大跨分岔式隧道结构设计关键技术研究

以深圳市东部过境高速公路莲塘隧道为工程背景,对大跨分岔式隧道结构设计中的关键技术进行研究。通过有限元计算,对＂2＋2车道＂和＂2＋3车道＂分岔的断面形式,连拱段结构设置的必要性,钢支撑的选型以及系统锚杆的布设方案进行分析和对比。主要结论：1）在满足交通功能的前提下,应尽量选取＂2＋2车道＂的设计形式;2）小净距段隧道受力状态及施工工法前后转换方面均较连拱段有优势,建议取消连拱段;3）大跨分岔式隧道分岔部一般设置在隧道工程地质较好地段,以方便大跨分岔结构的实施,如莲塘隧道将分岔部设置在Ⅲ级围岩段,而对于开挖跨度接近30m的大跨段,初期支护一般应设置钢格栅,此时应优先选用＂钢筋格栅＋喷锚＂的初期支护形式;4）莲塘隧道分岔部位于Ⅲ级围岩段,系统锚杆设计长度以5 m为宜,应于拱部、侧墙均匀布设。     

分岔隧道安全高效施工方法优化研究

为降低分岔隧道大跨、超小净距段施工安全风险,满足进度需求，结合某市政公路分岔隧道施工实例，针对隧道地质条件差、周边环境复杂和敏感度高等特点，采取将小净距段替换中间岩柱由双连拱形式优化为单侧隧道扩挖并喷混凝土回灌的方法；分岔大跨段将左右两侧导坑加大，与原有2车道断面相似，中间导坑依次减小，两侧导坑可连贯施工优化为一体化双侧壁导坑法施工，实现对大跨、超小净距段施工方法的优化，有效地控制了施工风险，并实现了快速施工。     

拍盘分岔式特长隧道土建工程设计

山西晋济高速公路拍盘隧道是分岔式特长隧道。介绍该隧道的工程背景、平纵设计、洞口设计、洞身结构设计、防排水设计、施工方案等,并指出分岔式隧道设计与施工的技术难点。     

胶州湾隧道浅埋分岔段的设计及施工关键技术

在胶州湾隧道工程中,为满足城市交通规划和区域交通疏导要求,采取设置地下分流匝道的设计方案。双车道匝道隧道与3车道主隧道在地下小角度交汇,形成分岔隧道。由于该分岔隧道段埋深浅、地层条件差、地面环境复杂,给设计和施工带来了不小的难度。通过工程类比、数值模拟分析等方法确定小净距隧道段范围,对变净距并行隧道中夹岩分区段采取扩挖换填混凝土、对拉锚杆等措施;在特大断面隧道段通过预注浆加固地层、加强初期支护,采用台阶分块开挖方案;施工中采用微震爆破技术,较好地保护了围岩,最终成功实现了此浅埋分岔隧道的快速施工。通过现场监控量测数据反馈分析,所采取的支护参数、工程措施、施工方案合理,确保了工程的安全、顺利建成。     

超小净距隧道的设计与研究

超小净距隧道是净距比普通小净距隧道通常采用的间距还要小的一种特殊隧道结构形式。随着高速公路建设向西部偏远山区的逐步延伸,项目的地形和地质条件越来越复杂,超小净距双洞隧道作为一种新出现的隧道结构形式,虽然其施工难度和造价略高于普通小净距隧道,但其除具有普通小净距隧道的优势外,还可通过结合连拱隧道组成的分岔隧道,几乎可使公路隧道的路线方案不受任何地形和地质条件的限制,极大地增加了在困难路段选线的自由度。因此对超小净距隧道设计和施工进行研究就显得十分必要。     

高速公路分岔隧道施工过程稳定性分析与监测研究

分岔隧道连拱段至小净距段的过渡处,中墙由钢筋混凝土变为原岩,施工过程十分复杂。采用三维数值方法和施工现场监测相结合的方法研究了分岔隧道施工过程中的稳定性,数值模拟了无支护开挖和施加锚喷、二次衬砌支护后隧道的受力及稳定性。计算结果表明,支护后稳定性显著增强,与现场监测结果对比一致,隧道整体稳定性较好,但是中墙产生较大的应力集中,靠近连拱段的小净距段稳定性较差;锚喷、衬砌支护对于减缓围岩应力集中程度,减少塑性区、降低位移量有明显效果。最后在保证隧道安全的基础上提出了隧道支护的优化措施。     

吉茶高速公路坡头隧道设计方案比选

根据吉茶高速公路坡头隧道洞口位于峡谷上部悬崖,紧接矮寨特大悬索桥的特殊工程条件,采用桥隧互动设计方法,根据坡头隧道特殊的地形地质和洞身围岩条件,从断面与结构设计等方面提出了多种针对性方案进行比选研究,提出在吉首端采用连拱隧道,满足接线要求,往茶洞方向依次采用分岔式隧道过渡到小净距隧道,由此提出的比选方案和设计方法可为山区高速公路类似的隧道设计与施工提供参考。     

隧道围岩净距讨论与小净距隧道研究

从岩石力学理论和现代设计、施工技术等方面入手，对相邻隧道围岩净距最小值进行了探讨，提出了小净距隧道的概念，使相邻隧道围岩净距最小值的要求不再成为制约隧道展线和结构形式的因素。     

分岔隧道施工三维数值仿真模拟研究

分岔隧道是一种新的隧道建设型式,它一般由四车道大拱隧道或连拱隧道逐渐过渡到上下行分离式双洞隧道,因此它同时具备标准间距的分离隧道、小净距隧道、连拱隧道以及四车道大拱隧道等多种结构型式隧道的特点.结构型式一般分为大跨衬砌段、双连拱衬砌段、加强衬砌段和一般衬砌段4种断面型式.作为一种新的隧道建设型式,目前国内尚不多见,缺乏可供参考的设计、施工经验.由于分岔隧道型式的特殊性和复杂性,施工难度和风险均较大,因此,研究施工围岩的稳定性有着非常重要的意义.本文基于连续介质模型,通过大型有限元软件ABAQUS,主要对施工过程进行数值仿真模拟,着重分析研究大拱与连拱过渡段和连拱以及小净距过渡段施工过程中的围岩变形和破坏特性,并得出结论,为设计施工提供参考依据.     

深埋小净距隧道围岩压力计算方法研究

根据普氏理论经验公式对深埋小净距隧道的围岩压力计算公式进行了推导,并针对沪蓉国道湖北省宜昌～恩施高速公路某分岔隧道的四车道小净距段,运用本公式进行计算分析,得出结论如下:当中夹岩柱厚度增大到一定程度时,围岩压力与分离式隧道相同,在Ⅴ级围岩条件下,当中夹岩柱厚度小于3 m时,围岩压力与连拱隧道基本相同,在Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级围岩条件下,围岩压力比连拱隧道的大;在Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级围岩条件下,左右洞室之间无影响的净距分别为55 m、20 m、10 m、7 m;中夹岩柱的承载能力对小净距隧道围岩压力有较大影响,选择合理的中墙加固方法对小净距隧道的稳定及结构受力十分关键.本文可以为深埋小净距隧道的结构设计提供参考.     

地下互通式立交隧道设计与施工

厦门市机场路一期工程中的万石山地下互通式立交为目前我国第1座大型暗挖地下互通式立交,结构种类繁多,施工工序复杂,既有平面分岔结构,又有上下交叉结构.通过分段扩大的方式实现平面分岔功能,从大跨结构到不对称连拱结构,到小净距结构,从普通隧道的开挖到既有洞室的改造,此立交覆盖了目前山岭隧道几乎所有的结构型式,创造了单洞25.8 m的开挖跨度,小净距中夹岩仅1.42 m的记录.     

大跨度无中导洞分岔隧道反挖施工关键技术研究

结合深圳东部过境高速公路连接线工程实际情况,提出了一种地下互通立交分岔节点矿山法隧道的反挖施工方法,用于不具备由大断面隧道段往分岔小断面隧道段施工的条件时,对隧道的地下互通立交分岔节点采用矿山法施工.该方法包括无中导洞连拱隧道施工、先导洞扩挖施工、主隧道反向开挖施工技术,可为类似的地层分岔隧道施工提供经验指导.     

浅论小净距隧道开挖方法

小净距隧道是介于普通隧道和连拱隧道之间的一种隧道结构形式，正以其独特的优点引起了隧道界的关注。本就中夹岩厚度为5—8m小净距隧道的开挖方法进行简要论述。     

分岔隧道阶梯状变化段施工力学特性研究

分岔隧道是在我国交通建设中出现的一种新型结构隧道形式,通常是由明洞、大拱段、连拱段和小净距段等5部分组成,同时具备大跨度隧道、连拱隧道和小净距隧道的受力特点,施工过程中受力状态极为复杂。采用有限元计算软件对某分岔隧道施工过程进行建模分析,得出了隧道施工过程中围岩与隧道的变形、围岩的应力状态、初期支护喷射混凝土和锚杆的应力状态。通过对所得到的数值模拟结果进行分析,得出了施工过程中分岔隧道中夹围岩应力较大,应该对其进行加固处理;各分段交界面处应力集中明显,应当对其加强监测等结论。     

漆树槽分岔隧道施工变形监测分析研究

分岔隧道是在我国西部交通建设中涌现出的一种新式隧道,应用于桥隧连接处,造价低.该文结合漆树槽分岔隧道,介绍了分岔隧道变形监测的方法,并根据监测结果分析了在当前支护和施工方案条件下隧道纵向变形特点、大拱段伴随开挖和支护的进行所表现出来的施工动态响应特点及隧道开挖面表现出来的空间效应特点.同时,在分析隧道变形特点的基础上,给出了相应的施工建议.     

分岔隧道溶洞影响的数值分析及处理措施

对某公路分岔隧道项目,运用数值模拟分析了不同溶洞对其分岔隧道围岩塑性区的影响。结合工程实例,对隧道区溶洞采取处理措施,经工程实践检验,隧道加固效果良好。     

浅谈大跨铁路隧道斜切帽檐式洞门施工技术

铁路隧道的洞门形式多种多样,各种洞门适用于不同的隧道形式与隧道的周边自然环境,主要介绍了斜切帽檐式隧道门的施工方法,此种洞门主要适用于洞口只有短浅路堑或无路堑的情况。总结了斜切帽檐式隧道门的四条帽檐轮廓线的控制方法。     

小净距隧道建设的若干问题综述

从一些典型双洞小净距隧道施工等多方面认识入手,总结了小净距隧道设计和施工各方面的经验,其中包括合理净距取舍、超前支护、开挖方法、断面形式设计、中夹岩加固、支护衬砌参数。同时对小净距隧道施工中的几个重要方面作出了比较全面的经验总结,并提出了建议。     

八字岭分岔隧道开挖方法

根据不同的围岩状况、不同跨度以及不同距离之相邻隧道的开挖爆破影响,对分岔式隧道在各种条件下可能的开挖方法进行讨论,提出最优的开挖方法。阐述了选择或设计隧道开挖分部方法的依据及理念,对初期支护的承载能力和保证期限得出了明确的至关重要的试验数据。     

单跨5车道公路隧道过渡“3+2”小净距隧道施工力学研究

厦门芦澳路与海沧疏港通道交叉处拟建一座地下互通式立交隧道,隧道分岔处由单洞5车道大跨段直接过渡至主洞3车道及匝道2车道的"3+2"小净距段,采取直接过渡的方式不设置连拱段,最大开挖跨度达到30.46m,最大开挖面积达450.41m~2。分岔隧道由大跨段直接过渡到小净距段决定了施工过程中非常复杂的工序转化,施工力学机制难以把控,分岔隧道围岩应力受隧道净距和断面形式的影响,分岔隧道的施工与支护结构设计面临诸多难题。通过三轴试验结合数值分析的方法对大跨段与小净距段交界处以及小净距隧道的施工力学进行研究,得出如下结论:1)现场取得的花岗岩试样属于弹脆性岩石,岩石处于三向受力状态时岩石强度和稳定性远大于双向受力状态,花岗岩试样弹性模量与围压呈正相关,结合Hoek-Brown强度准则以及Mohr-Coulomb强度准则对三轴试验结果进行修正得到现场岩体的物理力学参数。2)分岔隧道大跨段过渡至小净距段施工时,应及时对大跨段与小净距段交界面处围岩进行封闭,建议采用高性能喷射混凝土和工字钢支护,保证围岩尽快处于三向受力状态。3)小净距段隧道开挖对大跨段末端断面位移的影响主要是竖直方向,同时也会引起大跨段隧道末端初期支护不同程度的内力变化,其中左右拱脚处内力变化最为剧烈。主洞隧道施工对大跨段隧道内力和位移影响范围为掌子面后16m,匝道则为掌子面后12m。4)小净距段施工时,主洞和匝道隧道最佳纵向开挖间距为16m;当主匝隧道净距大于6m时,可作为独立单洞进行设计和施工。