隧道毕业设计[1](6)

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?——锚杆与铅垂线的夹角，度；

K——安全系数，一般取为2.4。

并且可按式[3-29]直接计算钢筋直径d， d?式中符号意义同前。

根据鹤山隧道的具体情况计算， IV级围岩分布区：Ag?KNRg?2.4?205.54340sin???1.45cm

2

4KN?Rg 式[3-29]

Ag?KQrg2.4?52.770.55?340?sin20??0.24cm

2

d?4KN?Rg??4?2.4?176.663.14?340??1.26cm

其中，N?Wsin(???)sin?Wsin?sin?272.43?sin(20sin20???5)??205.54kN

Q??207.43?sin5sin20??52.77kN

?=20°，?=5°，W=272.43kN，Rg=340MPa（按II级钢筋设计强度选用），

rg?0.55Rg，K=2.4。

III级围岩分布区的情况按构造设计。 B、锚杆长度计算，按式[3-30]计算，

l?l1?hy?l2 式[3-30] 式中，l1——锚杆固端长度，cm，具体按式[3-31]计算，

l1?KdRg4rm 式[3-31]

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其中，rm——砂浆与钢筋的粘结力，MPa；

Rg——钢筋抗拉设计强度，MPa；

dK——锚杆钢筋直径，cm； ——安全系数，一般取为2.0。

l2——锚杆外露长度，cm，考虑设置托板、钢筋网等要求，外露长度l2按

规定取为15cm，但此时不能超过喷射混凝土的厚度；

hy——锚杆加固围岩厚度，cm，一般用声波由现场测定。

具体计算l1、hy和l2的大小， IV级围岩分布区： 锚杆固端长度l1：l1?KdRg4rm?2?1.35?3404?3?76.5cm

其中，rm=3MPa（选用螺纹钢筋），Rg=340MPa（II级钢筋抗拉设计强度），

d=1.35cm，K=2.0。

锚杆加固围岩厚度hy：hy的取值一般由声波现场测定，我们按IV类围岩特性并参考选取以往经验值得到：hy?120cm 锚杆外露长度l2：l2?10cm

所以IV级围岩分布区内的设计锚杆长度为：

l?l1?hy?l2?76.5?120?15?2.115m

III级围岩分布区的情况按构造设计。

（2）锚杆对侧壁危岩的加固计算,计算简图如图[3-5]，

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更多资料请看我的博客：http://hi.http://www.wodefanwen.com//caishuaishuai/blog/item/151ab731ad1a661deac4af4b.html CBaabWb-abA 图[3-5]锚杆加固侧避危岩计算图 依据计算示意图，用锚杆加固侧壁岩块ABC，阻止其沿裂面AB下滑，即可验算抗滑稳定性。

沿裂面AB下滑力，按式[3-32]计算，

E?Wcos(???) 式[3-32] 抗滑力按式[3-33]计算，

E??Wsin(???)tan??Ncos??Nsin?tan??Agrgsin? 式[3-33]

当E??E时，岩块ABC处于稳定状态。其中，N为锚杆拉力，按N?AgRg计算。当考虑安全系数K后，锚杆所需面积按式[3-34]计算， Ag?W[Kcos(???)?sin(???)tan?](Rgcos??rg/sin??Rgsin?tan?) 式[3-34]

式中，?——裂面AB的内摩擦角，度；

其他符号意义与前面相同。 根据鹤山隧道具体情况计算， IV级围岩分布区：

沿裂面AB下滑力为：E?Wcos(???)?208.82?cos(30??5?)?189.19kN 抗滑力为：E??Wsin(???)tan??Ncos??Nsin?tan??第 - 28 - 页 共 46 页

Agrgsin??3567.54kN

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得到E??E，则此时岩块ABC处于稳定状态。 当考虑安全系数K后，锚杆所需面积为：

Ag?W[Kcos(???)?sin(???)tan?](Rgcos??rg/sin??Rgsin?tan?)?

???208.82?[2.5?cos(40??5)?sin(30????5)?tan45]??(340?cos5?187/sin5?340?sin5?tan45)?0.24

cm2

式中，?=35°，其他同前。 3.4.3 二次衬砌设计

二次衬砌宜采用等厚薄形马蹄形断面，在圆、弧、直线间应圆顺连接。II类围岩的二次衬砌不受力或受力不大，根据施工和构造要求确定衬砌厚度，通常采用二次衬砌的最小厚度，一般为30cm。III级及以上围岩复合式衬砌按承载结构设计，为发挥围岩自承作用，允许围岩与支护衬砌有一定变形，故二次衬砌不宜太厚（不宜大于45cm），一般取为45cm。并且，仰拱衬砌的厚度为60cm。

为保证隧道衬砌、通信信号和供电线路等设施正常使用，隧道衬砌应根据要求采取防水措施。当有地下水时，初期支护和二次衬砌之间可设置塑料板防水层或采用喷涂防水层，也可采用防水混凝土衬砌；当地下水小时，仅在公布设置防水层。防水层一般采用全断面不封闭的无压式，也可用全断面封闭的有压式。防水层应在初期支护变形基本稳定后、二次衬砌灌注前施作。

最后，得出鹤山隧道衬砌设计参数，如表[3-2]所示，

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表[3-2] 衬砌设计参数

项目 表1-1-3隧道复合式衬砌支护参数 类 型 超前支护 间 距 长 度 喷射 混凝土 厚度 径 向 系 初 统 期 锚 支 杆 护 钢 筋 网 钢 筋 cm 15×15 75 75 15×15 15×15 无 直 径 mm ф6 ф6 ф6 布 置 锚 杆 cm 100×80 100×100 120 120×长 度 cm 350 300 300 直 径 mm ф25 ф25 ф22 25号 cm 25 20 15 mm cm m ф50×5小导管 40 4.5 小导管 40 4 单位 V IV III 围岩级别 布 置 钢拱架 榀间距 cm 二次衬砌 仰拱 25号 混凝土 cm cm 60 60 50 50 45 第 - 30 - 页 共 46 页

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