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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.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：（1）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；（2）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）有利利于公路路整体线线型规划划和线型型优化。基基于上述述因素，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
2、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 以下，有有时甚至至只有
3、1000 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JTJJ 0229-990 第2.66.3 条对并并行公路路隧道的的净距作作出的规规定：高高速公路路、一级级公路、一一般应设设计为上上、下行行分离的的独立隧隧道。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
4、，一一般情况况可按2.66.3 表的规规定选用用。由于于净距的的存在，使使道路与与隧道接接线时应应有一个个三角形形过渡区区。以三三类围岩岩隧道为为例，净净距要求求是2.53.00 倍毛洞洞洞径，一一般双车车道隧道道毛洞开开挖约12.5m 左右，净净距应在在31m38m；另外外公路路隧道设设计规范范第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2.77.2，这就就意味在在道路接接近隧道道时左、右右同幅分分开。如如果把隧隧道两端端平面线线形与道道路线形形相一致致的最小小长度，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2
5、000m 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 左右，但但是这种种结构形形式存在在下列问问题：（1）对地地质条件件要求苛苛刻、类以下下围岩很很难修建建；（2）施工工难度高高，建设设周期长长；（3）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；（4）由于于该
6、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。两相邻隧隧道最小小净距（规规范表2.66.3）表表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2.77.2）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48m，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
7、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48m 的情况况下围岩岩与支护护结构的的受力特特性。结结构分析析虽然不不能完全全评估围围岩的安安全系数数，但是是可以对对各部位位围岩的的相对安安全系
8、数数作出比比较准确确的估计计。 结结构分析析所选用用的软件件是2D-，围岩岩的力学学参数选选取在没没有具体体工程实实例的情情况下采采用规范范所列各各类围岩岩力学参参数的中中间值，这这样做的的目的是是为了探探索普通通情况下下小净距距隧道的的围岩与与支护结结构的力力学特性性。经分分析得到到下述结结果：（1）对对于普通通类围岩岩段，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），说说明对于于类围岩岩开挖中中如不采采用合理理的开挖挖方法和和预加固固措施在在隧道开开挖过程程中围岩岩就失稳稳。在围围岩进行行预加固固的前提提下，采采用合
9、理理的开挖挖方法，经经重新分分析，可可以看出出类围岩岩段中夹夹岩处的的塑性区区大为减减小（见见图2 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，说说明对于于类围岩岩经过合合理的加加固是可可以保证证围岩稳稳定和初初期支护护安全的的。结构构分析中中同时可可以看到到类深埋埋段中夹夹岩的受受力要比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：类围岩岩经预加加固围岩岩的安全全系数系系数（黄线处处为1.0，蓝线线处为0.8）（黄黄线处为为1.0，蓝线线处为0.8）（2）对对于普通通类围岩岩段，结结构分析析的结果果同类围岩岩段有相
10、相似之处处，只不不过围岩岩的塑性性区比类围岩岩有所减减小（见见图3），说说明类围岩岩段对中中夹岩的的预加固固和采用用合理的的施工方方法同样样是必须须的。结结构分析析中同时时对类硬质质围岩深深埋段进进行结构构分析，得得出的结结果表明明深埋对对中夹岩岩的影响响不象类围岩岩埋深时时对中夹夹岩的影影响那么么大。（3）对对于普通通类围岩岩段，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1.53.00 之间，只只相当其其它部位位的1/21/3（见图4）。说说明对于于类围岩岩中夹岩岩的安全全只比临临界安全全
11、略高，如如果施工工中不注注意对中中夹岩的的保护，不不做好控控制爆破破和光面面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：类围岩岩时隧道道围岩的的安全系系数（黄线处处安全系系数为1.0）（4）对对于普通通类围岩岩段，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，如果果考虑到到施工爆爆破对中中夹岩的的松动影影响可适适当对其其进行加加固。3 结构设设计根据结结构分析析结果可可以得出出下列结结论：（1）由于于小净距距隧道中中夹岩的的厚度远远小于普普通分离离式双洞洞隧道的的中夹岩岩厚度，隧隧道施工工中该处处二次应应力
12、场在在此叠加加，出现现应力集集中，设设计中应应重点对对该处进进行加固固；（2）除中中夹岩处处以外的的围岩同同时由于于左、右右洞二次次应力的的叠加，它它的受力力也比同同样围岩岩条件下下普通分分离式双双洞隧道道更为严严峻一些些，是结结构需要要加固的的次重要要部位。 结结构设计计中对于于、类围岩岩，一般般采用下下列措施施进行加加固：（1）预注注浆，注注浆范围围对于左左洞应从从左拱脚脚到右侧侧墙脚处处，对于于右洞应应从右拱拱脚到左左侧墙脚脚处；（2）中夹夹岩处初初期支护护的喷砼砼、钢支支撑设计计参数略略比普通通双洞隧隧道的参参数略有有加强；（3）中夹夹岩处深深层围岩岩加固主主要采用用贯穿两两洞的水水平
13、预应应力对拉拉锚杆，施施作范围围建议从从左洞右右侧拱腰腰到右侧侧墙脚处处，对应应于右洞洞应从左左侧拱腰腰到左侧侧墙脚处处（见图图2、3 所示）。这这里值得得一提的的是对中中夹岩深深层的加加固不提提倡多于于二种的的加固措措施，例例如有的的对中夹夹岩的深深层加固固设计中中使用小小导管预预注浆、系系统锚杆杆和对拉拉锚杆。在在修改设设计中我我们取消消了系统统锚杆，主主要考虑虑到对围围岩的反反复加固固反而会会削弱围围岩的整整体强度度。（4）对中中夹岩以以外的围围岩加固固同普通通双洞隧隧道的相相同部位位，设计计参数略略有加强强。对于、类围岩岩，结构构分析表表明中夹夹岩处一一般不会会出现塑塑性区，对对中夹岩
14、岩的加固固在类围岩岩条件下下建议将将系统锚锚杆加长长0.51.00m，其它它部位的的初期支支护参数数可参照照同类围围岩条件件下的普普通分离离式双洞洞隧道设设计参数数，或略略有加强强。对于于类围岩岩建议在在中夹岩岩处增设设系统锚锚杆，其其它设计计参数参参照同类类围岩条条件下的的普通分分离式双双洞隧道道设计参参数。 4 施工方方法小净距距隧道从从某种意意义上讲讲更能体体现新奥奥法修筑筑隧道的的特点，通通过对围围岩的保保护和加加固充分分发挥围围岩的自自承能力力，同时时小净距距隧道是是一种施施工性很很强的隧隧道结构构形式。为为了保证证结构和和施工安安全，结结合结构构分析结结果，提提出针对对不同围围岩条
15、件件下的施施工方法法。（1）对于、类围岩岩，根据据小净距距隧道受受力特点点，在正正常情况况下推荐荐采用正正向单侧侧壁导坑坑的开坑坑方法，施施工工序序以左洞洞先开挖挖制定，当当右洞先先行时，则则将左、右右洞施作作顺序对对调即可可，左、右右洞开挖挖工序横横断面布布置见图图5 所示，平平面布置置见图6。这里里值得强强调的是是：a）光面面爆破和和控制爆爆破是、类围岩岩段修筑筑小净距距隧道成成功的关关键因素素之一；b）对拉拉锚杆的的施作一一定强调调及时性性，正常常情况下下当先行行洞开挖挖后应立立即施作作；c）、类围岩岩条件下下杜绝左左、右洞洞在同一一桩号都都是毛洞洞的现象象。图5：单单侧壁导导坑开挖挖工
16、序横横断面布布置图图6：单侧侧壁导坑坑开挖工工序平面面布置示示意图（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7 所示，平平面布置置见图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：超前前导坑开开挖工序序平面布布置示意意图（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
