隧道翼墙式洞门计算全解
隧道洞门设计完整版
隧道洞门设计HEN system office room [HEN 16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688]和隧道端洞门设计一，技术标准及执行规范1.技术标准设讣行车速度：40km/h隧道主洞建筑限界净宽：++2X++二隧道建筑限界净高：路基宽：2.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》《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《地下丄程防水技术规范》GB50108-2001二、工程概况根据隧道需风量分析确定，本隧道釆用自然通风。
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S?（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卑度约。
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，覆盖层较卑，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S\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.圉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〈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。
根据《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)附录D,隧道区地下水及地表水对混凝土结构均无腐蚀性。
隧道洞门图内容(精)
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工程识图与CAD
洞门图内容
主讲：孙再鸣
洞门图内容
表示隧道洞门各个部分的结构形状尺寸的图 样叫隧道洞门图。 我们一起阅读翼墙式隧道洞门图
洞门图内容-图样组成
正面图 平面图 剖面图 断面图 排水系统详图
1
正面图
正面图是沿着线路方 向对隧道洞门进行投射而 得到的投影。
2
平面图
平面图主要表达洞门 处各排水沟走向及连接情 况。
3
4
剖视图 断面图
1-1剖视图表明：端墙的厚度和倾斜度，端墙顶水沟的 断面形状和尺寸以及翼墙顶的坡度等。 2-2断面图和3-3断面图表明：翼墙的厚度及倾斜度， 翼墙顶排水沟的断面形状和尺寸等。
5
排水系统详图
排水系统详图主要表示各排水沟 的详细构造及做法，隧道内外水沟 的详细构造及做法，隧道内外水沟的 连接等。
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。
隧道翼墙式洞门结构设计计算全解(详细)
隧道翼墙式洞门结构设计计算全解4.1洞门设计步骤《规范》关于洞口的一般规定1.洞口位置应根据地形、地质条件,同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求,通过经济、技术比较确定.2.隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则,不得大挖大刷,确保边坡及仰坡的稳定.3.洞口边坡、仰坡顶面及其周围,应根据情况设置排水沟及截水沟,并和路基排水系统综合考虑布置.4.洞门设计应与自然环境相协调.4.1.1确定洞门位置洞口位置的确定应符合下列要求1.洞口的边坡及仰坡必须保证稳定.2.洞口位置应设于山坡稳定、地质条件较好处.3.位于悬崖陡壁下的洞口,不宜切削原山坡;应避免在不稳定的悬崖陡壁下进洞.4.跨沟或沿沟进洞时,应考虑水文情况,结合防排水工程,充分比选后确定.5.漫坡地段的洞口位置,应结合洞外路堑地质、弃渣、排水及施工等因素综合分析确定.6.洞口设计应考虑与附近的地面建筑及地下埋设物的相互影响,必要时采取防范措施.7.洞门宜与隧道轴线正交;地质条件较好; 做好防护;设置明洞.洞口地质条件洞口入口端位于山体斜坡下部,斜坡自然坡度约45°左右,隧道轴线与地形等高线在右洞为大角度相交,位置较好,围岩上部为覆盖层为碎石质,厚度为0.6米-1.7米,下部为砂质板岩,全风化岩石厚为0-2.0米强风化岩厚为0-6.4米,砂质板岩与变质砂岩中风化厚度为8.1-15.8米;为软岩,薄层状结构,岩体破碎,软岩互层,主要结构面为层面及节理裂隙面,结构面的不利组合对围岩有影响;地下水以基岩裂隙水为主,围岩为弱透水,可产生点滴状出水,局部可产生线状出水;围岩稳定性差.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翼墙式洞门适用于地质较差的Ⅳ级以下围岩,以及需要开挖路堑的地方.翼墙式洞门由端墙及翼墙组成.翼墙是为了增加端墙的稳定性,同时对路堑边坡也起支撑作用.其顶面一般均设置水沟,将端墙背面排水沟汇集的地表水排至路堑边沟内环框式洞门当洞口岩层坚硬、整体性好(I级围岩)、节理不发育,路堑开挖后仰坡极为稳定,并且没有较大的排水要求时采用台阶式洞门当洞门傍山侧坡地区,洞门一侧边坡较高时,为减小仰坡高度及外露长度 ,可以将端墙顶部改为逐步升级的台阶形式,以适应地形的特点,减少仰坡土石方开挖量.遮光棚式洞门当洞外需要设置遮光棚时,其入口通常外伸很远.遮光构造物有开放式和封闭式之分,前者遮光板之间是透空的 ,后者则用透光材料将前者透空部分封闭.但由于透光材料上面容易沾染尘垢油污,养护困难,所以很少使用后者.形状上又有喇叭式与棚式之分洞门形式的选择按分类,隧道右线属长隧道,基本服从于路线走向,路线与地形等高线基本正交,洞门按受力结构设计.洞门形式结合实际地形、地质情况选定.根据洞门所处地段的地形地貌及工程地质条件,遵从“早进洞,晚出洞”的设计原则,并考虑洞门的实用、经济、美观等因素,因此本隧道使用翼墙式洞门(带挡土墙),使用翼墙式洞门.4.1.3 洞门构造要求按《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 1.5米,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 1.0米,洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.5米.(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 1.0米,嵌入岩石地基的深度不小于0.5米;基底标高应在最大冻结线以下不小于0.25米.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.4.1.4 验算满足条件采用挡墙式洞门时,洞门墙可视为挡土墙,按极限状态验算,并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性.验算时应符合表3.1和表3.2(《公路隧道设计规范》JTG-2004)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.表4.1 洞门设计计算参数表4.2 洞门墙主要验算规定4.2龙洞翼墙式洞门结构设计计算4.2.1计算参数计算参数如下：(1)边、仰坡坡度 1:1.25;(2)仰坡坡脚ε=39°,tanε=0.8,α=9°;(3)地层容重γ=18KN/米3;(4)地层计算摩擦角φ=45°;(5)基底摩擦系数0.4;(6)基底控制应力【σ】=0.3米pa4.2.2建筑材料的容重和容许应力(1)墙端的材料为水泥砂浆片石砌体,片石的强度等级为米u100,水泥砂浆的强度等级为米10.(2)容许压应力【σa】=2.2米pa,重度γt=22KN/ 米3.4.2.3洞门各部尺寸的拟定根据《公路隧道设计规范》(JTG-2004),结合洞门所处地段的工程地质条件,拟定洞门翼墙的高度：H=13.35米;其中基底埋入地基的深度为1.59米,洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度 1.8米,洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5米,洞门墙顶高出仰坡坡脚1.05米,洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2.5米,墙厚2.48米,设计仰坡为1:1.25,具体见图纸.4.3洞门验算4.3.1洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》(JTG-2004),洞门土压力计算图示具体见图3.2.图3.2 洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：tan w=式中:ϕ——围岩计算摩擦角;ε——洞门后仰坡坡脚;α——洞门墙面倾角 代入数值可得：tan 0.679934.21oωω===根据《公路隧道设计规范》(JTG —2004),土压力为;2001[()]2E H h h h b γλξ'=+-(tan tan )(1tan tan )tan()(1tan tan )ωααελωϕωε--=+-由三角关系得：tan tan a h ωα'=- tan 1tan tan o a h εαε=-式中: E ——土压力(KN);γ——地层重度 (KN/米3)λ——侧压力系数; ω——墙背土体破裂角;b ——洞门墙计算条带宽度 (米),取b=1.0米; ξ——土压力计算模式不确定系数,可取ξ=0.6. 把数据代入各式,得：(tan 34.21tan 9)(1tan 9tan 39)0.1928tan(34.2139)(1tan 34.21tan 39)o o o o o o o o λ--==+-2.5' 4.7937tan 34.21tan 9o oh ==-米2.5tan 39 2.32231tan 9tan 39oo o oh m ⨯==-洞门土压力E ：221[(')]21180.1928[13.35 2.3223(4.7937 2.3223)] 1.00.62191.4783o o E H h h h b KNγλξ=+-=⨯⨯⨯+⨯-⨯⨯=kN E E x 7604.178)921.34cos(4783.191)cos(=︒-︒⨯=-⋅=αδkN E E y 6197.68)921.34sin(4783.191)sin(=︒-︒⨯=-⋅=αδ式中：δ——墙背摩擦角 22453033O o δϕ==⨯=4.3.2抗倾覆验算翼墙计算图示如图3.3所示,挡土墙在荷载作用下应绕O 点产生倾覆时应满足下式：1.6y M k M=≥∑∑式中: K 0——倾覆稳定系数,0 1.6k ≥;y M ∑——全部垂直力对墙趾O 点的 稳定力矩; 0M ∑——全部水平力对墙趾O 点的 稳定力矩;图3.3 墙身计算简图由图3.3可知：墙身重量G ：13.35 2.4818 1.0595.9440G KN =⨯⨯⨯=E x 对墙趾的 力臂：13.354.4533x H Z m ===E y对墙趾的 力臂：(tan )/3 2.4813.35tan9/3 3.1848o y Z B H m α=+=+⨯=G 对墙趾的 力臂：tan 2.4813.35tan 9 2.297222oG B H Z m α++⨯=== 595.940 2.297268.6197 3.18481587.5529y G y y M G Z E Z KN M=⨯+⨯=⨯+⨯=⋅∑178.7604 4.45795.4837x x ME Z KN M=⨯=⨯=⋅∑代入上式得：001587.48371.9957 1.6795.4837yM K M===>∑∑故抗倾覆稳定性满足要求.4.3.3抗滑动验算对于水平基底,按如下公式验算滑动稳定性： 1.3c N f K E⋅=≥∑∑式中: K c ——滑动稳定系数N ∑——作用于基底上的 垂直力之和; E ∑——墙后主动土压力之和,取E ∑=E x ; f ——基底摩擦系数,取f=0.4 由图3.3得： ()(595.944068.6197)1.4870 1.3178.7604y c xG E K E ++===>故抗滑稳定性满足要求.4.3.4基底合力偏心矩验算设作用于基底的 合力法向分力为N ∑,其对墙趾的 力臂为Z N ,合力偏心矩为e,则：1587.5529795.48371.1919595.944068.6197yG y y x xn yM MG Z E Z E Z Z G E Nm-⨯+⨯-⨯==+-==+∑∑∑2.48 1.19190.0481022n B e Z =-=-=> 合力在中心线的 右侧.0.04810.41336Be =<=计算结果满足要求. max 299.1767min 236.76176(595.944068.6197)60.0409(1)(1)2.48 2.48KpaKpa Ne BB σ+⨯=±=⨯±=∑max 299.1767[]0.3Kpa Mpa σσ=<=,计算结果满足要求.4.3.5墙身截面偏心矩及强度 验算 (1)墙身截面偏心矩e0.3Me B N=< 式中： 米——计算截面以上各力对截面形心力矩的 代数之后; N ——作用于截面以上垂直力之后.13.3513.35 2.48()178.7604()68.6197232232312.6534x y H H B M E E KN m=⋅--⋅=⨯--⨯=⋅595.944068.6197664.5637y N G E KN =+=+=将数据代入墙身偏心矩E 的 公式,可得：312.65340.47050.30.744664.5637M e B N ===<=,计算结果满足要求.(2)应力σ6(1)Ne BBσ=+∑6664.563760.4705(1)(1)572.9771[] 2.22.48 2.48a Ne kpa Mpa BB σσ⨯=+=±=<=∑ 满足要求.通过以上的 验算,说明龙洞端翼墙式洞门的 尺寸合理.详图见设计图纸.排水设计隧道排水应根据防排堵截结合,因地制宜,综合治理的 原则,采用切实可靠地设计和施工措施,达到防水可靠排水畅通经济合理的 目的 . 1.在洞口仰坡5米以外,设置天沟,并加以铺砌.2.对洞顶地表的 陷穴,深穴加以回填,对裂缝进行堵塞.3.对洞顶天然沟槽加以整治,是山洪宣泄畅通.4.在地表水上游设截水导流沟.5.在仰坡到洞顶处2米左右设计排水沟.6.边坡设计排水沟.纵段剖面纵剖面图平面图纵剖面图排水平面图排水纵剖面图。
涵洞翼墙墙身及基础计算公式
管径
路线交角
墙长
八字墙与 八字墙与 涵交角上 涵交角下
铺砌厚
截水墙斜 宽
截水墙厚
1.5
68
2.255
30
30
0.4 0.431 1.2
正翼墙 一加一减
管径
路线交角
墙长
八字墙与 八字墙与 涵交角上 涵交角下
铺砌厚
截水墙斜 宽
截水墙厚
1.5
45
2.255
5
30
0.4 0.566 1.2
反翼墙双 加
管径
路线交角
墙长
八字墙与 八字墙与 涵交角上 涵交角下
铺砌厚
截水墙斜 宽
截水墙厚
1.5
130 2.255
50
10
0.4 0.431 1.2
反翼墙 一加一减
管径
路线交角
墙长
八字墙与 八字墙与 涵交角上 涵交角下
铺砌厚
截水墙斜 宽
截水墙厚
1.5
135 2.255
30
5
0.4 0.566 1.2
铺砌远洞
铺砌近洞 口宽/截 截水墙近 截水墙垂 单侧洞口 单侧截水 双侧洞口 双侧截水
口宽 水墙远洞 洞口长 宽 铺砌量 墙量 铺砌量 墙量
口长
1.617802 4.82099 4.253342 0.399616 2.9
2.2
5.8
4.4
铺砌远洞
铺砌近洞 口宽/截 截水墙近 截水墙垂 单侧洞口 单侧截水 双侧洞口 双侧截水
2.1
7
4.2
铺砌远洞
铺砌近洞 口宽/截 截水墙近 截水墙垂 单侧洞口 单侧截水 双侧洞口 双侧截水
洞门计算书
洞门计算书隧道洞门设计及稳定性验算一、概况金鸡山隧道为分离式单向行车双线隧道，隧道右洞进口为W级围岩，隧道右洞进口为皿级围岩，隧道区中部为分水岭，两侧沟谷切割较深，地表径流水水量较少，仅进口段处于冲沟交汇处（尤其右洞口）地表水较发育，出口段左右洞口均为V级围岩。
隧道入口洞门形式皆按照W级设计，采用端墙式洞门，出口洞门形式皆采用翼墙式洞门。
洞门设计计算参数洞门墙主要验算规定二、进口段洞门结构设计计算（端墙式）（一）基本参数1.计算参数1）边、仰坡坡度1 : 0.752）计算摩擦角® =53°3）仰坡坡角tan £ =1.334）重度丫=24KN/m5）基底摩擦系数f=0.56）墙身斜度1:0.17）基底控制应力[（T ]=0.6MPa2.建筑材料容重及容许应力1）墙的材料为粗料石砌体，石料的强度等级为Mu10Q水泥砂浆的强度等级为M1Q2）容许压应力[（T ]=5Mpa,重度丫t=25KN/m。
3.洞门各部尺寸拟定根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004）,结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门的高度：H=12m其中基底埋入地基的深度为1.5m, 洞门与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1m洞门与仰坡间的水沟深度为0.5m，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.5m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2m墙厚1.3m，设计仰坡为1:1,具体见图。
（二）洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），洞门土压力计算图示具体见图1。
最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：—=h° 饥tan2申+tan^ tan 色- J(1 +tan2®)(tan® -ta石j(tan® + tan^ ]1 - taz tan^ ) tan 2~: :tan呂(1 + tan ® )-tan®(1 — tan^ tan^)式中：£、a ——地面坡角与墙面倾角(°)；「一一围岩计算摩擦角（）当时当片0吋代入数据，得Tan w =0.4031, w =21.95°根据《公路隧道设计规范》(JTG —2004 ) , 土压力：1E H2 h0 h'—h b btan*：-tan ： 1 -tan ：tan ；tan［心亠「［1 -tan，tan ；atan ■ - tan_：i 式中:E——土压力（KN）;地层重度 KN / m3 ;----- 侧压力系数；■——墙背土体破裂角；代入数据，得:■ =0.078; h o =3.0843m;h' = 6.7135m; E =87.1567kN由E计算得：E x = E *cos、：—iE y = E ・sin :••注 i:-■■3式中：：——墙背摩擦角代入数据得：E x =72.2561kNE y =48.7374kN（三）洞门抗倾覆验算翼墙计算图示如图2所示，挡土墙在荷载作用下应绕时应满0点产生倾覆足下式：K0 M L 1.6Z M0' M y 二 G Z G E y Z y二.Mo 二 E xZx代入数值得:G=325kN ；Z x=4m;Z y= 1.72m; Z G= 1.28m;刀 M =499.8783kN • m 刀 M=289.0244kN • mG = bBHZ y Z GH tan。
洞门计算
隧道洞门型式方案比选洞门型式方案比选表2-2洞门型式方案的选择：线路洞门左侧洞门处也属于V级围岩，地势较陡，地质条件较差，纵向推力较大，综合比较决定采用冀墙式洞门。
线路右侧洞门处虽然处属于V级围岩，但其洞口周边地形比较平坦，方便施工，采用了削竹式洞门。
洞门构造要求按《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，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，洞门墙顶高出仰坡脚不小于。
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，嵌入岩石地基的深度不小于；基底标高应在最大冻结线以下不小于。
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。
验算满足条件采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。
验算时应符合表2-3和表2-4（《公路隧道设计规范》JTG-2004）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。
洞门主要验算规定表2-4洞门结构设计计算计算参数如下：（1）边、仰坡坡度1:；（2）仰坡坡脚ε=30°，tanε=，tanα=；（3）地层容重γ=17kN/m3;（4）地层计算摩擦角 =40°；(5) 基底摩擦系数；(6) 基底控制应力[σ]=建筑材料的容重和容许应力洞门材料选用C25混凝土，容许压应力[σa]=，重度γ'=23KN/ m3。
洞门各部尺寸的拟定根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=18m；其中基底埋入地基的深度为，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度2m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为，洞门墙顶高出仰坡坡脚。
端墙式洞门计算
3.1 . 洞门结构设计计算3.1 .1 计算参数计算参数如下：(1)边、仰坡坡度 1:0.5；(2)仰坡坡脚& =63.5°, tan& =2,a =6°;(3)地层容重丫 =22kN/m3;(4)地层计算摩擦角© =70 °;( 5) 基底摩擦系数 0.6；(6) 基底控制应力[(T ]=0.8Mpa3.1 ．2建筑材料的容重和容许应力(1)墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆的强度等级为 M10。
(2)容许压应力[(T a]=2.2MPa,重度丫 t=22KN/ m3。
3.1.3 洞门各部尺寸的拟定根据《公路隧道设计规范》(JTJ026-90),结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=12m;其中基底埋入地基的深度为 1,0m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度 1.38m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m,洞门墙顶高出仰坡坡脚0.7m,洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为1.5m,墙厚2.0m,设计仰坡为1:1,具体见图纸。
3.2. 洞门验算3.2．1 洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》(JTJ026-90),洞门土压力计算图示具体见图 3.2图3-4洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角: tan 2tan tan (1 tan 2)(tan tan )(tan tan )(1tan tan ) 2 tan (1 tan ) tan (1 tan tan )式中： 一一围岩计算摩擦插脚& ――洞门后仰坡坡脚；a ——洞门墙面倾角代入数值可得：2 I 2tanw = ta 门7° tan6tan63.5 ^(1 tan 70 )(tan70 tan63.5)(tan70 tan6)(1 tan6 tan63.5)tan63.5(1 tan 70) tan70(1 tan6 tan63.5)=0.266故：w=14.89°根据《公路隧道设计规范》(JTG —2004), 土压力为;1 2E 2 [H 2 h °(h h °)]b(tan tan )(1 tan tan )tan( )(1 tan tan )式中： E ――土压力（kN ）;h atan tantanw地层重度（kN/m3）入一一侧压力系数;3 -- 墙背土体破裂角；b ――洞门墙计算条带宽度（m ）,取b=1m ；E -- 土压力计算模式不确定系数，可取E =0.6把数据代入各式，得：止匕89 tan6)(1 仙6^63.5)=0.0559tan(14.89 63.5 )(1 tan 14.89 tan63.5 )由三角关系可得：h 。
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第四章洞门设计4.1洞门设计步骤《规范》关于洞口的一般规定1.洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求，通过经济、技术比较确定。
2.隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。
3.洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。
4.洞门设计应与自然环境相协调。
4.1.1确定洞门位置洞口位置的确定应符合下列要求1.洞口的边坡及仰坡必须保证稳定。
2.洞口位置应设于山坡稳定、地质条件较好处。
3.位于悬崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；应避免在不稳定的悬崖陡壁下进洞。
4.跨沟或沿沟进洞时，应考虑水文情况，结合防排水工程，充分比选后确定。
5.漫坡地段的洞口位置，应结合洞外路堑地质、弃渣、排水及施工等因素综合分析确定。
6.洞口设计应考虑与附近的地面建筑及地下埋设物的相互影响，必要时采取防范措施。
7.洞门宜与隧道轴线正交；地质条件较好；做好防护；设置明洞。
洞口地质条件洞口入口端位于山体斜坡下部，斜坡自然坡度约45°左右，隧道轴线与地形等高线在右洞为大角度相交，位置较好，围岩上部为覆盖层为碎石质，厚度为0.6m-1.7m，下部为砂质板岩，全风化岩石厚为0-2.0m强风化岩厚为0-6.4m,砂质板岩与变质砂岩中风化厚度为8.1-15.8m;为软岩,薄层状结构,岩体破碎,软岩互层,主要结构面为层面及节理裂隙面,结构面的不利组合对围岩有影响;地下水以基岩裂隙水为主,围岩为弱透水,可产生点滴状出水,局部可产生线状出水;围岩稳定性差。
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遮光棚式洞门等。
柱式洞门式洞门．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翼墙式洞门适用于地质较差的Ⅳ级以下围岩，以及需要开挖路堑的地方。
翼墙式洞门由端墙及翼墙组成。
翼墙是为了增加端墙的稳定性，同时对路堑边坡也起支撑作用。
其顶面一般均设置水沟，将端墙背面排水沟汇集的地表水排至路堑边沟内环框式洞门当洞口岩层坚硬、整体性好（I级围岩）、节理不发育，路堑开挖后仰坡极为稳定，并且没有较大的排水要求时采用台阶式洞门当洞门傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为减小仰坡高度及外露长度，可以将端墙顶部改为逐步升级的台阶形式，以适应地形的特点，减少仰坡土石方开挖量。
遮光棚式洞门当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸很远。
遮光构造物有开放式和封闭式之分，前者遮光板之间是透空的，后者则用透光材料将前者透空部分封闭。
但由于透光材料上面容易沾染尘垢油污，养护困难，所以很少使用后者。
形状上又有喇叭式与棚式之分洞门形式的选择按分类，隧道右线属长隧道，基本服从于路线走向，路线与地形等高线基本正交，洞门按受力结构设计。
洞门形式结合实际地形、地质情况选定。
根据洞门所处地段的地形地貌及工程地质条件，遵从“早进洞，晚出洞”的设计原则，并考虑洞门的实用、经济、美观等因素，因此本隧道使用翼墙式洞门（带挡土墙）,使用翼墙式洞门。
4.1.3 洞门构造要求按《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。
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)．4.1.4 验算满足条件采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。
验算时应符合表3.1和表3.2（《公路隧道设计规范》JTG-2004）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。
表4.1 洞门设计计算参数仰坡计算摩擦重基地摩擦系基底控制压应力3o（Mpa））率（） f（kN/m0.80 25 1:0.5 70 0.600.60 60 24 0.50 1:0.750.40-0.35 1:1 50 20 0.400.30-0.2518 43-45 1:1.25 0.400.2538-40170.35-0.401:1.5表4.2 洞门墙主要验算规定墙身界面荷≤结构抗力效应值Rd墙身截面荷载≤结构抗力效应值Sd（按极限状态计算）效应值载效应值Sd Sd （按极限状态计算）滑动稳定安全墙身截面偏≥Kc倍截面厚度心距e 1.3 系数≤0.3倾覆稳定安全≥基底应力ζ系数Ko 1.6 ≤地基容许承载力岩石地基≤B/5-B/4；基底偏心距 e 土质地基≤ B/64.2龙洞翼墙式洞门结构设计计算4.2.1计算参数计算参数如下：(1)边、仰坡坡度1:1.25；(2)仰坡坡脚ε=39°，tanε=0.8，α=9°；(3)地层容重γ=18KN/m3;(4)地层计算摩擦角φ=45°；(5)基底摩擦系数0.4；(6)基底控制应力【ζ】=0.3Mpa4.2.2建筑材料的容重和容许应力（1）墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆的。
M10强度等级为3。
t=22KN/ m γ=2.2Mpaa）容许压应力【（2ζ】，重度洞门各部尺寸的拟定4.2.3．根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=13.35m；其中基底埋入地基的深度为1.59m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1.8m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m，洞门墙顶高出仰坡坡脚1.05m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2.5m，墙厚2.48m，设计仰坡为1:1.25,具体见图纸。
4.3洞门验算4.3.1洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），洞门土压力计算图示具体见图3.2。
图3.2 洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：22??????????)?)(tantan?tantan?tantantan?(1?tan)(1)(tan?tantan w?2?????)tantan?(1tan?)tan?(1tan?——围岩计算摩擦角:; 式中ε——洞门后仰坡坡脚；α——洞门墙面倾角代入数值可得：2o2ooooooo)39tan9tan)(1)(tan45??tan39tan)(tan45tan945??tan9tan39?(1?tantan45??tan o22ooo)93945tan(1tan39 ?(1tan?45tan)?tan?0.6799o?34.21?根据《公路隧道设计规范》（JTG—2004），土压力为；12????b)]??h(E?h[Hh002????)tan?tantan)(1(tan???????)tan?tan)(1tan(??tan a a??h由三角关系得：?ho????tantan1?tantan?;）——土压力（KN式中: E3?）KN/m ——地层重度（λ——侧压力系数；ω——墙背土体破裂角；b——洞门墙计算条带宽度（m），取b=1.0m；ξ——土压力计算模式不确定系数，可取ξ=0.6。
把数据代入各式，得：oooo)39tan9?tan9tan)(1(tan34.21????0.1928oooo tan(34.21?39)(1?tan34.21tan39)2.5?4.7937h'?moo9tan?34.21tan o39tan2.5?h??2.3223m ooo399tan1?tan洞门土压力E：12???bh)](hE?'[H??h oo212?2.3223?(4.7937?2.3223)]?[13.35?1.0?0.618???0.19282KN191.4783???)?191.4783?cos(34.21??9?)?178.EE??cos(?7604kN x??)?191.4783?s in(34.21?E?sin(??9?)?68.6197kN?E y22Oo??30??45??式中：δ——墙背摩擦角33抗倾覆验算4.3.2．翼墙计算图示如图3.3所示，挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式：?M y?1.6k??0M0式中: K——倾覆稳定系数，；1.6k?00?M——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩；y?M——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩；0图3.3 墙身计算简图由图3.3可知：墙身重量G：G?13.35?2.48?18?1.0?595.9440KNH13.35??4.45mZ?对墙趾的力臂：E x x33?对墙趾的力臂：y o?/3?tan93.1848m)/3?2.48?13.35Z?B?(H tan?yo?9tan?13.35?H tan?2.48B G对墙趾的力臂：Z???2.2972m G22?M?G?Z?E?Z?595.940?2.2972?68.6197?3.1848yGyy?1587.5529KN?M?M?E?Z?178.7604?4.45x0x?795.4837KN?M代入上式得：?M y1587.4837?1.9957K???1.60795.4837?M0故抗倾覆稳定性满足要求。
4.3.3抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性：?N?f?1.3K??c E——滑动稳定系数: K式中c?N——作用于基底上的垂直力之和；??EE——墙后主动土压力之和，取=E ；x f=0.4 ——基底摩擦系数，取 f 由图3.3得：(G?E)(595.9440?68.6197)y?1.4870???K1.3c178.7604E x故抗滑稳定性满足要求。
．4.3.4基底合力偏心矩验算?N，其对墙趾的力臂为Z，合力偏心矩为设作用于基底的合力法向分力为N e，则：??MM?G?Z?E?Z?E?Z0yxxyGy?Z??N yn G?E1587.5529?795.4837??1.1919m595.9440?68.6197B2.48?Z??1.1919?0.0481?0e?n22合力在中心线的右侧。
B0.41330.0481??e?6计算结果满足要求。