我国地形、地质条件复杂,高速公路建设中大量遇到隧道工程。受特殊地质及地形条件的限制,小净距隧道以及连拱隧道等特殊结构型式大量出现。 但是小净距隧道设计、施工中较多关键技术问题尚未解决,诸如小净距隧道可能的破坏方式、最小合理净距的确定、影响围岩稳定性的关键因素、支护的作用、最佳施工方法、中间岩柱的最佳加固方法、偏压小净距隧道的设计方案与施工技术等。 论文以“西部交通建设科技项目——双洞小净距隧道设计、施工关键技术研究”室内相似模型试验为主要研究手段,针对以上提到的技术问题展开研究。在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下共进行了43组模型试验,得出了一系列的研究成果。 首先,通过非偏压状态下的无支护模型试验探讨了不同围岩级别条件下的隧道破坏情况,将董家山小净距隧道施工中发生的塌方、衬砌开裂等情况与模型试验中的隧道破坏情况进行了对比,揭示了小净距隧道的破坏规律,并且详细的阐述了小净距隧道中间岩柱的破坏过程,得出了中间岩柱破坏始于靠近先行洞一侧的重要结论,对今后小净距隧道的施工监测有很好的指导与参考价值; 第二,以毛洞状态下中间岩柱是否破坏为标准,确定了不同围岩级别条件下的最小合理净距——“Ⅲ级围岩0.25B(B——单洞洞宽),Ⅳ级围岩0.5B,Ⅴ级围岩0.75B”,比《公路隧道规范》中所规定的双洞分离式隧道最小净距有了很大的缩小;并且通过毛洞试验探讨了围岩级别、净距、埋深三大因素对围岩稳定性的影响,得出了围岩级别、净距是影响小净距隧道围岩稳定性的控制性因素的重要结论; 第三,通过有支护的试验研究了不同围岩级别条件下初期支护与二衬发挥的作用;经过比较确定了后行洞的合理施工方法以及中间岩柱的最佳加固方式,得出了后行洞开挖最好选用反向侧壁导坑法,中间岩柱最好进行大范围注浆加固的结论,对施工具有很好的参考价值。 第四,通过Ⅴ级围岩偏压状态下的有支护试验探讨了偏压坡度、双洞净距、壁厚变化、中间岩柱注浆加固对隧道结构、地表位移的影响。 论文的结论对今后小净距隧道的设计、施工有很好的参考价值。