大斷面單洞四車道龍頭山公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方案探討

為提高我國特大斷面低扁平率公路隧道的修建水平,從以下7方面對目前國內(nèi)建設(shè)規(guī)模最大的廣州龍頭山雙洞8車道公路隧道工程的建設(shè)情況進(jìn)行了較為系統(tǒng)的介紹:(1)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況;(2)隧道出口段的土樣室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果;(3)隧道左右線間距、凈空斷面尺寸和復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(4)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和臺階法隧道施工方案及其所對應(yīng)的主要施工流程;(5)現(xiàn)場發(fā)生的工程事故及其原因探討;(6)在設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域需進(jìn)一步探討的部分課題;(7)流變和滲流效應(yīng)研究創(chuàng)新點(diǎn)。

介紹了大拱斷面連拱隧道的應(yīng)用前景和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,并提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù),通過結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)構(gòu)的安全性和優(yōu)化襯砌支護(hù)參數(shù),并提出多種施工方案,從而為大拱斷面連拱隧道設(shè)計(jì)施工提供一定的科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

目前四車道公路隧道在國內(nèi)建設(shè)較少,可供參考的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)匱乏。結(jié)合龍頭山隧道雙向分離式八車道高速公路隧道工程,深入分析該隧道淺埋段的特點(diǎn)及施工難點(diǎn),詳細(xì)介紹了在隧道淺埋段發(fā)生的幾次坍塌的原因,針對坍塌原因采取了針對性處理措施,并在施工過程中針對隧道斷面大、極扁平,穩(wěn)定性差、注漿效果差及廣東持續(xù)多雨氣候等特點(diǎn),結(jié)合實(shí)際情況對施工方案等進(jìn)行優(yōu)化,最后總結(jié)了超大斷面隧道淺埋段設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)。

介紹了黃土公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工中的若干問題。

針對黃土公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的理論研究滯后于工程實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)情況,結(jié)合白虎山隧道、新莊嶺隧道、土家灣隧道三座黃土公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)性狀研究成果,提出了以黃土公路隧道拱頂中心線側(cè)壓力系數(shù)為判據(jù)的深、淺埋界定的新方法,指出應(yīng)結(jié)合黃土特性及埋置深度進(jìn)行隧道襯砌設(shè)計(jì),不宜按計(jì)算摩擦角或圍巖類別確定隧道的圍巖壓力;設(shè)計(jì)時(shí)除進(jìn)行荷載計(jì)算外,還應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,經(jīng)工程類比及綜合研究后確定襯砌結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件確定設(shè)計(jì)原則和施工方法,例如,地質(zhì)條件較差地段應(yīng)采用微臺階或分區(qū)微臺階法施工,而不采用側(cè)壁導(dǎo)洞法或雙側(cè)壁導(dǎo)洞法;在取得同等支護(hù)效果的條件下應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù);在濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)特別注意水的處理。

以按歐洲標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的阿爾及利亞東西高速公路為例,從隧道內(nèi)輪廓斷面、進(jìn)洞方案、支護(hù)方案、二次襯砌結(jié)構(gòu)等四方面,分別按照中國規(guī)范和歐洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)方案比選,分析兩種規(guī)范體系的隧道設(shè)計(jì)理念的差異,總結(jié)軟質(zhì)巖地段的隧道設(shè)計(jì)方法,對于國內(nèi)隧道的設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。

我國是一個(gè)多山地的國家,山地的面積約占國土面積的三分之一.這些山地地形嚴(yán)重影響了我國交通事業(yè)的發(fā)展,增加了公路建設(shè)工程的施工難度.單洞四車道特大斷面公路隧道的斷面面積較大,施工難度大.基于此,對工程的地質(zhì)影響因素進(jìn)行分析,包括巖性的影響;巖體結(jié)構(gòu)和斷裂分布;地應(yīng)力影響;地下水的影響等,最后對主要的研究成果做出介紹,包括圍巖壓力研究;斷面形式和支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化研究;施工控制技術(shù)等內(nèi)容.

為探討廣州龍頭山雙洞八車道特大斷面公路隧道地下水滲流問題,在室內(nèi)土樣滲透和顆粒分析試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對洞口段隧道橫斷面、縱斷面的地下水滲流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工過程隧道上方水位下降規(guī)律。并通過等效滲流簡化模型模擬隧道"堵水限排"條件下的滲流場,獲得了雙洞八車道、雙洞六車道隧道排水量與二襯外水壓力的關(guān)系,為龍頭山公路隧道地下水處理提供了依據(jù)。

針對單洞四車道公路隧道斷面面積大、跨度大以及扁平率低等特點(diǎn),依托廣州東二環(huán)高速公路龍頭山隧道工程,利用數(shù)值仿真手段對單洞四車道特大斷面公路隧道的斷面形式、支護(hù)參數(shù)和施工方法等關(guān)鍵因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究、分析,并對有代表性的斷面進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測。通過監(jiān)控量測與反饋分析,評估大斷面公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性態(tài),完善和優(yōu)化設(shè)計(jì),合理控制工程造價(jià),解決了特大隧道斷面形狀的選擇、不同圍巖類別條件下合理隧道支護(hù)形式及支護(hù)參數(shù)的確定等關(guān)鍵問題,保證了龍頭山隧道的施工安全、運(yùn)營安全,還可為今后類似的大跨度隧道及其他地下工程的設(shè)計(jì)、施工和造價(jià)控制提供定量依據(jù)。

結(jié)合連拱隧道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)施效果,對連拱隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工工藝進(jìn)行探討,分析不同結(jié)構(gòu)形式連拱隧道的優(yōu)缺點(diǎn)。對無導(dǎo)洞連拱隧道大跨度設(shè)計(jì)模型和施工工藝進(jìn)行分析,運(yùn)用有限元軟件對無導(dǎo)洞施工方案進(jìn)行了計(jì)算分析,為連拱隧道設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

以黃延高速公路羊泉溝連拱隧道為依托,提出在iv級圍巖中采用無導(dǎo)洞施工方法,采用工程類比對該隧道結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了多方案比選,介紹了該隧道的工程地質(zhì)水文地質(zhì)概況、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工序安排與要點(diǎn)?；谟邢拊椒▽ζ涫┕と^程進(jìn)行了三維數(shù)值分析,獲得了隧道結(jié)構(gòu)體系力學(xué)性狀隨施工過程的變化規(guī)律,為設(shè)計(jì)與施工方案提供了理論依據(jù)。

橋隧混合異型隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——由於現(xiàn)場地形地質(zhì)條件變化，拍盤隧道進(jìn)口端採取“橋入隧道”方案，將原連拱結(jié)構(gòu)變更為“上下雙層橋隧混合異形隧道結(jié)構(gòu)”：即上層為雙洞單跨隧道+下層為箱梁和上層為雙洞連拱隧道+下層為橋臺的兩種異形結(jié)構(gòu)。該型結(jié)構(gòu)最大開挖跨徑達(dá)...

盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明1

對龍頭山特大斷面公路隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié),主要介紹該隧道的開挖、超長管棚支護(hù)、超前小導(dǎo)管注漿、防排水施工、二次襯砌等施工工藝。

隨著鐵路和公路運(yùn)輸能力的大幅度增加，我國正大力興建鐵路、公路、城市地鐵等隧道工程，隧道建設(shè)迅速跨入“大斷面化”的時(shí)代。龍頭山隧道是目前國內(nèi)最長的分離式雙向八車道公路隧道，但我國特大斷面公路隧道的工程實(shí)踐并不多，可參考類似施工經(jīng)驗(yàn)較少，也無規(guī)范可參照，如何選擇合理的施工方法，優(yōu)化施工組織，快速安全施工，成為整個(gè)隧道施工的關(guān)鍵，本文主要介紹了龍頭山雙洞八車道高速公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)問題，通過施工中對方案的優(yōu)化和應(yīng)把握的關(guān)鍵問題的闡述，為以后大斷面公路隧道及類似工程施工提供參考。

隨著鐵路和公路運(yùn)輸能力的大幅度增加,我國正大力興建鐵路、公路、城市地鐵等隧道工程,隧道建設(shè)迅速跨入"大斷面化"的時(shí)代。龍頭山隧道是目前國內(nèi)最長的分離式雙向八車道公路隧道,但我國特大斷面公路隧道的工程實(shí)踐并不多,可參考類似施工經(jīng)驗(yàn)較少,也無規(guī)范可參照,如何選擇合理的施工方法,優(yōu)化施工組織,快速安全施工,成為整個(gè)隧道施工的關(guān)鍵,本文主要介紹了龍頭山雙洞八車道高速公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)問題,通過施工中對方案的優(yōu)化和應(yīng)把握的關(guān)鍵問題的闡述,為以后大斷面公路隧道及類似工程施工提供參考。

探討在侵蝕性地下水環(huán)境下公路隧道混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理,并從公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)、防水系統(tǒng)特點(diǎn)著手,研究了如何通過設(shè)計(jì)適當(dāng)選材,保證施工質(zhì)量,防止或減輕侵蝕性地下水對隧道工程結(jié)構(gòu)的影響。

隨著城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市快速路大量建設(shè),其中雙洞八車道城市快速道路隧道的建設(shè)也越來越多,其與山嶺隧道的設(shè)計(jì)施工方法有一定差異。中山市東部快線工程焦樹山隧道是雙洞八車道小凈距隧道,以其勘察設(shè)計(jì)為例,詳細(xì)介紹焦樹山隧道工程地質(zhì)條件、斷面形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)。

穿越水庫底部的全封閉隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——由于建設(shè)條件的限制，同江至三亞國道主干線福鼎至寧德高速公路上洋坪隧道與赤嶺隧道均從水庫下部穿越。通過精心勘察、設(shè)計(jì)與施工，已順利地完成了工程的建設(shè)任務(wù)。本文在簡要介紹高水位作用下的全封閉隧道襯砌的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的...

大斷面公路隧道的設(shè)計(jì)與施工:東名線改建三車道隧道采用中壁施工法

以連霍高速公路張茅隧道為例,針對單洞單向交通四車道大斷面公路隧道提出科學(xué)的火災(zāi)預(yù)防原則及系統(tǒng)的火災(zāi)預(yù)防策略。提出\"滅火器+泡沫消火栓系統(tǒng)+簡易滅火設(shè)施+自備消防車\"的山區(qū)長大公路隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,對公路隧道工程建設(shè)及安全管理具有一定的參考價(jià)值。

雙向8車道超大斷面小凈距公路隧道變形機(jī)理、初期支護(hù)體系、開挖工法等方面與常規(guī)隧道有所不同,且國內(nèi)外相關(guān)研究相對較少,設(shè)計(jì)上無相關(guān)規(guī)范可依,可參考借鑒實(shí)體工程也較為缺乏。為更好地指導(dǎo)同類工程設(shè)計(jì),以京滬高速濟(jì)南連接線工程為例,介紹了國內(nèi)乃至世界上最大規(guī)模雙向8車道公路隧道群的工程概況及設(shè)計(jì)要點(diǎn),對小凈距隧道合理凈距、支護(hù)方案和開挖工法等進(jìn)行了研究,確定其分離雙洞間合理凈距為10m~15m,建議襯砌支護(hù)采用二次支護(hù)方案并給出了具體參數(shù),規(guī)定了隧道開挖工法、前后洞掌子面距離和施工步距離要求。該工程現(xiàn)已按時(shí)完工通車,實(shí)踐表明實(shí)施效果良好,成果對類似工程的實(shí)施具有一定的參考和借鑒意義,可為后續(xù)規(guī)范的修編提供基礎(chǔ)資料。