轨道4号线与两江大道节点二期隧道计算书-轨道

轨道4号线与两江大道节点工程（二期）轨道4号线与两江大道节点工程（二期）目录1.工程概况 02.设计依据 13．工程区工程地质条件 33.1气象与水文 33.2地形地貌 33.3地层岩性 43.4水文地质条件 53.5不良地质现象及地震 73.6场地稳定性评价 73.7岩土层力学参数选取 83.8隧道洞身主要工程地质评价 94隧道设计技术标准 105计算原则 115.1计算方法 115.2二次衬砌验算 115.3钢筋混凝土受弯构件验算 145.4钢筋混凝土裂缝宽度验算 166衬砌计算结果 186.1明洞B型衬砌计算 186.2加强B型衬砌计算 296.3三维有限元分析 401.工程概况本次设计为节点工程二期：机东北节点。为龙盛片区主干路两江大道与机东北相交节点，两江大道与机东北路均为现状道路，现状为灯控平面交叉口；西南侧金叶已部分建成、东南侧国瑞地块及东北侧龙湖地块处于设计阶段。轨道4号线、8号线相交，换乘枢纽生基堡站为地下明挖车站，目前处于基坑开挖施工阶段。机动北路为东西走向城市主干路，其中K0+400.000～K1+967.574为本次设计范围，全长约1.57km，设计速度60Km/h，为双向六车道。本项目含机东北隧道一座。机东北隧道设计左、右线采用连拱单向两车道隧道方案。隧道标准段单洞净宽为9.5m，净高4.5m。采用双连拱隧道方案。隧道起止桩号为：K0+668.000～K1+698.000，隧道全长1030m，属长隧道。隧道采用机械通风，LED电光照明。前期与轨道达成的共建原则：轨道工程负责开挖，市政工程负责回填，一次支护满足两个工程，生基堡站基坑开挖考虑市政结构作业面由轨道统一设计施工，同时由于轨道实施在前，与轨道结构净距小于5m范围内的市政结构由轨道代建。2020年6月15日出具的《轨道4号线与两江大道节点工程（二期）代、共建专题会议纪要》，明确机东北隧道轨道代建范围为K1+286～K1+398。本册隧道工程设计范围为轨道代建实施部分，桩号范围为K1+286～K1+398。2.设计依据（1）《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）（2）《城市道路交通规划及路线设计规范》（DBJ50-064-2007）（3）《城市地下道路工程设计规范》（CJJ211-2015)（4）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）（5）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）（6）《公路工程抗震设计规范》（JTGB02-2013）（7）《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)（8）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（9）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015修订版）（10）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）（11）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）（12）《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）（13）《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》(JTGD70-2—2014）（14）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)（15）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）（16）《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）（17）《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》（JGJ114-2014）（18）《公路隧道设计细则》(JTGTD70-2010)（19）《公路隧道施工技术规范》（(JTGF60-2009）（20）《城镇道路工程施工与质量验收规范》(DBJ50-078-2008)（21）《城市隧道工程施工质量验收规范》(DBJ50-107-2010)（22）《20KV及以下变电所设计规范》(GB50053-2013)（23）《市政公用工程设计文件编制深度规定》（24）《工程建设标准强制性条文》（25）《重庆市两江新区龙兴工业园轨道4号线与两江大道节点工程（二期）工程地质勘察报告》，（初步勘察，重庆市二零八勘察设计院2020年5月提供）（26）《重庆轨道交通四号线二期工程与两江大道实施界面划分讨论会会议纪要》2019.10.29（27）《轨道4号线与两江大道节点工程（二期）代、共建专题会议纪要》2020.6.15（28)业主提供的《重庆轨道交通四号线二期工程（唐家沱～石船段）生基堡站车站主体围护结构施工图》，北京城建设计发展集团有限公司提供日期2020年7月24日（29）《建设工程勘察设计合同》3．工程区工程地质条件3.1气象与水文两江新区地处北半球亚热带内陆的四川盆地东部，地处川东平行岭谷中，属东南亚季风环流控制范围，具备亚热带湿润季风气候特性，复杂多样的地貌类型，使其具有较明显的气候垂直带谱结构。区内气候特点是：气候温和、四季分明、雨量充沛，具冬暖、夏热、秋长的气候特点。多年平均气温17.6℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-1.8℃，年总积温5390℃，最热为每年7月中旬至8月中旬，最冷为每年12月下旬至次年1月中旬。全年平均降水量1067.8毫米，其中2～4月春季平均降水217.5毫米，5～7月夏季454.5毫米，8～10月秋季358.9毫米，11～1月冬季86.9毫米，降水量最多集中在夏季，占全年降水量的43%，冬季降水量最少，只占全年降水量的8%。年平均无霜期为335天，霜冻一般出现在每年小雪至次年立春前后，(即12～1月)轻者地面草丛上白霜，重者水田起薄冰，多发生于每次寒潮过后的晴天。整年多云雾，全年日照时间不超过1276小时，全年日照平均率为25%，8月日照时间最多为平均223小时，10月平均日照时间20小时。场区内无地表水体。3.2地形地貌勘察区位于龙兴工业园核心地段，属构造剥蚀丘陵地貌，现勘察区内两江大道、机东北道路（龙驿大道）均已竣工通车，场地经过人工改造地形平坦。沿两江大道方向坡角约坡角约1-3°，两江大道在勘察范围内中间高、两边低，最高点位两江大道K9+979处，高程279.44m，最低点位于两江大道K9+210处，高程262.50m，高差13.96m；沿机东北路方向坡角约2-5°，在机东北路K0+580～K0+850段北侧因修路挖方行成挖方边坡，坡向282°，高4～24m，坡体岩性以砂岩为主，局部为泥岩，坡角55～60°，现状稳定，机东北路在勘察范围内西高东低，最高点位于机东北路（龙驿大道）K0+670处，高程281.81m，最低点位于机东北路（龙驿大道）K1+920处，高程256.99m，高差24.82m。3.3地层岩性通过地面调查和钻探揭示，场地内地层为第四系全新统人工填土层(Q4ml)和侏罗系中统沙溪庙组地层（J2s）。1、第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土：杂色，稍湿，主要由粉质粘土和碎块石组成，碎块石含量5%-40%，粉质粘土干强度中等，韧性中等，无摇震反应，可塑。回填时间大于5年，为公路填方，经过验收，填土质量、密实度均达到市政道路要求，分布两江大道、机东北路等路段，揭露厚度一般1～3m，在两江大道路K9+200～K9+500段及机东北路K0+400～K0+670段填土厚度大，最大达26.70m(CK90)。2、侏罗系中统沙溪庙组地层(J2s)场区内基岩为砂岩、泥岩，分布连续稳定。(1)砂岩(J2s-Ms)：红褐色、灰白色、浅青灰色为主。中粒结构,中厚层状构造,主要矿物成份为长石、石英，云母次之,钙、泥质胶结。场地内局部分布。(2)泥岩(J2s-Ss)：紫红色、棕红色。泥质结构,中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，含砂质较重。在拟建场地广泛分布。根据《市政工程地质勘察规范》(DBJ50-174-2014)结合钻取岩芯风化程度，在钻孔深度范围内可划分强、中等风化带：(1)强风化带：岩体结构破坏严重，岩体破碎，岩芯多呈碎块状、短柱状；强风化揭露厚度1～2.70m，风化裂隙发育，胶结结构大部分已破坏，强度极低，岩块手易折断；(2)中等风化带：岩石结构致密，岩体较完整，钻取岩芯多呈柱状、短柱状，中等风化岩层层理结构清晰。场地内第四系覆盖层厚0～20.2m，基岩面起伏2～10°，最大26°基岩面大致呈西高东低形态。3.4水文地质条件区内地下水主要受岩性、构造及地貌控制，按地下水的赋存条件、水理性质和水力特征，可将区内地下水划分为松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水等两大类型。(1)松散岩类孔隙水松散岩类孔隙水主要赋存于全新统第四系人工填土中，主要接受大气降雨补给，在接受补给后，向下渗透及迳流的方式向低洼处排泄，部分渗入基岩裂隙中，补给基岩裂隙水。该类地下水动态主要受季节性影响，具较大的动态变化特征，粉质粘土为相对隔水层。本次勘察对土层采用小水量和无水钻进过程中，未见有此类地下水，此类地下水较贫乏。(2)基岩裂隙水主要赋存于基岩构造裂隙与风化带网状裂隙中，地下水主要受大气降水补给，本次勘察期间未见泉水出露，地下水主要沿裂隙向地势低洼地带排泄。其中中等风化泥岩为相对隔水层，储水条件差，水量贫乏，砂岩中地下水主要受裂隙控制。砂岩属相对含水层，但砂岩体较完整，裂隙不发育，含水范围相对较窄；由于场地地势西侧相对较高，当大气降水后，多形成地表径流沿场地道路内排水沟向低凹处排泄，不利于地下水的赋存。本次勘察对各钻孔的水位进行了观测，钻孔中未发现地下水。区内砂岩为含水层，且砂岩泥岩互层，泥岩为相对隔水层，故区内地下水条件存储条件差。但由于场地内部分地段填土较厚，雨季可能存在上层滞水。在施工过程中，特别是在雨季，应加强对地下水和地表水的排放，因此地下水对拟建物安全影响程度中等。(3)隧道涌水量预测隧道沿线水文地质条件较简单，仅局部有少量上层滞水或基岩裂隙水。水量随季节和气候变化明显。根据现场工程地质测绘，隧道通过区域为现状地形已通过人工改造，地形平坦，勘察期间附近未见井泉点分布，洞身段无大型地表水体分布。沿线无明显的地下水含水层，岩体裂隙较发育。因此，本工程建设中基坑涌水量和坑道涌水量主要受大气降水顺层面及裂隙面补给，本次勘察采用大气降水渗入系数法预测洞室涌水量。隧道穿越地段的汇水面积（A）为1870760m2(从1:10000地形图量测)，年平均降雨量（F）1082.6mm，根据区域水文地质普查报告，结合该区地形特征，植被覆盖情况，渗入系数（α）选用0.20(取自1:20万重庆幅区域水文地质普查报告)，则全隧道涌水量为：Q=F×A×α/d==）1082.6mm／365天×0.20×1870760m2=1109m3／d式中：Q—涌水量，m3/d；汇水面积，m2；α—入渗系数，选用0.20；d—天数，d=365天。涌水量主要集中在隧道洞身段及出口段，隧道施工引起的围岩变形可导致裂隙扩大，在雨季施工时，在覆盖层厚度较大的原始槽谷地段（K0+960～K1+290段）因地面汇水条件较好，降雨时可能有大量的地表水渗入，并赋存在填土底部以及基岩裂隙中，对隧道施工不利。故在施工过程中应加强拱顶变形监测，及时采取封堵和抽排水措施。3.5不良地质现象及地震经调查，该段拟建道路场地内不良地质作用不发育，未发现滑坡、崩塌、塌陷、泥石流、采空区、地面沉降等地质灾害；未发现有埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物；钻探揭露岩石层位连续稳定，无地下洞穴、破碎带、软弱夹层分布,岩土体总体稳定性较好，适宜拟建工程。通过前人资料和本次实地踏勘证实，场地内无断裂构造存在。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015)，区域内地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期0.35S。据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010）(2016年版)附录A的规定，区内抗震基本烈度为Ⅵ度，属抗震分组第一组。3.6场地稳定性评价经拟建场地地质构造位于大盛场向斜西翼，岩层呈单斜产出，根据区域地质资料和现场调绘，勘察区内无明显的断裂构造通过，基岩稳定；场地地貌上处于剥蚀浅丘地貌区，目前已经过人工改造，场地平坦，场地内土层为公路路基，且经过分层碾压，土体稳定。场地未见滑坡、危岩崩塌、及泥石流等不良地质作用，场地内部未见埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。场地内的市政管网采取迁移或保护措施后，对工程建设影响小。场地勘探深度范围内地下水总体贫乏。在机东北路K0+580～K0+850段北侧因修路挖方行成挖方边坡，坡向282°，高4～24m，坡体岩性以砂岩为主，局部为泥岩，坡角55～60°，现场调查该边坡无变形开裂迹象，且该道路通过验收通车多年，该段边坡现状稳定。现状两江大道宽66m，车行道宽44m，人行道宽7m，其余为绿化。根据设计资料，本项目为改造项目，红线宽度已定（66m），设计原则为“维持现状66m红线不变，避免道路改造对周边用地影响”，本次节点工程不影响既有边坡的稳定性。本项目勘察范围内既有构筑物较多，同时还有拟建轨道4号线、8号线，处理好相互关系及影响，同时对节点改造形成的挖、填方边坡经支挡处理后，适宜拟建道路建设。3.7岩土层力学参数选取场地内的岩土体物理力学参数根据地勘建议取值如下：土体设计参数取值表——表1项目岩土名称天然重度(KN/m3)饱和重度(KN/m3)地基承载力特征值fak(Kpa)天然抗剪强度指标饱和抗剪强度指标压缩系数a1-2(MPa-1)压缩模量Es1-2(MPa)基底摩擦系数C(Kpa)Φ(°)C(Kpa)Φ(°)素填土19.8*20.5*150（压实）*5*28*3*25*0.30*备注1、带“*”号的数值为经验值。2、土体水平抗力系数的比例系数：人工素填土8MN/m4。3、压实素填土的地基承载力特征值fak(kPa)暂取150kPa，且压实系数达到0.94以上，建议施工时实测压实填土的地基承载力特征值。4、表中素填土基底摩擦系数为压实填土取值。岩体设计参数取值表——表2项目岩土名称天然重度(KN/m3)抗压强度标准值(Mpa)抗拉强度(Kpa)地基承载力特征值Fak(Kpa)抗剪强度指标基底摩擦系数变形模量（KPa）弹性模量（KPa）泊松比岩体水平抗力系数天然饱和粘聚力(Kpa)内摩擦角(°)强风化泥岩24.0*300*0.30*20*强风化砂岩24.0*350*0.35*25*中风化泥岩25.48.895.53228218937930.20.45*165217990.3260中风化砂岩25.126.5020.167527983102334.610.50*316434370.26300备注*为经验值。3.8隧道洞身主要工程地质评价本次隧道围岩划分时，主要依据岩石抗压强度、完整性计算BQ值，围岩级别修正时考虑了地下水和结构面修正系数。除隧道进出口外，其他段落均没有考虑拱顶以上完整围岩厚度问题，即没有因为完整围岩厚度较小而特别降级。隧道工程围岩基本分级如下表所示：隧道围岩质量指标[BQ]表——表3工程部位里程桩号岩性抗压强度(MPa)完整系数KvBQ地下水影响修正系数K1软弱结构面影响修正系数K2[BQ]围岩级别备注进洞口机东北路K0+668～K0+740砂岩、泥岩8.840.612790.20.2239V超浅埋洞身段机东北路K0+740～K0+960砂岩20.980.673300.20.2290Ⅳ浅埋洞身段机东北路K0+960～K1+290砂泥岩互层8.840.672940.20.2254Ⅳ浅埋（金叶珠宝广场下部）洞身段机东北路K0+290～K1+390砂泥岩互层8.840.672940.20.2254Ⅳ浅埋（轨道生基堡站下部）洞身段机东北路K0+390～K1+660砂泥岩互层8.840.672940.20.2254Ⅳ浅埋出洞口机东北路K0+660～K1+698砂泥岩互层8.840.612790.20.2239V超浅埋在围岩分级时，主要考虑隧道起拱线以上至拱顶2.5倍荷载等效高度范围内的岩体特征；当拱顶中等风化岩层厚度小于1倍荷载等效高度时，按强风化层考虑围岩级别；当拱顶中等风化岩层厚度在1～2.5倍荷载等效高度范围内时，应按浅埋隧道设计。不同围岩级别分界线处按不利原则延长较差级别围岩范围。综合上述条件，对隧道围岩进行了分级，拟建隧道的围岩级别为IV级、Ⅴ级。4隧道设计技术标准1）道路等级：城市主干路。2）隧道设计行车速度：60km/h。3）限界：净高H=4.5m，净宽B=9.5m(0.75m检修道+0.5m路缘带+3.5m*2车行道+0.5m路缘带+0.75m检修道)。4）隧道路面横坡：单向坡1.5%。5）隧道最大纵坡：4.8%。6）隧道路面设计荷载：100KN。7）隧道防水：二级，二次衬砌砼抗渗等级不小于P10。8）抗震设防：地震动峰值加速度0.05g（抗震设防烈度Ⅵ度，采用Ⅶ度进行构造设防）。9）隧道结构安全等级：一级。10）隧道结构设计基准期：100年。11)隧道主体结构设计使用年限：100年。12)全隧根据轨道代共建原则划分，轨道代建段根据深浅埋情况、围岩地质情况、临近建筑物情况，设置明洞B型、加强B型两种复合式衬砌：隧道洞身衬砌支护参数表——表45计算原则5.1计算方法隧道衬砌计算采用荷载-结构法，计算软件为同济曙光－公路隧道设计6.0，围岩对衬砌的约束作用及二次衬砌分别通过仅受压曲面弹簧及梁单元模拟。计算中考虑的荷载类型主要为围岩荷载，参考相应规范及工程经验，二次衬砌所承担的围岩荷载分担系数采用如下准则：围岩浅埋衬砌类型分担系数为0.6。5.2二次衬砌验算混凝土受压区高度可按下式确定：式中——轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离（m），计算过程如下：上式中，为轴向压力对截面重心的偏心距，取值为；为附加偏心距（m），，当时，取；自截面重心至合力点的距离（m）；是自截面重心至合力点的距离（m）；为偏心距增大系数（对于隧道衬砌，可不考虑挠度对偏心距的影响，取值为1.0）。——轴向力作用点至纵向受压钢筋合力点的距离（m）——混凝土弯曲抗压强度设计值（MPa），按照下表取值：混凝土弯曲抗压强度设计值（MPa）——表5C15C20C25C30C40C508.51113.516.521.527.5——钢筋的抗拉、抗压强度设计值（MPa），按照下表取值：抗拉强度和抗压强度设计值（MPa）——表6HPB235（Q235）HRB335HRB400210300360——受拉区、受压区的钢筋截面面积（m2）当作用于与的重心之间时，公式中“”取“+”号，否则取“-”。钢筋混凝土矩形截面的大偏心受压构件（），其截面强度应按下列公式计算：或如计算中考虑受压钢筋时，则混凝土受压区的高度应符合式的要求。如不符合，则按下式计算：式中——轴向力（MN）——钢筋和的重心至轴向力作用点的距离（m）当上式求得的构件截面强度比不考虑受压钢筋更小时，则计算中不应考虑受压钢筋。钢筋混凝土矩形截面的小偏心受压构件（），其截面强度应按下列公式计算：当轴向力N作用于钢筋与的重心之间时，尚应符合下列要求：对于隧道衬砌，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边之长时，偏心距增大系数。混凝土偏心构件验算混凝土和砌体矩形截面中心及偏心受压构件的抗压强度应按下式计算：式中——混凝土或砌体的抗压极限强度，按下表取值混凝土抗压极限强度设计值（MPa）——表7C15C20C25C30C40C5012.015.519.022.529.536.5——安全系数；——轴向力；——构件的纵向弯曲系数，对于隧道衬砌而言，取值为1。——轴向力的偏心影响系数，可按下式计算混凝土矩形截面偏性受压构件的抗拉强度应按下式计算：式中——混凝土的抗拉极限强度，按下表取值混凝土抗拉极限强度设计值（MPa）——表8C15C20C25C30C40C501.41.72.02.22.73.1——截面偏心距（m）计算表明，对混凝土矩形截面构件，当时，系抗压强度控制承载能力。5.3钢筋混凝土受弯构件验算钢筋混凝土受弯构件的截面强度（当受压区面积为矩形时），应按下式计算：此时，中性轴的位置按下式确定：按上述公式计算受弯构件时，混凝土受压区的高度应符合式3-1与式3-2的要求，截面强度应符合式3-3的要求。但在构件中如无受压钢筋或计算中不考虑受压钢筋时，只需要符合式3-1的要求。式3-1式3-2式3-3式中K——安全系数M——弯矩（MN.m）RW——混凝土弯曲抗压极限强度，RW=1.25Ra，按下表取值混凝土弯曲抗压极限强度（MPa）——表9C15C20C25C30C40C5015.019.424.228.136.945.6Rg——钢筋的抗拉或抗压计算强度，按下表取值钢筋抗拉或抗压计算强度（MPa）——表10HPB235（Q235）HRB335HRB400235335400——受压区、受拉区的钢筋截面面积（m2）——自钢筋Ag或Ag的重心分别至截面最近边缘的距离（m）；——截面高度（m）；——截面的有效高度（m），；——混凝土受压区的高度（m）；——矩形截面的宽度（m）；矩形截面的受弯构件，其截面应符合下列要求：式中K——安全系数Q——剪力（kN）——矩形截面的宽度（m）；在计算斜截面的抗剪强度时，其计算位置应按下列规定采用：支座边缘处的截面；受拉区弯起刚劲弯起点处截面；受拉区箍筋数量与间距改变处的截面。矩形受弯构件，如能符合要求，则不需要进行斜截面的抗剪强度验算，仅需按构造要求配置箍筋。矩形截面的受弯构件，当仅配有箍筋时，其斜截面的抗剪强度应按下式计算：式中Q——斜截面上的最大剪力（MN）——抗剪强度影响系数，应按下列规定采用：当时，当时，当为中间数值时，值按直线内插法取用；——配置在同一截面处箍筋各肢的全部截面面积（m2），，此时箍筋的间距应符合规定：当梁高时，梁中箍筋间距取300~500mm（时取小值，反之取大值）；当按计算需设置弯起钢筋时，前一排（对支座而言）的弯起点至后一排的弯终点的距离不应大于上款时的箍筋间距。——在同一截面内箍筋的肢数；——单肢箍筋的截面面积（m2）；——沿构件长度方向上箍筋的间距（m）；——沿构件长度方向上箍筋的间距（m）；——箍筋的抗拉计算强度（m）；矩形截面的受弯构件，当配有箍筋和弯起钢筋时，其斜截面的抗剪强度按下列公式计算：式中Q——在配置弯起刚劲处的剪力（MN）；——配置在同一弯起平面内的弯起钢筋的截面面积；——弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角（゜）；计算弯起钢筋时，剪力Q值可按下列规范采用；当计算第一排（对支座而言）弯起钢筋时，取用支座边缘处的剪力值；当计算以后的每排弯起钢筋时，取用前一排（对支座而言）弯起钢筋弯起点的剪力值。5.4钢筋混凝土裂缝宽度验算钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下式计算，对的偏心受压构件，可不检算裂缝宽度。式中——最大裂缝宽度（mm）；——构件受力特征系数，对轴心受拉构件取2.7，对受弯和偏性受压构件取2.1，对偏心受拉构件取2.4；——裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，，其中为按有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，即；当时，取（当时，取；当时，取；对直接承受重复荷载的构件，取）；——受拉区纵筋截面面积；——有效受拉混凝土截面面积：对受拉构件取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件取；对矩形截面取（b、h分别为混凝土截面的高度及宽度）；——最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm），当，取；当，取；——钢筋直径（mm），当采用不同直径钢筋时，，此处为纵向受拉钢筋截面周长的总和；——纵向受拉钢筋表面特征系数，变形钢筋取1，光面钢筋取0.7；——纵向受拉钢筋的应力（MPa）；——钢筋的弹性模量（MPa）；裂缝宽度验算时，钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋应力按下列公式计算：受弯构件偏心受压构件轴心受拉构件偏心受拉构件式中——按荷载组合计算出的弯矩值与轴力值（MN.m，MN）；——受拉区纵向钢筋截面面积（m2）；——轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点之间的距离（m）；——纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点之间的距离（m），，且——纵向钢筋受压钢筋合力点至截面近边的距离（m）；——轴向拉力作用点至纵向受压钢筋合力点的距离（m）；——截面有效高度（m）6衬砌计算结果6.1明洞B型衬砌计算6.1.1断面参数明洞B型断面模型图--图1右隧道断面参数表参数名参数值拱部圆弧半径R14.950m侧墙圆弧半径R28.500m侧墙与仰拱连接段圆弧半径R31.200m仰拱圆弧半径R415.000m侧墙结构高度H2'2.100m拱顶厚度D11.200m侧墙结构顶部厚度D21.200m侧墙结构底部厚度D31.200m侧墙与仰拱连接段处的厚度D41.200m仰拱底部厚度D51.200m左隧道断面参数表参数名参数值拱部圆弧半径R14.950m侧墙圆弧半径R28.500m侧墙与仰拱连接段圆弧半径R31.200m仰拱圆弧半径R415.000m侧墙结构高度H2'2.100m拱顶厚度D11.200m侧墙结构顶部厚度D21.200m侧墙结构底部厚度D31.200m侧墙与仰拱连接段处的厚度D41.200m仰拱底部厚度D51.200m中隔墙断面参数表参数名参数值中墙拱部圆弧半径Rw2.800°中墙底部至基准线的距离L14.111m中墙顶部至基准线的距离L21.714m左右隧道结构中线的距离L312.500m中墙底部宽度W14.287m6.1.2材料及围岩参数材料参数表材料名称重度γkN/m^3弹性模量MPa泊松比板厚m二衬梁23.00031000.0000.200初衬梁22.00031000.0000.200中墙平面23.00033500.0000.2501.000120023.73736617.7320.200围岩基本信息参数表围岩分级重度γ(kN/m3)计算内摩擦角(°)坚固系数Ⅴ级25.40045.0005.00地层弹性抗力系数：150.000MPa/m6.1.3荷载围岩压力计算方法：明洞设计荷载。计算参数：隧道拱顶至地面的垂直距离：28.500m拱背回填土石重度：25.000kN/m^2墙背回填土石重度：25.000kN/m^2地面坡角：0.001°拱背回填土石计算摩擦角：45.000°墙背回填土石计算摩擦角：45.000°填土坡面倾向：水平拱圈回填土类型：无限土体。(其他围岩信息请参考“围岩基本信息参数表”)围岩压力：顶左垂直压力：712.508kN/m^2顶右垂直压力：712.498kN/m^2左上水平侧压力：146.053kN/m^2左下水平侧压力：168.619kN/m^2右上水平侧压力：146.051kN/m^2右下水平侧压力：168.617kN/m^2=======拱圈回填土石测压力=======拱圈回填土石右上侧压力：122.246kN/m^2拱圈回填土石右下侧压力：146.051kN/m^2拱圈回填土石左上侧压力：122.247kN/m^2拱圈回填土石左下侧压力：146.053kN/m^2==拱圈回填土石测压力__在X、Y方向的分解值==隧道拱部右侧上端垂直压力：0.002kN/m^2隧道拱部右侧下端垂直压力：0.003kN/m^2隧道拱部右侧上端水平压力：122.246kN/m^2隧道拱部右侧下端水平压力：146.051kN/m^2隧道拱部左侧上端垂直压力：0.002kN/m^2隧道拱部左侧下端垂直压力：0.003kN/m^2隧道拱部左侧上端水平压力：122.247kN/m^2隧道拱部左侧下端水平压力：146.053kN/m^2=======中隔墙上部围岩压力=======块体自重：112.674kN/m^2附加压力：0.000kN/m^2右上水平侧压力：122.246kN/m^2左上水平侧压力：122.246kN/m^2右下水平侧压力：141.578kN/m^2左下水平侧压力：141.578kN/m^2地震荷载设计参数：重要性修正系数：1.300综合影响系数：1.000水平地震系数：0.100竖向地震系数：0.000地震角：2.500°地震烈度：七级水平地震作用的方向：向右顶左垂直压力q1：248.920kN/m^2顶右垂直压力q1'：248.920kN/m^2地震荷载计算值：洞顶土体产生的水平地震荷载Eh：32.360kN/m^2洞顶土体产生的竖向地震荷载Ev：0.000kN/m^2左侧土体产生的水平地震荷载△EL：6.584kN/m^2左侧土体产生的水平地震荷载△ER：6.584kN/m^26.1.4计算成果（1）内力计算弯矩图剪力图轴力图衬砌内力计算结果极值如下表：内力极值表极值类型单元ID轴力N(kN)弯矩M(kN.m)剪力Q(kN)最大轴力913224.81-1247.02-779.32最大弯矩2462229.241711.2720.13最大剪力972511.45-1140.691317.48（2）配筋及正常极限状态验算配筋及正常极限状态验算结果表单元N(kN)M(kN·m)Ag(mm2)Ag'(mm2)ρ(%)ρ'(%)K1K2δfmax(mm)裂缝宽度验算02854.74-906.768042.58042.50.710.712.007.050.200Y12836.80-839.508042.58042.50.710.712.007.280.200Y22820.93-787.358042.58042.50.710.712.007.480.200Y32807.18-750.538042.58042.50.710.712.007.630.200Y42795.34-728.998042.58042.50.710.712.007.730.200Y52785.49-723.358042.58042.50.710.712.007.760.200Y62778.04-733.648042.58042.50.710.712.007.740.200Y72772.85-758.858042.58042.50.710.712.007.660.200Y82769.66-798.428042.58042.50.710.712.007.530.200Y92768.83-848.728042.58042.50.710.712.007.360.200Y102767.27-902.448042.58042.50.710.712.007.200.200Y112761.36-954.688042.58042.50.710.712.007.050.200Y122750.82-1003.598042.58042.50.710.712.006.920.200Y132735.43-1047.288042.58042.50.710.712.006.820.200Y142714.97-1083.848042.58042.50.710.712.006.750.200Y152689.25-1111.388042.58042.50.710.712.006.710.200Y162658.13-1127.958042.58042.50.710.712.006.710.200Y172621.48-1131.608042.58042.50.710.712.006.750.200Y182579.19-1120.378042.58042.50.710.712.006.840.200Y192531.18-1092.298042.58042.50.710.712.006.990.200Y202477.49-1045.908042.58042.50.710.712.007.210.200Y212418.52-981.568042.58042.50.710.712.007.520.200Y222354.88-900.888042.58042.50.710.712.007.920.200Y232287.25-805.618042.58042.50.710.712.008.440.200Y242216.32-697.548042.58042.50.710.712.009.110.200Y252142.81-578.548042.58042.50.710.712.009.960.200Y262069.91-454.878042.58042.50.710.712.0011.020.200Y271998.38-328.808042.58042.50.710.712.0012.340.200Y281924.01-193.498042.58042.50.710.712.0014.150.200Y291847.47-50.448042.58042.50.710.712.0016.730.200Y301771.9494.078042.58042.50.710.712.0016.650.200Y311698.16238.158042.58042.50.710.712.0015.060.200Y321626.81379.948042.58042.50.710.712.0013.760.200Y331558.57517.698042.58042.50.710.712.0012.690.200Y341494.07649.678042.58042.50.710.712.0011.800.200Y351433.92774.318042.58042.50.710.712.009.960.200Y361378.67890.138042.58042.50.710.712.008.170.200Y371328.82995.758042.58042.50.710.712.006.750.200Y381284.851089.978042.58042.50.710.712.005.690.200Y391247.141171.728042.58042.50.710.712.004.940.200Y401216.041240.088042.58042.50.710.712.004.420.200Y411191.821294.308042.58042.50.710.712.004.060.200Y421174.701333.808042.58042.50.710.712.003.790.200Y431164.831358.208042.58042.50.710.712.003.650.200Y441162.151367.258042.58042.50.710.712.003.600.200Y451166.511360.828042.58042.50.710.712.003.640.200Y461177.791338.898042.58042.50.710.712.003.780.200Y471195.981301.588042.58042.50.710.712.004.030.200Y481220.981249.208042.58042.50.710.712.004.380.200Y491252.641182.218042.58042.50.710.712.004.880.200Y501290.721101.258042.58042.50.710.712.005.620.200Y511334.961007.108042.58042.50.710.712.006.640.200Y521385.00900.738042.58042.50.710.712.008.040.200Y531440.43783.228042.58042.50.710.712.009.830.200Y541500.79655.828042.58042.50.710.712.0011.720.200Y551565.57519.908042.58042.50.710.712.0012.630.200Y561634.20376.958042.58042.50.710.712.0013.750.200Y571706.08228.568042.58042.50.710.712.0015.130.200Y581772.1193.508042.58042.50.710.712.0016.660.200Y591831.34-26.358042.58042.50.710.712.0017.290.200Y601900.11-163.768042.58042.50.710.712.0014.670.200Y611978.10-317.388042.58042.50.710.712.0012.540.200Y622056.18-468.258042.58042.50.710.712.0010.970.200Y632133.61-614.488042.58042.50.710.712.009.780.200Y642209.64-754.178042.58042.50.710.712.008.850.200Y652283.52-885.448042.58042.50.710.712.008.130.200Y662354.53-1006.448042.58042.50.710.712.007.550.200Y672421.97-1115.388042.58042.5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