电力隧道计算书.docx

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电力隧道计算书

新建工程

施工图设计阶段（变更）

暗挖隧道（K0+005~K0+225）计算书

及风险源分析

（连封面封底共15页）

批准：

审核：

校核：

计算：

XXXXXXXX设计院

年月日

第一部分XXXX隧道工程计算书

一、结构尺寸的拟定

根据工程经验类比并结合现场工程地质环境，拟定结构断面设计参数如下图：

电力隧道结构断面图

二、计算依据

1、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）

2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

三、荷载与荷载组合

1、荷载分类

荷载

类型

荷载名称

荷载计算及取值

永久

荷载

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

荷载

基本可变

荷载

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

标准组合2：

永久荷载+基本可变荷载

3、荷载值

（1）土压、水压、超载值

根据地勘报告，水位标高，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=×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。

1、基本组合

弯矩图轴力图

2、标准组合

弯矩图轴力图

五爱变进线电缆隧道工程计算结果

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

弯矩

轴力

拱顶

300×1000

8Φ14

8

拱肩

300×1000

8Φ14

6

侧墙

300×1000

8Φ14

——

墙角

300×1000

8Φ14

0.16

底板

350×1000

8Φ18

1

（二

1、基本组合

弯矩图轴力图

2、标准组合

弯矩图轴力图

五爱变进线电缆隧道工程计算结果

埋深10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

弯矩

轴力

拱顶

300×1000

8Φ14

拱肩

300×1000

8Φ14

侧墙

300×1000

8Φ14

——

墙角

300×1000

8Φ14

底板

350×1000

8Φ18

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，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m。

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mm，地表最大沉降mm。

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mm，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。