连拱隧道的中隔墙受力分析

合集下载

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

[ 摘
要] 针 对双连 拱 隧道在 施 工过程 中的 中隔墙 受力 、 变形 问题 , 运用 M I D A S G T S 2 . 6大
型有 限元 程序 建 立 了重 庆 市高新 区森谷 路 双连拱 隧道 地层 结构 法数 值模 拟计 算模 型 。对双 连
拱 隧道 三导洞 台阶法开挖 具体 施 工阶段 进行 数值 模 拟 , 同时 双连 拱 隧道 中隔墙 进行 受 力 变形
洞对侧设置横撑等措施减弱中隔墙偏压状态。 ( 3 )施 工过 程 中中隔 墙一 直处 于整体 沉 降状态 , 为阻止 中隔墙 下沉 , 在设 计 中可考 虑 加 固地基 等措
施提 高地 基 承载力 , 阻止 中隔墙 下沉 。
【 参



Байду номын сангаас

[ 1 ] J T G D 7 0 — 2 0 0 4, 公路隧道设计规范 [ S ]. 北京 : 人 民交通 出版社 , 2 0 0 4 . [ 2 ] 夏永旭 , 鲁斌. 双连拱 隧道 中隔墙结构 优化研究 [ J ] . 公路 , 2 0 0 5 ( 8 ) : 1 6 7 — 1 6 9 . [ 3 ] 关宝树 . 隧道工程设计要点集 [ M] . 北京 : 人 民交通 出版社 , 2 0 0 3 . [ 4 ] 朱正 国 , 付迎春 , 陈明长 . 富溪连拱隧道两种施工方案 的力学分析 [ J ] . 路基工程 , 2 0 0 9 ( 2 ) : 4 0 41 . [ 5 ] 陈秋南 , 赵明华 , 张永兴 , 等. 偏压 双连拱 隧道信 息化施 工与仿真分析[ J ] . 岩石力学与工程学报 , 2 0 0 6 , 2 5 ( 8 ) : 1 7 2 3 —
1 工 程概 况

关于连拱隧道中隔墙优化设计施工的探讨

关于连拱隧道中隔墙优化设计施工的探讨
响。
20 06
表 1 a组方案中隔墙顶部 、 底部 曲率表 ( 单位 : m) 1 /
工况 1 各方案 盯 出现在墙体 中部。下面对 , l 中隔墙顶部 、 中部、 底部三处的 盯 极大值作一下对 l 比分析 : 通过方案 a 与方案 a l 3的比较可以看出, 采
维普资讯
第8 期
北 方 交 通
・ 5・ 7
关 于连 拱 隧 道 中隔墙 优 化设 计 施 工 的探 讨
林 立彬 赵 冰 陈 雷
鞍 10 1 ( 辽宁省交通勘 测设 汁院 , 阳 10 0 ) ( 山公路工程有限公 司, 山 14 0 ) 沈 05 鞍 1
根据 中隔墙 在 施工 过程 中的受 力特 点和可 能 给
主洞支护系统造成的影响 , 从墙体外形 、 中隔墙临时
De in C l uain o r c e m o r e il nr sg ac lt f a k B a frGid rF ed Ga t o T y
Cr n fDe iae a s n e i e a e o d c td P se g rL n
Ab t c T e w i h f e iae a s n e i e smp e— s p o td b a i e v e h n o d n r r g s sr t a h e g t d c td p se g r l i l — u p r e m s h a y rt a r i a y b i e : o d n e d
照先完 成 单侧 主洞 开 挖 及 初 期 支 护 、 进 行 另 一 侧 再 主洞 开挖 及初期 支 护 的顺 序 进 行 , 即对 主洞 进 行 不
对称 开挖 。
方案 1 方案 2 方案 3 方禁 4

复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构受力特征分析

复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构受力特征分析

两侧 混凝 土与 隧道 二 次 衬 砌 进 行 整 体 模 筑 , 质 量 其 容 易控 制 , 砌 结 构 较 美 观 , 年 来 复 合 式 曲 中 衬 近 墙 已成 为 连 拱 隧 道 优 先 选 用 结 构 型 式 。但 复 合 式
在 隧道 初 期 支 护 ( 中墙 墙 体 ) 与二 次衬 砌 之 间 敷 设 12m 厚 P C防水板 和 30gm 无 纺 布作 为 防水 . m V 0 /
梁单 元模 拟管棚 钢 管 , 当提 高 管 棚 加 固 区 围岩 的 适 材 料参 数模 拟管 棚 注浆 , 管棚 加 固区厚 度 根 据 下式
21 0 0年 3月 3 0日收 到
图 1 三 导 洞 法 施 -J EN序
在隧 道 施 工 过程 中 , 对地 表 沉 降 、 顶 下 沉 、 拱 周
第 一作者简介 : 苟德 明( 9 8 ) 男 , 士, 程 师 ,0 1年 毕业 于 17 一 , 硕 T l 20
长 沙 理 工 大 学 土 木 工 程 专 业 , 究 方 向 : 道 与 地 下 工 程 设 计 。E 研 隧 —

2 1 SiT c . nn. 0 0 c eh E gg .
复 合 式 曲 中墙 连 拱 隧 道 衬 砌 结 构 受 力 特 征 分 析
苟德 明 阳 军 生
( 贵州省交通规划勘察设计研究 院 , 贵阳 5 0 0 ; 5 0 1 中南大学土木建筑学 院 长沙 4 0 7 ) , 10 5
中图法分类号
U5 . ; 4 15
文献标志码

随道 以其 连
隧道 进 口下穿 3 9国 道并 与公 路 垂 直 相 交 , 1 相交 长 度约 1 1隧道 下穿 公 路 段 埋 深 约 4 m。 隧道 进 口 51 , 1 段 围岩条 件 较 差 , 于 V级 围岩 , 口段 采 用 双 层 属 洞 管棚作 为 超 前 支 护 _ 。 V级 围 岩 段 中 墙 采 用 C 5 4 J 2 钢 筋 混凝 土 , 二次 衬砌 为 4 m厚 C 5钢筋 混凝 土 , 5c 2 主洞初 期 支 护 为 2 l 8C n厚 C 0喷 射 混 凝 土 +I0 2 2b 型工字 钢 拱架 + 8钢 筋 网 ( 间距 2 m ×2 m) 0c 0c ,

西汉高速双连拱隧道中隔墙优化探讨

西汉高速双连拱隧道中隔墙优化探讨

西汉高速双连拱隧道中隔墙优化探讨[摘要] 本文通过对目前已完成的西汉高速连拱隧道进行分析总结,从中隔墙构造以及开挖方案进行分析比较,提出了一些连拱隧道设计的优化思想,和同行们进行探讨,以便能够更好的解决目前连拱隧道存在的问题。

[关键词] 连拱隧道中隔墙空洞设计优化1、引言随着我国公路建设的快速发展,连拱隧道因其开挖跨度大、施工工序交错多、防排水要求高、围岩应力变化和衬砌荷载转换复杂等原因,在建设中暴露的问题也比较多,其中以中隔墙开裂和渗漏水最为常见和严重,这也使得中隔墙的设计优化成为连拱隧道研究的焦点。

2、连拱隧道的中隔墙构造2.1 一次浇注的整体式中隔墙构造一次浇注的整体式中隔墙构造,是目前西汉高速连拱隧道设计和施工中采用较多的一种方法。

该形式的中隔墙,各单位的设计大同小异,其主要差异在中隔墙厚度的选择、中隔墙顶部与正洞连接部位的处理以及中隔墙的防排水系统的设计等。

图2.1-1、2.1-2是目前连拱隧道设计中常见的一次浇注整体式中隔墙构造图。

2.1.1 一次浇注的整体式中隔墙构造缺陷分析及优化方案2.1.1.1 中隔墙顶部空洞上述两种一次浇注的整体式中隔墙,都会造成中隔墙顶部出现空洞。

空洞的形成原因是:在立模浇注中隔墙时,由于中导洞顶部是圆弧构造,中隔墙立模空间限制,中隔墙顶部的细节构造限制,中隔墙中预埋的防排水系统的限制,造成中隔墙浇注时顶部不能和中导洞弧顶密实连接,从而形成中隔墙顶部的空洞,空洞的存在会导致中隔墙不能及时给上部围岩提供约束力,从而造成在正洞开挖时,由于围岩应力变化,中隔墙顶部的围岩出现无约束或约束力不够而出现大的位移,从而连带周边围岩共同变形,使围岩处于一个极不利的力学状态。

正是由于这种原因,造成隧道局部出现坍塌,或引起隧道中隔墙的变形、开裂,致使隧道处于不利状态。

图2.1-1图2.1-22.1.1.2 中隔墙顶部空洞处理方案目前常见的中隔墙顶部空洞处理方案是对顶部空洞进行注浆填补空洞,通常的注浆方案有两种。

连拱隧道中隔墙的选择与施工

连拱隧道中隔墙的选择与施工

连拱隧道中隔墙的选择与施工本文分析、比较了三种连拱隧道中墙的优缺点,并介绍了一些中墙的施工经验。

标签连拱隧道;中墙;选择;施工连拱隧道上、下行线通过中隔墙分开,与传统的隧道形式相比,隧道洞口需要的过渡段短,节约土地,同时又既有外型美观的特点,因此在城市交通及高速公路建设中被广泛采用。

1 中墙主要的结构形式连拱隧道中隔墙先行施工,支撑拱顶,将开挖断面分割,达到减跨的目的。

中墙在主洞施工时受到各方向反复的作用力,并支撑作用在拱部上的荷载,受力十复杂,是连拱隧道最重要的结构体,中墙设计、施工的质量好坏,直接关系到整座隧道的成败。

从目前建成的隧道及各种研究的情况看,连拱隧道中隔墙主要以下三种结构形式,如图1、2、3所示。

2 方案的比较第一种形式在2000年以前曾被广泛采用,实践证明此种中隔墙的弊病较多,存在先天不足,现在已经基本不采用,主要存在以下的弊病:⑴中墙与左右洞二衬分三次施工,施工缝不易完全对齐,造成错缝,受力不均,容易造成中墙纵横向开裂。

⑵排水系统设计不合理,防水板在拱部接头,作业空间小,很难保证焊接质量,排水管容易被堵塞,造成中墙接头部位渗水。

⑶排水系统设在中墙顶,拱顶回填混凝土浇筑在碎碎石层上(一般50cm厚),基础不稳,难于达到支撑的作用,同时混凝土也易堵塞盲沟。

⑷接头部位弧形难对应,造成错缝漏浆,建成的隧道多需要装修,影响混凝土外观。

⑸中墙作为永久结构,受力大,易下沉开裂,病害较多。

⑹对于需要爆破的石质围岩增加中墙保护费用,而且一般保护不好,需要二次装修。

⑺主洞的初期支护(钢支撑)没有支撑点,只能支撑在回填混凝土上,受力结构不合理。

后两种形式是在第一种形式上发展而来的,吸取了单洞隧道的施工经验,在技术上有很大的改进,目前应用较广。

第二种方案比第一种方案有很大的改进,排水系统设计更加合理,中隔墙作为临时支护结构,没有外观要求,减少了投入。

但此种结构仍然有自身的缺点,主要表现在:⑴中隔墙分基础和墙身施工,工序较多。

联拱隧道施工中中隔墙应力分析

联拱隧道施工中中隔墙应力分析

析, 掌握 中 隔墙 的应 力状态 与变 化规律 , 指导 联拱 隧道 的设计 与施工 具有重 要意 义[ ] 2 。
文 中结合 湖北 省 交 通科 技项 目 , 用 隧道 专 利
用软件 对某联 拱隧 道施工 中 中隔墙应 力状态 进行
数值模 拟并进 行 比较 , 优选 出理 想 的施 工方案 。
其位移及 沉降指标 直 接关 系到双 连拱 隧道 的总体 稳定性L 。 由于 先 浇 注 的 中隔 墙 墙 身受 到 后 续 1 ]
左 、 主洞分步施 工 和左右 主洞 二次衬 砌的扰 动 , 右
的 同步 开挖 , 利用 同济 曙 光软 件 对 隧道 开挖 后 中 隔墙 的受力状 态 进行 数 值 模 拟 , 比较 2种 开挖 并
406 3 0 3)

要 利 用 隧 道 专 用 软 件 “ 同济 曙 光 ” 某 联 拱 隧 道施 工 中 中 隔 墙 应 力 状 态 进 行 了 数 值 模 表 明 , 同 步 开 挖 施 工 所 产 生 的 偏 压 在 允 许 范 围 内 , 现场 测 不 与
制 出来 的施 工步 , 止 施 工 步 的指 定 通 过 开挖 命 终
令实现 。 对 于那些 要在 分析 的后 面 阶段 中“ 出生 ” 的单 元, 即需 要在后 面 施工 步 中重新 回填 , 以使用 复 可 制 和粘贴 封 闭面功 能复 制 到需 要 回填 的施工 步实
现 回填 。用此命 令 可实 现后 来 浇注 的 中隔墙 和回

结语
养是提高 伸缩缝 使用 寿命 的重 要保证 。
参 考 文 献
公路桥 梁伸缩 装 置直接 承受 车辆荷 载的反 复
冲击作用 , 是桥 梁结 构 最 易 遭到 破 坏 而 又较 难 修 复的部位 。引起 桥梁伸 缩缝 发生病 害 及损坏 的原 因是 多种多 样 的 , 其 防 治亦 应从 设 计 、 工 、 对 施 使 用的每一 个环节 人手 。科学 与合理 的设 计应综 合

公路双连拱隧道中隔墙结构形式不足与优化改进探讨-工程技术研究0060

公路双连拱隧道中隔墙结构形式不足与优化改进探讨-工程技术研究0060

公路双连拱隧道中隔墙结构形式不足与优化改进探讨公路连体隧道因其占用土地少,对环境破坏小、有利于路线穿越不良地形条件、空间利用率高、结构整体性好、综合造价较低等诸多优点,在公路工程中已得到越来越广泛的应用。

但是在一些实际施工中还是反映出无论在设计上还是实际操作上都存在一定的争议,存在一定得问题,其效果往往还不如分离式隧道更有效,施工更简便。

特别是中隔墙部位和防排水等问题上还有一些问题急需解决。

笔者下面就针对对目前常见的几种联体隧道出现的问题进行探讨,发表一些自己的见解。

首先,先讲一讲双连拱隧道的结构特点:与分离式隧道相比,连拱隧道的最大特点就是在左右主洞之间由一条中隔墙分开,中隔墙是关键部位。

连拱隧道的关键技术问题在于中隔墙的强度问题、稳定问题及围岩的变形问题。

如果中隔墙修筑不理想,直接导致隧道围岩跨度增大,开挖后拱部岩体在自重应力场作用下向洞内移动,并导致两侧岩体受压,拱顶下沉急剧增大,由此而导致支护结构体系的破坏,因此中隔墙施工质量对围岩稳定性、结构受力大小和结构安全有直接的影响。

目前常见中隔墙结构形式有以下几种:常见中隔墙结构形式如下图:①----墙肩纵向管;②----防水卷材+土工布;③----形排水管;④----底部三通。

图1、直墙式①----墙肩纵向管;②----防水卷材+土工布;③----型排水管;④----底部三通管。

图2、曲墙式1.墙身一次浇筑成型的,又有直墙式和曲墙式两种:在肩部有两道纵向施工缝,左右洞防水布紧贴在中隔墙顶,和中隔墙顶的防水布相连,墙肩上一般还有两条纵向排水管与预埋在中隔墙中间的Y型排水管相连接,再通过墙底部的三通管引到边沟等洞内排水系统。

(如图1、2)2.墙身分三次浇筑的:墙身第一次浇筑时,预留出二衬厚度,待主洞开挖后再与二衬一起浇筑,左右洞防水布在中隔墙第一次浇筑时紧贴墙顶预埋,排水管在二衬时埋设。

(如图3)①----墙肩纵向管;②----墙顶防水卷材+土工布;③----墙侧壁PVC管;④----主洞防水卷材+土工布;⑤----墙基座纵向PVC管。

双向8车道连拱隧道中墙及二衬结构分析

双向8车道连拱隧道中墙及二衬结构分析

克一普拉格准则 ; 其余材料均采用线弹性本构模型。
计算 模 拟 了 中导 洞先 行 , 主洞 双 侧 壁 导坑 法 开
挖 的施工 步骤 , 2为施 工 工 序 图 。计 算 时考 虑 了 图
2 0 )妇 出 的 围岩 压 力 确 定 方 法是 针对 单 洞 给 出 04 c给 的 , 不适 用 于特 大跨 度 的扁平 公 路 隧道 。 且
针 对 以上 问题 , 文 对 中墙 及 二 次 衬砌 进 行 数 本
施 工 期 间开挖 释放 荷载 的分 步 释 放 , 即释 放 荷 载 由 围岩 和 初 期 支 护 共 同分 担 , 面 开 挖 结 束 时 释 放 断 5 荷载 , 期支 护施 作后 , 释放 其余 5 载荷 。 0 初 再 0
∈ 。对 ∈ 的取值 , 报告 中建议 : 中墙顶部 回填及时且 中墙 与 围岩 密 切 接 触 时取 为 0 2 0 4 反 之 取 为 .~ .,
10 一般 情况 取 值 为 0 5 . 。 当 ∈取 其 建 议 值 ., . ~0 7
的中值 0 6 计算得到的深浅埋分界值 即为规范 . 时,
数为 1 3 .。 对 于本 工 程 的特 大跨 度 连 拱 隧 道 , 采用 规 范 在
公式 时若 采用 双 洞 总 开挖 宽 度 , 必过 高 估 计 了作 势
用于 二衬 上 的 围岩压 力 。实 际上深 浅埋 交界 深度 应
界 于单洞 与双 洞 的计算 值 之 间 。
图 5 中墙 主应 力 矢 量 图
4 二 次 衬 砌 计 算
4 1 分 析思 路 .
二 次衬 砌 采 用 结 构荷 载 法 进 行 计算 , 根据 平 面 弹性 有 限元原 理 , 隧道 的二 次 衬 砌 离散 为 由梁 单 把 元组 成 的平 面杆 系 , 围岩 对 二 衬 的 约束 作 用通 过 只 受压 不受 拉 的杆 单元 ( 不计 围岩与 衬砌 问 的粘结 力 ) 来模拟 ; 采用 四边 形单 元模 拟 中墙 , 了模拟 防水板 为 的影 响 , 中墙 与二 衬 之 间 采 用 只 能受 压 不 能受 拉 的 杆单 元 ( 刚度 取为无 穷 大 ) 杆 联接 。采用 ANS YS软 件进 行计 算 , 网格 划分 如 图 7所示 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
隔墙 的 断 面 形 式 及 其 受 力 情 况进 行 分析 .提 出在 连 拱 隧道 中 隔墙 设 计 与 施 工过 程 中 ,应 该 全 面考 虑 中隔墙 的 受 力 情 况 , 采取 科 学的 方 法 进 行 有 效 的 改进 .以保 证 隧道 工程 的 经济 性 、 实用 性 、 安 全 性 及稳 定性 。 关 键 词 :连 拱 隧道 ; 中 隔墙 ; 受 力分 析 ;安 全 性 中 图 分 类 号 :U 4 5 2 . 2 文 献标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 2 — 4 7 8 6 ( 2 0 1 3 ) 1 5 — 0 0 5 7 — 0 2
B r i d g e & T u n n e l E n g i n e e r i n g 桥隧工程
连 拱隧道的中 隔 墙 受 力分
杜 华锋
f 广 东 二 广 高 速 公 路 有 限 公 司 .广 东 清 远 5 1 3 2 0 0)
摘 要 : 中隔墙 是 连拱 隧道 的 中枢 结 构 ,也 是 重 要 的 承 载 构 件 ,其 受 力情 况 直接 影 响 着 隧 道 的 稳 定性 和 安 全 性 。 通过 对 中
Abs t r ac t: T he mi d d l e wa l l i s t h e c e n t r a l pa r t i n t h e s t r u c t u r e o f a r c h t un n e l a n d a l s o a n i mpo r t a n t b e a r i n g me mbe r ,t he f o r c e s o n whi c h di r e c t l y i mpa c t o n t h e s t a b i l i t y a nd s e c u r i t y o f t h e t u n n e 1 .Ba s e d o n t h e a na l y s i s o f
设 计 到施工 需要 进行 非 常深入 的研究 .以保 证其 稳 定 性和 安全 性 在施 工过 程 中需 要对 连 拱 隧道进 行 不 问断 的监 控 和测量 .从 而掌 握 围岩 的动态 变化 和
隧 道结 构 的受力 情况 通 过对 中隔墙 的受力 情况 进
和立 模 相 对 规 范 .施 工 方 便 。其 缺 点 是 中墙 顶 部
t o ma k e s o me e f f e c t i v e i mp r o v e me n t t o e ns ur e t he t u n n e l e c o n o my ,p r a c t i c a l i t y ,s a f e t y a nd s t a b i l i t y.
1 中 隔 墙 的 断 面 形 式
率 也 较 低 。 采 用 直 中.这样 产 生 的应 力 较 为 集 中 .比较 容 易在 过 渡 区 产 生 结 构 裂 缝 .同时 也 无 法 提 高 其 抗 震 能力 。
S t r e s s o n Mi d d l e Wa l l o f Ar c h Tu n n e l
DU Hua — ’ f e ng
( G u a n g d o n g E r g u a n g Hi g h w a y C o . , L t d . , Q i n g y u a n 5 1 3 2 0 0 , C h i n a )
Ke y wo r d s :a r c h t u n n e l ; mi d d l e wa l l ; s t r e s s a n a l y s i s ; s e c u r i t y
连 拱 隧道是 一种 比较 先进 的隧道 结 构类 型 .从
路 线 左 右 幅 行 车 道 中心 线 的偏 离 较 小 钢 筋 架 设
的 防 排 水 施 工 难 度 较 大 .防 排 水 的 效 果 也 较 差 . 净 空 轮 廓 的 视 觉 效 果 也 不 完 美 直 中墙 与 曲边 墙 内空 断 面 形 式 不 十 分 匹 配 .对 于 衬 砌 台车 的利 用
行 分析 .不 仅可 以在 施工 过程 采 取有 效 措施 来控 制 中 隔墙 的受 力影 响 .全 面 提 高 隧道 工 程 的 整 体 质 量 .也 是经 验 积累 .为 同类 结构 的隧道 施工 提供 科 学 的依 据
t h e f o r m o f c r o s s - s e c t i o n a n d t h e s i t u a t i o n o f t h e s t r e s s ,t h e p a p e r p u t s f o r w a r d t h e f o r c e s o n t h e mi d d l e wa l l o f a r c h t u n n e l s h o u l d b e f u l l y c o n s i d e r e d i n t h e p r o c e s s o f t h e d e s i g n a n d c o n s t uc r t i o n , t o t a k e a s c i e n t i i f c a p p r o a c h
相关文档
最新文档