隧道洞门计算表
洞门检算参考
3. 洞门结构的设计及检算3.1 洞门结构的设计洞门是隧道洞口用圬工砌筑并加以建筑装饰的支档结构物。
它联系衬砌和路堑，是整个隧道结构的主要组成部分，也是隧道进、出口的标志。
洞门的作用在于支挡洞口正面仰坡和路堑边坡，拦截仰坡上方的小量剥落、掉块，保持边、仰坡的稳定，并将坡面汇水引离隧道，保证洞口线路的安全。
另外，洞门是隧道唯一的外露部分，对它进行适当的建筑艺术处理，可以起到美化环境的作用。
根据洞口地形、地质及衬砌类型等不同的情况和要求，洞门的结构形式主要有环框式、端墙式、柱式、翼墙式、耳墙式、台阶式及斜交式。
3.1.1设计原则(1) 选用洞门结构形式时，应根据洞口的地形、地质条件及工程特点确定。
(2) 当线路中线与洞口地形等高线斜交，经技术经济比较不宜采用正交洞门，且围岩分类在III级以上时，可采用斜交式洞门，其端墙与线路中线的交角不应小于45°。
(3) 设置通风帘幕的洞门或通风道洞口与隧道洞门相连时，洞门的结构形式应结合通风设备和要求一并考虑。
(4) 位于城镇、风景区、车站附近的洞门，必要时应考虑与环境相协调和建筑美观的要求。
(5) 铁路重点隧道应考虑国防要求，按铁道部《铁路建设贯彻国防要求的规定》文件的相关规定办理。
3.1.2洞门设计根据西格二线八号隧道沿线地形、地质状况，并结合隧道设计专业事前指导书，在确定进、出口洞门位置的基础上，拟定龙池山隧道进口和出口均采用台阶式洞门，边、仰坡坡度均为1:1.25，开挖方式为乙式，进、出口洞门各部分尺寸参照洞门标准图及隧道净空加宽来确定。
隧道进、出口洞门图分别见附录一中的图LCST-03。
3.2 洞门结构的检算洞门是支挡洞口正面仰坡和路堑边坡的结构物，因此洞门的端墙和挡墙均可视为墙背承受土压力的挡土墙结构，根据挡土墙理论设计。
3.2.1计算原理及方法根据《铁路隧道设计规范》的规定，洞门墙计算时，应按照表3.1的要求，与挡土墙一样用容许应力法检算其强度，并检算其绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。
隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法)
1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。
二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。
1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。
隧道中部地势较高。
隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。
由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。
隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。
主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。
1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。
由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。
东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。
全年分早季和雨季。
夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
隧道工程量计算表格
墙身
端墙饰面
帽石
洞背天沟及铺砌
引水管
四、洞内防排水工程
明洞背贴式防水层（厚度2.5mm）
衬砌防排水层
沉降缝止水带
工作缝止水带
材
料
C20喷砼 见“构造图”
Ⅰ级钢筋 φ 22螺纹钢筋 φ 108×6钢管（YB231-70)
水泥浆 工字钢及配件
导洞数量 导洞数量 导洞数量 C30砼(拱圈/仰拱)，抗渗S10 C15片石砼
大港头隧道 952 0 38 238
247.5 649.2 20.9 147.6 10.3
19 2380.0
42.4 4.5 19
7140 2418 48
2083 417 422 2361 312
41.41 34.75 756.8 6897.2
备注 估列
路缘排水沟每25m设一沉沙井
编制：
复核：
务岭隧道 下南山1号隧道 下南山2号隧道
2810.0 50.0 5.4 22
8430 2855 57
2459 492 499 2788 369
48.89 41.03 893.6 8143.4
下南山1号隧道 624 0 25 156
162.2 425.5 13.7 96.7
6.7 12 1560.0 27.8 3.0 12
4680 1585 32
918.3 114.8 9.5 226
768 13252 3742 1081.9
下南山2号隧道
0 8793 23057
0 1831 24343 44745 4800 70645 892 202978 12079 3350 4318 5878 2190 82573 314336
隧道洞门结构验算
5.1.4 隧道洞门结构设计1、计算假设及相关规定洞门的端墙和翼墙均可视为墙背承受土压力的挡土墙结构，根据挡土墙理论设计。
本端墙式洞门按计算挡土墙的方法分别核算各不同墙高截面的稳定性和强度，以此决定端墙的厚度和尺寸。
为简化洞门墙的计算方法和便于施工，只检算端墙最大受力部位的稳定性和强度，据此确定整个端墙的厚度和尺寸，这样虽增加了一些圬工量，但从施工观点看．却是合理的。
由于洞门端墙紧靠衬砌，又嵌入边坡内，故其受力条件较挡土墙为好。
此有利因素可作为安全储备．在计算中是不予考虑的。
洞门翼墙与端墙一样，也可采用分条方法取条带计算。
由于翼墙与端墙是整体作用的；故在计算端墙时，应考虑翼墙对端墙的支撑作用。
计算时先检算翼墙本身的稳定性和强度，然后再检算端墙最大受力部位的强度及其与翼墙一起的滑动稳定。
在计算翼墙时，翼墙与端墙连结面的抗剪作用是不考虑的。
按挡土墙结构计算洞门墙时，设计是按极限状态验算其强度，并验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。
验算时依据下表的规定，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。
洞门验算表如表5.2所示：表5.2 洞门墙的主要检算规定表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e ≤0.3倍截面厚度滑动稳定安全系数KO≥1.3基底应力ζ≤地基容许承载倾覆稳定安全系数Ko≥1.6基底偏心距e 岩石地基≤H/5～B/4；土质地基≤B/6（B为墙底厚度）洞门设计计算参数数按现场试验资料采用。
缺乏的试验资料，参照表5.3选用。
表5.3 洞门设计计算参数数表仰坡坡率计算摩擦角φ(O) 重度γ(kN/m3) 基底摩擦系数f 基底控制压应力(MPa) 1:0.5 70 25 0.60 0.801:0.75 60 24 0.50 0.601:1 50 20 0.40 0.40～0.351:1.25 43～45 18 0.40 0.30～0.2s1:1.5 38～40 17 0.35～0.40 0.252、洞门结构计算1)、计算数据①、地质特征：Ⅴ级围岩，端墙背后采用粗颗粒土回填。
洞门
环框式
一 、 洞 门 分 类
图1-2 端墙式
端墙式
一 、 洞 门 分 类
图1-3 翼墙式
翼墙式
一 、 洞 门 分 类
图1-4 柱式
一 、 洞 门 分 类
柱式
一 、 洞 门 分 类
图1-5 台阶式
台阶式
一 、 洞 门 分 类
一、洞门分类
1.1隧道洞门
表1-2隧道洞门特殊型式
隧道门型式 说明 图 号 附注
交 端墙式
洞门平行于等高线而与线路斜交，端墙 与线路的交角不小于45°
一 、 洞 门 分 类
一、洞门分类
1.1隧道洞门
接上表
隧道门型式 半斜交半正交 式 托盘基础悬臂 式 洞门与桥台相 连 双 线 分 修 柱式 联拱 式 说明 为适应地形，避免一侧边，仰坡交角 刷方太高时采用 洞门基础悬空，以托梁承托，托盘锚 固于衬砌机基础上；基础破碎时用喷 锚加固 为了洞门稳定，于端墙两侧立柱处， 各下一节沉井作为洞门基础，并借之 起锚固桩锁定滑梯的作用 双线分修间距不大，有机械通风或其 他辅助坑道的长隧道采用 配合连拱式衬砌使用的双线或多线 图号 图11 图12 托盘采用钢筋混凝土，但 悬臂不宜长，不如托梁式 桥台基础与洞身基础空隙 以圬工填塞，使之练成整 体 附注
三 、 进 洞 方 式
三、进洞方式
3.1洞口段施工方法
全断面法进洞
适用条件： Ⅰ、Ⅱ级围岩 爆破进尺: 2m～3m 初期支护：素混凝土，局部加锚杆
分部开挖法进洞
适用条件： V级以上围岩 爆破进尺：0.5m～1m 初期支护：锚喷网加钢架 必须采用超前支护措施（超前 管棚、小导管、锚杆）
台阶法进洞
适用条件： Ⅲ～Ⅳ级围岩 台阶长度：1.5倍洞径 爆破进尺: 1.5m～2.5m 初期支护：锚喷网 必要时加钢架
隧道翼墙式洞门计算详解
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)松软地基上的基础，可采取加固基础措施。洞门结构应满足抗震要求。
4.1.2 确定洞门类型
洞门类型及适用条件 洞门的形式很多，从构造形式、建筑材料以及相对位置等可以划分许多类型。
目前，我国公路隧道的洞门形式有: 端墙式洞门 翼墙式洞门 环框式洞门 台阶 式洞门 柱式洞门 遮光棚式洞门等。
端墙式洞门 适用于岩质稳定的Ⅲ级以上围岩和地形开阔的地区，是最常使用的洞门型式
0.80 0.60 0.40-0.35 0.30-0.25 0.25
表 4.2 洞门墙主要验算规定
墙身界面荷 载效应值 Sd 墙身截面偏 心距 e
基底应力σ
基底偏心距 e
≤结构抗力效应值 Rd （按极限状态计算）
≤0.3 倍截面厚度
≤地基容许承载力 岩石地基≤B/5-B/4； 土质地基≤B/6
墙身截面荷载 效应值 Sd 滑动稳定安全 系数 Kc 倾覆稳定安全 系数 Ko
4.洞门设计应与自然环境ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ协调。
4.1.1 确定洞门位置洞口位置的确定应符合下列要求
隧道洞门设计
**隧道端洞门设计一，技术标准及执行规范1.技术标准设计行车速度：40km/h隧道主洞建筑限界净宽：1.50+0.25+2×3.5+0.25+1.50=10.50m隧道建筑限界净高：5.0m路基宽：8.5m2.遵循规范《公路工程技术标准》JTG B01-2003《公路隧道设计规范》JTG D70-2004《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001《地下工程防水技术规范》GB50108-2001二、工程概况根据隧道需风量分析确定，本隧道采用自然通风。
隧道内的供电照明负荷和应急照明按一级负荷考虑。
1、地形、地貌隧道区地貌属于丘陵低山地貌。
隧道地处山体的左侧山坡地段，地形起伏较大，山高坡陡，山体走向近SN向，隧道走向与其基本平行。
在隧道的进出口地段发育路线走向呈小角度相交的小冲沟，呈“U”字型沟谷。
隧道轴线通过路段地面标高222～310m，相对高差约88m，隧道顶板上覆围岩最大厚度约87.0m。
地形坡度25～55°左右。
山坡植被稀少，主要为灌木丛，坡面多出露基岩。
隧道通城端洞口段地处冲沟附近的G106底下，地形较平缓，覆盖层较厚，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。
黄泥界端洞口段地处SN向冲沟内的G106底下，地形较缓，基岩裸露，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。
2.围岩分级根据野外地质调查结合岩块室内岩石试验成果可知，该隧道片岩和花岗岩均为强风化，饱和抗压极限强度Rb小于30Mpa，为软质岩，岩石抗风化能力弱。
根据计算结果，强风化片岩和花岗岩围岩分级均为Ⅴ级。
3.水文地质根据调查，隧道区的山体上未发现地表水体，亦未发现地下水出露点。
根据钻孔内抽水试验可知：其地下水量<0.20t/d，但雨季受降雨影响，地表水将沿陡裂隙下渗，富集在F断层内，严重影响洞室的稳定，施工时应特别注意。
隧道工程工程量计算
3.3.1 洞身工程
3.3.1 洞身工程
二、洞身工程定额工作内容及说明
2、定额说明
（5）连拱隧道中导洞、侧导洞开挖和中隔墙衬砌是按拱隧道 施工方法编制的，除此以外的其他部位的开挖、衬砌、支护 可套用其他定额。
（6）格栅刚架和型钢刚架均按永久性支护编制，如作为临时 支护使用时,应按规定计取回收。定额中已综合连接钢筋的数 量。
1、洞身工程量计算
（1）定额所指隧道长度均指隧道进出口 （含与隧道相连的明 洞)洞门端墙墙面之间的距离，即两端端墙面与路面的交线同 路线中线交点间的距离。双线隧道按上、下行隧道长度的平 均值计算。
（2）洞身开挖工程量按设计断面数量(成洞断面加衬砌断面) 计算,包含洞身及所有附属洞室的数量，定额中已考虑超挖因 素，不得将超挖数量计入工程量。
3.3.1 洞身工程
一、洞身工程简介
1.洞身幵挖
（2）应采用光面爆破、预留光面层光面爆破或预裂爆破等控 制爆破技术。炮眼的孔径、孔数、孔深及炮眼布置满足要求， 炸药及起爆器材的品种及规格选取合适，装药量、装药结构 及起爆顺序要合理。
（3）开挖出的洞身断面尺寸，按设计要求或表中预留一定的 围岩变形量。
3.3.1 洞身工程
二、洞身工程定额工作内容及说明
1、定颔工作内容（部分）
（4）半隧道开挖。工作内容包括：打眼、装药、爆破，安全 警戒，排险，运渣。 （5）钢支撑。工程内容包括:下料，成型，钻孔，焊接，修正; 安装就位，紧固螺栓;拆除，整理，堆放。 （6）锚杆及金属网。 砂浆锚杆工作内容包括:搭、拆、移动脚手架，锚杆及附件 制作，运输，钻孔，安装，砂浆拌合、灌注，锚固。 中空及自钻式锚杆工作内容包括：搭、拆、移动脚手架， 锚杆运输，钻运，安装附件，砂浆拌合、灌注，锚固。 金属网工作内容包括:制作，挂网，绑扎，点焊，加固。
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150.0601125
22.5
0.957372919
0.288854798
143.6634879
47022
Xe
2.564847
Ye
3.42847
My
1047.108
Mo
492.5459
Ko
2.12591 >
Kc
2.359931 >
C
1.058233
偏心距e 0.041767 <
2.2
1
0.707106781
0.707106781
0.1
0.099503719
0.99503719
0.8
0.624695048
0.780868809
0.099999999
0.652589781
33.12805594
4.756883049
0.223617387
3.619321363
1.739130435
仰坡坡度 墙面坡度 底层容重 计算摩擦角 基底摩擦系数 墙的容重
墙高 墙的厚度 墙趾高度 墙趾宽度 仰坡坡角到洞门距离a 基底角度 材料抗压设计值Mpa 材料抗拉设计值Mpa 墙面倾角а 仰坡坡角ε 基底宽度 tan摩擦角 sin摩擦角 cos摩擦角 tan墙面角 sin墙面角 cos墙面角 tan坡角 sin坡角 cos坡角 tan（基底倾角）
tanw w
tan(w+摩擦角) λ
h ho 主动土压力Ea
cos（墙面角- ） sin（墙面角- ）
主动土压力Eao 主动土压力Eay
0.80000
墙重
0.10000
18
45
0.4
23
12
抗倾覆
1.7
抗滑移
1
0.5
2
基地应力
5.7105931
9.6
墙身验算
1.1
5.710593137
38.65980825
基地应力σmax 265.336 <
基地应力σmin 211.0691 <
M
239.6468
N
524.0456
e
0.457302 <
墙身应力σmax 535.2854
墙身应力σmin 891.7848
M
226.5393
N
473.4456
e
0.478491 <
墙身应力σmax 748.8212 墙身应力σmin -191.826
1.6 1.3 0.366667 300 300
0.66
0.51
蓝色部分为需要填的设计参数