隧道工程第11章 连拱隧道和小净距隧道

第11章 连拱隧道和小净距隧道
11.1 连拱隧道
11.1.1 概述 公路连拱隧道（Multi-archRoadTunnel），一般称 之为“M 隧道”。其特点是：两洞紧紧相连，拱顶共同 搭建在钢筋混凝土中隔墙之上；连拱隧道通常不长，多 为中短规模，大多在500m以内；连拱隧道因长度较短， 导致其埋深较浅、围岩强风化破碎、地质条件较差；等 等。
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②整体式曲中墙结构。整体式曲中墙结构形式基本 上与整体式直中墙结构形式的特点相同。它与整体式直 中墙结构的区别在于，形态上与直中墙不同，而且厚度 会加大。整体式曲中墙施工较为复杂，要使中墙二侧呈 双凹弧面，目前在设计和施工中已较少采用，如图11.3 所示。 （2）复合式中墙结构形式复合式中墙结构形式是 对整体式中墙改进和优化的断面结构形式，如图11.4所 示。主要考虑连拱隧道实质上是初期支护的连拱原理， 将施工荷载及部分围岩压力由初期支护来承担。 ①复合式曲中墙结构。复合式曲中墙厚度一般不小 于1m，加上左右洞二次衬砌大于2m，与传统的整体式 曲中墙断面形式相接近，如图11.4所示。
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（1）整体式中墙结构形式 ①整体式直中墙结构。整体式直中墙结构是传统连 拱隧道的断面结构形式，其厚度相对较薄，通常为1.8 耀2m。它与分离式隧道的区别在于，中墙不仅与左右 洞拱部的初期支护相连接，还与左右洞的二次衬砌及防 水层相连接，这就是既传统又典型的公路连拱隧道特点， 如图11.2所示。
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⑥连拱隧道监控量测，可参照《公路隧道施工技术 规范》（JTT042）的相应要求进行，并以拱部垂直位 移，中墙以上的拱底部水平位移为重点。隧道周边容许 相对位移值是连拱隧道的重要稳定性依据，其拱顶下沉 可取规定值的70% ，水平位移值可取规定值的80% 。
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⑦连拱隧道设计应考虑相应的施工方法，并提出各 类方法的具体要求，辅助施工措施应作专项设计，由于 连拱隧道施工工艺较复杂，设计内容包括施工过程中结 构的安全性，设计和施工密不可分，因此，设计中应考 虑将要采取的施工方法，对于保证连拱隧道设计意图的 实现特别重要。 ⑧采用导洞施工时，应对导洞围岩情况认真观察记 录并及时反馈信息，根据围岩变化情况和监控量测资料 及时调整设计与施工方案。
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④整体式中墙的连拱隧道应注意纵向施工缝的预留 位臵、施工缝止水方式、中墙纵横向排水管与防水层的 布臵、避免施工缝渗漏水、防水层顶破和排水管堵塞。 复合式中墙的连拱隧道防排水设计与独立双洞隧道基本 相同。 ⑤连拱隧道由于结构整体相连，其变形缝设臵与独 立隧道不同，连拱隧道应根据结构需要设臵变形缝，双 洞变形缝应在同一位臵设臵，并应注意隧道纵向荷载对 结构的影响。
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⑨设计中应采取有效辅助措施，防止施工中拱部推 力不平衡对中墙结构造成危害。这是因为连拱隧道两拱 与中墙很难同时施工，这时往往作用于中墙的推力是不 对称的，主要是通过施工中临时支撑或调整施工步骤加 以解决，设计中应对这一问题加以重视。 ⑩在地震动峰值加速度大于0.15的地区，连拱隧道 应进行抗震强度和稳定性验算。 11.1.2 基本结构形式与分类连拱隧道的形式是以中 墙的形状来分类，一般有两种类型，即直中墙和曲中墙。 前者施工工艺简单，洞内行车道中心线与洞外路基行车 道线偏离较小，在以往的连拱隧道施工中得到广泛的应 用。
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（2）连拱隧道优点和不足连拱隧道得到日益广泛应用，其原 因是因它具有独自的优点。主要表现在特殊的山岭重丘地形和在 城市周边有山丘阻碍城乡交通处，以及在人多地少经济活跃的山 丘区，缩小了所占地下空间，提高了地下空间利用率，减少居民 房屋拆迁和开挖土石方数量，有利于洞口和洞身的选择，缩短隧 道长度，减少投资。 （3）连拱隧道设计注意事项由于连拱隧道受地形、地质和施 工条件影响较大，且较普通双洞隧道技术更复杂，简单的工程类 比不能解决其设计与施工安全问题，因此，必须进行特殊设计， 并应符合下列规定： ①隧道暗挖段应优先采用复合式衬砌，支护参数可采用工程 类比或计算分析确定。连拱隧道优先采用复合式衬砌，主要是基 于这种隧道工序较多，分部施工的各部分必须进行及时的支护， 而二次衬砌要求尽量用整体式模板台车一次完成复合式衬砌最合 适拱隧道的工艺特点。复合式衬砌设计支护参数见表11.1和表11.2 的取值。
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②中墙设计应在满足结构设计与施工安全的前提下， 综合考虑洞外接线要求、防排水系统的可靠性等因素， 要将三者有机的结合起来。 ③两车道连拱隧道设计为整体式中墙时，中墙厚度 不宜小于1.4m；设计为复合式中墙时，中墙厚度不宜小 于2.0 m。三车道连拱隧道设计为整体式中墙时，中墙 厚度不宜小于1.6m；设计为复合式中墙时，中墙厚度不 宜小于2.2m。上述厚度是中墙要承受施工过程中拱部施 工的不对称推力，而要保持中墙稳定不开裂的构造厚度。 对于复合式中墙连拱隧道，考虑了两洞二次衬砌的构造 厚度。
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②复合式直中墙结构。复合式直中墙结构与复合式 曲中墙结构在原理上是很相似的，在贵州省境内玉屏— 凯里高速公路采用了这种连拱隧道断面形式。
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பைடு நூலகம்
11.1.3 施工方法连拱隧道修建中关键的工序是开挖。 根据国内外成功工程的施工实例，将公路连拱隧道施工 方法分为6大类9种形式：①三导洞方法，即中导洞先行、 进行超前开挖、双侧导洞随后跟进的方法。有时也可先 开挖双侧导坑，后开挖中导洞。根据双侧导洞和主洞的 工序不同，再细分为3种形式：a.三导洞-先墙后拱型；b. 三导洞-全断面二次衬砌型；c.三导洞-双上导洞型。② 中导洞方法，即只有中导洞先行超前开挖而无需侧导洞 的方法。根据主洞开挖方式不同，可再细分为4种形式： a.中导洞-正台阶型；b.中导洞-侧壁导洞（CD）型；c. 中导洞-双下导洞型；d.中导洞-双上导洞型。
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（1）连拱隧道适用范围修建连拱隧道的适用范围主要有下列 几种情况：①洞口地形狭窄和地质条件在Ⅴ级围岩以下的岩石地 层，当Ⅵ级围岩为主的软弱地质条件中常不采用连拱隧道形式。 ②在特殊的地形下，若采用分离式隧道导致左右洞长度相差很大， 或造成地面建筑受到影响，或洞外路基工程量过大，经济上明显 不合理时常采用连拱隧道。③在山岭重丘地形区内，在路基边坡 不小于40m，且左右路幅难以拉开成独立的左右线时，或为避免 大量的深挖高填的土石方工程量，减少自然环境的破坏，适宜采 用成群成组兴建连拱隧道。④在城市周边山丘，人口稠密，土地 资源紧张，为减少地面房屋拆迁，保护自然景观和名胜古迹，满 足日益增长的人流和交通量需要，更多地采用双连拱或多连拱隧 道。⑤由于连拱隧道造价较高和一些其他不足，目前在我国主要 采用中短规模隧道。