大跨度浅埋暗挖隧道下穿既有高速公路设计方案研究

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下穿既有道路浅埋暗挖隧道施工技术研究苏杰

下穿既有道路浅埋暗挖隧道施工技术研究苏杰

下穿既有道路浅埋暗挖隧道施工技术研究苏杰发布时间:2021-05-14T09:39:38.883Z 来源:《基层建设》2020年第30期作者:苏杰[导读] 摘要:新建铁路穿越既有公路线路和铁路线路是隧道施工的技术难点之一。

中铁六局集团有限公司长沙路桥分公司摘要:新建铁路穿越既有公路线路和铁路线路是隧道施工的技术难点之一。

施工不当造成的路面变形甚至坍塌会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

以某隧道为背景,结合隧道工程特点,利用有限元软件对该段开挖进行数值模拟,分析研究隧道开挖穿越既有道路的相互影响。

提出了三种施工方案。

建立了三维数值模型,并对施工方案进行了详细的比较和优化。

通过对比分析现场监测数据和数值计算的沉降值,可以看出路面沉降值基本符合沉降规律,数值计算和现场监测的沉降值略有不同,但基本一致。

进一步验证了数值计算的可靠性和推荐方案的合理性。

关键词:隧道施工;下穿公路;数值分析;监控量测1工程概况1.1现有道路施工方案下隧道段DK188+485-DK188+525通过某道路下,隧道拱顶最小覆土为7.71m,由于隧道开挖跨度大,穿越段围岩较差,道路交通量大,交通量大,如果直接通过,施工过程中地表沉降和路基沉降难以控制,施工风险高。

因此,综合考虑后,制定以下三个方案进行深入研究。

1.2有限元模型根据上一节的描述,隧道穿越这条道路所选择的三种方案各有优点,但也有一些缺点。

通过三维有限元模拟,分析不同施工方案下隧道开挖与道路的相互影响,通过综合分析比较确定施工方案。

(1)模型介绍隧道开挖最大跨度为15m,埋深约7.7m,隧道与路面呈斜角。

根据1:1全尺寸考虑建立数值模拟模型。

考虑数值计算的边界效应,模型总体尺寸为X方向156米,Y方向140米,60米。

在Z方向。

为了保证计算精度,在人脸中心进行网格细化加密。

隧道支护形式:采用板单元模拟一次支护和二次衬砌,根据等抗弯刚度(EI)原则将钢拱架强度转换为一次支护。

浅埋暗挖隧道下穿既有铁路和涵洞施工技术方案研究

浅埋暗挖隧道下穿既有铁路和涵洞施工技术方案研究

拆 迁 工程 量大 、 工期 长 、 价相 对 较 高 , 不 影 响 既有 造 为 沈大 铁路 的正 常运 营 , 更 设 计 方 案 为 暗挖 穿 越 。 暗 变
收 稿 日期 :0 2 0 -2; 回 日期 :0 2 0 .5 2 1 —2 1 修 2 1 -32
基 金 项 目 : 连 民 族 学 院 自主科 研 基 金 资 助 项 目 ( C 0 4 15 大 D 10 0 1 ) 作 者 简 介 : 新 乐 ( 93 李 17 一 ) 男 , , 河北 蠡县 人 , 教 授 , 学 博 士 。 副 工
图 2 管 棚 支 护 及 C D工 法 施 工 方 案 R
4 8




及 涵洞 沉 降 , 施工 开 挖 采用 C D工法 ( R 中壁 交 叉 法 ) , 施 工 中严格 遵守 “ 超 前 、 注浆 、 支 护 、 管 严 强 勤量 测 、 早 封闭” 的基本 原则 。为减 小 爆 破振 动 对 既有 路 基 和涵 洞 的影 响 , 开挖采 用 短进 尺 ( 环进 尺 控 制 在 0 5 m) 循 . 辅 以无 声爆 破方 式 , 至穿 越路 堤边 线 2 直 0m后拆 除 中 横 支撑 。 4m 0 路 北 堤
在进 入路 堤前 2 开 始 采取 管 棚 预 支 护 。设 计 采用 0m 双层 管棚 对浅 埋地 表 围 岩进 行 预 支 护 , 棚设 计 长度 管 7 1双层管 棚支 护 涵 盖涵 洞 区域 , 右 不对 称 设 计 , 0 1, 1 左 如 图 2所示 。在管棚 施工 过程 中要 尽量 减少 对土 体 的
l 工 程 概 况
二 十里 堡 隧道 为 丹 ( ) 大 ( ) 东 到 连 东便 道 重 点 工 程 , 越青 山 。隧道通 过 中低 山及 剥蚀丘 陵 区 , 貌形 穿 地

大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工技术

大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工技术

随着我国国民经的路 网建 设 规 模 也迅 速扩 大 , 种 公 跨铁 、 跨公 、 穿 铁 或 各 铁 公
D 2 8 9 0两环 8 m 长 管棚 ,施 工 方 向 为 进 口到 出 口方 向 ; K9+6 0
D 2 9 0 0~D 2 8 9 0一 环 8 m 长管 棚 , 向 为 出 口到 进 口 , k9 + 3 k9 + 5 0 方 管
大跨度浅埋黄土隧道 下穿高速公路 的施工技术
郭慧珍 陈建平 ( 四 大 锦 学 ; 中 八 团 筑 程 公司 1 川 学 城 院 2 铁 局集 建 工 有限 ) . .
摘要 : 本文以郑西客运专线阌 乡隧道 为例 , 介绍了大跨度浅埋黄 土隧道 时 ,掌 子 面 拱 部 边 缘 加 设 由5 0超 前 小 导 管 加 固土 体 。 小 导 管 长 下穿正在 运营的高速公路时所采取的超前支护、 掌子面预加 固、 初期 支护 、 临 35 , 25 施作 一环 , 向 间距 为 04 , 环 4 .m 每 .m 环 .m 每 6根 。 由于 本 隧道 时支护等关键施工技术 , 并对双侧壁导坑开挖 过程 中的拱顶沉降 、 内收敛 地 质 为 新黄 土 , 规 的湿 式 钻 进 方 法会 使 黄 土 变 得 松 软 、 陷 , 此 洞 常 塌 因 和地表沉降等变形规律进行 了归纳总结, 为类似工程的设计和施工提供了可 采 用 “ 向跟 管 钻 进 ” 施 工 。 导 法 管棚 采用 首尔 跟 管钻 机施 工 , 作 三 环 施 靠 的 实 践 经验 。 大 管 棚 , 分 别 为 DK 9 + 1 一DK 9 + 9 、 2 8 8 0 一 2 8 8 0 2 8 8 0 Dk 9 + 8 关 键 词 : 跨 浅埋 黄 土 隧 道 下 穿 公路 施 工 技 术 大

下穿既有线浅埋暗挖双联拱大跨隧道施工技术

下穿既有线浅埋暗挖双联拱大跨隧道施工技术

护 、 轨加 固等 辅 助措 施 , 合 中洞 法 + R 扣 结 C D法 将 暗挖 大 跨 隧道 分 部 开挖 、 次 衬 砌 完成 。该施 工方 法 使 工程 在 地 下 进行 . 依 对 穿 越 的既 有 构 筑 物 影 响 小 , 时对 周 围环 境 影 响 小 , 且 施 工 作业 简 便 , 需 要 特 殊 的 施 工 机 械 和 设 备 , 易 推 广使 同 并 不 容 用 , 应 用 量 测 监控 等 信 息 化 管 理方 法 指 导 施 工 , 整 个施 工过 程 均 处 于 受控 状 态 。 能 使
隧 道拱 顶 环 向间距 3 0mm 布置 大 管 棚 超前 支 护 . 0 管 棚为 0 5 x m热轧 无缝钢管 , 1 9 8n i 并布设 梅花形注浆孑 , L
有 限扩充 注浆 。 2 施 工措施 ) 管棚 采用 “ 3 D 3型水 平 导 向钻 机钻 01omm 的导 8 向孑 。 L 然后 用 T ' 5型夯 管 锤夯 进 019m 钢 管 ” I4 1 5 m 的
施工 准备 轨道及 路基 加 固一 超前 支 护一 洞 门施 换轨 枕和 整修线 路 。
工一 中导 坑 开挖 支 护 中洞 衬 砌一 两侧 导坑 对 称 开 3 2 2 路 基加 固 ..
பைடு நூலகம்
挖 支护一 两侧 洞衬砌 。
3 2 操 作要 点 . 3 2 1 轨道加 固 ..
路 基注 浆加 固范 围为 隧道 以上 5 打设 1 l m。 mx m
深 4  ̄5 I均位 于结构底 板 以下 , 5 01, T 不需 降水 。
3 施工 工艺流 程及 操作 要点
3 1 施 工 工 艺 流 程 .
6 拆 除加 固设 备 ) 隧道 施 工完 成后 , 固地段 及 时拆 除 设 备并 均 散 加 道碴 , 加 固施 工 顺 序 反 项拆 除纵 梁 、 梁 、 轨 、 按 横 扣 更

浅埋大跨隧道下穿既有公路施工技术

浅埋大跨隧道下穿既有公路施工技术

浅埋大跨隧道下穿既有公路施工技术[摘要]随着我国社会主义市场经济的进步和发展,道路建设工程在我国社会发展中发挥着越来越重要的作用。

道路工程是联通我国国内各区域经济的命脉,对于我国各地区经济的交互发展有着不可替代的作用,尤其是公路建设工程。

我国幅员辽阔,大部分地区的交通形式都是以公路为主,因为公路的建设比较灵活,受地形的限制相对较小。

隧道是公路建设中常用到的一种形式,对于减少工程量,缩短公路的车程有着重要的作用。

[关键词]浅埋大跨隧道既有公路施工技术在既有的建筑物及地质条件限制下,在地下空间开发的要求下,新建隧道近距离的穿越既有的建筑物或隧道现象频繁出现。

基于环境及边坡保护要求,隧道选址遵循可持续发展原则的大前提下,尽量遵循“早进洞,晚出洞”原则,“零”开挖也在部分隧道得到实现。

大跨度浅埋的形式下穿既有公路成为大势所趋,在施工过程中,隧道的结构、周围岩壁的稳定性、既有道路通畅程度、地表下沉程度及交通流动荷载对围岩的稳定性影响等都影响到开挖方法、支护措施的选择和实施。

关于大跨度的隧道,在具体的实施中证明,施工的稳定性以及地表沉降的控制是难度较大的施工部分。

1工程简述1.1地质条件某隧道在改DK186+295~隧道出口为5‰的上坡,在改DK186+385191下穿施工中的高速公路(公路里程K2+273106),该高速公路与铁路隧道的平面夹角为146°56′30″,下穿处高速公路路面设计高程914.80,铁路路肩设计高程900.54,高差14.26m,运营时隧道净埋深4.73m,目前隧道实际开挖埋深仅为1.79m。

因该段高速公路为半填半挖路基,隧道与之小角度相交,分别在填方和挖方边坡出现了明显的偏压现象,也加长了下穿段长度,经准确测量下穿段里程为DK186+315~DK186+440。

1.2施工存在的风险隧道下穿施工中的高速公路线段地质条件较差,均为V级加强围岩,围岩为新黄土,软弱浅埋,自承能力极差,隧道部分段落要从施工中的高速公路路基填方中穿过,同时受在高速公路上施工机械、通行车辆的影响,洞身开挖后围岩的稳定性更差,且高速公路运营后,多为载重煤炭运输车辆,为此施工中必须严格控制地表沉降,必须采取较为稳妥的施工方法,确保隧道的施工安全、高速公路正常施工及行车安全。

大跨度公路隧道浅埋段设计施工方案研究

大跨度公路隧道浅埋段设计施工方案研究

1 工程概 况
长山隧道位于花 山大道 Ⅳ标 段 , 从南 向北穿越石 门峰 , 为双 向 六车道分离式小净距隧道, 结构设计断面最大跨度为 1.4 最 5 79m, 大高度 为 1 .5 1 57 m。隧 道右 线进 口段 位 于石 门峰 南侧 , 形 较 地
曰填 土石
缓, 地面坡度约 l 。进 口段约 10多 米范 围内覆 土较浅 ( 土厚 0, 0 覆
收稿 日期 :0 10 —6 2 1 —3 0
作者简 介: 王 志( 9 3 , 硕士 , 理 工程 师 , 海市政 工程设 计研 究 总院( 团) 18 一) 男, 助 上 集 有限公 司 , 上海
209 002
第3 7卷 第 1 8期

12 . 6
2 0 1 1年 6 月

关键词 : 浅埋 段 , 挖 法 , 挖 法 , 挖 法 , 锚 支护 明 盖 暗 喷 中图 分 类 号 : 45 4 U 5 . 文献标识码 : A
0 引 言
随 着 我 国公 路 交 通 事 业 的 蓬 勃 发 展 , 向六 车 道 公 路 已 逐 渐 双
挖施工 , 面采用喷锚支 护。其 中碎 石土和红 粘土层 采用 10 5 坡 : .
付 晓 鹏 张 杏 萍

吴 虹 瑾
要 : 绍了某复式钢 箱提篮拱桥 的基本 结构概况 , 介 并指 出了桥 梁养护维修 的必要 性, 细归纳 了桥 面系和上 部结构 详
的养护维修 细则, 为该类桥 梁“ 养护手册” 的编写奠定 了基础。 关键词 : 复式钢箱提 篮拱 , 查 , 检 养护 , 养护手册
至 坑 底 后 及 时 铺 设 垫 层 以 封 闭基 坑 , 时 开 始 施 作 明 洞 结 构 , 同 明

浅埋暗挖双联拱大跨隧道下穿既有线综合施工技术

浅埋暗挖双联拱大跨隧道下穿既有线综合施工技术

Value Engineering 0引言随着我国铁路基础建设的发展和确保线路高效运营,新建铁路线与铁路既有线通过桥梁或隧道方式立体交叉穿行的情形越来越多。

做为安全管理重点,传统的施工中多采取对既有线临时封锁措施来保证既有铁路运营安全及自身施工安全,这必然有严重影响既有线客货正常运营、施工受制约干扰过大、列车运营和施工安全隐患过多、安全风险程度高等不利因素。

京石客运专线石家庄六线隧道为国内首例六线(局部七线)并行隧道,对铁路“穿城入地”和提升城市整体形象具有重要意义。

下穿既有石太直通线施工区段的浅埋暗挖双联拱大跨隧道施工技术,很好的解决了大跨隧道的浅埋暗挖、下穿越既有铁路线路、克服不良地质、确保既有线安全等隧道施工难题,取得了良好的经济效益和社会效益,为类似工程提供了施工经验和有益参考。

1工程概况1.1隧道基本情况新建京石客专石家庄六线隧道地处石家庄市中心区,其中DK278+300~+380下穿既有石太直通线区段为双联拱六线并行隧道,隧道顶板覆土深度1.92~9.47m ,结构高度13.28m ,隧道结构断面宽度最小处27.39m ,最宽处28.04m ,详见图1。

新建隧道从石太直通线既有铁路下方暗挖穿过,二者为十字型立体交叉形式。

1.2工程地质和水文状况工程场地范围内系第四系地层,从上至下依次为杂填土、新黄土、粘性土、粉土、砂类土、圆砾土。

隧道上方的地表以上部分为铁路路基填方。

场地范围内地下水主要为第四系孔隙潜水,含水层为砂、卵石层,主要由大气降水补给。

地下水水位埋深45~50m ,均位于结构底板以下,不需降水。

2工程重难点分析2.1隧道围岩稳定性差。

隧道洞身大部分位于砂层中,围岩稳定性极差,在开挖过程中,开挖、支护方法不当极易引起砂层坍塌,危及隧道开挖及既有线运营安全。

2.2隧道进出口部分结构位于填土层。

人工填土层疏密不均,土质成份较复杂,稳定性差。

在隧道暗挖过程中,由于上部人工填土疏密不均,极易造成地表水浸润软化,抗剪强度降低,易引起隧道围岩失稳。

浅谈高速公路浅埋下穿大跨度黄土隧道施工措施

浅谈高速公路浅埋下穿大跨度黄土隧道施工措施
随着城市 的发 展 , 城市间 的经济 文化等交 流 的频 繁 , 越来也 多 双层大 管棚 , 并且先进 行超前加护 。接着在管棚 内采取 双侧 壁导坑 的城市加 大了对交 通设施 的建设 , 比如 高速 公路 , 铁路 , 高架桥 等设 法 , 对掌子面则是采用纤维瞄杆 。施工 的过程 中要使用勘测 和检测 施, 同时 , 由于今年来 国家对 西部地区开发的越发重视 , 因此在偏远 系统 , 保证对施工进度 和情况有 清楚 的把握 。 的西部地 区也 开始加 大对城 市间交通的建设 , 城 市间 的道路交通得 3 . 1 超 前 支 护 问 题 以快 速发展 , 立交桥 、 高速 公路 、 铁路 、 包括隧道 等土木建设 在许 多 选择 1 5 9大管棚 进行双层 的支护 , 同时 , 为 了保 障大管 棚 的宽 城市都得 以应用 。而为了加 大对 土地的利用率 , 保证土地资源 的不 度合适 , 因此在选用大 管棚 时 , 要保证大管棚 可以穿 出设 计 的开 挖 浪费, 许 多道路建设 都 已经采用 了立 体交叉 的形式 , 这种 方式虽然 线 0 . 3米 以上 。如果 土质 是属于新黄土 的话 , 那么一般 的湿式钻 进 加大 了对土地 的利用率 , 但 同时也带 来的施工 上的 困难 , 尤 其是对 方法容易导致土地塌陷 , 这样 就不利于施工 。可 以考虑采用导 向跟 黄土 地质的地 区来 说 , 本身 的地质情 况加上施 工的难度 , 带来 的考 管钻进法 , 这样就能避免土地松软导致 的塌陷 。 验将会是更加严 峻。 3 . 2掌子面预加 固问题 1 黄 土土质带来 的问题 掌子面我们科选 择 2 5纤维锚杆从 而进行巩 固预防 ,锚杆长度 黄土一般存 在于干旱半干旱地 区, 黄土层 自上 而下分别是 Q 4 、 分为十二米 、 八米 和四米三种 。 第一环 的时候 , 三种 长度锚杆都要选 Q 3 、 Q 2 、 Q1 四种不 同属性 的黄土 , 黄土 隧道一般是定位在 Q 2土层 , 用, 将它们平均打设 , 各 占总数 的三分之一 , 之后每开挖 四米就要 打 Q 2的土质 比较密集 , Q 4的体质最为松软 。而一 般隧道 的进 出 1 : 5 则 设约三分之一长度的十二米长的锚 杆。 纤 维锚 杆要使用等边三角形 。 多常见分布于 Q 3土层 , Q 3土层却 因为高压缩性 和水 敏性 ,因而很 来 进 行 布 置 容易受 到降雨和湿度 的影响而 发生塌方 。黄 土一般是 呈粉粒 颗粒 3 . 3 初期支护 问题 状, 土质 中含有 大量 的碳 酸钙 , 疏松多孔 , 土体 间粘 结力极 差 , 谁水 第一层的拱墙由八 块钢筋网构成 , 网格之 间的距 离设 定为 2 0× 敏性强 , 很容 易被水流侵蚀 , 这 一种土质地 区在施工 时经常会 遇到 2 0 e m,用全环 的 1 2 5 A型钢架进行加护 ,钢架间的距离设为 0 . 5厘 湿陷性黄土 、 松软黄 土 、 砂质黄土等地质 问题 [ 1 ] 。而这些 问题给隧道 米 。第二层 拱墙 同样 是八块钢筋 网 , 网格间距同第一层一样 。 的施 工带来问题和 困难 , 所 以对 于黄土地区 的施工我们做好 事先考 3 . 4临时支护 问题 察和做好 工程设计 , 在有把 握的情况下进行 施工 , 保证 工程 的正常 同初期支护一样 , 采用 1 2 5 A型的钢架 , 钢架 间距 离设为 0 . 5厘 同时也要加上连接筋进行加强巩固。 进行 , 保证施工人员 的生命安全 , 也保 证了以后 隧道 的通 行安 全。 米,
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图 1 项目位置示意 收稿日期 : 1 4-0 6-1 1 2 0
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 , d e s c r i t i o n o f t h e r o e c t c o n s t r u c t i o n i s r e s e n t e d . I n t h e e n d t h e n u m e r a l s i m u l a t i o n o f t h e w h o l e c o n s t r u c t i o n p p j p r o c e s s o f o b l i u e c r o s s i n t h r o u h h o l e s i s i v e n .R e s e a r c h s h o w s t h a t o b l i u e c r o s s i n m e t h o d c a n n o t o n l p q g g g q g y , m a i n t a i n t h e s t a b i l i t o f t h e e n t r a n c e s u r r o u n d i n r o c k o f t h e t u n n e lb u t a l s o r e d u c e t h e c o s t a n d c o n s t r u c t i o n y g , d u r a t i o n . A t r e s e n t t h e r e l e v a n t d e s i n s c h e m e h a s b e e n w o r k e d o u t a n d a l i e d . p g p p :u ;o ;n K e w o r d s n s mm e t r i c a l l l o a d e d t u n n e l b l i u e c r o s s i n m e t h o d u m e r a l s i m u l a t i o n y y q g y
6 0 3青 岛 前 湾 港 3 号 疏 港 高 速 段, 7 隧道下穿 S 贯彻 “ 彻浅埋暗挖法 ” 理 念, 即用初期支护承担全部 , 基本荷载 ( 施工期 间 的 静 载 及 车 辆 动 载 ) 二次模筑 衬砌作为安全储备 , 初期支护和二次衬砌共同承担 隧道运营期的特殊荷载 。 2 主要设计参数 2 . 隧道采用复合式衬砌 , 即由钢拱架 、 钢筋网和喷 射混凝土组成的初期支护和由模筑钢筋混凝土组成 的二次衬砌 , 具体支护参数见表 1。
— 2 0 1 5年 第2根据 地 表 调 查 和 钻 探 揭 露 , 下穿既有路段落地 层自上往下主要有 路 面 结 构 层 、 第四系全新统填土 层及燕山晚期侵入岩层 。 其中 , 岩土特征自上而下分述如下 。 ) 。 黄褐色 , ( ) 松散 ~ 稍密 , 稍湿 , 素填土( m l 1 Q 4 主要由黏性 土 、 风 化 砂、 组 成。 层 厚 0 5 0~2 . 2 0m, . 层底埋深 0 层底标高 8 . 4 8 9 2 . 3 2m, 5 0 2 . 2 0m。 9 . ~ ~ ( ) 。 黄 褐 色, 全风化花岗 闪 长 岩 ( 湿~饱 2 5 3) γ 和, 密实 , 原岩结构基本破坏 , 岩芯呈砂土状 , 干钻可 钻进 , 层厚 1 1 0m。 . ( ) ) 。 灰绿色 , 强风化花岗闪长岩 ( 饱和 , 密 3 5 3 γ 实, 岩芯呈砂土状 、 块状 , 手捻易碎 。 干钻不易钻进 , 中细粒结构 、 块状构造 , 原岩结构大部分已破坏 , 矿物 成分显著变化 , 风化裂隙发育 , 矿物成分主要为长石 、 石英 、 云母 、 角闪石 。 岩体完整程度为破碎 , 岩石坚硬 程度为软岩 , 隧道基本围岩级别为Ⅴ级 。 3 青岛前湾港 3 号疏港高速现状 1 . / 青岛前湾港 3 号疏港高速设计速度 1 0k m h, 0 路基宽度 2 断 面 布 置 为 双 向 四 车 道, 中间设 . 0m, 6 0m 宽 隔 离 带 。 高 速 路 与 隧 道 交 叉 段 为 挖 方 路 2 . 堑, 道路基础大部 为 原 装 风 化 基 岩 , 稳 定 性 好, 利于 隧道的暗挖穿越 。 该段高速路建成通车后 , 车流量相对较小 , 车型 相对简单 , 影响隧道 结 构 安 全 的 大 型 车 主 要 为 进 出 港口的集装箱运输车 。 2 穿路段设计方案的拟定 1 穿路方案的设计原则 2 .
1 3 . 模型的建立 ( ) 计算模型及参数。 1 位 移 分 析 采 用 AN 模型下部围 S Y S建 模 计 算 , 隧道埋深取为 岩尺寸为9 0 m×2 6 m, 6 m×4 开挖轮 廓 采 用 与 实 体 模 型 相 同 的 三 心 圆, 6 m, 9 . 围岩采用实体单元模拟, 支护采用壳单元 模 拟, 具 计算模型如图3所示。 体 材 料 及 几 何 参 数 见 表 2,
7 5 0 7
4 0 2×1 6 0 2×1
对于 设 计 等 级 为 一 级 的 公 路 隧 道, 取安全系数 , ( 根据《 公路工程技术标准》 1, G B 0 1-2 0 0 3) J T 1 . 对 公 路 —Ⅰ 级 车 道 荷 载 的 均 布 荷 载 标 准 值 取 为 / 集中荷载标准值为2 0 . 5k N m, 5 . 6k N。 2 q k =1 取活载组合系数1 则作用在模型上的汽车分布 4, . 荷载为:
表 1 隧道复合式衬砌支护参数
支护型式 超前支护 支护参数 4 1 3 3mm×5mm 超前大管棚 , 0m 的 4 2mm×4mm 超前小导管 , 环向布置间距 4 0c m 纵向 0 喷射混凝土 4 m; 2 5c m×2 5c m 格栅拱架, C 3 0c 间距 5 m 0c
初期支护
析成果 , 为相同地质条件下类似工程提供参考 。 1 项目工程概况 1 项目概况 1 . 拟建珠宋路抓马山隧道位于青岛市黄岛区西郭 其左线起讫里程 村 — 宋家 茔 村 以 东 约 1 0 m 处, 5 长1 右线起讫里程 5+0 7 5~Z K 6+2 2 0, 1 4 5 m, Z K , 为分离 式 5+0 7 5~YK 6+2 1 8 . 5 长1 1 4 3 . 5 m, YK 长隧 道 。 隧 道 大 致 走 向 为 南 北 向 , 于K 8 0~ 6+0 K 6+0 0 7下穿既有 S 6 0 3 青岛前湾港 3 号 疏 港 高 速 7 ( , 青兰高速连接线 ) 如图 1 所示 。
表 2 材料参数度
围岩 微风化花岗岩 中风化花岗岩 强风化花岗岩 素填土 喷射混凝土 格栅钢架 类型 D-P D-P D-P D-P 弹性 弹性 弹性模量/MP a
3 6×1 0 3 6×1 0
泊松比ν 2 0 0 . 0 . 2 2 0 . 2 5 0 . 3 0 3 0 0 . 0 . 3 0
3) 黏聚力 / / ( ) 厚度/ / ( / 重度 γ m a 内摩擦角 φ ck P ° k N m
2 6 2 2 2 2 2 0 2 2 —
8 0 0 0 3 5 0 3 4 0 3 2 — —
5 0 5 0 3 0 1 1 — —
3 5 9 . 5 1 4 . 2 3 — —
γ 1 0 . 5 q k k 2 / . 1×1 . 4× . 3 4 8k N m =1 =1 q =γ l 1 2 γ 2 2 5 . 6 p k k / . 1×1 . 4× 8 . 9 5k N m =2 =1 p =γ l 1 2
图 3 计算模型
3 . 3 施工过程模拟 施工过程模拟如下 。 ( ) 进行隧道开挖前土体的地应力平衡 , 形成开 1 挖前土体在重力作用下的位移场和应力场 ; ( ) 按 C 每一步进尺 D 法 逐 步 开 挖 隧 道, 2 R 每一个断面分 9 步 完 成 , 并在每一步开挖完 5m, 0 . 成后逐步施加初期 支 护 和 临 时 支 撑 , 得到开挖后的 位移场和应力场 。 4 计算结果分析 3 . ( ) 下穿段半幅路基位移分析 。 1 由图 4 和 图 5 对 比 可 知 , 当隧道开挖到中央隔 离带且未施作支护时 , 地层应力得到释放 , 此时地表 沉降达到最大 , 地表 沉 降 最 大 值 出 现 在 隧 道 全 断 面 施作 开挖完成后拱顶 上 方 地 面 , 约为2 0 mm 左 右 , 初期支护后 , 地表沉降趋于稳定 , 整个影响区域约为
随着我 国 城 市 化 进 程 的 加 快 和 国 家 路 近年来 , 网的逐步完善 , 城市 道 路 与 高 速 公 路 不 可 避 免 地 出 现了交叉现象 。 为 避 免 相 互 影 响 , 设计过程中一般 采用桥梁上跨或隧 道 下 穿 的 立 交 形 式 , 而为了保证 施工安全 , 以隧道形式下穿既有路时 ( 特别是双向六 , 车道以上 的 超 大 断 面 隧 道 ) 多 采 用 明 挖 方 案。 然 而, 对于一些交通 要 道 , 往 往 无 法 中 断 交 通, 必须在 保证既有道路通行的情况下进行暗挖穿越 。 本文以 青岛经济开发区抓 马 山 隧 道 为 依 托 , 利用数值模拟 手段对大跨度浅埋暗挖隧道下穿既有青兰高速的影 响进行了分析研究 , 以建立起具有指导性意义的分
大跨度浅埋暗挖隧道 下穿既有高速公路设计方案研究
万 利 , 李振江 , 吴 涛
( ) 山东省交通规划设计院 济南市 2 0 0 3 1 5
计 算 结 果 表 明, 设计过程中 摘 要 : 采用数值模拟手段对新建隧道下 穿 既 有 青 兰 高 速 的 影 响 进 行 了 分 析 研 究 , 采用的 “ 浅埋暗挖法 ” 的理念及相应的支护参数 、 施工方法可以有效地控 制 开 挖 过 程 中 既 有 公 路 路 面 及 新 建 隧 道 围 岩 的位移量 。 关键词 : 浅埋暗挖法 ; 数值模拟 ; 下穿 ; 位移量
图 2 隧道施工方案设计
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