地下工程概论-大题部分西南交通大学
兰州交通大学地下工程设计与原理 作业
绪论部分作业1．名词解释地下工程，地下建筑，地下空间，隧道，导坑，洞门2．简答题（1）地下工程的分类（2）隧道的种类（3）地下空间的特性（4）地下空间的优缺点（5）地下工程优先度的评价指标第一章作业1．名词解释垭口，越岭线，河谷线，隧道长度，2．简答题（1）隧道勘测的一般规定（2）隧道工程调查的内容（3）隧道爆破后掌子面地质素描的内容（4）分析克服高程障碍三种方案的优缺点（5）分析解决平面障碍两种方案的优缺点（6）地质构造对隧道位置选择的影响（7）不良工程地质和不良水文地质对隧道位置选择的影响（8）越岭线上隧道位置的选择应考虑的问题（9）河谷线上隧道位置的选择应考虑的问题（10）在决定采用一种隧道方案之前，应与那些方案进行比较？考虑哪些因素？（11）隧道洞口位置的选择原则和指导思想第二章作业1．名词解释2．简答题（1）曲线隧道的缺点（2）曲线隧道设计应注意的问题（3）隧道内线路的坡道形式、优缺点及适用范围（4）隧道内坡道折减的原因及方法（5）隧道内坡段长度的限制（6）隧道内相邻坡段的连接方式及要求第三章作业1．名词解释隧道净空，隧道建筑限界，锚杆，喷射混凝土，明洞，2．简答题（1）曲线隧道净空加宽的原因和方法（2）曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法（3）隧道衬砌断面的初步拟定应考虑的因素（4）隧道支护方式（5）隧道衬砌的型式（6）隧道衬砌的类型（7）喷锚支护的特点（8）复合式衬砌的支护机理（9）锚杆的作用（10）锚杆的类型（11）明洞的类型及适用条件（12）洞门的作用（13）洞门的类型及适用条件（14）隧道附属建筑物的类型（15）铁路隧道避车洞的类型（16）铁路隧道防排水的原则（17）喷射混凝土的喷射方式（18）机械通风的方式第四章作业1．名词解释结构面，岩体，围岩，蠕变，松弛，风化作用，溶蚀2．简答题（1）结构面的类型及其分类（2）岩石在单轴和三轴压缩下的破坏形式（3）单轴压缩时应力-应变曲线的三种形态（4）抗拉强度、抗剪强度的测定方法（5）三种简单的流变元件的特性（6）典型的岩石的全应力-应变曲线分为哪四个阶段？3.推导凯尔文-沃伊特模型的蠕变方程和应力松弛方程第五章作业1．名词解释二次应力状态，三次应力状态，岩体的初始应力状态，坑道的稳定性，塑性，塑性区半径2．简答题（1）岩体的初始应力场的构成（2）构造应力的特点（3）二次应力状态及位移状态（4）非圆形坑道的近似计算（5）无支护坑道丧失稳定的形式（6）三次应力状态及位移状态（7）最小支护抗力的求解方法3．编程序计算、绘图：按塑性应力平衡条件求解最小支护抗力Pamax值。
《城市地下铁道与轻轨交通》期末复习重点西南交通大学峨眉校区资料
1.城市空间的拓展方式及相互关系。
【3】①外延式水平方向扩展；②.内涵式立体方向扩展2.城市公共交通的路权形式。
【4】①公用路权的道路交通；（Road Transport）②.专用路权的轨道交通（Rail Transport）3.城市轨道交通的基本特点。
【4】①必须是服务大众的公共交通运输系统②运输路线位于城市及其影响范围内③列车以及电力驱动方式运营④运输线路的大部分需独立于其他交通体系，且路权一般专有⑤列车采用高频率发车的方式运行4.地下铁道（地铁）的优点。
【5】①地铁交通安全，快捷，方便，准时；②修建地铁可以改造地面环境，降低噪声和减少废气污染；③地铁可以节省地面空间，保护城中心区域有限的地面资源；④城市地铁具有一定的防御战争和抵御地震的能力。
5.地铁与轻轨建设的必要前提条件。
【9】①一般认为人口超过100万的城市就可以考虑建设地铁与轻轨的可能性，但这只是宏观的和笼统的推测；②主要考虑主要交通干线上，单向客流量的大小。
现状和未来单向客流量是否超过3万人/h，且在采取增加地面公共交通车辆，拓宽地面道路等措施后，仍无法满足；③为了降低运输系统的造价，应合理布置地下、地面和高架线路间的衔接关系，尽量缩短线路在地下段长度，降低建设投资；④地铁与轻轨的建设必须根据国民经济状况、城市经济实力、设备国产化率和施工运营管理技术水平等综合因素进行可行性论证。
6.我国对申报建设地铁和轻轨的城市应达到的基本条件的规定。
【9】①方财政一般预算收入在100亿元以上；②国内生产总值达到1000亿元以上；③城市总人口超过700万，城区人口在300万以上；④规划线路的客流规模达到单向高峰3万人/h。
7.按客运能力大小，可把城市轨道交通分为【12】特大运量的城市快速铁路、大运量的地下铁道系统、中运量的轻轨、小运量的独轨交通、磁浮交通系统。
8.城市公共交通系统的划分标准和形式。
【25】①按运量大小，分为大容量、中容量和小容量公共交通系统；单向30000人/h以上为大容量，10000人/h以下为小容量，中容量其中；②按速度，分为快速交通系统和地面常规交通系统；前者包括地铁、轻轨，后者指公共汽车、无轨电车等低速交通系统；③按系统运营方式，分为道路交通、轨道交通；前者与地面常规交通基本相似，后者包括地铁、城市快速铁路、轻轨、独轨、胶轮地铁、新交通系统、索轨交通系统等。
地下工程习题答案
2、地下工程规划的原则是什么？（P31-32）答：1、基本原则人们在开发利用地下空间的过程中，所遵循的一些传统的原则，如：“人在地上，物在地下”，“人的长时间活动在地上，短时间活动在地下”、“人在地上，车辆在地下”等。
2、适应原则适应原则是指城市地下空间开发利用的功能，亦即转入地下空间的城市功能，应当与地下空间的环境特性相适应，如与地下空间的热稳定性、环境易控性、高防护性等特点相适应。
3、协调原则城市地下空间开发利用功能规划的协调原则有两个方面的含义，首先城市地下空间开发利用的总体功能，应与城市的职能相协调，其次，各种地下空间设施的功能应与其所处的城市功能区及周围的城市职能相协调。
3、深埋隧道和浅埋隧道在顶部荷载计算上有什么不同？普氏理论和太沙基理论的基本假定是什么？他们有什么异同？（P63-71）答：假定：P63-P64浅埋：P67-P69深埋：P63-P654、直墙拱隧道和曲墙拱隧道各用于什么地层？答：直墙拱适用于岩石坚固系数3~7的坚硬地层，也可用于软土中小跨度的人防通道。
直墙拱通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。
一般适用于V，IV类围岩，有时也可用于III类围岩。
曲墙拱适用于岩石坚固系数小于等于2，松散破碎，易于坍塌的地层。
通常在III类以下围岩中，水平压力较大，地基条件较差，为了抵抗较大的水平压力可使用曲墙拱。
如果岩石比较坚硬，又无涌水现象，底板可做成平板并与边墙分开。
5、请你举出越江隧道修建的方法。
答：修建越江隧道的常用工法有盾构法(或TBM法)、沉管法、钻爆法(包括矿山法和新奥法)、明挖围堰法，其中岩体水底隧道工法有钻爆法、TBM法，软土水底隧道通常采用明挖法、盾构法或沉管法施工。
6、地下工程施工组织设计的原则和主要内容是什么？（P101）答：在施工组织设计中应遵循以下几项基本原则：1、保证重点，统筹安排，信守合同工期；2、科学、合理地安排施工程序，尽量多地采用新工艺、新材料、新设备和新技术；3、组织流水施工，合理地使用人力、物力和财力；4、恰当安排施工项目，增加有效的施工作业日数，以保证施工的连续和均衡；5、提高施工技术方案的工业化、机械化水平；6、采用先进的施工技术和施工管理方法；7、减少施工临时设备的投入，合理布置施工总平面图，节约施工用地和费用。
[工学]地下工程概论-大题部分西南交通大学
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表 2 浅埋隧道覆盖层厚度（深浅埋分界的统计数据） 18～25 30～35
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所以，隧道宽6.0m时，
埋深为2.35m时，h1 <ha , 为超浅埋， 埋深为9m时，h1 >5~7m, 为深埋
（提示：对于为深埋和浅埋的分界，可以用表2 判断，若用表2 难于判断时，可用下面方法判 断。 即 埋深h1 >(2~2.5)ha时，深埋 h1 <(2~2.5)ha ，浅埋）
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所以，隧道宽12.0m时， （1）埋深为2.35m的竖向压力和水平压 力均和隧道宽6.0m时一致。 （2）埋深为9m的竖向压力为： q=γ ×ha=24 ×3.06=73.44KPa 水平压力：e<0.15q=11.02KPa 可见，由于超浅埋（2.35m处）的围岩压力只与 其上覆围岩的厚度（h1）有关，所以隧道宽 度的变化，不影响其围岩压力。 。
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而深埋（9m处）时，由于围岩压力与竖直 荷载计算高度有关，竖直荷载计算高度随 隧道宽度的增加而增大，所以深埋时，围 岩压力随隧道宽度的增加而增大
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（1）埋深为2.35m时， 竖向压力： q=γ ×h1=24 ×2.35=56.40KN 水平压力： 侧压力系数： =0.0491
洞顶水平压力：
e1=γh1λ=24 ×2.35 × 0.0.0491=2.77KPa 洞底水平压力：
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e2=γ(h1+ht)λ=24 ×(2.35+8.0) × 0.0491=12.20KPa
西南交通大学地下工程期末复习(精简)
3、地下空间利用的形态：(1)为人类生存，确保安全的，如粮食的地下储藏，地下式住宅；(2)伴随城市的现代化发展的，如城市的有轨交通系统，地下商业街，地下停车场等；(3)伴随科学技术发展的如地下水利发电站，地下能源发电站等；(4)大规模国土有效利用的，如城市间、国家间的交通设施（铁路、公路、跨海通道工程等；(5)防御和减少灾害的地下设施，如人防避难工程，防御洪水灾害的地下坝、地下河等。
1.4、地下工程的固有特性：构造特性；物理特性；化学特性；环境特性；技术及力学特性。
力学及工程特性：1隐蔽性：2力学状态的不确定性；3地下环境影响的严重性；4可维修性差；5施工条件和环境条件的约束。
5、地下工程的空间类型：A按不同开挖方法分类：开挖出来的空间、开挖后覆土的空间、明挖空间B按地下结构物与地表面的关系分类：在建筑物上填土，埋设在地层中，利用倾斜地形。
C按通向地面开口部与地表的关系：密闭型、天窗型、侧面开口型及半地下型。
6、住宅地下空间的分类：从地下空间与外部联系看分为完全地下密闭型，半地下型，侧部开放型，中庭型、开放型；从地下空间与上部的结构关系分为独立型、部分地下型，全地下型；从地形条件分为平底型、台地型、斜坡地型。
8、水封式贮槽原理：利用液体的比重小于水，与水不相容的特性，在稳定的地下水位一下的完整坚硬岩石中开挖洞槽，不衬砌直接储存，利用岩石的承载力和地下水的压力将液体燃料封存在洞管中。
分类：A按储藏压力分(常压储藏、加压储藏)；B按储藏温度分(常温、低温储藏)；C按水床类型分(变动水床法、固定水床法)；D按泵型分(设于贮槽内、设于贮槽外) 9、城市地下工程发展的重点：联络城市地下各处设施的地下通道；跨海、江、河高速通道的基础设施建设；办公楼、地下街、地下停车场、交通系统、能源供给设施、通信设施、上下水道、废弃物处理设施、文化设施等10、地下街类型：广场型，特点是规模大、客流量大、停车面积大。
街道型，特点是出入口多与地面街道和地面商场相连也兼作地下人行道或过街人行道。
西南交通大学线路工程概论复习题（含答案）.Text.Marked
线路工程概论习题参考答案（选线部分）1．简述选线设计的基本任务答：（1）根据国家政治、经济、国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向，选定铁路主要技术标准；（2）根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，设计线路的空间位置（平面、立面），在保证行车安全的前提下，力争提高线路质量、降低工程造价，节约运营支出。
（3）与其它各专业共同研究，布置线路上各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型或大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为进一步单项设计提供依据。
2．名词解释（有计算公式时，应给出相应的计算公式）：货运量、货物周转量、货运密度、货流比、货运波动系数、铁路设计年度、轮周牵引力、车钩牵引力、列车运行基本阻力。
答：货运量：一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线(或区段)上、下行分别由下式计算：∑=i C C (104t/a)式中C i 某种货物的年货运量（104t/a ）。
货物周转量：设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量，可根据单方向一年内各种货运量C i （104t/a ）与相应的运输距离L i （km ）按下式计算：∑⨯=)(i i HZ L C C （104t .km/a ）货运密度：设计线(或区段)每km 的平均货物周转量。
LC C HZM =（104t .km/km.a ）式中C HZ ——设计线(或区段)的货物周转量（104t .km/a ）；L ——设计线(或区段)的长度（km ）。
货流比：轻车方向货运量C Q 与重车方向货运量的比值。
ZQ QZ C C =λ货运波动系数：指一年内最大的月货运量和全年月平均货运量的比值，以β表示。
全年月平均货运量一年内最大的月货运量=β铁路设计年度：铁路的设计年度一般分为近、远两期；近期、远期分别为交付运营后第五年和第十年。
必要时，也可增加初期，初期为交付运营后第三年。
西南交大地下施工与管理期末复习
工程实例（成都地铁区间隧道施工方法比选）工程地质条件：上部为人工填筑层、粘土或粉土、下部为卵石土（含少量漂石）、下部为泥岩（埋深14～30m）明挖法：成都市地铁一期工程线路一般位于主干道下或居民密集区域，交通繁忙、地下管线密集，增加了明挖法施工的困难矿山法：车站埋深需加大，增加造价；施工中降水会引起地面沉降，对管线及建筑造成危害盾构法：适用于埋深较大，不宜采用明挖法施工的地段，环保性好；但需要选用适合成都地质条件的机型，并能处理漂石比选结果：除南北两端的高架段外，绝大多数地下线路的施工方法只能在矿山法和盾构法中进行选择；由于盾构法施工的隧道断面较单一，因此在渡线段、两线之间联络通道(兼作排水泵房)以及天府广场南端长约230m的存车线还必须采用矿山法施工隧道设计施工的两大1、理论松弛荷载理论”：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。
这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
2、岩承理论”：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。
“岩承理论”是一种比较现代的理论，更接近于地下工程实际，近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。
新奥地利方法（简称新奥法）遵循这样一个原理，即通过发挥围岩承载环的主动作用使围岩（岩土体）成为承载结构”。
新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则新奥法施工的基本原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭少扰动：隧道开挖时，尽量减少对围岩的扰动次数、强度、范围和持续时间。
早喷锚：开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩变形进入受控制状态。
最新地下工程概论(B卷)(西南交通大学)
西南交通大学2008～2009学年第1学期期末考试试卷(B 卷)课程代码 0100798 课程名称 地下工程概论 考试时间 120 分钟阅卷教师签字：一、填空(每空0.5分，共20分)1、地下工程具有 、 和 三个主要特性。
2、新奥法施工的三要素包括 、 和 。
3、地下停车场的动线包括 、 和 。
4、沉管法施工中，管段制作方式有 和 。
5、核废料的处理，国际上通常采用 和陆地两种方法处理核废料。
其中陆地方法有四种： 、 、 和 。
6、地下街的基本类型主要有 、 、 等三种。
7、地下停车场按照其所处位置可以分为 、 、 和 四种类型。
8、地铁线路按其在运营中的作用可以而分为 、 和 。
9、隧道辅助坑道有 、 、 和 四种。
10、机械通风按照风流的方向可以分为 、 、 和 四种。
11、地下结构设计计算方法包括 、 、 和 四种。
12、矿山法施工工序，可以按衬砌的施作顺序分为 和 。
二、单项选择题（每空1分，共10分） 1、地下冷库利用了地下空间的（ ）。
A ）易封闭性B ）热稳定性C ）高防护性D ）遮光性 2、下列施工方法中属于暗挖法的是（ ）。
A ）基坑开挖法B ）顶管法C ）盖挖法D ）沉管法 3、铁路隧道中包括如下限界，按照由小到大排列正确的一组是（ ）。
①隧道建筑限界 ②基本建筑限界 ③机车车辆限界 ④隧道净空A ）①②④③B ）③②①④C ）③④①②D ）③①④② 4、我国铁路隧道的设计方法，基本上是采用（ ）进行设计和计算的。
A ）经验设计法B ）荷载-结构模式C ）信息化设计与施工方法D ）地层-结构模式 5、1863年1月l0日，世界上第一条地铁用（ ）施工在伦敦建成通车，列车用蒸汽机车牵引，线路长约6.4km 。
A ）矿山法B ）新奥法C ）明挖法D ）冻结法 6、我国铁路在线路平面设计中常采用（ ）的缓和曲线。
A ）二次抛物线型B ）三次抛物线型C ）双曲线型D ）圆锥曲线型 7、下列方法中（ ）用于处理坍方很凑效。
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▪ E=0.76*v2/r=0.76*1202/800=13.68cm
▪ 按四舍五入原则，按5mm取整
E=13.5cm
▪ d超内=2.8E=2.8*13.5=37.8cm
▪ d曲内=l2/8R=4050/R=5.06cm ＝5.1 cm
▪ d曲外=L2-l2/8R=4400/R=5.5cm
▪ 按四舍五入原则，按1mm取整
5～ 7 10～ 14 18～ 25
双 线 隧 道 覆 盖 深 度 （ m）
8～ 10 15～ 20 30～ 35
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h
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▪ 所以，隧道宽6.0m时， ▪ 埋深为2.35m时，h1 <ha , 为超浅埋， ▪ 埋深为9m时，h1 >5~7m, 为深埋
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▪ （1）埋深为2.35m时，
9
▪洞底水平压力：
e2=γ(h1+ht)λ=24 ×(2.35+8.0) × 0.0491=12.20KPa
（2）埋深为9m时，
竖向压力：
q=γ ×ha=24 ×2.35=56.40KPa
水平压力：e<0.15q=8.46
两处的竖向压力基本相等，说明深埋隧道的竖
向压力只与其计算高度（或围岩塌方高度）有
▪ 作业：
▪
1、某单线隧道位于半径为800m的曲
线上，其列车设计行车速度为120km/h，
试计算隧道的加宽值和中线偏移值，并画
图示意出加宽和中线偏移的范围。
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h
1
▪ 解：曲线隧道净空加宽由三部分组成：
➢ 曲线外轨超高引起车体内倾的所要求的加宽值 d超内，车体平移所要求的内外侧加宽d曲内、 d曲外
▪ 按四舍五入原则，按5mm取整
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3
加宽方法：自圆曲线终点至缓和曲线中点，并向直线方向延 伸13m， 加宽W，缓和曲线的其余半段，并自缓和曲线终点 向直线方向延伸22m，加宽W/2。
08.12.道，采用矿山法施工， 开挖坑道高8.0m，宽6.0m。求在隧道入口埋 深2.35m及埋深9m处的竖向及水平围岩压力， 并比较两处的竖向围岩压力有什么特征，说明 什么问题？若开挖宽度增加到12m，上述埋深 处的围岩压力又是多大？说明什么问题？已知 围岩容重24 kN/m3，计算摩擦角65°，
关，而与其埋深无关。
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▪ 2、隧道宽12.0m时，该隧道为双线隧道，
因为：H/B=12/6<1.7m，可以用统计法 公式计算 所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱 高度）为：
ha0.4 52s1 =0.45×2**2 × 1.7=3.06m
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▪ 所以，隧道宽12.0m时，
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▪ 所以，隧道宽12.0m时，
▪ （1）埋深为2.35m的竖向压力和水平压 力均和隧道宽6.0m时一致。
（2）埋深为9m的竖向压力为： q=γ ×ha=24 ×3.06=73.44KPa 水平压力：e<0.15q=11.02KPa
可见，由于超浅埋（2.35m处）的围岩压力只与 其上覆围岩的厚度（h1）有关，所以隧道宽 度的变化，不影响其围岩压力。
▪ 埋深为2.35m时，h1 <ha , 为超浅埋，
▪ 埋深为9m时，h1 >（2~2.5） ha, 为深埋
（提示：对于为深埋和浅埋的分界，可以用表2 判断，若用表2 难于判断时，可用下面方法判 断。 即 埋深h1 >(2~2.5)ha时，深埋 h1 <(2~2.5)ha ，浅埋）
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而深埋（9m处）时，由于围岩压力与竖直 荷载计算高度有关，竖直荷载计算高度随
隧道宽度的增加而增大，所以深埋时，围 岩压力随隧道宽度的增加而增大
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对于为深埋和浅埋的分界，可以
用表2 判断，若用表2 难于判断
时，可用下面方法判断。
即 埋深h1 >(2~2.5)ha时，深埋
h1 <(2~2.5)ha ，浅埋
表 2 浅 埋 隧 道 覆 盖 层 厚 度 （ 深 浅 埋 分 界 的 统 计 数 据 ）
围 岩 级 别
ⅢⅣ Ⅴ
单 线 隧 道 覆 盖 深 度 （ m）
▪ θ为58 °.
▪ 提示：根据ha判断该处埋深为深埋、浅埋、超 浅埋再选用相应公式计算。
▪ 解：1、隧道宽6.0m时，该隧道为单线隧道，
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▪ 因为：H/B=8/6<1.7m，可以用统计法公 式计算
▪ 所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱 高度）为：
ha0.4 11.7 S=09 .41×1.79**3=2.351m
▪ L=26
l=18
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2
▪ 隧道内侧加宽W1： ▪ W1 =d超内+d曲内=42.9cm ▪ 隧道外侧加宽W2： ▪ W2 =d曲外=5.5cm ▪ 隧道总加宽W： ▪ W = W1 + W2 =49cm
▪ 按四舍五入原则，按1cm取整
▪ d偏= （W1- W2）/2=(42.9 -5.5)/2=18.7cm ＝ 19cm
▪ 竖向压力：
▪ q=γ ×h1=24 ×2.35=56.40KN
▪ 水平压力：
▪
侧压力系数：
=0.0491
洞顶水平压力：
e1=γh1λ=24 ×2.35 × 0.0.0491=2.77KPa 洞底水平压力：
08e.122.2=02γ0(h1+ht)λ=24 ×(2.35+8.h0) × 0.0491=12.20KPa