严寒地区山岭重丘区公路隧道设计

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1、严寒地区山岭重丘区公路隧道设计梁巍朱光仪(中交第二公路勘测设计研究院武汉4300.52)摘要丹本高速公路是辽宁省在建的第一条山岭重丘区高速路，地形、地质复杂且变化多端。本文鱿该路沿线随道的结构设计、洞门方案及严寒地区的防排水处理作了重点分析，并对一些随道的特珠地质、地形情况的进洞方案及冬季施工的措施作了简单介绍，以期为严寒地区复杂地形、地质的隧追建设作一有益探讨。关健词高速奋路随道结构计算承载力防排水1.概述丹东古城至本溪南芬高速公路是国道主干线丹东至拉萨公路在辽宁境内的组成段之一，它与1996年建成通车的沈阳至本澳(南芬)公路直接相连

2、，它的建成将成为辽宁东部地区连结沈阳、本溪、丹东三座省辖大中城市的公路快速通道。由中交二院承担的设计任务为本溪县境内祁家堡至南芬约27km，路线经过的区域为山岭重丘区，以全风化混合花岗岩为主，部分地区表层为粘土、粉质粘土或碎石土，地质复杂，变化多端。该区域属季节性冰冻地区，冰冻期为11月至次年3月份，最大冻土深度为l.lm。本线含8座隧道，单线长8.96km(表1)aA蛤甘猫一监班表1隧遭长度隧道名称起讫桩号地质简述(口)黄岭1号ZK118+370-ZKI怜+190启70混合花岗岩左线盛道中部的加0m右线随遭中部的隧遭3M.为断级破碎带

3、群。YK118+270-YKIl9+135肠，黄岭2号ZKI19+255-ZK119+820肠5视合花岗岩，地质较好，但右组出口约20m.处于浅理地随道段，埋深在4一订.且偏压。YK119+1阶一、KI19+900770混合花阅岩，两进口下穿日道且左线圈岩破碎们压严ZKI加十925勺2K121+22a295道扎子一盆，右线从堆积砖石土进翻.两出口位于第四系坡权碎随道350YK120十880-YK121+230石土。ZK124+240-ZK125+3101070福合花肖岩.两进口从笼四系坡积盆枯土进润，左线长下马偏性道约160.，右找长的

4、120m，含水f大.为I类国岩。YK1解+260一YK125十四，:I田5扣1份，，月，，，目目..，，，，....，户，，一续上表}隧遭名称隧黔1地质，述一ZK125+975-ZK126十50[525混合花岗岩，右线出目60.位于第四系坡积碎石上;右张家随道YK125十(90-YK126+4304创〕线进口从修建m道时废井的堆积碎石土中进洞。ZK127十820-ZK128+2904刃石英岩t局部夹泥质页岩及薄层碳质页岩，受构造影响340一十”严，〔ZK128+415-ZK128+550石英岩，埋深浅，进口左线约30。右线约巧.穿越含水

5、南天门隧道量极大的砂砾质土。YK128+410一、X128+55(1401ZK134+320-2K1又+900页岩，玻碎严重，左右线净距最近处仅9。左右，进口两一580端偏压严重，且左右线设计高差16.;出口浅埋且破碎严金坑隧道171134+365一YK134十925560重，其中右线从一厂房下过，该处埋深21.5.2.技术标准隧道建设按汽车专用公路重丘区标准，为上下分离的两车道高速公路。隧道设计标准见下:0隧道净宽:巧+1.0+2x3.75+0.5+1.0m二10.5m‘.隧道净高:.5m设计行车速度:80km/h路面基本照明亮度:6

6、.氏d/矽CO允许浓度:150ppm3.结构计算3.1明洞明洞衬砌采用C25钢筋混凝土结构，设计荷载主要考虑回填土荷载、结构自重、施工荷载及塌落荷载。由于弹性抗力的大小和分布情况对结构内力有很大的影响，计算时只取仰拱及直边墙弹性抗力并以低值考虑。明洞为带仰拱的封闭结构，计算采用拱部、边墙与仰拱分开考虑模式，把拱部、边墙计算的内力传递给仰拱。由于结构为超静定形式，故允许出现“塑性铰”，因此进行强度验算及配筋时不能单纯按弹性理论计算，应按塑性理论，否则将使配筋量过大，不合理。当地形较陡峻，一侧无法填土时，结构采用一侧为混凝土挡墙的偏压明洞形

7、式。明洞衬砌插人挡墙内，按固结模式考虑，仰拱和基础以固接形式连接。‘挡墙稳定性验算荷载考虑回填土侧压力和由拱部衬砌计算传递来的内力，挡墙主要验算其抗倾班、抗滑动性及截面强度。要求明洞在施工过程中严格按图施土，边墙处应回填密实，顶部回填土应对标回填，不容!1上许超过设计回填厚度及设计回填土横坡，以保证结构工作条件与结构设计模式的吻合。当发现地质条件与设计值相差太大时应及时反映，以便作出合理的处理对策。3.2复合衬砌按照新奥法原理设计的复合衬砌，已普遍在国内推广实施，也取得了较丰富的经验。本次复合衬砌参数主要以工程类比法拟定，但对于Ulm类

8、围岩，尤其是浅埋地段隧道结构的支护情况，根据其不同的性质、地貌情况以有限元对其进行校核。对于洞口的土质地段，围岩压力还应考虑冻土解冻后的冻土压力。按规范，计算采用荷载一结构模式，根据初期支护、二次衬砌的承载