洞门计算书.doc

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Ⅳ级围岩，隧道右洞进口为Ⅲ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，仅进口段处在冲沟交汇处（特别右洞口）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Ⅳ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

洞门墙重要验算规定

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 1：0.75
2) 计算摩擦角 ψ=53°
3) 仰坡坡角 tanε=1.33
4) 重度 γ=24KN/m3
5) 基底摩擦系数 f=0.5
6) 墙身斜度 1:0.1
7) 基底控制应力 [σ]=0.6MPa
2. 建筑材料容重及允许应力
1) 墙的材料为粗料石砌体，石料的强度等级为Mu100，水泥砂浆的强度等级为M10。 
2) 允许压应力[σ]=5Mpa，重度γt=25KN/m3。
3. 洞门各部尺寸拟定
根据《公路隧道设计规范》（JTG-2023），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-2023），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：

式中：ε、α——地面坡角与墙面倾角（°）；

图 1

代入数据，得
Tanω=0.4031，ω=21.95°
根据《公路隧道设计规范》（JTG—2023），土压力：
代入数据，得：

由E计算得：

代入数据得：

（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O点产生倾覆时应满足下式：
图 2

代入数值得：
G=325kN ;
∑My =499.8783kN·m； ∑M0=289.0244kN·m
代入
故抗倾覆稳定性满足规定。
（四）洞门抗滑动验算
对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性：

故抗滑稳定性满足规定。
（五）基底合力偏心矩验算
设作用于基底的合力法向分力为å，其对墙趾的力臂为，合力偏心矩为e，则：

代入数值得：

e＜B/5=0.26
计算结果满足规定。
（六）基底应力验算

代入数值得：

计算结果满足规定。

（七）墙身截面偏心矩及强度验算 
墙身截面偏心矩e

代入数据得：
M=112.8329kN·m ; N=373.7374kN ； e=0.3019＜0.3·B=0.39
计算结果满足规定。

计算得： 满足规定。
通过以上的验算，说明隧道洞门入口段端墙式洞门的尺寸合理。
出口段同理计算满足。
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，达成防水可靠排水畅通经济合理的目的。 1.在洞口仰坡5m以外，设立天沟，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2m左右设计排水沟。 6.边坡设计排水沟。