论文小净距隧道支护结构设计原则与施 工措施研究定稿.doc

论文小净距隧道支护结构设计原则与施 工措施研究定稿.doc小净距隧道支护结构设计
原则与施工措施研究
【摘要】小净距隧道是介于普通分离式隧道与连拱隧道 的一种结构型式，由于不受地形条什以及总体线路线型的限 制，其较连拱隧道有施工工艺简单、造价较低的特点，愈来 愈受到工程界的育睐。但山于小净距隧中间岩柱体厚度远小 于普通分离式隧道，具围岩变形和支护结构受力较为复杂。 本文结合小净距隧道围岩的受力、变形特点，对小净距隧道 的支护结构设计原则与施工步骤进行了研究。【关键词】隧 道 小净距 设计原则 施工步骤
1前言
在地下铁道、铁路隧道、公路隧道中，由于受到地形条 件以及总体线路线型的限制，往往不得不在间距不充分的条
件下修建2孔或多孔隧道。在该种情况下，目前主要采用 连拱隧道及小净距隧道等特殊结构型式，而工程实践表明， 连拱隧道存在大量缺点：诸如1）由于开挖总断面较大、扁平 率较低、施工较复杂，施工中极易产生塌方，施工期间的安 全性不易保证；2）由于结构构造复杂，中墙顶部连接处的防 水问题很3阙解决，建成后容易渗漏水，严重影响公路 隧道的适用性和耐久性；3）连拱结构对变形敏感，衬砌易出 现裂缝，破坏结构整体，安全性较差；4）进出口浅埋段及低 类别围岩段工程造价过高等。而小净距隧道施工工艺同普通 分离式隧道相比差别较小，较之连拱隧道施工工艺简单，造 价低，施工安全性和长期可靠性容易得到保证。但由于小净 距隧道中夹岩柱体的厚度较小，其围岩稳定性和变形特点， 支护结构的受力机制具有自身的特征，因而支护结构的设计 原则和施工 方法 将与其他结构型式隧道不同。
2小净距隧道围岩的受力、变形特点
小净距隧道围岩的受力、变形特征与隧道断面型式、断 面尺寸、围岩类别、隧道埋深、中夹岩柱体厚度、开挖方式、 支护型式和参数选取等众多因素有关。其中，小净距隧道与 普通分离式隧道的主要区别是，前者中夹岩柱体的厚度较薄, 因施工过程中的多次扰动而成为受力薄弱环节。当围岩类别 较低，岩柱较薄时，其中夹岩柱体将形成贯通的塑性区，严 重影响围岩的稳定性。
图1为开挖单洞和双洞后，拱顶位移与隧道净距、围岩 类别的关系曲线图。可知拱顶位移随隧道净距减小、围岩类 别降低而急剧增加。
图2为双洞开挖后等效应力随隧道净距的变化情况图。 从中可以看出小净距隧道随着中夹岩柱体厚度的减小，其围 岩的受力变得愈来愈不利，尤其是中夹岩柱体的受力。
因此，对于小净距隧道宜限据围岩条件、岩柱厚度等因 素选取合理的断面型式、开挖方式和支护参数等。
3小净距隧道支护结构设计原则
小净距隧道与普通分离式隧道相比，中夹岩柱体厚度较 薄，受力不利，加之地质条件变化较大，参数准确选取相当 困难，因此，对于小净距隧道支护结构设计，宜在监控量测 的基础上采用动态设计的原则。需注意以下几个方面的问题:
初次支护宜采用锚喷支护，有利于及早进行支护， 保护围岩、稳定围岩的变形，同时，有利于根据实际监控量 测情况进行支护加强。
初期支护宜作为主要受力结构，二次衬砌采用模筑 混凝土或钢筋混凝土，只承受少量荷载，主要作为安全储备, 有利于在围岩条件恶化后，保证隧道的长期安全性。
中央岩柱体的稳定性是小净距隧道是否成功的关 键，应根据情况对中夹岩柱体采用大吨位预应力锚索、对拉 锚杆、无陷结钢绞线、小导管预注浆、水平贯通式锚杆等技
术进行加固。
仰拱对减小、抑制围岩的变形，改善支护结构的受 力有重要作用，因此，对于小净距隧道宜考虑设置仰拱并使 其尽早闭合。
由于现场地质条件的复杂性和多变性，对于支护结 构、中夹岩柱、围岩的受力和变形状态进行现场监控量测具 有重要意义。
虽然数值计算在参数选取、模型建立上与现场实 际情况有较大的出入，当在隧道设计中用以作为辅助手段， 研究围岩、支护结构变形、受力不利部位和薄弱环节，作为 定性 分析，仍是很有必要的。
岩柱厚度对支护结构、围岩的受力和变形，特别是 岩柱体的稳定有重要的影响，因此，无论何种围岩，岩柱体 均不宜过小。
4小净距隧道的施工
小净距隧道的施工方法与普通分离式隧道相比差别不 大，但由于中夹岩柱体厚度较小，在施工过程中，其是受力 薄弱部位，稳定性较差，因此，在施工中对中夹岩柱体的保 护将至关重要。小净距隧道施工的难点、重点是合理选取开 挖顺序、控制爆破作业，确保隧道开挖过程围岩的稳定，减 小两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形、爆破震动等不 利因素。对于低类别围岩、软弱、破碎围岩来说，重在确定 合理的开挖顺序，减少对围岩的扰动；对于高类别围岩、坚 硬、完整围岩，重在控制爆破振动对围岩稳定性的影响。
4. 1采用合理的开挖顺序
为确保开挖过程中围岩的稳定性，减小因隧道间距小引 起的围岩变形、爆破震动等不利因素，满足小净距隧道中央 岩特有的加固要求，一般情况下