1、0.481.72-3粉细砂1.0250.402-4中粗砂2.519.8325卵石圆砾2.721.0500.255-11.220.5400.336-23.019.118280.417-12.220.80.2覆土加权容重=19.4kN/m3；断面所在土层加权容重20.3kN/m3，断面土层加权侧压系数为=0.33，水平与竖直基床系数按地质报告资料取平均值为55 MPa/m3。三、 结构尺寸的拟定结构高6.28m，宽5.9m，初衬厚0.25m，二衬厚0.3m，具体结构断面尺寸如图1所示。图1：暗挖隧道单线马蹄形断面图四、 模型及荷载组合1. 计算模型本次计算按照平面应变模型进行，采用结构荷载模式。根
2、据地下结构的埋深以及穿越土层的地质特点，将结构覆土换算成上覆土荷载和侧土压力荷载，施加在结构上进行结构内力分析。二衬结构计算时考虑水压力的作用，采用水土分算及水土合算分别进行内力分析。计算时假定初衬承担全部土荷载，不承担水荷载。二衬承担70的土荷载及全部的水荷载。2. 荷载组合：基本组合1.35永久荷载标准值1.40.7活载标准值准永久组合永久荷载标准值0.7施工阶段荷载组合基本组合0.9抗震偶然组合1.2活载标准值地震荷载标准值人防偶然组合永久荷载人防荷载对于暗挖地下区间及附属结构计算，初衬由施工阶段荷载组合控制，二衬由正常使用极限状态（最大裂缝）或承载能力极限状态控制，本区间暗挖隧道断面小
3、，埋深大，偶然组合不控制二衬结构的配筋。五、 荷载计算及计算简图1. 荷载计算地面超载：20kN/m3，由于结构覆土比较高，计算中地面超载可忽略不计；1） 初衬荷载标准值：19.4kN/m3，断面土层加权容重20.30kN/m3。土层含水量w20%，考虑施工降水作用含水量w减少10%，则：覆土计算容重；断面土层计算容重顶拱竖向土压力：10.817.6+0.12518.5=192.4kN/m结构侧向土压力：=192.40.3363.5kN/m=（192.4+6.03 18.5）0.33100.3 kN/m底拱地基反力由地基弹簧变形提供，结构自重由程序自行考虑。2） 二衬荷载标准值：a） 水土合算
4、19.40.7+0.420.30.7=152.3kN/m=152.30.3350.3kN/m=（152.3+5.33 20.3 0.7）0.3375.3 kN/mb） 水土分算顶拱竖向水压力： =（11.2-10.7）10=4.7kN/m结构侧向水压力：p1= p0=4.7 kN/m =5.810=58.0kN/m底拱水压力：p3=p2=58.0 kN/m10.30.7=150.0kN/m=150.00.3349.5 kN/m=（150.0+5.330.3362.2 kN/m底拱地基反力按计算由地基弹簧变形提供，结构自重由程序自行考虑。2. 计算简图初衬计算简图见图2，二衬计算简图见图3（水土
5、合算）、图4（水土分算）。图2：暗挖隧道马蹄形断面初衬计算简图图3：暗挖隧道马蹄形断面二衬计算简图（水土合算）图4：暗挖隧道马蹄形断面二衬计算简图（水土分算）六、 计算结果及配筋计算1. 初衬计算结果及配筋计算计算参数：初衬混凝土为C20；b=1m，h=0.25m，净保护层厚c=40mm；结构重要性系数取为0.9，按对称配筋计算。初衬内力图见图5图7。配筋结果见下表，其中L0为构件计算长度，为经验系数，为相对受压区高度。表2：暗挖隧道马蹄形断面初衬计算结果表位置M（kN.m）N（kN）L0（m）1.00.80配筋拱顶91-4360.1864250.148325拱中部-90-6200.2640.
6、209322边墙底部-101-7280.3100.245320底板侧部68-473-1.00.1983180.157316底板中部-107-512-3.50.2180.174注：底板净保护层厚度为外40mm，内20mm，脚部考虑锁脚锚杆及钢域的影响，可减小配筋。初衬结构最大剪力值（承载能力状态）为375kN，需配置间距为200mm的14抗剪钢筋图5：暗挖隧道单线马蹄断面初衬弯矩图（单位kN.m）图6：暗挖隧道单线马蹄断面初衬剪力图（单位kN）图7：暗挖隧道单线马蹄断面初衬轴力图（单位kN）2. 二衬计算结果及配筋计算二衬混凝土为C30；h=0.3m，b=1.0m；净保护层厚c=35mm；按对称
7、配筋计算；裂缝验算按混凝土结构设计规范（GB50010-2002）的有关规定执行，其中结构外侧允许裂缝最大宽度为0.2mm，内侧为0.3mm。断面结构承载能力按偏心受力构件，对称配筋计算，承载能力组合状态下内力图见图8图13，计算结果见表3表6。1） 水土合算计算结果表3：暗挖隧道马蹄形断面二衬配筋计算（水土合算）97-3230.088518-80-5372.00.146-102-6841.5416底板边部102-6790.185-146-6100.167520表4：暗挖隧道马蹄形断面二衬裂缝验算（水土合算）W（mm）允许w（mm）72-2390.140.3-59-3980.10-76-507
8、5160.1176-503-108-4520.21水土合算时二衬结构最大剪力值（承载能力状态）为198kN，小于构件混凝土的抗剪承载力335kN。因此，仅需按构造配置箍筋。图8：承载能力组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬轴力图（单位kN）图9：承载能力组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬剪力图（单位kN）承载能力组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬弯矩图（单位kN.m）2） 水土分算计算结果表5：暗挖隧道马蹄形断面二衬配筋计算（水土分算）80-3450.094-69-543216-110-7140.194110-7310.200-135-6700.183表6：暗挖隧道马蹄形断面二衬裂缝验算（水土分算）59-2
9、560.19-51-4020.12-81-52981-541-100-496水土分算时二衬结构最大剪力值（承载能力状态）为200kN，小于构件混凝土的抗剪承载力335kN。图10：图11：图12：3） 抗浮检算 由于此段地下水位较深，因此不做抗浮验算。4） 人防验算人防抗力等级为5级，人防验算时只进行配筋验算，不进行裂缝验算。人防荷载采用理正有限元计算软件（人防）计算得到，作用于拱顶的等效均布静荷载标准值qe195.4kN/m2，作用于拱底的等效均布静荷载标准值qe272.7kN/m2。作用于侧墙的等效均布静荷载标准值为ee30kN/m2。由此计算出的结构人防偶然组合（1.2永久荷载人防荷载）
10、的内力图见图13图15，配筋验算时混凝土强度提高50，钢筋强度提高35，验算结果见表7。表7：暗挖隧道马蹄形断面人防偶然组合配筋验算AS（mm2）135-4271066-754484132-893643-195-7871468由表中数据可以看出，人防偶然组合时的结构配筋略小于基本组合的结构配筋，因此人防偶然组合不控制设计。图13：人防偶然组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬轴力图（单位kN）图14：人防偶然组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬剪力图（单位kN）图15：人防偶然组合下暗挖隧道单线马蹄断面二衬弯矩图（单位kN.M）附录：人防荷载计算（1） 基本信息抗力等级: 5覆盖土厚 12.000 （m）短
11、跨净跨L0 = 5.000 （m）结构形式: 非平顶结构顶板不考虑上部建筑物的影响不是饱和土（2） 空气冲击波超压 Pms 计算顶板Pms = 100.00（3） 土中压缩波的最大压力 Ph 计算波速比 : 2.00起始压力波速: 200.00（m/s）应变恢复比 : 0.20顶板计算时土的计算深度 : 12.000 （m）升压时间 0.060（s）顶板Ph = 91.79 （kPa）（4） 结构上的核爆炸动载最大值 Pci计算结构顶板核爆动载综合反应系数K = 0.99 底压系数 : 0.80顶板Pci: 90.88（kPa）底板Pci: 72.70（kPa）（5） 构件自振圆频率计算顶板自振圆频率 343.072 （1/s）（6） 动力系数 Kd计算顶板允许延性比 3.000底板允许延性比 3.000顶板动力系数 Kd 1.050底板动力系数 Kd 1.000（7） 等效均布静荷载标准值qe计算顶板等效均布静荷载标准值qe 95.421底板等效均布静荷载标准值qe 72.702边墙等效均布静荷载标准值qe 29.580
