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隧道设计衬砌计算范例结构力学方法

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1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟 , 地质条件复杂, 气候环境恶劣 , 自然灾害频繁 , 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断 , 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头 , 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞 , 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接 , 总长 8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长 104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡 ,地形险要 ,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带 ,隶属于龙门山深切割高中地区。隧道中部地势较高。隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造 ,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。隧道轴线穿越部位,山体浑厚 ,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“ v ” 型沟 谷,纵坡顺直比降大 ,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。东坡潮湿多雨,西坡干燥多风 ,故有 “康风雅雨” 之称。全年分早季和雨季。 夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨 量特别集中;冬春季节 ,则受青藏高原寒冷气候影响 ,多风少雨 ,气候严寒。据沪定、天全两县 21 年(1960-1980年)气候资料 ,多年平均气温分别为16.6℃和 15.1℃,沪定略高于天全,多年平均降雨量分别为636.8 mm 和 1730.0mm,多年平均蒸发量分别为1578.6 和 924.2mm,每年 8 级以上大风日数分别为14 天和3 天,沪定相对大风更多、更强烈。据调查访问,二郎山东坡季节冰冻线约在海拔2200m 以上 ,积雪线海拔 1900m 左右 ,积雪时限 11 月上旬至次年 4 月,西坡季节冰冻线约为海拔 2600m-2800m 季节积雪线海拔...

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