油气输送管道深埋、浅埋、偏压隧道衬砌作用计算方法、盾构管片内力计算、顶管隧道结构计算.docx

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1、附录A深埋隧道衬砌作用计算方法矿山法深埋隧道结构衬砌计算时，围岩压力按松散土压力考虑，其垂直及水平均布压力可按以下规定确定：1围岩垂直均布压力宜按以下公式计算确定：(A.0.1-2)=0.45 x 2S-%(A.0.1-3)式中：q 围岩垂直均布压力（kPa）；y 围岩重度（kN/m3）；h 围岩压力计算高度（m）；s围岩级别；G宽度影响系数；B坑道宽度（m）；iB每增加1m时的围岩压力增减率；当B5m时，可取上0.1。2围岩水平均布压力可按表确定。表围岩水平均布压力围岩级别I -IIIVVVI水平匀布压力0 Kwm分别为钢管管道自重、竖向土压力和管内水重作用下管壁截面的最大弯矩系数,分别取0

2、.083、0.138、0.083；?管道外直径（mm）；Qik地面堆载或车载传递至管道顶压力的较大标准值；勺钢管管材泊松比，可取0.3；a钢管管材线膨胀系数；T钢管的计算温差；R钢管顶进施工变形形成的曲率半径（mm）；f、顶进管道直线顶进允许偏差（mm）,可按表E21-1确定；L出现偏差的最小间距（mm）,视顶管直径和土质决定，一般可取50m。表E.2.1J 顶管管道直线顶进允许偏差（mm）工程允许偏差钢筋混凝土管钢管1直线顶管 水平轴线顶进长度L400m50130400ms顶进长度L 1000mL/10100+L/102直线顶管内底高 程顶进长度L300mD1500+40, -50+90,

3、-90300ms顶进长度L 1000m+90, -100+150, -100,- L/10钢筋混凝土顶管管道在组合作用下，管道横截面的环向内力可按以下公式计算：=小乂（E.221）/=!N = Kr（E.2.2-2）i=式中：M管道横截面上的最大弯矩设计值（N.mm/m）；%圆管的计算半径（mm）,即自圆管中心至管壁中心的距离；N管道横截面上的轴力设计值（N/m）；Pi作用在隧道上的第i项作用设计系数；K疝弯矩系数，应根据作用类别取土的支撑角为120。，可按表选用；Kni弯矩系数，应根据作用类别取土的支撑角为120。，可按表选用。表圆形刚性管弯矩系数作用类型内力系数注：A隧道底部；B隧道顶部；

4、E隧道中部两侧。KmAKmBKmEKnAKnBKnE垂直均布作用0.1540.136-0.1380.209-0.0210.500结构自重0.1000.066-0.0760.236-0.0480.250隧道上部土重0.1310.072-0.1110.258-0.0700.500管内充水及其它结构 重量0.1000.066-0.076-0.240-0.208-0.069侧向主动土压力-0.125-0.1250.1250.5000.5000E.3套管稳定性验算钢管管壁截面的临界压力应按下式计算:式中：n管壁失稳时的褶皱波数，其取值应使临界压力最小并不小于2；匕管两侧土体的泊桑比，应根据土工实验确定，

5、一般对砂性土可取0.30,粘性土可取0.40；v/?钢材的泊桑比，取0.30；D。管壁中心直径(mm)；Ep管材弹性模量(N/mn?)；Ed管侧土的变形模量(N/mn?)。E.32钢管管道在土压力和地面作用作用下产生的最大竖向变形应按下式计算:(E.3.2-1)碗(小+ 。纥4+。061石川式中：kb竖向压力作用下管道竖向变形系数，取0.089 ；匕地面作用传递至管顶压力的准永久作用系数;Ip钢管截面模量(mm4/m)；2圆管的计算半径(mm),即自圆管中心至管壁中心的距离。附录B 浅埋隧道衬砌作用计算方法地面基本水平的浅埋隧道，所受作用具有对称性（图BO1）。计算应符合以下规定:1垂直压力应

6、按以下公式计算:q = yh(S -A/ztan0Btan p - tan(pctan 41 + tan 夕(tan(pc - tan 夕)+ tan(pc tan 0tan = tan(pc +(tai?纥 +1) tan o.tan(pc - tan 0式中：B隧道宽度（m）；y 围岩重度（kN/n?）;h洞顶至地面高度（m）；3 顶板土柱两侧摩擦角（）,为经验数值；当无实测资料时可按表BO1取值;表顶板土柱两侧摩擦角9取值围岩级别IinIVVVI。值0. 9 K.(0. 70. 9) %(0. 50. 7) (pc(0. 30. 5) (pcA侧压力系数；%围岩计算摩擦角（）,可按表BO

7、2取值;表BO2围岩计算摩擦角内取值围岩级别IIIIIIIVVIB2水平I78产生最大推力E力应按下式70-78时的破裂角（计算：4 = ）60 70)o50 6040 504050(B.0.1-4)式中：/&_内外侧任意点至地面的距离（m）。当洞顶至地面高度h小于深埋隧道垂直作用计算高度ha时，取。=，应属超浅埋隧道。 当洞顶至地面高度h大于等于2.5倍深埋隧道垂直作用计算高度ha时，式（B 01-1） 不适用，应按深埋隧道计算。Q =+-仅层 +27巧 tan。其垂直压力(C.0.1-1)(C.0.1-2)1Xtan p +tan a(C.0.1-3)(C.0.1-4)(C.0.1-5)附

8、录C偏压隧道衬砌作用计算方法偏压隧道设计时，在假定偏压分布图形与地面坡度一致(图CO1)作用下, 宜按以下公式计算：1*tan i - tan(pctan p - tan a 1 + tan 尸(tan(pc - tan 0)+ tan(pc tan 0入=1tan p - tan(pctan 夕 + tan a 1 + tan /(tan(pc - tan 9)+ tan(pc tan 0tan pz-tan(pc1+tan 仗(tan )x(,+PQR；N = (PePJResin20Q = -(乙 + J)K sin 0cos 6水平作用 （% +%）M 二 ；(1 一 2cos2 6)

9、 x (q 八 + 彘网N = (qel+q“】)RcCOs2 60 = (%+% )4 sin Ocose水平三角形作用 （%2+%2一%一 / JM = (6-3cos0- 4812cos2 e +4cos3 夕)(。，2 +/,21.八N = (cos9 + 8cos。一164cos3。)(/2 + qw2 -%一夕旧)凡N uGine + gsinecose- dsinecosZeX/z+qM- qL/M、水平地基反力 （分二必）当owe工时 4M = (0.2346 -0.3536cos6)妨 R；当工W6W工时42M = (-0.3487+ 0.5sii?e +0.2357 cos

10、3当owe生时 4N = 0.3536cos。妨 R, 当工wew工时42N = (-0.7071 cos 6 + cos2 0 + 0.707 Isin2 9 cos。) xk3Rc当owe 乙时4Q = 0.3536sin6SR,当Cwew工时42Q = (sin，cos。-0.7071 cos2 sin)M/?(自重(%=&)当owew工时2M = -7i-0x0-82 cos )gR；当工4时2M =一，乃+ (万一 e)sin。一 8.cos，一;sin? 0gR；JT当时2N = (Osin。 cos 9)gR(.6当工wew刑*2N =(一 sin 0 + Osin 0 +7Ts

11、in2 0 - -cos0)gRc67T当owew时2Q = -(，cos 6 + sin 9)gR( 6当Xwew神t2Q = (tt-0)cos0-TrsmOcosO -sin 0gRc o管片环水平直径 点的水平方向变 位（5）不计算衬砌自重引起的地基抗力 二（pa + PC -十 %】）一（/2 + /2） R：24Q7E/ + 0.0454吠）计算了衬砌自重引起的地基抗力 _（+ 向）一、+ 4向）一（。，2 + /2）+ 万g 24（t/E/+0.0454附石7为单位宽度弯曲刚度当利用惯用计算法、修正惯用计算法时，混凝土管片主体、管片接头的弯矩设计值应分别按以下公式计算:也=(1

12、+ 7)%(D.2.3-1)M=(lG/(D.2.3-2)式中：Mc管片主体弯矩设计值(Nm)；Mt管片接头弯矩设计值(Nm)；惯用计算法弯距计算值(Nm)；。弯矩增减系数(01.0),地基反力大的坚硬地基取低值，地基反力小的软弱地 基取高值。管片主体的剪力设计值取主体最大计算剪力值，同时应对斜向受拉钢筋进行应力校核。管片接头的剪力设计值取主体最大计算剪力值，应对每处接头的全部螺栓进行应力校核。当利用惯用计算法、修正惯用计算法时，不能计算环间设计剪力值，但可由垂直水、土压 力及自重求解每一环的剪力值。附录E顶管隧道结构计算E.1管道允许顶力计算钢管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算:.Fds

13、= 0.5fsAP. (E.l.1-1)YQd式中：心 钢管管道允许顶力设计值（N）;钢管受压强度折减系数，可取L00；03钢管脆性系数，可取1.00；%钢管顶管稳定系数，可取0.36；当顶进长度小于300m且穿越土层均匀时，可取0.45；fs 钢管受压强度设计值（N/mm2）；A”管道的最小有效传力面积（mn?）； yQd yQd顶力分项系数，可取1.30。钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算：Fdc=05xgM，Fdc = 0-5 言 SAP&必YQdP5（E.l.2-1）式中：鼠混凝土管道允许顶力设计值（N）；5混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90；心偏心受压强度提高系数，可取1.05；例材料脆性系数，可取0.85；Q混凝土强度标准调整系数，可取0.79；fc 混凝土受压强度设计值（N/mn?）。E.2套管强度验算钢套管管壁截面的最大组合折算应力应满足以下公式：77boW/）(E.2.1-3)(E.2.1-3)(E.2.1-2)