公路连拱隧道与小净距隧道施工力学特征对比研究

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由于受特殊地质及地形条件、线桥隧衔接方式、总体路线线形和工程造价等原因的限制,双洞隧道间距不能保证达到规范的要求,为获得良好的技术经济效益和环境效益,连拱隧道和小净距隧道方案则成为重要的可选方案,尤其对于中短隧道或长大隧道洞口局部地段。本文通过调查研究,并结合浙江省交通厅科研项目——连拱公路隧道综合修建技术研究和西部交通建设科技项目——双洞小净距隧道设计、施工关键技术研究的相关成果,对公路连拱隧道和小净距隧道的施工力学行为进行了对比研究,得到了以下结论:1、连拱隧道中墙采用混凝土作为两拱的支点和传力点,使其成为连拱隧道结构的重要部分,隧道结构整体受力,人为控制中墙的承载能力,中墙设计符合结构力学的设计思路;而小净距隧道则是通过加固中岩墙和合理安排施工工序,减小两洞开挖对围岩及衬砌结构的影响,充分利用中岩墙围岩的自承能力,中岩墙设计施工符合新奥法理念。2、通过对比连拱隧道和小净距隧道的施工方法可以得出:与连拱隧道相比较,小净距隧道双洞分开施工可以减少10%以上的开挖量,且在相同围岩级别下,小净距隧道施工工序优于连拱隧道。3、在软弱破碎围岩中修建A类小净距隧道,中岩墙需要进行大量加固,施工难度增大,且中岩墙的长期稳定难以保证,而连拱隧道中墙由混凝土构成,其承载能力和稳定性能够得到保证,因此,在软弱破碎围岩中应从结构安全的角度进行比选。4、通过对比数值计算、相似模型试验和现场试验结果,A类小净距隧道初期支护设计强度应大于连拱隧道,B类和C类小净距隧道初期支护设计强度应小于连拱隧道,二次衬砌的设计强度应与连拱隧道相当。5、中墙承受其上覆土荷载和左、右洞初期支护传至中墙顶部荷载,而小净距隧道左右洞独自成环,中岩墙仅承受上覆土荷载,因此在同级别围岩、相同埋深条件下小净距中岩墙所受荷载小于连拱隧道中墙。6、连拱隧道和小净距隧道应根据各自结构形式,结构受力和变形特性,制定现场监控测量的重点、监测项目的组合及监测基准值。
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