民经济济的迅速发展展，公路交通通建设规模口口益扩大，技技术进步达到到新的水平，公公路隧道建设设不仅在山区区和丘陵地区区公路建设中中，而且在东东部江河桥隧隧跨越方案比比选中，日益益引起人们重重视，并得到到很大发展。据统计，19799年我国公路路隧道通车里里程仅为522km／374座，而2002年底，我国国公路隧道通通车里程已达达704kmm／1700多座，比1979年增K厂13倍多，比1993年增长了5倍多。日前前已建和在建建的1．5km以上3车道隧道5座，3kin以I：的特长隧隧道26座，在建6tan以上隧道5座。可以毫毫不夸张的说说，目前我国国公路隧道发发展已进入全全盛时期。

特别是近十十年来，我国国修建了不少少特长隧道、长长隧道以及隧隧道群，隧道道占公路里程程比重不断增增大，同时隧隧道建设技术术得到了日新新月异的提高高和发展。例例如1995年建成的成成渝高速公路路上的中梁山山隧道长3．165kmm，解决了我我国K大公路隧道道的通风问题题，在我国的的现代化隧道道建设中具有有重要意义；；1999年9月全线通车车的四川广安安地区华蓥山山公路隧道长长4．795kmm，地质情况况复杂，集溶溶洞、涌泥、突突水、岩爆、高高瓦斯和石油油天然气于—·身，是有名名的“烂洞子”，经过科研研人员和施工工技术人员的的联合攻关，都都得到了成功功地解决；1999年底实现双双洞通车的全全长2x4．116kmm的浙江省甬甬台高速公路路大溪岭一湖湖雾岭隧道，设设置了照明、通通风、防火监监控等完善的的运营机电设设施，它是我我同自行设计计施上及采用用国产材料设设备为主的现现代化大型隧隧道；2003年9月通车的山山西省雁门关关隧道长5．2kan，运用TSP2003地质超前预预报技术、现现场地质分析析技术、徕卡卡TCRAlll01全站仪非接接触围岩净空空位移量测技技术等措施，对对围岩的稳定定性进行综合合评价，采用用了先进的隧隧道运营管理理机电系统，是是日前我国已已通车的最长长的公路隧道道。同时，我国还修建建了不少大跨跨度隧道、连连拱隧道和小小间距隧道。沈沈大高速公路路改建工程中中的金州隧道道，单向四车车道行车，单单洞开挖宽度度23m，是亚亚洲最宽的公公路隧道。京京珠高速公路路五龙岭隧道道为双连拱结结构，总开挖挖宽度达32．52m。在地地质条件不利利的条件下，采采用三导坑分分部开挖，挂挂网锚喷加刚刚拱架联合支支护，成功地地将我国隧道道修建技术向向前推进了一一步。近代隧道兴起于运运河时代，从从十七世纪起起，欧洲陆续续修建了许多多运河隧道。其其中法国葵达达克（Languuedoc）运河隧道道，建于年，长长，它可能是是最早用火药药开凿的公路路隧道。1830年前后，铁铁路成为新的的运输手段。随随着铁路运输输事业的发展展，隧道也越越来越多。年已出现了长穿越越阿尔卑斯山山的最大铁路路隧道。目前前最长的铁路路隧道已达。较较为完善的水水底道路隧道道建于1927年，位于纽纽约哈德逊河河底（Hollaand隧道）。现现在世界上的的长大道路隧隧道（以上）和和长大水底隧隧道（）将近近百条，最长长的为位于瑞瑞士中部芦塞塞恩湖南侧的的圣哥达（St.Goottharrd）汽车专用用隧道，全长长。隧道施工与地面建建筑物施工不不同，其空间间有限，工作作面狭小、光光线暗，劳动动条件差，给给施工增加了了难度。隧道道工程的施工工条件是极其其恶劣的，体体力劳动强度度和施工难度度都相当大。为为了减轻劳动动强度，人们们曾经做过不不懈的努力。古古代一直使用用“火焚法”和铁锤刚钎钎等原始工具具进行开挖，直直到19世纪才开始始采用钻爆作作业，至今大大约有一百多多年的历史。在在此期间发明明了凿岩机，经经过将近一个个世纪的努力力，发展成为为今天的高效效率大型多头头摇臂钻机，工工人们已经从从繁重的体力力劳动中解放放出来了。和钻爆开挖法完全全不同的还有有两种机械开开挖法。一种种是用于软土土地层的盾构构机，发明于于1818年，经过一一个半世纪的的不断改进，已已经从手工开开挖式盾构发发展到机械化化乃至全机械械化盾构，能能广泛用于各各种复杂的软软土地层的掘掘进。另一种种是用于中等等坚硬岩石地地层的岩石隧隧道掘进机。目目前，已经发发展成大断面面的带有激光光导向和随机机支护装置的的先进的掘进进机，机械化化程度大大提提高，加上辅辅助的通风除除尘装置，使使工作环境得得到很大改善善。目前应用用高压水的射射流破岩技术术已经过关，它它能以很快的的速度在花岗岗岩中打出炮炮眼，再在隧隧道周边用高高压水切槽，然然后爆破破岩岩。优点是减少超挖，可可以开凿任意意断面形状的的隧道，保护护围岩，降低低支护成本，并并能增加自由由面以降低炸炸药消耗和炮炮眼数量。但但消耗功率较较大，设备成成本较高，技技术上还未达达到十分成熟熟的程度。地层压力的研究开开始于14世纪。此后后随着采矿和和隧道工程的的发展，地层层压力理论也也相应发展着着。这种研究究基本上沿着着两个方向进进行，一是把把地层视为松松散构造的散散粒体理论，另另一个是把地地层视为连续续弹性体塑性性理论。近百百年来，从理理论上和工程程实践中对地地层压力进行行了极广泛的的研究，获得得了不少成果果，但仍未得得到系统、圆圆满、严格的的理论，直到到今天仍在不不断的进行着着新的探索。20世纪初，普氏以均均质松散体为为基础，提出出了地层压力力的计算方法法，但他把岩岩石假定为松松散体，并把把复杂的岩体体之间的联系系用一个似摩摩擦系数描述述，这样做法法显然过于粗粗糙，在工程程中也常常出出现失败的情情况。不过，因因为这个方法法比较简单，所所以现在普氏氏理论还在应应用着。即使使对不熟悉地地质或不了解解现场地质条条件的人，也也能利用普氏氏系数来进行行设计。我国著名学者陈宗宗基教授，在1958年首次把岩岩石力学作为为一门边缘科科学来发展。过过去基本上是是把岩石当作作材料进行研研究的。他强强调必须用力力学的观点，以以地质为基础础来解决实际际工程问题，并并指出现场试试验与室内试试验是相辅想想成和不可分分割的，强调调问题的关键键在于要有正正确的概念。他最先引用流变理理论研究岩石石的流变特性性，指出即使使在坚硬岩石石中修建地下下洞室，也要要考虑流变对对长期稳定的的影响。还从从板块运动、地地应力的产生生，分析了对对高地应力地地区工程建设设的影响，用用封闭地应力力的概念了解解工程中各种种特殊的现象象，如岩爆等等。此外，还还从微观结构构分析了膨胀胀岩的破坏机机制等等。所所有这些都给给地下工程的的研究、设计计和施工以巨巨大的推动和和提供了新的的理论依据。新奥法是20世纪纪40年代开始发发展起来的，它它是以喷混凝凝土和锚杆为为主要支护手手段的一种方方法。这种方方法把坑道的的支护与围岩岩看作是相互互作用的一个个整体，既发发挥围岩的自自承能力，又又使支护起到到加固围岩的的作用。在确确保坑道稳定定的基础上，使使设计更加合合理、经济。目前这种方法还处处于经验设计计阶段，需要要在实施过程程中根据现场场量测数据加加以修正。新新奥法与传统统的矿山法相相比，更能充充分利用地层层地质条件。随随着理论上的的日臻得到更更加广泛的应应用。2.矿山法施工特点矿山法的基本理论论依据是，隧隧道开挖后受受爆破影响，造造成围岩体破破裂形成松弛弛状态，随时时都有可能坍坍落。鉴于这这种松弛荷载载理论依据，其其施工方法是是采取分割式式按分部顺序序一块一块的的开挖，并妥妥求边挖边撑撑以策安全，所所以支撑复杂杂，材料消耗耗多。由于这这种施工方法法，因其工作作面小，不能能使用大型的的凿岩钻孔设设备和装卸运运输工具，故故施工进度慢慢，建设周期期长，机械化化程度低，耗耗用劳力多。工艺类型编辑木构构件支撑木构件支撑的耐久久性差，对坑坑道形状的适适应性差，支支撑撤换既麻麻烦又不安全全，且对围岩岩有所扰动，因因此，目前已已很少使用。钢钢构件支撑具具有较好的耐耐久性和对坑坑道形状的适适应性等优点点，施工中可可以不撤换，也也更安全。国国内隧道界将将以钢构件作作为临时支撑撑的矿山法称称为“背板法”。钢木构件支撑钢木构件支撑类似似于地上的“荷载一结构”人学体系。它它作为一种维维持坑道稳定定的措施．是是很直观和奏奏效的，也容容易被施工人人员理解和掌掌握。因此这这种方法常被被应用于不便便采用喷锚支支护的隧道。由由于衬砌的设设计工作状态态与实际工作作状态不一致致，以及临时时支撑存在的的—些缺陷等，在在一定程度上上限制了它的的发展和应用用。本课题是一个实际际工程的支护护问题，因此此，针对这一一实际工程我我们首先应该该选择合理的的支护方案，其其次针对所选选的支护方案案进行相关的的支护与不排排水设计。在在设计中，我我们应该认真真学习并总结结前人的工作作经验，并将将这些工作经经验与自己所所学的知识相相结合，来针针对这一工程程提出有针对对性的合理化化、经济化的的支护方案。其主要涉及及的内容包括括以下几个方方面的内容：：(1)支护方案案的选择现阶段隧道道的支护方案案有许多种，目目前常用的支支护方式有锚锚杆支护、喷喷射混凝土支支护、整体式式混凝土支护护、复合式支支护等形式，各各种支护方法法都有其相适适应的范围。针对本次次工程中的实实际情况综合合性的考虑工工程造价、支支护设备、以以及场地的施施工条件等各各方面的信息息选择合理的的支护方案。最最后对所选的的方案进行综综合性的了解解，以便以后后的设计中加加以运用。(2)衬砌荷载载的计算衬砌荷载的的计算是隧道道支护中必须须要考虑也是是非常重要的的问题，因为为它牵扯到支支护方案的选选型，以及具具体的施工参参数的确定。通通常采用荷载载-结构模式，这这种模式是假假定已知地压压荷载和地层层对结构变形形的约束抗力力（前者在浅浅埋松散岩土土荷载条件下下为已知，后后者均为假定定）的条件下下，安弹性地地基上杆件系系统的结构力力学原理进行行衬砌内力计计算，这种设设计方法的概概念与地面结结构设计相近近，容易理解解，计算也比比较简单，受受力明确，容容易被设计人人员接受，具具有一定的实实用性。这个个方法在相当当长的时间内内是我国中小小隧道及浅埋埋隧道的主要要设计方法。(3)支护参数数确定对于这次工工程设计，支支护参数的设设计也是一个个很重要的方方面，选择合合理的支护参参数，不仅可可以节省材料料而且还可以以达到预期的的效果。(4)支护效果果验算支护效果的的验算是保证证工程能顺利利进行的一个个很重要的方方面。他不仅仅是对数据的的核算，更是是发现问题的的很重要步骤骤。因此在设设计中应该预预以重视。这这部分的内容容复杂且计算算较多也可以以作为工程设设计的主要内内容。在做设计的任务过过程中，要对对设计的主要要内容了解透透彻，把握住住重点、难点点。合理的处处理好各部分分的安排，保保质保量的按按时完成设计计任务。。3.结构内力的的计算3.1荷载及组组合3.1.1主要要计算荷载参照相关隧道设计计规范，隧道道设计主要考考虑的荷载包包括永久荷载载、可变荷载载和偶然荷载载，相见表4.1其中最重要要的是围岩的的松动压力，支支护结构的自自重可按预先先拟定的尺寸寸和材料重度度计算约定。在在含水层中，静静水压力可按按最低水位考考虑。在没有有仰拱结构中中，车辆荷载载直接传给地地层。本文计算主要考虑虑外水压力、围围岩压力、弹弹性抗力以及及地震荷载的的影响，并给给出这4种荷载的计计算方法。表4.1海底隧道道主要计算荷荷载荷载类型荷载名称荷载计算及取值永久荷载结构自重按实际考虑地层压力竖向压力按公路隧道设计规规范分深埋和和浅埋不同工工况计算水平压力按规范侧压力系数数计算水压力及浮力根据地层渗透性确确定混凝土收缩及徐变影响力混凝土收缩的影响响按降低温度度的方法计算算，对于整体浇注的钢钢筋混凝土结结构相当于降降低温度15℃,对于分段浇浇注的钢筋混混凝土结构相相当于降低110℃。混凝土徐徐变的影响按按提高温度的的方法计算结构附加恒载按实际情况计算可变荷载基本可变荷载公路车辆荷载及其冲击力车辆荷载按所采用用的车辆轴重重、排列和制制动力计算，并并按通过的重型设备车车辆考虑人群荷载按4KN/m2考考虑活载产生的侧向压力按均布荷载作用于于地层上考虑虑其他可变荷载施工荷载、地面堆载、材料堆载按20KN/m2考虑温度影响力根据当地温度情况况及施工条件件所确定的温温度变化值计计算确定偶然荷载地震作用按设防烈度Ⅵ度考考虑落石冲击力3.1.2各种种荷载的计算算各种荷载的作用形形式如图4.1所示。复合式衬砌按照新新奥法原理应应充分利用围围岩的自身承承载能力，将将初期支护与与围岩紧密结结合在一起，把把支护作为加加固和稳定围围岩的手段。对对于全封闭衬衬砌地段，初初期支护和围围岩共同组成成的复合承载载结构能保证证承担施工期期间的全部围围岩荷载和考考虑渗流情况况下的水压力力荷载；由于于海底隧道具具有高腐蚀性性，考虑100年的设计基基准期，二次次衬砌最终将将成为最主要要的承载结构构，二次衬砌砌上的荷载，按按形变压力和和全部静水压压力考虑。图4.1海底隧道道受荷载作用用示意图由于隧道仰拱不设设防水板，因因此，计算时时将仰拱二衬衬与初期支护护作为整体考考虑。拱部、边边墙外设防水水板，则不计计二衬与初期期支护的粘结结力。(1)外水压力力外水压力为作用于于衬砌外缘的的面力。严格格地说，仅当当衬砌不透水水时，水对衬衬砌的作用力力才是表面力力。由于混凝凝土衬砌是透透水的，因此水对衬衬砌的作用是是渗流体积力力。当衬砌与与围岩接触面面形成间隙，作作用于衬砌内内的渗流体积积力可近似用用衬砌内外缘缘的水压力代代替，衬砌外外缘的水压力力称之为外水水压力。作用用方式如图4.2所示。外水水压力用折减减系数法计算算，即当衬砌砌不透水或渗渗透性极小，并并与围岩结合合不紧密时,地下水从围围岩中渗出，而而以全部接触触面积作用于于衬砌-围岩脱离外外表面时，体体积力转化为为边界力：PP=βγwH式中： P为外水水压力；β为外水压力力修正系数；；γw为地下水重重度；H为渗流场模模拟出的水头头。外水压力折减系数数主要根据水水电部门《水水工隧洞设计计规范（SD1344-84）》的有关关规定。此隧隧道地下水处处理方式采用用全封堵方式式。综合考虑各各种因素，最最终确定外水水压力修正系系数取为β=0.5。则P=0.5×99.8KNN/m3×30m=1447kN//m2图4.2外水压力力作用方式(2)围岩压力围岩压力按松散压压力考虑，其其垂直及水平平均布压力的的作用标准可可按下式确定定。垂直均布压力：式中：qy为围岩岩垂直均布压压力(kN/m3)；为围岩重度(kN/m3)；S为围岩类别别；为宽度影影响系数，且且=1+i(B-5)，B为坑道宽度(m)，i为每增减1m时的围岩岩压力增减率率，以B=5m的围岩岩垂直均布压压力为准，当当B<5m时，取i=0.2，B=5～15m时，取i=0．1。水平均布压力：qx=βqy式中：β为水平压压力系数，ⅢⅢ类围岩时β<0.15；Ⅳ类围岩时取β=0.15～0.30。荷载等效高度：深、浅埋隧道分界界深度：(3)弹性抗力力作用于隧洞衬砌上上的荷载大多多数是主动性性质的荷载，例例如山岩压力力、水压力等等；也有一种种荷载是被动动性质的荷载载，即地层弹弹性抗力。根根据文克尔法法则，地层的的弹性抗力P和衬砌的变变位成正比，即即Fn=Knn×UnFs=Ks×Us其中，Kn=K+nUn≥0Kn=K-nUn＜00Ks=K+sUUs≥0Ks=K-sUs＜0式中：Fn、Fss——分别为法法向和切向弹弹性抗力；Kn、Ks——相应的围岩弹弹性抗力系数数，并且K+、K-分别为压缩缩区和拉伸区区的抗力系数数，通常令KK-n=K-s=0杆件单元确定后，即即可以确定地地层弹簧单元元，它只设置置在杆件单元元的结点上。地地层弹簧单元元可沿整个截截面设置，也也可以只在部部分结点上设设置。沿整个个截面设置地地层弹簧单元元时，计算过过程中需要迭迭代法做变形形控制分析，以以判断出抗力力区的确切位位置。(4)地震荷载载根据《公路工程抗抗震设计规范范》(JTJ0004—89)，隧道衬砌砌和明洞上任任一计算质点点的水平地震震荷载，应按按下式计算：：Ei=CiCzKhhGis式中：Ei为水平平地震荷载(kN);CCi为重要性修修正系数，对对于抗震重点点工程，取1.7，对于二级级公路，取1.0，对于三、四四级公路的抗抗震重点工程程，取0.6；Cz为综合影响响系数，岩石石地基的明洞洞采用0.2，其他采用0.25；K为水平地震震系数，基本本烈度为7度时，取为0.1，基本烈度度为8度时，取为0.2，基本烈度度为9度时，取为0.4；Gis为构造物物计算点的重重力或计算土土柱的重力(kN)。3.1.3荷载载组合按施工阶段、使用用阶段和特殊殊荷载作用的的不同工况进进行荷载组合合。(1)施工期间间的基本组合合：永久荷载载+可变荷载，不不考虑水压力力影响(2)使用阶段段：基本组合：永久荷荷载+可变荷载偶然组合：永久荷荷载+可变荷载+地震荷载正常使用极限状态态下的荷载组组合采用标准准组合进行计计算。荷载组合如表4..2：表4.2荷载组组合表组合荷载种类永久荷载可变荷载地震荷载基本组合1：永久久荷载+基本可变荷荷载1.351.4/标准荷载2：永久久荷载+基本可变荷荷载1.01．0/偶然荷载3：永久久荷载+地震荷载1．21．01．3根据最不利原则，选选取荷载组合合为基本组合合1。3.2衬砌几何要要素确定衬砌几何尺寸寸3.3计算位移移3.3.1..计算单位位位移3.3.2主主动荷载在基基本结构中引引起的位移（1）每一楔块上的作用用力竖向力：式中：——衬砌外外缘相邻两截截面之间的水水平投影长度度，经计算得得：水平压力：式中：——衬砌外外缘相邻两截截面之间的竖竖直投影长度度，经计算得得：自重力：式中：——接缝的的衬砌截面厚厚度。注：计算时，应应使第8个楔块的面面积乘以。作用在各楔块上的的力均列入下下表（表4-5），各集中中力均通过相相应图形的行行心。（2）外荷载在基本结构构中产生的内内力楔块上各集中力对对下一接缝的的力臂由附图图4-1中得到，分分别记为、、。内力按下式计算。弯矩:轴力：式中：、——相邻邻两接缝中心心点的坐标增增值，按下式式计算：3.3.3..单位弹性抗抗力及相应的的摩擦力引起起的位移（1）最大抗力值以上各各截面抗力强强度按下式计计算：最大抗力值以下各各截面抗力强强度按下式计计算：式中：——所考察察截面外缘点点到点的垂直直距离；——墙脚外缘点到点垂垂直距离。（2）各楔块上抗力集中中力按下式近似计算：：式中：——楔块外外缘长度；的方向垂直于衬砌砌外缘，并通通过楔块上抗抗力图形的形形心。（3）抗力集中力与摩擦擦力的合力按下式计算：式中：——围岩与与衬砌间的摩摩擦系数，此此处取。则：其作用方向与抗力力集中力的夹夹角。由于摩摩擦阻力的方方向与衬砌位位移的方向相相反，其方向向向上。的作作用点即为与与衬砌外缘的的交点。将的方向线延长，使使之交于竖直直轴，量取夹夹角,将分解为水平平与竖直两个个分力：（4）计算单位抗力及其其相应的摩擦擦力在基本结结构中产生的的内力弯矩：轴力：式中：——力至接接缝中心点的的力臂。5、单位抗力及相应应摩擦力产生生的载位移3.4墙底（弹弹性地基上的的刚性梁）位位移单位弯矩作用下的的转角：主动荷载作用下的的转角：单位抗力及相应摩摩擦力作用下下的转角：3.5解力法法方程3.6主动荷荷载及被动荷荷载（）产生的衬砌砌内力计算公式为：3.7最大抗抗力值的求解解首先求出最大抗力力方向的位移移。考虑到接缝5的径径向位移与水水平方向有一一定的偏离，因因此修正后有有：3.8计算衬衬砌总内力按下式计算衬砌总总内力：计算精度的校核为为以下内容：：根据拱顶切开点的的相对转角和和相对水平位位移应为零的的条件来检查查：闭合差：闭合差：3.9衬砌截截面强度验、检检算检算几个控制截面面：（1）拱顶（截面0）（2）截面7（3）墙底（截面8）偏偏心检查4.衬砌结构方方案衬砌混凝土不允许许采用火山灰灰质硅酸盐水水泥和粉煤灰灰硅酸盐水泥泥。4.1明洞明洞结构为现浇钢钢筋混凝土衬衬砌结构。明明洞构造拱圈圈（仰拱）采采用钢筋混凝凝土结构。采采用混凝土。4.2暗洞衬衬砌结构隧道衬砌结构的选选择必须结合合施工技术，安安全作业以及及使用适应性性、造价综合合确定。鉴于于我国目前的的技术装备情情况宜采用钻钻爆开挖方式式，可供选择择的衬砌方案案有两类，以以矿山法施工工的刚性衬砌砌结构和以新新奥法（NATM）为核心的的锚喷支护复复合衬砌（柔柔性衬砌）。A、刚性衬砌的特点点衬砌是岩体压力的的承载主体，岩岩体开挖后产产生的压力全全部由结构承承受，故衬砌砌厚度较大。由于毛洞开挖与被被覆盖间隔时时间较长，出出现围岩失稳稳的几率较多多，特别是软软弱围岩地段段在防止岩体体塌方适应性性差，安全作作业亦差；为为防止围岩失失稳，以采用用分部开挖法法居多，工序序多，施工进进度慢，机械械装备要求不不高。防水方面由于刚性性衬砌背后施施作柔性防水水层困难，故故多采用结构构自防水（抗抗渗混凝土）。而而结构自防水水承受施工质质量影响极大大，故很难达达到防水的标标准。B、柔性衬砌的特点点衬砌与围岩共同组组成承载环，岩岩体的压力主主要是围岩自自身承受，故故衬砌结构薄薄。由于毛洞开挖与初初期被覆间隔隔时间很短，并并通过实际量量测调整围岩岩的支护参数数保证稳定性性，故易于保保障安全作业业。且可进行行大断面开挖挖，机械化程程度高，施工工进度快，工工期短。防水方面，由于防防水层是施作作在初期支护护与二次衬砌砌之间，并可可将二次衬砌砌做成自身防防水结构，故故防水质量容容易保证。综合上述因素，并并结合高速公公路隧道在防防水方面的重重要性，推荐荐采用新奥法法锚喷支护复复合衬砌。4.2.1衬衬砌支护参数数暗洞衬砌结构按新新奥法原理，采采用复合式支支护结构形式式。初期支护护以锚杆、钢钢筋网及喷射射混凝土组成成联合支护体体系，二次衬衬砌采用模注注混凝土结构构，初期支护护与二次衬砌砌结构之间设设防水排水夹夹层。喷射混混凝土采用湿湿喷法施工。确定复合式衬砌参参数确定首先先是根据第4章中所分析析计算所得的的衬砌结构内内力图，对本本工程支护参参数的要求有有一个大体的的概念。然后后通过查阅国国内外大量文文献资料，收收集国内外水水底隧道（特特别是暗挖水水底隧道）、高高水压富水隧隧道修建的技技术资料，在在消化吸收现现有技术成果果的基础上，认认真分析了本本项目的设计计施工技术特特点和难点，通通过工程类比比初步确定隧隧道的主要结结构方案，其其次结合隧道道沿线具体的的围岩类别、工工程地质水文文地质条件、地地形及埋置深深度、结构跨跨度及施工方方法等具体确确定衬砌结构构的类型和支支护参数。在在初步确定复复合式衬砌具具体支护参数数的基础上，采采用公式计算分分析，定性的的掌握围岩及及结构的应力力发展与变形形破坏过程运运用地下结构构数值分析，对对不同荷载组组合作用下衬衬砌结构破坏坏机理和稳定定性进行数值值模拟分析,在综合分析析前期研究成成果的基础上上，对隧道的的衬砌的可靠靠性进行研究究和对隧道衬衬砌结构、断断面形式及设设计参数进行行优化。4.2.2锚喷支护参参数的计算由于力学分析荷载载、结构和材材料特性的不不甚明确，隧隧道支护设计计计算结果与与实际情况往往往相差很远远，所以专家家指出，对隧隧道工程锚喷喷直呼这类尚尚不能完全认认清的复杂问问题，采取半半经验半理论论的方法是科科学的。下面面就对该隧道道采取根据文文献提供的方方法对锚杆支支护参数计算算方法进行计计算。对于Ⅵ级及以上的的软弱围岩的的支护参数计计算可采取卡卡斯特纳和鲁鲁波斯伊特导导出的无支护护圆形洞室的的围岩出现塑塑性区域时的的计算公式。按卡斯特纳计算塑塑性区便捷的的近似方程：：式中： ，——开挖半径，采用6650m——所求点的塑性半径径。将各参数代入后，令令（即侧墙）得得出：（2）根据滑移线方程程及计算破裂裂楔体长度L，目的是演演算锚杆长度度。滑移线方程为：式中：——破裂楔楔体最终起始始角，；——滑移线切线与所给给坐标方向的的夹角，（3）支护抗力的计算算（4）计算喷层厚度设喷层厚度为，喷喷层沿破裂楔楔体滑移线方方向的剪切面面长度，按外外荷载与剪切切面上剪切强强度相等的原原则，可以得得出：除考虑上述剪切破破坏形式外，需需要检测在支支护抗力作用用下，喷层是是否出现剪切切破坏，即喷喷层内壁切向向应力应小于于喷射混凝土土的抗压强度度。按弹性理理论计算为：：4.3二次模铸衬衬砌验算按工程类比拟定二二次模铸衬砌砌参数以后，对III类围岩的铸模衬砌用弹塑性力学方法进行验算，先计算出变形力，尔后验算铸模衬砌的强度。假设二次衬砌施做前围岩的周边位移以稳定并释放了总位移量的80%，即；将模铸晨衬砌视为厚壁圆筒（如图5.1所示），其计算误差不大。作如下假定：在围岩与模铸层的的接触面上，式中：——径向压压力——支护抗力在接触面上法相位位移相等，即即式中：——支护外外半径处径向向位移；——围岩周边位移；——施作铸模衬砌前已已释放的位移移，III类围岩的物物理力学指标标取值为：，，，，模铸混凝土衬砌：：厚度40cm(取拱顶厚度)，外半径，内内半径，，，。隧道埋深取，原岩岩应力（2.3Mppa）按厚壁圆筒公式计计算：由以上验算，当埋埋深100m时，Ⅵ级围岩中的的模铸混凝土土衬砌厚度采采用50cm是安全的。翻译ContentsslisttsavaailablleatSciennceDirrectJournalofRoockMeechaniicsannd

GeottechniicalEEngineeeringgjournalhomeppage:HYPERLINK""IntroducctionUndergrooundeexcavaationssinrrock((e.g.civillroaddtunnnels,minedriftts)caanbesubjeectedtobllastlloadsassocciateddwithhexcaavatioonmetthods,,ormmaybeeevennsubjjecteddtobblastloadsscaussedbyyexteernalsourcces.BBlastdamaggeinccludessbothhcracckingofthherocckmasssmatteriallandinducceddaamagetosttructuuralrreinfoorcinggelementss(conncreteelineer).EEveniintheecaseewherretheeblasstmayynotnecesssarillyredducetthelooadcaapacittyoftheeengineeeredexcavvationn,theereissthepotenntialforffragmeentsoofrocckmatterialland//orsttructturalelemeentsttobeejecttedwiithlaargevvelociities,,thussimpoosingasiggnificcanthhazarddtoeeitherrhumaansorrequiipmentt.Duetotthecoomplexxityoffthemechaanismssinvoolved,,blasstdessigniinconnstrucctionprojeectsaandmiininglargeelyreeliesonsiimpliffiedeempiriicalaapproaaches..Mosttcommmonly,,peakkpartticleveloccity((PPV)attennuatioonisestimmatedbaseddonffieldtestss,anddcompparedtoPPPVbasseddaamagethressholdss(HYPERLINKHaamdieetal..(20114),ttwomaainappproacchesaareussedfoortheenumeericallmodeellinggofrrockmmassbbehaviior,bbasedonthheconnceptthattheddeformmationnofaarockkmassssubjjecteddtoaapplieedextternallloaddscannbecconsidderedtobeeeithhercoontinuuousoordisscontiinuouss.Theemainndiffferenccesbeetweennthecontiinuumandddisconntinuuumanaalysisstechhniqueeslieeintthecooncepttualizzationnandmodelllingofthhefraactureedrocckmasssanddthesubseequenttdefoormattiontthatccantaakepllaceiinit..Acoontinuuummoodelrreflecctsmaainlymaterrialddeformmationnoftthesyystem,,whilleaddisconntinuuummoddelreeflecttstheemoveementcompoonentofthhesysstem.Theccontinnuumaapproaachmaaycirrcumveentsoomeoffthediffiicultiiesasssociaatedwwithtthediiscrettemetthod,inteermsoofcommplexiityoffthemodellandimpraacticaalityofmoodelliingevveryffractuureinnadeetermiinistiicwayy.Howwever,,aniintrinnsicllimitaationofthheequuivaleentcoontinuuumappproacchisthatthesstresssactiingonnasppecifiicfraactureeisuusualllynottthesameasthhatdeeduceddfrommtheoveraallsttress,,becaauseiitdependssontthesttiffneessoffthefracttureiitselffandonthhestiiffnesssoftheffractuure'ssurrooundinngmattrix((HYPERLINK\l"bookmark31"CaiaandHoorii,1993)).Hybridffinitee-disccreteelemeent(FFEM-DEEM)coodesccombinnetheeaspeectsoofbotthfinniteeelemenntsannddisscreteeelemments,,andalsoallowwfortheiincorpporatiionofffraccture--mechaanicsprincciplesstoaallowfortthereealistticsiimulattionoofbritttleffractuure-drrivenproceessesandaafulllconssideraationofthhefaiilurekinemmaticss(HYPERLINK\l"bookmark45"Pinneetal.,2006;;HYPERLINK\l"bookmark45"Mahabbadieetal..,20112;Haamdieetal..,20114).IInFEMM-DEMmodell,theefiniiteellementt-baseedanaalysissofccontinnuaissmerggedwiithdiiscretteeleement--baseddtrannsienttdynaamics,,conttactddetecttion,andccontacctintteracttionssolutiions((HYPERLINK\l"bookmark43"Munjiiza,22004)..FEM--DEMbbasednumerricalanalyysisooffraacturiingprrocesssesinnrockkconssiderssthattsuchhprobblemssareoftennhighhlydyynamicc,witthrappidlychanggingddomainnconffiguraationss,thuusreqquirinngsuffficieentreesoluttionaandalllowinngforrmulttiphyssicspphenommena.Suchprobllemsaaretyypicalllysiimulattedemmployiingtiime-inntegraationschemmesoffaneexplicci