电力隧道计算书Word文档格式.docx

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荷载名称

荷载计算及取值

永久

结构自重

按实际考虑

地层

压力

竖向压力

按计算截面以上全部土柱重量计算

水平压力

主、被土压力按朗金土压力公式计算。

水压力及浮力

按最不利地下水位计算静水压力及全部浮力

侧向地层抗力及地基反力

侧向地层抗力及地基反力按结构型式及其在荷载作用下的变形、结构与地层刚度、施工方法等情况及土层性质，根据所采用的结构计算简图和计算方法加以确定

可变

基本可变

地面车辆荷载及其冲击力

地面车辆荷载按20kN/m2的均布荷载并不计冲击力的影响

地面车辆引起的侧向力

按20kN/m2的均布荷载作用于地层上考虑

2、荷载组合

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）的规定，按结构在施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况进行荷载组合。

各种荷载组合及分项系数见下表：

荷载组合与分项系数

荷载种类

组合

永久荷载

可变荷载

人防荷载

地震荷载

基本组合1：

永久荷载+基本可变荷载

1.35

1.4

标准组合2：

1.0

3、荷载值

（1）土压、水压、超载值

根据地勘报告，水位标高取34.0m，隧道覆土厚度取13.5m，隧道宽度3.83m。

土平均重度取19kN/m3，围岩按V级围岩考虑。

根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004），

深浅埋隧道分界深度

由埋深大于

且小于

，属于浅埋，作用在支护结构上的均布荷载采用

作用在支护结构两侧的水平侧压力为

超载：

q=20kN/m2

水压力：

q水上=0kN/m2

q水下=3.7×

10=37kN/m2

四、计算模型

采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法，采用SAP2000结构计算软件计算。

1）结构纵向取1米作为一个计算单元，作为平面应变问题来近似处理；

2）假定衬砌为小变形弹性梁，衬砌离散为足够多个等厚度直梁单元；

3）用布置于各节点上的弹簧单元来模拟围岩与衬砌间的的相互约束，即此反映围岩与结构的相互作用。

下面分为有水工况和无水工况计算，如下图所示：

电力隧道工况计算模型

五、计算结果

五爱变进线电缆隧道工程计算结果简图如下图所示。

（一）埋深13.5米计算结果

1、基本组合

弯矩图轴力图

2、标准组合

五爱变进线电缆隧道工程计算结果

埋深13.5米配筋表

位置

基本组合

标准组合

截面尺寸

选筋

裂缝

弯矩

轴力

拱顶

92.86

125.03

68.60

92.22

300×

1000

8Φ14

0.18

拱肩

104.61

329.01

77.21

242.63

0.16

侧墙

11.66

407.39

8.72

300.50

——

墙角

109.77

416.37

80.92

307.15

底板

178.30

165.88

131.70

122.39

350×

8Φ18

0.21

（二）埋深10.0米计算结果

埋深10米配筋表

73.14

110.27

53.91

81.23

0.11

85.71

278.92

63.16

205.49

1.27

341.58

0.94

249.65

106.48

352.93

78.49

260.17

157.69

143.74

116.24

150.99

0.15

六、结论

以上四种工况计算结果表明，结构配筋基本受基本组合控制，选取配筋均满足强度和裂缝要求。

第二部分暗挖电缆隧道穿越二环路的风险源分析

一、工程概况

电缆隧道采用暗挖法施工，下穿通过二环路。

隧道在施工进程中，将会对二环路产生影响。

特此，对电力隧道对二环路的影响进行风险分析。

暗挖隧道采用复合衬砌，初期支护能够及时为开挖的隧道提供一定的刚度和强度，保证隧道的稳定和降低地层的沉降速度和沉降量，降低对二环路的影响。

二次衬砌在初期支护稳定以后进行施做，对隧道和地层的影响很小。

由于二次衬砌施做时，地层基本稳定，本次风险源分析只考虑初期支护的作用，不考虑二次衬砌的影响。

二、模型建立

本工程可以看作平面应变问题，进行平面应变分析。

计算区域为横向26.81m，竖向27.930m，即左右两侧计算边界为3倍洞径，下部边界稍大于2倍隧道高度，覆土厚度取13.5m。

围岩采用摩尔-库伦模型模拟，初期支护采用弹性模型模拟。

地面超载按20kPa考虑。

开挖方式采用上下台阶法。

图1.模型的尺寸（单位mm）

（A）上台阶开挖

（B）下台阶开挖

图2.模型的网格

三、结果分析

施做初期支护后，拱顶最大沉降49.90mm，地表最大沉降17.91mm。

地表沉降量较，二环路交通繁忙，对安全要求高，建议采取措施加固地层、减小地面沉降确保施工期间二环路的正常交通。

图3.施做初期支护后地层沉降图

图4.施做初期支护后地层竖向应力图

本工程拟采用拱顶上方大管棚加固。

加固后进行分析如下。

施做初期支护后，拱顶最大沉降20.38mm，地表最大沉降9.69mm。

地表沉降量较小，沉降量在安全范围之内，有利于保证二环路的安全。

图5.施做初期支护后地层沉降图

图6.施做初期支护后地层竖向应力图

四、结论

1、未采取地层加固措施时，地表最大沉降17.91mm，地表沉降较大，考虑到二环路交通繁忙，建议采取工程措施对地层加固，减小地面沉降。

2、采用大管棚加固后，地表最大沉降9.69mm，地表沉降量较小，沉降量在安全范围之内，有利于保证二环路的安全。