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

附录A 深埋隧道衬砌作用计算方法A.0.1　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下列规定确定：1 围岩垂直均布压力宜按下列公式计算确定：q=γh （A.0.1－1）h=0.45×2s-1ω （A.0.1－2）ω=1+iB-5 （A.0.1－3）式中： ——围岩垂直均布压力（kPa）； ——围岩重度（kN/m3）； ——围岩压力计算高度（m）； ——围岩级别；ω——宽度影响系数；B——坑道宽度（m）；i——B每增加1m时的围岩压力增减率；当B<5m时，取i=0.2；B>5m时，可取i=0.12 围岩水平均布压力可按表A.0.1确定表A.0.1 围岩水平均布压力围岩级别Ⅰ～ⅡⅢⅣⅤⅥ水平匀布压力0＜0.15（0.15～0.30）（0.30～0.50）（0.50～1.00）A.0.2　式A.0.1和表A.0.1适用条件是对于不产生显著偏压力及膨胀力的一般围岩及采用钻爆法（或敞开式掘进机法）施工的隧道。

附录B 浅埋隧道衬砌作用计算方法B.0.1　地面基本水平的浅埋隧道，所受作用具有对称性（图B.0.1）计算应符合下列规定：B.0.1 地面基本水平线浅埋隧道作用计算1 垂直压力应按下列公式计算： （B.0.1－1） （B.0.1－2） （B.0.1－3）式中：——隧道宽度（m）； ——围岩重度（kN／m3）;——洞顶至地面高度（m）； ——顶板土柱两侧摩擦角（o），为经验数值；当无实测资料时可按表B.0.1取值；表B.0.1顶板土柱两侧摩擦角θ取值围岩级别Ⅰ～ⅢⅣⅤⅥθ值0.9（0.7～0.9）（0.5～0.7）（0.3～0.5）——侧压力系数；——围岩计算摩擦角（o），可按表B.0.2取值；表B.0.2围岩计算摩擦角取值围岩级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ>7870～7860～7050～6040～5040～50——产生最大推力时的破裂角（o）2 水平压力应按下式计算：　　　　 （B.0.1－4）式中：— 内外侧任意点至地面的距离（m）。

B.0.2 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θ＝0，应属超浅埋隧道B.0.3 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.0.1－１）不适用，应按深埋隧道计算附录C 偏压隧道衬砌作用计算方法C.0.1　偏压隧道设计时，在假定偏压分布图形与地面坡度一致（图C.0.1）作用下，其垂直压力宜按下列公式计算： （C.0.1－1） （C.0.1－2） λ'=1tanβ'+tanα×tanβ'-tanφc1+tanβ'(tanφc-tanθ)+tanφctanθ（C.0.1－3） （C.0.1－4） （C.0.1－5）式中：——内侧由拱顶水平至地面的高度（m）；——外侧由拱顶水平至地面的高度（m）；——隧道宽度（m）；——围岩重度（kN/m3）；——顶板土柱两侧摩擦角（o）；当无实测资料时，宜按表B.0.1选取；——内侧的侧压力系数；——外侧的侧压力系数；——地面坡度角（o）；——围岩计算摩擦角（o）,可按表B.0.2取值；——内侧产生最大推力时的破裂角（o）；——外侧产生最大推力时的破裂角（o）。

图C.0.1 偏压隧道衬砌作用（荷载）计算图式C.0.2　在荷载作用下的水平侧压力宜按下列公式计算：内侧：　　　 　　（C.0.2－1）外侧：＇ 　（C.0.2－2）式中：——内侧任一点i至地面的距离（m）；——外侧任一点i至地面的距离（m）附录D 盾构管片内力计算D.1 隧道截面内力计算的基本原则D.1.1　隧道的结构计算，应根据施工过程中的每个阶段和竣工后的状态下的作用分别进行计算D.1.2　隧道横截面的设计作用，应以作为设计对象的隧道区间内最不利的条件为基础进行确定D.1.3　钢筋混凝土管片的非静定力或弹性变形计算，可不计算钢筋影响，将混凝土全截面视为有效截面进行计算D.1.4　管片截面内力计算可采用惯用计算法、修正惯用计算法、梁弹簧模型法D.2 隧道截面内力惯用法与修正惯用法计算D.2.1　隧道管片结构受力计算见图D.2.1-1图D.2.1-1隧道管片结构受力计算图D.2.2　惯用计算法和修正惯用计算法的隧道管片截面内力计算公式见表D.2.2-1表D.2.2-1 惯用计算法和修正惯用计算法的隧道管片截面内力计算公式作用弯矩轴向力剪力垂直作用水平作用水平三角形作用水平地基反力（）自重（）管片环水平直径点的水平方向变位（）不计算衬砌自重引起的地基抗力计算了衬砌自重引起的地基抗力为单位宽度弯曲刚度D.2.3　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下列公式计算： （D.2.3-1） （D.2.3-2）式中：——管片主体弯矩设计值(N·m)；——管片接头弯矩设计值(N·m)；——惯用计算法弯距计算值(N·m)；——弯矩增减系数（0～1.0），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。

D.2.4　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D.2.5　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D.2.6　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E.1.1　钢管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算： .Fds=0.5φ1φ3φ4γQdfsAp.（E.1.1-1）式中：—— 钢管管道允许顶力设计值（N）；—— 钢管受压强度折减系数，可取1.00； ——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；—— 钢管受压强度设计值（N/mm2）；——管道的最小有效传力面积（mm2）；γQd——顶力分项系数，可取1.30E.1.2　钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算： Fdc=0.5φ1φ2φ3γQdφ5fcAp（E.1.2-1）式中：——混凝土管道允许顶力设计值（N）； —— 混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90；——偏心受压强度提高系数，可取1.05；——材料脆性系数，可取0.85；——混凝土强度标准调整系数，可取0.79；—— 混凝土受压强度设计值（N/mm2）。

E.2 套管强度验算E.2.1　钢套管管壁截面的最大组合折算应力应满足下列公式： （E.2.1-1）（E.2.1-2） （E.2.1-3） （E.2.1-4） （E.2.1-5） （E.2.1-6） （E.2.1-7） （E.2.1-8） （E.2.1-9）式中：——钢管管壁横截面最大环向应力（N/mm2）；——钢管管壁横截面最大纵向应力（N/mm2）；——钢管管壁的最大组合折算应力（N/mm2）；——应力折算系数，取0.9；——钢材的强度设计值（N/mm2）；——管壁计算宽度（mm），取1000mm；——弯矩折算系数，有水内压时取0.7，无内水压时取1.0；——可变作用组合系数，取0.9；——管壁计算厚度（mm），使用期间试算时设计壁厚应扣除2mm，施工期间不扣除；——管的计算半径（mm）；——在作用组合作用下钢管管壁截面上的最大环向弯矩设计值（N.mm）；——在作用组合作用下钢管管壁截面上的最大环向轴力设计值（N）；——钢管管侧原状土的变形模量（N/mm2）；——钢管管材的弹性模量（N/mm2）；、、——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0.083、0.138、0.083；——管道外直径（mm）；——地面堆载或车载传递至管道顶压力的较大标准值；——钢管管材泊松比，可取0.3；——钢管管材线膨胀系数；——钢管的计算温差；——钢管顶进施工变形形成的曲率半径（mm）；——顶进管道直线顶进允许偏差（mm），可按表E.2.1-1确定；——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.2.1-1 顶管管道直线顶进允许偏差（mm）项目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L<400m50130400m≤顶进长度L<1000m100200顶进长度L≥1000mL/10100+L/102直线顶管内底高程顶进长度L<300mD1<1500+30，-40+60，-60D1≥1500+40，-50+90，-90300m≤顶进长度L<1000m+60，-90+100，-100顶进长度L≥1000m+90，-100+150，-100，-L/10E.2.2 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下列公式计算： （E.2.2-1） （E.2.2-2）式中：——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；—。