隧道翼墙式洞门计算全解
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。
浅谈隧道洞门选择及洞门验算
浅谈隧道洞门选择及洞门验算【摘要】本文针对隧道，根据上步对地质地貌，水文特点，工程概况的了解。
选择出合适的隧道洞门结构和位置，并确定隧道的进口、出口里程及开挖线。
其中比较重要的是对隧道洞门结构尺寸的确定及验算。
【关键词】隧道洞门选择验算1前言在地下工程的广泛范围中，用以保持地下空间作为交通孔道的，称之为“隧道”。
隧道端部外露面一般都修筑为保护洞口和排放流水的挡土墙式结构，称为洞门。
洞门的选择是隧道整体的首要任务。
现以新平湾隧道为例进行说明。
2设计背景及地质水文特征2.1工程概况隧道位于低山丘陵区。
地形陡竣，沟梁相间，山间沟谷多呈“U”型，沟谷中现已开恳为稻田，多呈阶梯状分布，海拔高程为200～230m，相对高差20m～40m，山体自然坡度约50°，山坡坡面处植被茂密。
隧道总长为51m该隧道洞身位于V级围岩。
隧道进口因北线线相隔，交通不便；隧道出口位于陡坡，交通非常不便。
.最大季节冻土深度为5cm，年最大降雨量1369.7mm。
2.3工程地质特征工点范围内地层为第四系全新统洪积的粉质黏土；下伏白垩系砾岩夹砂岩。
岩性详述如下：1.粉质黏土（Q4pl1）：分布于山坡坡脚及山间沟谷中，厚0.5～4m。
灰黄色2.砾岩夹砂岩（KCg+Ss）：在山坡处出露地表，在沟谷中下伏于粉质黏土之下。
紫红色夹棕红色，碎屑结构，层状构造，节理较为发育。
注：因砾岩及砂岩胶结较差，抗风化能力较差，均按强风化层考虑。
工点内沿山体坡面处据调查未发现地下水出露。
山间沟谷中为季节性流水沟，勘测期间沟谷中地表径流较小，主要是稻田灌溉水。
沟谷中地下水水位埋深0～2m，属第四系松散层中的孔隙水，水量丰富，水质较好，其补给来源主要为稻田灌溉水及大气降水。
水质较好，对圬工无侵蚀性。
3洞门选择及检算3.1洞门形式的选择3.1.1洞门形式的选择根据隧道所处地段的地质、地形及水文条件，选择翼墙式隧道门比较合适。
傍山隧道洞口，地而横坡较陡，为了适应地形，减少开挖并且隧道中线与等高线基本正交这种情况下多采用翼墙式洞门。
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。
涵洞洞口建筑工程数量计算
涵洞洞口建筑工程数量计算一、八字翼墙1．八字翼墙的布置形式（1） 涵洞与路线正交时，其平面形式如下图。
（2） 涵洞与路线斜交时，八字墙洞口可以正做，也可以斜做。
正做洞口都用正翼墙，端墙一般做成台阶形．也有做成斜坡形，其平面布置如图4－13所示。
斜做洞口的翼墙角度应根据斜角大小、地形和水文情况确定；其平面布置如图4－14所示。
θ为水流扩散角，β为翼墙向外扩散角，α为涵洞的斜度，11,βθαβ=+为正值，翼墙是正翼墙；22,βθαβ=-是负值，翼墙是反翼墙。
当20βθα=时，＝此时翼墙为最经济。
2．一个正翼墙的体积计算 （1） 墙身体积 单个翼墙体积为22330001()()26m V m Hh C H h n =-+-（2） 墙基体积单个翼墙基础平面尺寸如图4－15 所示，其体积为22001202130()()()21[()]2m V m C e e H h d Hh dn h e e e C edn =++-+-+++++斜交正做的八字翼墙 斜交斜做的八字翼墙八字翼墙基础二、 锥形护坡1．一个正锥形护坡的体积计算 （1)锥形护坡体积 ① 片石砌体 单个锥形护坡外形如图4－所示，其体积为33101()12V V V mn H H π=-=-外内 （3－3）式中：H 0 －内锥平均高度0H H =-0α=0β=t －片石厚度② 砂跞垫层1212t V V t ≈式中：t 1－砂跞垫层厚度 ③ 锥心填土：312V V V V =--外锥形护坡勾缝表面积（090θ＝）2001()12A m n H παβ=+（2) 锥形体积其值为椭圆周长的1/4和基础截面积的乘积。
由图4－可知()()000011[2]444s V b d a b Kb d K m n H e b b d ππ==+=++- （式中：K －周长系数（其值可从表3－1查得，见教材）。
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1.5m，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。
4.1.4 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/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【σ】=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，水泥砂浆的强度等级为M10。
（2）容许压应力【σa】=2.2Mpa，重度γt=22KN/ m3。
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=13.35m；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：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/m 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（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：(tan 34.21tan 9)(1tan 9tan 39)0.1928tan(34.2139)(1tan 34.21tan 39)o o o o o o o oλ--==+- 2.5' 4.7937tan 34.21tan 9o oh ==-m2.5tan 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：001.6y 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： M ——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。