.太沙基理论在深竖井底部廊道中的运用

数码钢琴、曲谱 关键词 隧洞 挤压带 快速施工 内容摘要 水电站交通公路隧洞一般都是施工工期短，地质条件复杂，不明地质构造及断裂带比较多，本文重点针对在隧洞挤压带的施工过程中遇到的一些普遍问题，采用了不同的施工工艺和方法进行施工，以确保安全快速的通过挤压带的施工以及相关的初期支护措施。1、工程概况 混凝土生产系统粗、细骨料竖井井口布置在高程705m平台。粗骨料采用胶带机从塘房坪骨料加工系统成品料仓接料点运至高线混凝土系统高程705m平台，经井顶卸料皮带小车卸料入粗骨料竖井，粗骨料罐由4个直径12m，高约70.4m76.4m，总容积33000m3的贮料竖井组成，满足高峰4天混凝土骨料生产用量。细骨料罐由2个直径10m，高54m，总容积8600m3的贮料竖井组成，满足高峰期3天混凝土骨料生产用量。2、设计依据和采用的标准 2.1主要设计依据 设计依据：（1）溪洛渡水电站大坝土建及金属结构安装工程施工投标文件；（2）金沙江溪洛渡大坝土建及金属结构安装工程施工招标文件（合同编号：XLD/0888，招标编号：TGT-XLD/TJ200607D）“工程地质资料参考文件”；（3）高线砼系统现场开挖情况。2.2技术标准 计算主要采取规范标准有：（1）混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）；（2）建筑结构荷载规范（GB 500092001）；（3）钢筋混凝土筒仓设计规（GB 50077-2003）；（4）水工混凝土结构设计规范（SL/T19196）；（5）水工隧洞设计规范（SL2792002）；（6）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862001）；（7）水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）；（8）地下防水工程质量验收规范（GB502082002）。3、地质条件 根据金沙江溪洛渡大坝土建及金属结构安装工程施工招标文件（合同编号：XLD/0888，招标编号：TGT-XLD/TJ200607D）“工程地质资料参考文件”选取“坝区横工程地质剖面图”，参考金沙江溪洛渡水电站坝肩开挖及缆机平台工程标（合同编号：XLD/0266）所提供的高线系统地质剖面图等了解竖井及胶带机洞工程地质及水文地质3.1 工程地质 混凝土高线生产系统位于大坝右坝肩下游侧，粗骨料竖井顶部高程为705m,底部高程631.88635m, 1#、2#胶带机洞设计洞底高程615623.0，洞高3.2m。细骨料竖井顶部高程为705m,底部高程649.76650m, 4#、5#胶带机洞设计洞底高程645.70643.5m，洞高3.2m。从“工程地质资料参考文件”和“坝区横工程地质剖面图”来看，竖井及胶带机洞所处位置及高程范围内基岩主要为二叠系上统峨眉山玄武岩(P2) 岩流层组成，岩流层主要为P211 P214致密状玄武岩，灰黑色，块状构造，间隐结构，微风化至新鲜岩块湿抗压强度259MPa，属极坚硬岩类。峨眉山玄武岩致密坚硬，自身抗风化能力强，风化作用主要沿裂隙和层间、层内错动等软弱面（带）进行，具有典型的裂隙式和夹层状风化特征。岩体的风化主要受岩体结构控制，坝区玄武岩体坚硬、强度高，除发育有较确定的层间错动带以外，还随机分布有大量规模和性状不一的层内错动带，岩体结构与岩体质量主要受层间、层内错动带和岩体的紧密程度控制。地质报告按照岩体结构类型及完整性、紧密程度、风化卸荷、层内错动带发育程度和地下水状况的基础上，结合水电规范，针对溪洛渡坝区岩体结构特点，将坝基岩体划分为、1、2、1、2和级共五个岩级七个亚级，在“坝区横工程地质剖面图”没有进行围岩的分级，参照坝肩标地质报告及图纸标注竖井及胶带机洞所处位置及高程范围内基岩主要分为1、2、IV1三类，具体如下：1)IV1类围岩IV1类围岩位于强卸荷岩体内，水平深度小于10m，垂直深度10m左右,岩体松驰，呈碎裂块裂结构，隐微裂隙和次生裂隙显现，构造裂隙普遍张开，且多处见有宽度>2cm的陡倾角集中卸荷裂隙。常充填岩屑及次生泥，裂面普遍严重锈染，雨季沿裂隙滴水、渗水现象较严重。声波速度起伏大，一般VP=23003000m/s，岩石完整性系数小于0.25m。主要分布在竖井井台部位。2) 2类围岩2类围岩位于强卸荷下限和弱风化上段之间，岩体较松驰较紧密，呈次块镶嵌结构，结构较松弛较紧密，完整性较差，部分隐微裂隙显现，构造裂隙轻微张开，长大裂面普遍严重锈染，一般裂面有轻微锈染，可见宽度达0.51cm的陡倾角集中卸荷裂隙，局部充填有岩屑及次生泥。岩体声波纵波速度起伏大，均一性差，一般VP=26004000m/s，内夹部分较完整岩体。2类围岩水平深度右岸一般为1015m，河床铅直深度一般1520m。3) 1类围岩1类围岩位于弱风化上段和弱风化下段之间，裂隙普遍轻微锈染，长大裂面部分锈染较严重，隙壁风化较弱，长石斑晶轻度褪光褪色。岩体以次块状结构为主，部分镶嵌结构。嵌合较紧密，岩体较完整，岩芯以短柱柱状为主。岩体声波纵波速度有起伏，但渐趋稳定，一般VP=40005200m/s，1类围岩水平深度右岸一般为4050m，河床铅直深度1525m。3.2 水文地质 受地形地质条件和特定的水文地质结构的影响，竖井及胶带机洞主要受分布于坝区右岸的玄武岩裂隙水流系统影响，玄武岩呈似层状和块状结构，透水性除河谷周边风化卸荷带内较大外，其余均较微弱，加上上覆宣威组（P2x）底部粘土岩和分布于P211、P213、P214层顶部的紫红色凝灰岩起着相对隔水作用，且地形较陡，上游有豆沙溪沟深切，使裂隙介质中地下水的补给极其微弱。因此，玄武岩中地下水多以脉状水形式贮存，补给主要来自地表冲沟玄武岩出露段大气降水入渗补给，谷肩上部第四系孔隙水流少量下渗补给及谷坡卸荷带雨季侧向补给。由于坝址区处于缓倾构造部位，层间、层内错动带较发育，陡倾裂隙一般短小，岩层透水性较弱，坡顶广泛分布P2x相对隔水层和P2玄武岩顶部紫红色凝灰岩，河谷深切，岸坡陡峻，地表水入渗困难，补给水源有限，排泄条件良好。因此，两岸地下水位埋藏较深，水位低缓，总体上地下水补给江水。在两岸水平深度1000m范围内，地下水位水力坡度约1%。另现根据1#胶带机洞开挖所揭示地质情况判断，右岸坝肩标所描述的地质剖面与现场情况基本符合，岩石裂隙水比较发育，围岩类别基本为1、2类。4、结构计算 4.1基本参数 4.1.1计算系数 作用在竖井井壁上的永久荷载主要为井壁自重及水平山岩压力，可变荷载主要为贮料荷载和作用井壁上的水压力，作为贮料竖井，结构计算受可变荷载控制。钢筋混凝土筒仓设计规范规定，筒仓结构承载能力极限状态荷载组合采用基本组合，其中钢筋砼料仓结构重要性系数 为1.0；对于作用效应受可变荷载控制的荷载组合，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载中分项系数贮料荷载取1.3，其他可变荷载取1.4；竖井井壁结构计算时主要切取单位高度水平圆环研究结构水平承载能力，同时将竖井井壁作为轴对称的薄壁圆筒，在轴对称荷载作用下，简化成以圆形井壁为弹性链杆一根等效的文克尔弹性地基梁，井壁自重对上述两种方式的结构计算内力无影响，故不考虑重力影响。为计算方便，沿用传统的安全系数模式，在荷载组合时不考虑荷载分项系数，将计算所得弯矩、轴向力、剪力乘以等同于考虑荷载分项系数、结构重要性系数安全系数进行结构承载力计算，以保持与钢筋混凝土筒仓设计规范的一致性，该安全系数为1.0×1.31.30。4.1.2竖井材料参数 竖井井壁采用C25混凝土，主要受力钢筋采用热轧级钢筋，混凝土及钢筋强度指标如下。表4-1 混凝土强度指标表混凝土强度等级标准值设计值轴心抗压抗拉强度轴心抗压抗拉强度N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2C2516.71.7811.991.27表4-2 钢筋抗拉强度设计值钢筋种类抗拉强度设计值（N/mm2）抗压强度设计值（N/mm2）级210210级310310竖井井壁内、外设双层钢筋，井壁水平钢筋直径大于8mm，间距不大于200mm，最小总配筋率为0.3%，竖向钢筋直径大于10mm，间距不大于330mm，最小总配筋率为0.4%。4.1.3骨料物理力学指标 参照施工组织设计手册5结构设计P222，骨料的物理特性参数见表4-3。表4-3 骨料主要物理力学参数散料名称容重（kN/m3）内摩擦角（。）侧压力系数K对混凝土仓壁摩擦系数粗骨料18360.2490.6干砂16300.3330.64.2荷载计算 竖井井壁承受的主要荷载有水平山岩压力、外水压力及作用在竖井井壁上贮料荷载。根据前述地质资料分析，假定在竖井深度范围内，高程695.0m705m之间为类围岩，以下为类围岩。由于类围岩位于强卸荷岩体内，岩体松驰，呈碎裂块裂结构，雨季沿裂隙滴水、渗水现象较严重，假定由玄武岩裂隙水流产生的地下水位与地面齐平为705.0m。4.2.1外水压力 外水压力按地下水位以下水柱高乘以折减系数作用于衬砌外表的面力计算，公式如下： 式中： 作用在衬砌结构表面法线方向的外水压力； 外水压力的折减系数； 外水压力计算点水头；竖井壁后渗水经环向和竖向排水盲沟收集，从底部廊道边墙排水管，进入胶带机洞排除，因此考虑地下水活动情况，、类围岩外水压力折减系数分别取0.2和0.4，表4-4为不同高程井壁外水压力计算值。表4-4 井壁外侧水压力分布表序号深度(m)外水压力(kpa)序号深度(m)外水压力(kpa)110.0 39.20 550.0 98.00 220.0 39.20 660.0 117.60 330.0 58.80 770.0 137.20 440.0 78.40 880.0 156.80 4.2.2水平山岩压力 围岩类别为类时，井壁结构计算不考虑水平山岩压力，对于类围岩考虑初期支护影响，作用在井壁上的水平山岩压力按下式计算： qh0.05rH 式中： qh水平均布围岩压力，kN/m2；r岩体重度，取26.0kN/m3，H 竖井开挖高度， m。取H=10.0m，则、类围岩分界线处水平山岩压力qh0.05×10×26 =13 kpa。4.2.3贮料荷载 粗骨料竖井直径12.0m，高度7076.0m，细骨料竖井直径10.0 m，高度55m， 粗、细骨料贮料高度与竖井直径比均大于1.5，故按贮料仓深仓贮料压力计算作用在竖井井壁上的水平压力、竖直压力及竖向摩阻力等贮料荷载，荷载计算简图见图1。图1竖井荷载计算简图4.2.3.1贮料荷载计算公式 （1）水平压力 作用在井顶以下S处井壁单位面积上的水平压力 按下式计算: 式中： 深仓贮料水平压力修正系数； 贮料容重； 水平截面的水力半径，取 ； 贮料与仓壁的摩擦系数； 侧压力系数； 贮料顶面至所计算截面的距离，m； 贮料的内摩擦角；表4-5 竖井井壁荷载计算参数（2）水平截面竖直压力 井内水平截面单位面积上的竖向压力 按下式计算: 式中: 深仓储料垂直压力修正系数； 贮料计算高度，m；（3）井壁竖向摩擦力 作用在某高度以上单位周长井壁上总的竖向摩擦力 按下式计算: 深仓储料水平及竖向压力修正系数 、 参照表4-5取值。4.2.3.2荷载计算参数 根据竖井结构尺寸、井壁材料、竖井骨料种类，选取计算参数如下：表4-6 竖井井壁荷载计算参数竖井料物容重(KN/m3)摩擦系数水力半径（m)侧压力系数k垂直压力修正系数Cv粗骨料竖井190.843.000.2491.40细骨料竖井160.602.500.3331.404.2.3.3荷载计算结果 按照上述参数及公式计算井壁水平、总竖向摩擦力及水平截面竖向压力，计算结果见下表。表4-7 粗骨料竖井井壁荷载计算成果序号深度（m）竖向压力(kpa)总竖向摩擦力(kpa)水平压力(kpa)15.0 112.29 44.37 27.96 210.0 191.53 159.57 47.69 315.0 247.45 324.74 61.62 420.0 286.91 525.18 71.44 525.0 314.76 750.51 78.38 630.0 334.41 993.40 83.27 735.0 348.28 1248.69 86.72 840.0 358.06 1512.72 89.16 945.0 364.97 1782.92 90.88 1050.0 369.84 2057.48 92.09 1155.0 373.28 2335.11 92.95 1260.0 375.71 2614.91 93.55 1365.0 377.42 2896.24 93.98 1470.0 378.63 3178.65 94.28 1575.0 379.48 3461.83 94.49 表4-8 细骨料竖井井壁荷载计算成果序号深度（m）竖向压力(kpa)总竖向摩擦力(kpa)水平压力(kpa)15.0 92.33 35.13 30.75 210.0 154.24 124.57 51.36 315.0 195.76 250.43 65.19 420.0 223.60 400.71 74.46 525.0 242.27 567.37 80.68 630.0 254.79 745.01 84.85 735.0 263.19 930.02 87.64 840.0 268.82 1119.97 89.52 945.0 272.59 1313.22 90.77 1050.0 275.13 1508.70 91.62 1155.0 276.82 1705.67 92.18 4.2.3.4关于贮料荷载计算的讨论 目前料仓的受力公式基本是由德国的詹森(JanssenH.A)和科艾恩(Koenen)在上世纪末提出的，该公式是假定仓内物料处于平衡状态下进行推导的，显然与动态(装料、卸料)情况有所不同。实验证实，料仓在装、卸料时，其垂直载荷、水平载荷与摩擦载荷,随着物料运动情况之不同，将产生不同变化。由于散体理论本身的不完备性，各国筒仓设计规范计算贮料压力时使用各自修正后的詹森公式。水平压力修正系数 反映了卸料时的动态压力、贮料的崩解以及温度影响，虽然这些不利因素不是同时出现的，但是多种因素的综合修正系数，而不是超载系数。贮料流动时会产生流动压力，使得水平压力增大，对于增大机理意见不同。随着测试技术的不断完善，人们对贮料流动压力的分布有了新的认识，由于贮料的不均匀性、装卸料的不均匀性、筒仓本身的不均匀性，贮料压力沿截面和高度呈不均匀分布。不均匀压力的存在使得井壁不仅承受轴力，而且产生弯矩，由于不均匀性分布规律复杂且带有随机性，将所有的不利因素都考虑在水平压力修正系数里。根据贮料竖向压力测试和各种实测资料分析，我国钢筋混凝土筒仓设计规范认为骨料静止和运动时竖向压力与詹森公式基本相符，但考虑到卸拱的崩塌及贮料特性的变化等不利因素，在垂直压力计算公式仍乘以修正系数。从粗骨料竖井荷载计算结果来看，竖向压力随深度增加而增加，但受井壁摩擦力的作用，竖向压力增加速率逐渐减小，粗骨料竖井深度5075.0范围内，竖向压力由369.84 kpa 增加至379.48 kpa。4.3竖井结构计算 4.3.1计算工况 分别切取单位高度水平圆环和单宽竖向井壁进行水平和竖向结构内力计算，结构计算分以下两种工况：工况一：竖井开挖及支护完成，井内无骨料，井壁承受围岩山岩压力和外水压力；工况二：竖井作为输料井，在贮料流动压力的作用下，承受料仓水平压力、竖向摩擦力及井外围岩弹性抗力和外水压力；各工况荷载按第4.2 .3节取值，计算模型见图4-1。图4-1 竖井井壁水平计算模型4.3.2井壁水平向计算 分别截取深10.0m、30.0m、60.0m、76.0处单位高度水平圆环进行计算，工况一圆环承受围岩水平山岩压力和外水压力；工况二圆环承受围岩贮料水平压力，围岩对圆环产生弹性抗力，、类围岩弹性抗力系数分别取15Mpa 和10Mpa，各截面在不同工况下所受荷载数值见表4-9。表4-9 粗骨料竖井井壁水平向荷载取值表计算工况计算截面高程（m）荷载（kpa）水压力水平山岩压力贮料水平压力合计工况一1039.213.0 52.2 3058.858.8 5098.098.0 76147.0147.0 工况二1046.746.7 3083.283.2 5092.192.1 7694.594.5 采用sap84进行井壁水平向计算，各截面在对应荷载作用下内力计算成果表见下表。表4-10 粗骨料竖井井壁水平向荷载内力计算结果表计算工况计算截面高程（m）轴力（kN）压应力（Mpa）工况一10339.30.6830382.20.7650637.01.2776955.51.91工况二10289.20.58 30523.01.05 50579.01.16 76594.11.19 C25混凝土抗压强度允许值 Mpa，从计算结果来看井壁环向截面仅产生压应力，且数值均小于 ，故水平钢筋按照最小总配筋率0.3%配置双层钢筋，钢筋直径14mm，间距200mm，配筋量为1538 mm2。另外考虑由于井筒的阻水作用，竖井一侧承受水压力，另一侧无水，计及岩石弹性抗力，各高程内力计算结果如下，计算表明构件为小偏心受压，水平钢筋按最小配筋率配筋。 表4-11 粗骨料竖井井壁水平向荷载内力计算结果表计算工况计算截面深度（m）弯矩（kNm）轴力（kN）配筋工况一1018.03129.1最小配筋率3027.04170.55045.07284.27667.61426.34.3.3井壁竖向计算 采用表4-7计算荷载，分别将竖井井壁看成以圆环及围岩弹性支撑竖向地基梁。（1）计算模型将竖井井壁作为轴对称的薄壁圆筒，在轴对称荷载作用下，其纵向内力与变形完全可以按一根等效的文克尔弹性地基梁计算，圆形井壁对结构支撑作用简化成弹性链杆。从井顶705m至井底629m取一竖向切条等效弹性地基梁，环向梁宽b1m，将地基梁离散为76段，每段1.0m，共77个节点，每个节点设一根弹性链杆。弹性链杆等效抗力系数及弹簧刚度系数计算方法公式如下：等效抗力系数 ： 弹簧刚度系数 ： 式中：E砼弹性模量，取2.55×107 kpa; 砼泊松比，0.167; r井壁中心线半径6.5m； h井壁厚度0.5m； 井壁分段长度，取1.0m。 井壁宽度，取1.0m。 （2）荷载工况一：弹性地基梁承受围岩水平山岩压力和外水压力；工况二：圆环承受围岩贮料水平压力、竖向摩擦力 、结构自重及围岩弹性抗力，、类围岩弹性抗力系数分别取15Mpa 和10Mpa。（3）计算结果采用上述荷载及模型计算粗骨料竖井内力计算结果见表4-1213。表4-12 工况一竖井井壁竖向配筋计算结果计算高程（m）轴力（kN）弯矩（kN-m）配筋备注050.0384.638.4516200最小配筋率6076538.0133.8516200最小配筋率表4-13 工况二竖井井壁竖向配筋计算结果计算深度（m）轴力（kN）弯矩（kN-m）配筋备注050.0242420.9516200最小配筋率6076405661.75162004.3.3配筋 从上述计算结果来看骨料井内无骨料，井外受全周分布外水压力和山岩压力结构配筋均按最小配筋率，结构安全以竖向承受卸料荷载控制，据此确定粗、细骨料竖井井壁厚度分别为0.5m，竖向配筋环向为16200、环向按518200。4.4粗骨料竖井底部廊道结构计算 竖井底部廊道计算方法有：1、由前面仓筒理论计算出底板部位竖向荷载；2、岩石隧洞塌落拱计算公式；3、施工组织设计上考虑两侧骨料产生的摩阻力折减计算；4、岩石力学不能形成塌落拱计算公式；5、太沙基理论公式。通过对以上5个计算方法分析：因为竖井开挖对整个岩体进行了挠动，故不能进行压力拱理论分析（计算出顶部荷载结果很小），采用不能形成压力拱计算方法与考虑全部荷载类似（计算出顶部荷载非常大）。采用施工组织设计上考虑两侧骨料产生的摩阻力折减与采用仓筒理论计算结果相近，但比仓筒计算结果偏小，配筋小一个级别；采用太沙基理论公式计算比仓筒理论计算荷载小，配筋为28（粗骨料竖井）、25（细骨料竖井）钢筋，而仓筒配筋为36、40（粗骨料竖井）、25（细骨料竖井）。以下主要针对仓筒理论与太沙基理论计算过程进行分析。4.4.1荷载计算（仓筒理论） 竖井底部廊道顶板主要承受竖向压力，根据表4-7计算荷载，粗骨料竖井底部廊道顶板竖向压力为379.62 kPa。4.4.1.1 粗骨料竖井 （1）计算方法竖井取横截面中心线围成的框架结构进行计算，顶板短边方向按梁计算，长5.4m(4.8+0.6m)；边墙按柱计算，高4.6m；底板按梁计算，长5.4m。顶板截面取1×0.7m，边墙截面取1×0.6m，底板截面取1×0.75m。骨料压重：q1=379.62KN/m；顶拱自重：q2=17.5KN/m；侧墙自重：q3=69.0KN/m；底板自重：q4=17.5KN/m；底板反力：q5= q1 q2 q3 q4=440 KN/m侧压力只考虑地下水压力（类围岩不考虑侧向压力），侧向折减系数：0.2。P1=h1=0.2×9.8×70=137.2 KN/m（侧墙顶部）P2=h2=0.2×9.8×74.6=146.2 KN/m（侧墙顶部）结构受力见下图。粗骨料竖井底部廊道内力计算结果见表4-14及图4-35。表4-14 竖井底部廊道内力计算成果表项目轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kNm）顶板2761026836侧墙1026374756底板01188847图4-3 弯距图图4-4 剪力图图4-5 轴力图（2）配筋计算底部廊道混凝土强度C25，荷载分项系数1.2，取钢筋保护层厚度5cm，根据以上内力成果分别按抗弯、抗剪及抗压计算廊道各部位配筋，核算截面尺寸的合理性。 1）抗弯按抗弯粗骨料竖井底部廊道配筋计算成果见表4-15。表4-15 竖井底部廊道抗弯配筋计算成果表项目截面厚度（m）弯矩（kN.m）配筋选取钢筋实配顶板下层0.783655566根级36mm钢筋6107顶板下层0.754935046根级28mm钢筋3695侧墙0.675662096根级36mm钢筋6107底板上层0.75847（756）51565根级36mm钢筋5089下层45436根级32mm钢筋48262）抗剪a、顶板：hw=700-50650mm， 验算2个截面：侧墙边及支托边。V1=912kN；V2=684kN；截面1： ，截面尺寸满足抗剪要求。 ，需按计算确定腹筋。初选箍筋14200，截面307.8mm2 ，满足要求。截面2： ，截面尺寸满足抗剪要求。 ，需按计算确定腹筋。初选箍筋14200，截面307.8mm2 ，满足要求。b、底板： hw=700-50650mm， ，截面尺寸满足抗剪要求。 ，需按计算确定腹筋。初选箍筋16200，截面402.2mm ，满足要求。同理，验算2个截面，满足。c、侧墙抗压 ， 侧墙抗弯钢筋已能满足抗压要求。4.4.1.2 细骨料竖井 （1）计算方法竖井取横截面中心线围成的框架结构进行计算，顶板短边方向按梁计算，长4.4m(3.8+0.6m)；边墙按柱计算，高3.65m；底板按梁计算，长4.4m。顶板截面取1×0.7m，边墙截面取1×0.6m，底板截面取1×0.70m。骨料压重：q1=276.82KN/m；顶拱自重：q2=17.5KN/m；侧墙自重：q3=54.75KN/m；底板自重：q4=17.5KN/m；底板反力：q5= q1 q2 q3 q4=336.7 KN/m侧压力只考虑地下水压力（类围岩不考虑侧向压力），侧向折减系数：0.2。P1=h1=0.2×9.8×55=107.8 KN/m（侧墙顶部）P2=h2=0.2×9.8×58.65=114.95 KN/m（侧墙顶部）结构受力见下图。粗骨料竖井底部廊道内力计算结果见表4-16及图4-68。表4-16 竖井底部廊道内力计算成果表项目轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kNm）顶板166.7 647440侧墙647240397底板0740417图4-6 弯距图图4-7 剪力图图4-8 轴力图（2）配筋计算底部廊道混凝土强度C25，荷载分项系数1.2，取钢筋保护层厚度5cm，根据以上内力成果分别按抗弯、抗剪及抗压计算廊道各部位配筋，核算截面尺寸的合理性。 1）抗弯按抗弯粗骨料竖井底部廊道配筋计算成果见表4-17。表4-17 竖井底部廊道抗弯配筋计算成果表项目截面厚度（m）弯矩（kN.m）配筋选取钢筋实配顶板下层0.744027785根级28mm钢筋3079顶板上层0.737123115根级25mm钢筋2454侧墙0.639729935根级28mm钢筋3079底板上层0.70417（397）26215根级28mm钢筋, , 3079下层24815根级25mm钢筋24542）抗剪a、顶板：hw=700-50650mm， V1=559kN截面1： ，截面尺寸满足抗剪要求。 ，需按计算确定腹筋。初选箍筋14200，截面307.8mm2 ，满足要求。b、底板： hw=700-50650mm， ，截面尺寸满足抗剪要求。 ，需按计算确定腹筋。初选箍筋16200，截面402.2mm ，满足要求。c、侧墙抗压 ， 侧墙抗弯钢筋已能满足抗压要求。4.4.2 荷载计算（太沙基理论） 4.4.2.1 计算方法 太沙基理论：假定岩石为散粒体，并具有一定的凝聚力。根据岩体一般总是有一定的裂隙和节理，又由于洞室开挖施工的影响，其围岩不可能是一个非常完整的整体，所以用一理论来计算松动岩石压力有时也可以得到较好的效果。该理论也可用于一般的土体。根据以上假定，本底部廊道计算考虑用该理论计算。本工程中，廊道侧面的岩石比较稳定，没有形成45°/2的破裂面。 q洞室顶面的垂直山岩压力，Kn；b1隧洞宽度的1/2；K0岩石侧压力系数；K0=/（1），在试验室条件下，泊松比=0.3，因此侧压力系数K0=0.43；c岩石凝聚力；这里不考虑；岩石内摩擦角。粗骨料取36°、砂取30°。4.4.2.2 粗骨料竖井 q1=3×18/（0.43×tg36°）=173 kN/m，计算取侧压力只考虑地下水压力（类围岩不考虑侧向压力），侧向折减系数：0.2。P1=h1=0.2×9.8×70=137.2 KN/m（侧墙顶部）P2=h2=0.2×9.8×74.6=146.2 KN/m（侧墙顶部）竖井取横截面中心线围成的框架结构进行计算，顶板短边方向按梁计算，长5.4m(4.8+0.6m)；边墙按柱计算，高4.6m；底板按梁计算，长5.4m。顶板截面取1×0.7m，边墙截面取1×0.6m，底板截面取1×0.75m。骨料压重：q1=173.0KN/m；顶拱自重：q2=17.5KN/m；侧墙自重：q3=69.0KN/m；底板自重：q4=18.75KN/m；底板反力：q5= q1 q2 q3 q4=234 KN/m结构受力见下图。粗骨料竖井底部廊道内力计算结果见表4-18及图4-911。表4-18 竖井底部廊道内力计算成果表项目轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kNm）顶板283514390侧墙514367303底板0631482.7图4-9 弯