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樓排隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全評估

文檔作者：徐國慶文檔來源：中鐵十五局集團第六工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月16日
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第38卷，第2期
2 0 1 3年4月
公 路 工 程
Highway Engineering
Vo1．38．No．2
Apr．，2 0 1 3
樓排隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全評估
徐國慶
(中鐵十五局集團第六工程有限公司，河南洛陽471013)
[摘要]排樓隧道洞口段處在V級圍巖中．圍巖自穩(wěn)能力差，對隧道襯砌結(jié)構(gòu)帶來不利的影響。本文采用荷
載結(jié)構(gòu)法對V級圍巖襯砌結(jié)構(gòu)進行了靜力計算，得出初期支護和二次襯砌的最大軸力、最大彎矩，以此來評價襯砌
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[關(guān)鍵詞]隧道；V級圍巖；襯砌；軸力和彎矩；穩(wěn)定性
[中圖分類號]U 455．91 [文獻標識碼]A [文章編號]1674—0610(2013)02—0165—05
The Safety Assessment about Lining Structure in Pai Lou Tunnel
XU Guoqing
(China Railway fifteen Bureau Group Sixth Engineering Co Ltd，Luoyang，Henan 471013，China)
[Abstract]Pai Lou tunnel entrance section is in the Five grade surrounding rock，and the stability
of surrounding rock is poor，which has a negative impact on the tunnel lining structure．This paper carry
out a static calculation on the lining structure by load structure method，obtain the initial maximum axial
force and the maximum bending moment，evaluate the stability of lining structure．
[Key words]tunnel；surrounding rock；lining；axial force and bending moment；stability
1 工程概況及襯砌型式
樓排隧道范圍內(nèi)石炭系白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、灰
巖分布區(qū)淺層巖溶形態(tài)主要為豎向型巖溶(溶溝、
豎井、落水洞)，較深部發(fā)育水平向發(fā)育的溶洞；巖
溶通道(溶溝、溶蝕裂隙、溶洞等)是地表水下滲后
的徑流通道，隧道開挖后沿裂隙等易發(fā)生突水、突
泥。本隧道為雙洞單向交通隧道，左右洞測設(shè)線間
距i7～55 m，隧道洞口淺埋段圍巖等級主要為V
級，V級圍巖節(jié)理發(fā)育，自穩(wěn)能力差，對隧道襯砌產(chǎn)
生很大的圍巖壓力。隧道洞口段襯砌型式見圖1所
示。
2 襯砌結(jié)構(gòu)靜力分析
樓排隧道V級圍巖處在淺埋地段，埋深約為8
～ 20 m，淺埋和深埋的圍巖壓力計算模式不一樣，
這也是本章重點探討的內(nèi)容。在不同級別的圍巖地
段，隧道襯砌受力方式也不一樣，比如說在V級圍巖
當中，初期支護一般才承擔40％ 的圍巖荷載，二次
襯砌承擔60％ 的荷載。采用荷載結(jié)構(gòu)法進行襯砌
圖1 V級圍巖襯砌圖
Figure 1 The lining of five grade surrounding rock
結(jié)構(gòu)靜力分析時，先通過規(guī)范中的理論公式求出各
[收稿日期】2OI2—12—28
[作者簡介]徐國慶(197l～)，男，高級工程師，主要從事公路工程建設(shè)項目管理工作。
l66 公路工程 38卷
種級別圍巖下的圍巖壓力，然后按比例分別施加在
初期支護和二次襯砌中，通過Midas數(shù)值計算軟件
得出襯砌的軸力和彎矩，從而達到對襯砌靜力分析
的目的。
2．1 隧道規(guī)范中淺埋隧荷載計算公式
《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004)對隧道
荷載的計算進行了明確的規(guī)定。
a．淺埋與深埋隧道分界。
深埋和淺埋隧道的分界，按隧道荷載等效高度
判定公式為：
Hp=(2～2．5)h。， (1)
號，
式中：H 為淺埋隧道分界深度，m；h 為荷載等效
高度，m； 為圍巖重度，kN／m。。
對于礦山法施工條件下Ⅳ ～Ⅵ級圍巖?。?
Hp：2．5h。； (2)
I～Ⅲ 級圍巖?。?
Hp=2h。。
b．深埋隧道圍巖壓力計算公式(主要是針對Ⅲ
級圍巖)。
q=yh， (3)
h=0．45×2 ～ ．
式中：s為圍巖級別；B為隧道寬度，m；cc，為隧道影
響系數(shù)，∞=1+i(B一5)； 為B每減少1 m時的圍
巖壓力增減率，以B=5 m 的圍巖垂直均布壓力為
準，當B<5 m時，取i=0．2 m，當B>5 m時，取i=
0．1 m ，
e=Aq，
側(cè)向壓力：
A—tan (45。一詈)， (4)
式中：A為側(cè)壓力系數(shù)； 為圍巖計算摩擦角，(。)。
c．極淺埋的情況日≤h 。
隧道的埋深小于隧道開挖引起的塌落拱的高
度，因覆蓋土厚度日較小，作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷
載等于上覆巖土層的全部重力，若垂直壓力視為均
勻分布時，其值為：
q=7H。 (5)
側(cè)向水平壓力，若按均布考慮時，則：
? (日+壺) 一 ㈤
式中：H為隧道埋深，從隧道頂部至地面的距離，m；
e為側(cè)向均布壓力，kN／m ；H 為隧道高度，m； 為
圍巖的計算摩擦角，(。)。
d·淺埋的情況h口<日≤>

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