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1、小净距隧隧道的结结构受力力特点及及工程措措施摘要：小小净距隧隧道是介介于普通通分离式式双洞隧隧道和连连拱隧道道的一种种结构形形式，工工程应用用中它有有以下优优点：（11）其造造价和施施工工艺艺同普通通分离式式双洞隧隧道相比比差别很很小；（22）同连连拱隧道道相比它它的造价价要低得得多，同同时施工工工艺也也简单；（3）有有利于公公路整体体线型规规划和线线型优化化。基于于上述因因素，该该结构形形式在中中、短隧隧道设计计中被广广泛采用用。但由由于小净净距隧道道的中夹夹岩的厚厚度远比比普通双双洞隧道道要小（一一般只有有5m8m），所所以小净净距隧道道的围岩岩稳定与与支护结结构受力力要比普普通分离离式隧
2、道道要复杂杂，同连连拱隧道道相比它它有其自自身的特特点。为为了保证证该结构构形式成成功地应应用于公公路建设设中，需需要采取取一定工工程措施施以保证证围岩稳稳定与支支护结构构的安全全。关键词：小净距距隧道结结构分析析中夹岩岩加固1 前言言随着我国国高等级级公路建建设的发发展，隧隧道的修修筑技术术越来越越受到建建设单位位、设计计单位的的重视，目目前在山山区高等等级公路路建设中中遇到大大量的中中、短隧隧道建设设问题，它它的长度度一般在在5000m 以以下，有有时甚至至只有1100 多米。以以往在设设计中如如果遇到到短隧道道时一般般要同高高边坡方方案进行行比选，可可近些年年来公路路建设中中强调环环境保
3、护护，再加加上修筑筑高边坡坡本身也也存在投投资不见见得节约约，在运运营中维维护工作作量大等等问题，所所以目前前设计中中尽可能能减少高高边坡工工程。如如果选用用普通分分离式双双洞隧道道，按照照公路路隧道设设计规范范JTTJ 0029-90 第2.6.33 条对对并行公公路隧道道的净距距作出的的规定：高速公公路、一一级公路路、一般般应设计计为上、下下行分离离的独立立隧道。两两相邻隧隧道最小小净距视视围岩类类别、断断面尺寸寸、施工工方法、爆爆破震动动影响等等因素确确定，一一般情况况可按22.6.3 表表的规定定选用。由由于净距距的存在在，使道道路与隧隧道接线线时应有有一个三三角形过过渡区。以以三类围
4、围岩隧道道为例，净净距要求求是2.533.0 倍毛洞洞洞径，一一般双车车道隧道道毛洞开开挖约112.55m 左左右，净净距应在在31mm388m；另另外公公路隧道道设计规规范第第2.77.2 条规定定：隧道道两端平平面线形形与路线线线形一一致的最最小长度度如表22.7.2，这这就意味味在道路路接近隧隧道时左左、右同同幅分开开。如果果把隧道道两端平平面线形形与道路路线形相相一致的的最小长长度，两两端平面面线形与与道路线线形相一一致的长长度和上上述过渡渡段的长长度相加加一般在在2000m 以以上。对对于大于于10000m 的长、特特长隧道道来讲可可能建设设单位并并不介意意，如果果隧道比比较短（小小
5、于3000m），规规划设计计中出现现短隧道道群，线线路展不不开，土土地使用用量高，建建设单位位不得不不考虑这这部分的的土地使使用费。另另外线路路中出现现大量的的短隧道道群将给给线路的的规划带带来诸多多不便。如如果修筑筑连拱隧隧道，虽虽然中隔隔墙只有有2.00m 左左右，但但是这种种结构形形式存在在下列问问题：（11）对地地质条件件要求苛苛刻、类以下下围岩很很难修建建；（22）施工工难度高高，建设设周期长长；（33）造价价是普通通分离式式双洞隧隧道建设设成本的的两倍以以上；（44）由于于该结构构形式和和施工技技术存在在难以克克服的困困难，所所以隧道道建成后后很难保保证结构构不开裂裂、不渗渗漏水。
6、两相邻隧隧道最小小净距（规规范表22.6.3）表1隧道两端端线形与与线路线线形一致致的最小小长度（规规范表22.7.2）表表2经过多年年隧道建建设的实实践，建建设、设设计单位位提出通通过一定定的工程程措施,适当加加固两并并行隧道道间的围围岩（中中夹岩），把把净距缩缩小到448mm，同时时隧道自自身建设设成本又又不明显显增加。这这样做可可以使道道路接近近隧道时时左、右右分幅宽宽度小，道道路线形形好，占占地少；同时与与连拱隧隧道相比比它的建建设成本本大幅度度降低。这这在某种种意义上上讲是对对现行公公路隧道道设计规规范进行行拓展，作作为一种种新型隧隧道结构构应用在在公路建建设上来来。 2 理论分分析
7、及数数值仿真真公公路隧道道设计规规范中要要求的并并行双洞洞隧道最最小净距距的原因因是主要要考虑将将两相邻邻隧道应应分别置置于围岩岩压力相相互影响响及施工工影响范范围之外外，或者者说其间间岩柱具具有足够够强度和和稳定性性，这一一点已被被结构分分析结果果所证实实。我们们针对上上面提出出的小净净距隧道道问题，应应用结构构分析手手段来探探索在净净距只有有488m 的的情况下下围岩与与支护结结构的受受力特性性。结构构分析虽虽然不能能完全评评估围岩岩的安全全系数，但但是可以以对各部部位围岩岩的相对对安全系系数作出出比较准准确的估估计。 结结构分析析所选用用的软件件是2DD-，围围岩的力力学参数数选取在在没
8、有具具体工程程实例的的情况下下采用规规范所列列各类围围岩力学学参数的的中间值值，这样样做的目目的是为为了探索索普通情情况下小小净距隧隧道的围围岩与支支护结构构的力学学特性。经经分析得得到下述述结果：（1）对对于普通通类围围岩段，如如果不加加支护在在双洞隧隧道上半半断面开开挖时，在在中夹岩岩处出现现一个蝶蝶形塑性性区（见见图1 中黄线线内区域域），说说明对于于类围围岩开挖挖中如不不采用合合理的开开挖方法法和预加加固措施施在隧道道开挖过过程中围围岩就失失稳。在在围岩进进行预加加固的前前提下，采采用合理理的开挖挖方法，经经重新分分析，可可以看出出类围围岩段中中夹岩处处的塑性性区大为为减小（见见图2
9、中黄线线内区域域），但但是此时时围岩已已经过加加固，支支护结构构未出现现破坏，说说明对于于类围围岩经过过合理的的加固是是可以保保证围岩岩稳定和和初期支支护安全全的。结结构分析析中同时时可以看看到类类深埋段段中夹岩岩的受力力要比类围岩岩浅埋段段的受力力更为严严峻。图1：类围岩岩上半断断面开挖挖后围岩岩的安全全图2：类围围岩经预预加固围围岩的安安全系数数系数（黄线处处为1.0，蓝蓝线处为为0.88）（黄黄线处为为1.00，蓝线线处为00.8）（2）对对于普通通类围围岩段，结结构分析析的结果果同类类围岩段段有相似似之处，只只不过围围岩的塑塑性区比比类围围岩有所所减小（见见图3），说说明类类围岩段段对
10、中夹夹岩的预预加固和和采用合合理的施施工方法法同样是是必须的的。结构构分析中中同时对对类硬硬质围岩岩深埋段段进行结结构分析析，得出出的结果果表明深深埋对中中夹岩的的影响不不象类类围岩埋埋深时对对中夹岩岩的影响响那么大大。（3）对对于普通通类围围岩段，结结构分析析结果表表明在净净距只有有4m 的情况况下，采采用全断断面施工工基本上上不出现现塑性区区，但中中夹岩处处围岩的的安全系系数，一一般只有有1.553.0 之之间，只只相当其其它部位位的1/211/3（见见图4）。说说明对于于类围围岩中夹夹岩的安安全只比比临界安安全略高高，如果果施工中中不注意意对中夹夹岩的保保护，不不做好控控制爆破破和光面面
11、爆破同同样会出出现围岩岩失稳现现象。图3：类围岩岩经预加加固围岩岩的安全全系数图4：类围围岩时隧隧道围岩岩的安全全系数（黄线处处安全系系数为11.0）（4）对对于普通通类围围岩段，结结构分析析表明隧隧道在双双洞全断断面同时时开挖时时，中夹夹岩的安安全系数数一般大大于3.0，如如果考虑虑到施工工爆破对对中夹岩岩的松动动影响可可适当对对其进行行加固。3 结构设计根据结构分析结果可以得出下列结论：（1）由于小净距隧道中夹岩的厚度远小于普通分离式双洞隧道的中夹岩厚度，隧道施工中该处二次应力场在此叠加，出现应力集中，设计中应重点对该处进行加固；（2）除中夹岩处以外的围岩同时由于左、右洞二次应力的叠加，它
12、的受力也比同样围岩条件下普通分离式双洞隧道更为严峻一些，是结构需要加固的次重要部位。 结构设计中对于、类围岩，一般采用下列措施进行加固：（1）预注浆，注浆范围对于左洞应从左拱脚到右侧墙脚处，对于右洞应从右拱脚到左侧墙脚处；（2）中夹岩处初期支护的喷砼、钢支撑设计参数略比普通双洞隧道的参数略有加强；（3）中夹岩处深层围岩加固主要采用贯穿两洞的水平预应力对拉锚杆，施作范围建议从左洞右侧拱腰到右侧墙脚处，对应于右洞应从左侧拱腰到左侧墙脚处（见图2、3 所示）。这里值得一提的是对中夹岩深层的加固不提倡多于二种的加固措施，例如有的对中夹岩的深层加固设计中使用小导管预注浆、系统锚杆和对拉锚杆。在修改设计中
13、我们取消了系统锚杆，主要考虑到对围岩的反复加固反而会削弱围岩的整体强度。（4）对中夹岩以外的围岩加固同普通双洞隧道的相同部位，设计参数略有加强。对于、类围岩，结构分析表明中夹岩处一般不会出现塑性区，对中夹岩的加固在类围岩条件下建议将系统锚杆加长0.51.0m，其它部位的初期支护参数可参照同类围岩条件下的普通分离式双洞隧道设计参数，或略有加强。对于类围岩建议在中夹岩处增设系统锚杆，其它设计参数参照同类围岩条件下的普通分离式双洞隧道设计参数。 4 施工方法小净距隧道从某种意义上讲更能体现新奥法修筑隧道的特点，通过对围岩的保护和加固充分发挥围岩的自承能力，同时小净距隧道是一种施工性很强的隧道结构形式
14、。为了保证结构和施工安全，结合结构分析结果，提出针对不同围岩条件下的施工方法。（1）对于、类围岩，根据小净距隧道受力特点，在正常情况下推荐采用正向单侧壁导坑的开坑方法，施工工序以左洞先开挖制定，当右洞先行时，则将左、右洞施作顺序对调即可，左、右洞开挖工序横断面布置见图5 所示，平面布置见图6。这里值得强调的是：a）光面爆破和控制爆破是、类围岩段修筑小净距隧道成功的关键因素之一；b）对拉锚杆的施作一定强调及时性，正常情况下当先行洞开挖后应立即施作；c）、类围岩条件下杜绝左、右洞在同一桩号都是毛洞的现象。图5：单单侧壁导导坑开挖挖工序横横断面布布置图图6：单侧壁壁导坑开开挖工序序平面布布置示意意图
15、（2）对对于、类围岩岩，隧道道开挖为为尽可能能减小对对围岩的的扰动，不不宜采用用普通分分离式双双洞隧道道常采用用的全断断面开挖挖方法，经经比选我我们推荐荐采用超超前导坑坑预留光光爆层的的开挖方方法，该该方法一一方面具具有良好好的光爆爆效果，对对围岩扰扰动小、开开挖的效效率也比比较高。左左、右洞洞开挖工工序横断断面布置置见图77 所示示，平面面布置见见图8 所示。图7：超超前导坑坑开挖工工序横断断面布置置科图图8：超超前导坑坑开挖工工序平面面布置示示意图（3）关关于小净净距隧道道施工的的监控量量测，对对于、类围岩岩除采用用普通分分离式双双洞隧道道的必测测和选测测项目外外，还建建议采用用针对中中夹岩进进行力学学性能测测试的手手段。例例如围岩岩松动圈圈测试、围围岩内部部位移、后后行洞爆爆破对先先行洞二二次衬砌砌的影响响等。小小净距隧隧道的二二次衬砌砌施作时时间应在在左、右右洞同桩桩号围岩岩与初期期支护的的受力、变变形都基基本稳定定后才能能进行。 5 结论论（1）小小净距隧隧道修筑筑的成败败关键是是如何保保证中夹夹岩的稳稳定，理理论分析析和工程程实践都都表明：如果有有效的减减少对中中夹岩的的扰动，采采取合理理的加固固措施是是可以保保证其稳稳定和支支护结构构的安全全。（2）小小净距隧隧道的支支护参数数略强于于传统分分离式双双洞隧道道的设计计参数，且且施工相相对连拱
