小净距隧道设计、施工关键技术研究电子教案.doc

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1、小净距隧道设计、施工关键技术研究精品文档一.研究背景西部广大地区地形、地质条件复杂，山岭区公路建设中遇到大量的隧道工程。因地形条件限制、路线总体线形要求或特殊的桥隧相连等情形，双洞隧道左右线间距往往不能达到规范要求，通常需要采用小净距或连拱等特殊隧道结构型式。相对连拱隧道而言，小净距隧道因其工程风险较小、造价相对较低等优点，有逐步得到广泛应用的趋势。“双洞小净距隧道设计、施工关键技术研究”为2003年度交通部西部交通建设科技项目，项目研究针对小净距隧道设计与施工中存在的重点、难点技术问题开展研究工作，以期推动小净距隧道设计施工技术的成熟化，促进小净距隧

2、道技术工程应用，取得良好的社会、经济效益。二.研究目标与内容项目研究目标为：针对Ⅲ～Ⅴ级围岩，对双车道双洞小净距(1B以下,B－隧道开挖宽度)隧道设计、施工关键技术进行系统研究。提出可供设计与施工应用的小净距隧道标准断面和标准设计，编制双洞小净距隧道设计与施工指南、规程或工法标准。同时，提高西部交通科技水平，培养西部交通科技人才。针对研究目标，项目拟定了五个方面的研究内容：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档(1)小净距隧道中岩墙加固判定标准及方法研究(2)小净距隧道主体结构设计参数的研究(3)小净距隧道的合理施工方法研究(4)小净距隧道爆破振

3、动对相邻隧道及围岩稳定性影响的研究(5)现场监控量测管理体系、监控基准及安全保证体系研究三.技术路线与研究手段根据拟定的研究内容，本课题在对文献收集、现场调查分析的基础上，采用室内相似模型试验、理论分析与数值模拟计算、现场试验等多种研究手段综合进行。同时，将课题研究与依托工程的实施紧密结合，实现研究成果的应用和验证。本课题研究的技术路线见图1。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图1技术路线项目主要采用如下研究手段：(1)文献与现场调研为了全面了解和跟踪国内外对小净距隧道的研究动态和进展，积累必要的研究基础资料，项目组通过文献检索、资料收集等方

4、式，全面收集了公开发表的论文、研究报告等资料。同时，通过座谈、现场调研和实地考察等方式，对福建、浙江等地的小净距隧道设计和施工建设经验进行了全面深入的了解，并对收集到的资料和信息作了认真的归纳和总结吸收，编制了文献调研资料共四册。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图2与福建省交通设计院同行座谈图3文献调研成果(3)室内模型试验针对研究的目的和具体内容，采取1/30的几何相似比，对模型材料进行组合遴选，按相似理论对围岩特性和物性、原始地应力场、支护结构刚度、支护时机、开挖步序以及中岩墙加固方式等进行严格的相似模拟。完成了毛洞试验系列、支护试验系

5、列、中岩墙加固模拟试验系列、工法比选试验系列、偏压试验系列等共计44组试验内容，重点研究了不同工况条件下小净距隧道的力学特征和试验规律。图4模型试验台架图5衬砌模拟模型(4)数值模拟分析收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档计算机数值模拟分析以二维分析为主体，同时采用三维分析，考虑隧道的空间效应和时间效应，并对施工爆破影响进行动力分析。主要采用有限差分法(FLAC)和有限元法(FEM)对施工开挖模式、支护结构体系、围岩稳定性、加固效果以及爆破影响等进行了数值模拟分析。共计完成二维弹性/弹塑性静力分析252组，三维静力分析20余组，二维动力分析26

6、4组，三维动力分析25组。图6二维有限元分析模型图7附加峰值拉应力分布曲线(5)现场原位试验结合科研依托工程建设项目，根据地质情况和净距特征布设了9测试断面内容，包括地表下沉、地中位移、锚杆轴力、钢支撑内力、喷砼与二衬接触压力、位移收敛、中岩墙垂直应力、爆破震速等，在依托工程中进行了为期一年半的现场原位测试收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档，全面系统地实测了各次开挖所引起的围岩松弛范围、初期支护结构和永久衬砌结构的实际受力状况、中岩墙应力分布规律以及爆破振动对已建隧道的影响。图8测试断面平面布置图图9断面测点布置示意图四.依托工程概况都(江堰

7、)至汶(川)公路是国道317(213)线的共用段，路线起于成灌高速公路都江堰收费站石马巷，经映秀至汶川，路线全长82.5km。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档本研究项目选择都汶公路紫坪铺隧道小净距段为依托工程。图10依托工程——紫坪铺隧道紫坪铺隧道为双洞双车道分离式隧道，左线长4111m，右线长4081m。出口段(汶川端)左右线由普通分离式段向洞口方向逐渐靠拢，形成小净距段，与1500m长的庙子坪特大桥相接。隧道净距从21.86米渐变到3.73米，小净距段落长度共205米(见图11)。隧道埋深从121.8米渐变至5.4米；围岩级别由Ⅲ级变到

8、Ⅴ级(见图12)。该隧道净距大小、围岩条件以及隧道埋深在小净距项目中具有较强的代表性和典型意义