土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-營盤路湘江隧道設(shè)計(jì)（c匝道與主線交接段開挖施工與支護(hù)設(shè)計(jì)專題）（全套圖紙）

1、<p>　　營盤路湘江隧道設(shè)計(jì)（C匝道與主線交接段開挖施工與支護(hù)設(shè)計(jì)專題）</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文通過給定地質(zhì)資料以及設(shè)計(jì)通行要求，對(duì)湘江營盤路隧道進(jìn)行了縱、橫斷面設(shè)計(jì)；通過工程類比法，分別對(duì)不同圍巖地質(zhì)條件下的襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與驗(yàn)算；同時(shí)對(duì)隧道進(jìn)行了防排水、施工組織設(shè)計(jì)并對(duì)小凈距隧道的施工與支護(hù)設(shè)計(jì)方

2、法作了研究。通過C匝道設(shè)計(jì)專題，研究了主線與匝道相接段：擴(kuò)寬大跨度段、連拱段、小凈距段的開挖掘進(jìn)與支護(hù)設(shè)計(jì)方法以及合理施工順序的安排。同時(shí)采用地層結(jié)構(gòu)法，運(yùn)用軟件對(duì)整個(gè)開挖施工過程以及襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行模擬，并對(duì)各支護(hù)參數(shù)的影響進(jìn)行探討。</p><p>　　關(guān)鍵詞：匝道；小凈距隧道；大跨度隧道；數(shù)值模擬</p><p>　　TUNNEL DESIGN OF XIANGJIANG YINGP

3、AN ROAD (SPECIAL SUBJECT OF EXCAVATION AND SUPPORTING DESIGN IN TRANSITION SECTION OF C RAMP AND MAIN LINE)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, the tunnel's cross-se

4、ction and vertical-section of Xiangjiang Yingpan road were designed, according to the designing requirement of traffic, with a given geological information. Through the engineering analogy method, different lining struct

5、ures for different geological conditions of surrounding rock were separately designed and the lining structures were also checked accordingly. The tunnel's waterproof, portal and construction organization design were

6、 also researched, at the sam</p><p>　　Key words:Ramp；Large span tunnel；Small spacing tunnel； Numerical simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)資料及要求1</p><

7、;p>　　1.1. 設(shè)計(jì)資料1</p><p>　　1.2. 設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　2 主線隧道縱橫斷面設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.1. 隧道縱斷面設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.2. 隧道橫斷面設(shè)計(jì)3</p><p>　　3 主線隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p&g

8、t;　　3.1. 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p>　　4 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算10</p><p>　　4.1. 結(jié)構(gòu)計(jì)算10</p><p>　　5 施工組織設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.1. 三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工方案29</p><p>　　5.2. CD法施工方案31</p><p&g

9、t;　　6 隧道防排水設(shè)計(jì)32</p><p>　　6.1. 設(shè)計(jì)原則32</p><p>　　6.2. 防排水設(shè)計(jì)33</p><p>　　7 隧道監(jiān)控量測(cè)37</p><p>　　7.1. 監(jiān)控量測(cè)目的37</p><p>　　7.2. 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目37</p><p>　　7.

10、3. 監(jiān)測(cè)方法38</p><p>　　8 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42</p><p>　　8.1. 主線隧道路面結(jié)構(gòu)圖（非進(jìn)出口段）42</p><p>　　8.2. 主線隧道路面結(jié)構(gòu)圖（進(jìn)口段）43</p><p>　　9 專題：C匝道與主線交界段開挖施工與支護(hù)設(shè)計(jì)43</p><p>　　9.1. C匝道與主線交

11、界處結(jié)構(gòu)型式分類43</p><p>　　9.2. 江底加寬段內(nèi)輪廓線44</p><p>　　9.3. C匝道與主線交界處支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)47</p><p>　　9.4. C匝道與主線交界處開挖施工設(shè)計(jì)50</p><p>　　9.5. C匝道與主線交界處襯砌內(nèi)力計(jì)算56</p><p>　　9.6. C匝道

12、洞門設(shè)計(jì)79</p><p>　　10 隧道開挖輔助施工措施80</p><p>　　10.1. 洞口管棚81</p><p>　　10.2. 小導(dǎo)管注漿83</p><p>　　10.3. 超前深孔帷幕注漿84</p><p>　　11 參考文獻(xiàn)87</p><p><b&g

13、t;　　12 致謝89</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料及要求</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　湘江營盤路隧道工程主線為雙洞雙向四車道、C匝道為單車道；穿越的地層主要有：雜填土、素填土、淤泥及淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、圓礫、殘積粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化板巖、中風(fēng)

14、化板巖、微風(fēng)化板巖及斷層破碎帶，其中主線從湘江底部經(jīng)過圍巖等級(jí)為Ⅳ-Ⅴ級(jí)、C匝道與主線在江底分岔圍巖等級(jí)主要為Ⅳ級(jí)；隧道經(jīng)過地段地下水含量豐富；主線連接道路有咸嘉湖路、銀盤路、瀟湘北路、黃興南路，C匝道接線道路為湘江中路。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　湘江營盤路隧道為城市主干路Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)車速50 km/h，C匝道為城市主干道Ⅰ級(jí)：

15、設(shè)計(jì)車速40 km/h；隧道主線為雙向四車道，C匝道為單向單車道；設(shè)計(jì)使用年限為100年；抗震防烈度為7級(jí)；設(shè)計(jì)水位為高水位按歷史最高水位加2m考慮，低水位按低水位減2m考慮；道路荷載為公路Ⅰ級(jí)；主體結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)、防水等級(jí)為二級(jí)。</p><p>　　主線隧道縱橫斷面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　隧道縱斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>

16、;<b>　　縱坡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　隧道縱斷面是隧道中心線展開后在垂直面上的投影。隧道縱坡以不妨礙排水為宜，縱坡過大對(duì)汽車行駛、隧道施工和養(yǎng)護(hù)管理都不利。隧道最大縱坡的確定直接影響隧道工程的規(guī)模和造價(jià)，合理的取值尤為重要。</p><p>　　參考《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》城市道路對(duì)隧道縱斷面無特殊規(guī)定，不限坡長的縱斷面最大縱坡推薦值與限制值當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速為

17、50km/h時(shí)分別為5.5%、7%。</p><p>　　參考《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》，控制隧道縱坡的主要因素是通風(fēng)問題，一般把縱坡控制在2%以下，超過2%時(shí)汽車排出的有害物質(zhì)會(huì)迅速增加，即汽車排出的有害物質(zhì)隨著縱坡的增大而急劇增多。所以綜合考慮行車安全性、運(yùn)營通風(fēng)規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求隧道縱線形應(yīng)不小于0.3%，一般情況不大于0.3%；受地形等條件限制時(shí)，高速公路、一級(jí)公路中、短隧道可適當(dāng)加大但不宜小于4%。

18、</p><p>　　參考《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（上海市政建設(shè)規(guī)范）》隧道縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)行車車輛狀況予以確定，隧道最小縱坡應(yīng)不小于0.3%、最大縱坡不宜大于6%。</p><p>　　參考國外公路隧道設(shè)計(jì)工程實(shí)例，歐洲在修建水下隧道時(shí)由于河床較深不得不加大縱坡，超過7%，挪威甚至達(dá)到了14%但實(shí)行了相當(dāng)?shù)慕煌ü苤平刮廴据^大的貨車、柴油車駛?cè)搿?lt;/p><p>&l

19、t;b>　　縱斷面影響因素</b></p><p>　　隧道內(nèi)縱坡對(duì)CO的排放影響并不大，但對(duì)煙霧的排放影響非常大，同時(shí)又對(duì)路線展線有較大影響。事實(shí)上，隧道內(nèi)CO的排放主要由汽車造成，各型柴油車的CO排放大致與小客車一樣，所以在以汽油車為主的隧道內(nèi)，縱坡可適當(dāng)增大；在柴油車比例較大的隧道內(nèi)則考慮縱坡對(duì)煙霧排放的影響。此外，如果隧道內(nèi)的最大縱坡限制過小將大大延長展線長度，有時(shí)甚至使展線變得不可能。

20、根據(jù)這一現(xiàn)象可以在隧道內(nèi)適當(dāng)降低行車速度以減少車輛排放從而增大縱坡。加大縱坡雖然降低了速度但克服了相同高差所用的時(shí)間卻減少了，從而縮短了展線距離和減少了車輛運(yùn)行時(shí)間。</p><p><b>　　最大縱坡的確定</b></p><p>　　考慮營盤路隧道主要以客運(yùn)車輛為主兼顧少量輕型貨運(yùn)交通。且在城市中，車輛排放標(biāo)準(zhǔn)高，且通風(fēng)設(shè)施相對(duì)公路隧道有所改善，因此在城市道路進(jìn)

21、行隧道工程設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮公路隧道的要求進(jìn)行控制。同時(shí)可以在隧道運(yùn)行過程中實(shí)行交通管制，限制排污大不符合環(huán)保要求的車輛進(jìn)入。</p><p>　　因此綜上所述，縱斷面設(shè)計(jì)主要控制參數(shù)如下：</p><p>　　主線隧道最大縱坡≦6%，并根據(jù)規(guī)范限制坡長。</p><p><b>　　隧道橫斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>

22、;<b>　　隧道建筑限界的確定</b></p><p>　　隧道橫斷面設(shè)計(jì)主要是對(duì)隧道凈空的設(shè)計(jì)。隧道凈空是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。隧道凈空是根據(jù)“建筑限界”確定的?！跋藿纭笔且环N規(guī)定的輪廓線，這種輪廓線以內(nèi)的空間是保證車輛安全運(yùn)行所必需的，是建筑物不得侵入的一種限界。公路隧道建筑限界包括車道、路肩、路緣帶、人行道等的寬度及車道、人行道的凈高。該隧道是兩車道公路Ⅴ 級(jí)圍巖隧道,根

23、據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》選取隧道建筑限界基本值如下：</p><p>　　——行車道寬度,??； </p><p><b>　　——余寬,??；</b></p><p>　　——檢修道道寬度,取；</p><p>　　——建筑限界高度,取4.5； </p><p>　　——左側(cè)向?qū)挾?取0.5

24、；</p><p>　　——右側(cè)向?qū)挾?取0.5；</p><p>　　——建筑限界左頂角寬度,取0.5；</p><p>　　——建筑限界右頂角寬度,取0.5； </p><p>　　——檢修道道高度,取0.4；</p><p>　　隧道凈寬；設(shè)計(jì)行車速度為，建筑限界左頂角高度與右頂角高度均??；參照規(guī)范，橫向

25、坡度在本設(shè)計(jì)中取橫向坡度i=2%,向右側(cè)(行車方向)傾斜。</p><p>　　圖2.1 隧道建筑限界圖（單位:厘米）</p><p><b>　　隧道內(nèi)輪廓的確定</b></p><p>　　主線隧道分為暗挖段、明挖暗埋段和明挖敞開段，以建筑限界為基礎(chǔ)，考慮襯砌結(jié)構(gòu)受力特性、工程造價(jià)，并結(jié)合以下幾種因素?cái)M定內(nèi)輪廓線：滿足建筑限界要求，預(yù)留裝飾

26、厚度和富余空間；充分考慮通風(fēng)、照明、消防、供配電、交通工程及排水等隧道運(yùn)營設(shè)施的安裝空間。隧道主線各段內(nèi)輪廓圖具體如下</p><p>　?。?）主線淺埋暗挖段（單圓畫法）</p><p>　　隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)除符合隧道建造限界的規(guī)定外，還應(yīng)滿足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾的需要，并為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、營運(yùn)管理等設(shè)施提供安裝控件，同時(shí)考慮圍巖變形、施工方法影響的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形式

27、及尺寸符合安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則。主線淺埋暗挖內(nèi)輪廓圖如下：</p><p>　　圖2.2 主隧道暗挖段內(nèi)輪廓線（單位：厘米）</p><p>　　（2）主線明挖暗埋段</p><p>　　主線明挖暗埋段 主線明挖暗埋段，建筑限界與暗挖段相同，并綜合考慮結(jié)構(gòu)受力特性、施工誤差、內(nèi)裝空間以及機(jī)電設(shè)施安裝其內(nèi)輪廓如下：</p><p>　　圖2

28、.3 主線明挖暗埋段內(nèi)輪廓線（單位：厘米）</p><p>　　主線明挖敞開段，建筑限界與明挖暗埋段相同，并考慮施工和管線布置的連續(xù)性，其內(nèi)輪廓距建筑限界的距離與明挖暗埋段相同。圖如上：</p><p>　　圖2.4 主線敞開段內(nèi)輪廓線（單位：厘米）</p><p>　　主線隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

29、</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)型式分類</b></p><p>　　根據(jù)本工程的平縱設(shè)計(jì)，主線暗挖段結(jié)構(gòu)型式可分為陸域暗挖段和江底暗挖段，其中前者包括陸域小凈距襯砌結(jié)構(gòu)、陸域分離式襯砌結(jié)構(gòu)和陸域地下分岔部襯砌結(jié)構(gòu)，后者包括江底斷層破碎帶襯砌結(jié)構(gòu)、江底Ⅴ級(jí)圍巖襯砌結(jié)構(gòu)、江底Ⅳ級(jí)圍巖襯砌結(jié)構(gòu)和江底地下分岔部襯砌結(jié)構(gòu)。</p><

30、p><b>　　襯砌設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》，本隧道為雙車道Ⅵ-Ⅴ級(jí)圍巖隧道，圍巖條件較差，需設(shè)置仰拱。參考《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70—2004）并結(jié)合該隧道的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)復(fù)合下列規(guī)定：</p><p>　　（1）對(duì)于淺埋暗挖段，采用新奧法進(jìn)行施工，利用鉆爆開挖并及時(shí)施作注漿加固圈、初期支護(hù)和

31、二次襯砌，此三層支護(hù)結(jié)構(gòu)形成全封閉不排水的復(fù)合式抗水壓支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）對(duì)于陸域暗挖段隧道按淺埋暗挖法進(jìn)行施工，施工需滿足地表沉降要求以保證安全。該段隧道在開挖后要及時(shí)施作初期支護(hù)，且初期支護(hù)承擔(dān)全部基本荷載，二次襯砌作為 安全儲(chǔ)備，特殊荷載則由初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)。</p><p>　?。?）對(duì)于江底暗挖段隧道采用礦山法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，考慮到該段圍巖主要

32、以Ⅳ級(jí) 和Ⅴ級(jí)等軟弱圍巖為主，巖性為強(qiáng)風(fēng)化～中風(fēng)化板巖，設(shè)計(jì)采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù) 和注漿加固圈承擔(dān)全部基本荷載，且需滿足施工安全和控制地表沉降的要求。二次襯砌 施作后，整體支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)水壓荷載。</p><p><b>　　支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　江底暗挖隧道襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)以噴射混凝土、錨桿和鋼筋網(wǎng)為主要手段，局部 輔以型鋼拱支撐加強(qiáng)，二

33、次襯砌采用整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土，并輔助全斷面超前帷幕（周 邊）預(yù)注漿、小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)等措施。 陸域暗挖隧道襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)以噴射混凝土、錯(cuò)桿和鋼筋網(wǎng)為主要手段，局部輔以型鋼拱支撐加強(qiáng)，二次襯砌采用整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土，并輔助小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)。</p><p>　　根據(jù)本隧道的實(shí)際特點(diǎn)及各段落的實(shí)際條件，經(jīng)工程類比和結(jié)構(gòu)計(jì)算后擬定支護(hù)參 數(shù)見下表：</p><p>　　表3-1

34、支護(hù)參數(shù)表</p><p><b>　　續(xù)表3-1</b></p><p><b>　　襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)計(jì)算利用同濟(jì)曙光軟件進(jìn)行模擬，取樁號(hào)為SK2+400處進(jìn)行示例計(jì)算。SK2+400地?cái)?shù)陸域小凈距段

35、，圍巖級(jí)別為Ⅳ級(jí)，地面高程35.8m，設(shè)計(jì)高程18.298m，填挖高度-17.502，該處拱頂上覆土層厚度為17.502-7.40=10.102m取為10m。另外，根據(jù)規(guī)范及工程實(shí)踐：當(dāng)隧道周邊土層厚度>3D時(shí)，可忽略隧道結(jié)構(gòu)對(duì)土層的影響。所以取隧道左右側(cè)向?qū)挾葹?5m，底部深度25m。</p><p><b>　　模擬材料物理參數(shù)：</b></p><p>　

36、?、艏?jí)圍巖：E=3Gpa，µ=0.33，γ=22kN/m3 ，C=500kPa，φ=25o 。彈性材料模擬；</p><p>　　初襯，24cm厚C30噴射混凝土+18工字鋼：E=25Gpa，A=0.24m2,γ=23kN/m3 ，I=0.001152m4。直粱（殼）模擬；</p><p>　　二襯，50cm厚C35鋼筋混凝土：E=32.25Gpa，A=0.5m2,γ=25kN/

37、m3 ，I=0.010417m4。直粱（殼）模擬；</p><p>　　中隔墻，18cm厚噴C20混凝土+I18鋼拱架：E=210Gpa，A=0.18m2,γ=25kN/m3 ，I=0.000486m4。直粱（殼）模擬；</p><p>　　封底混凝土，10cm厚噴C20混凝土：E=21Gpa，A=0.1m2,γ=23kN/m3 ，I=0.0000833m4。直粱（殼）模擬；</p&

38、gt;<p>　　3.5mΦ25中空注漿錨桿：E=210Gpa，A=0.0490625m2,γ=77kN/m3 。桿模擬；</p><p>　　2.5mΦ22沙漿錨桿：E=210Gpa，A=0.04114m2,γ=77kN/m3 。桿模擬；</p><p>　　R32水平對(duì)拉錨桿：E=210Gpa，A=0.080384m2,γ=77kN/m3 。桿模擬。</p>

39、<p>　　其中：E——材料彈性模量；µ——泊松比；γ——材料容重；C——粘聚力；φ——內(nèi)摩擦角；A——截面積；I——慣性矩。</p><p>　　建立模型，分析如下：</p><p>　　圖4-1 幾何模型（106m×43m）</p><p>　　圖4-2 有限元模型（106m×43m）</p><p&

40、gt;　　該陸域小凈距隧道，左洞采用三臺(tái)階仰拱法施工，右洞采用CD法施工，施工過程分為七步。各施工過程位移云圖如下：</p><p>　　左洞先行施工，右洞后行施工</p><p><b>　　位移結(jié)果</b></p><p>　　圖4-3 左部上臺(tái)階開挖位移云圖</p><p>　　圖4-3 左洞中部臺(tái)階開挖位移云圖&

41、lt;/p><p>　　圖4-4 左部下臺(tái)階開挖位移云圖</p><p>　　圖4-5 右洞左側(cè)上部開挖位移云圖</p><p>　　圖4-6 右洞左側(cè)下部開挖位移云圖</p><p>　　圖4-7 右洞右上部開挖位移云圖</p><p>　　圖4-8 右洞右下部開挖位移云圖</p><p>　　圖

42、4-9 去掉網(wǎng)格后最終位移矢量圖（初襯+二襯）</p><p>　　在隧道左拱頂取一考察點(diǎn)，考察點(diǎn)位于開挖內(nèi)輪廓線上。由上述位移圖可知：開挖左部上臺(tái)階，施作該部錨桿、初襯、封底混凝土后，最大位移出現(xiàn)在左部上臺(tái)階底部，為：0.7mm；開挖左洞中部臺(tái)階，施作該部錨桿、初襯、封底混凝土、對(duì)拉錨桿后，最大位移出現(xiàn)在左下臺(tái)階頂部，為：1.02mm；開挖左部下臺(tái)階，施作邊墻錨桿、對(duì)拉錨桿、初襯、全周邊二襯，最大位移出現(xiàn)在左拱

43、頂，為1.06mm；開挖右洞左側(cè)上部，施作錨桿、初襯、鋼拱架、封底混凝土，最大位移仍出現(xiàn)在左部拱頂，為：1.12mm；開挖右洞左側(cè)下部，施作錨桿、初襯、接長鋼拱架。最大位移出現(xiàn)在左拱頂，為1.16mm；開挖右洞右上部，施作錨桿、初襯、拆除該部鋼拱架錨桿，最大位移出現(xiàn)在左拱頂，為1.16mm；開挖右洞右下部，施作該部錨桿、初襯、移除該處鋼拱架錨桿、移除鋼拱架、灌注全周襯砌，洞室最大位移出現(xiàn)在左拱頂，為1.19mm。在開挖左洞上、中臺(tái)階過程

44、中，最大位移不在左拱頂，當(dāng)開挖左洞下臺(tái)階以及整個(gè)右洞，位移最大值點(diǎn)由左臺(tái)階底部轉(zhuǎn)為左拱頂，并且累計(jì)位移量為1.19mm，位移值并不大，對(duì)于整個(gè)隧道的開挖來說是安全的。</p><p><b>　　內(nèi)力結(jié)果</b></p><p>　　圖4-10 左洞三臺(tái)階仰拱法二襯軸力圖（kN）</p><p>　　圖4-11 CD法開挖二襯軸力圖（kN）&l

45、t;/p><p>　　圖4-12 三臺(tái)階仰拱法二襯彎矩圖（kN.m）</p><p>　　圖4-13 CD法二襯彎矩圖（kN.m）</p><p>　　圖4-14 三臺(tái)階仰拱法二襯剪力圖（kN）</p><p>　　圖4-15 CD法二襯剪力圖（kN）</p><p>　　由圖可知：軸力最大值左洞出現(xiàn)在右下角為253kN，

46、右洞出現(xiàn)在右下角為167kN；彎矩最大值左洞出現(xiàn)在右部邊墻為18.7kN.m，右洞出現(xiàn)在拱頂和右部邊墻為15.5kN.m；剪力最大值左洞出現(xiàn)在右部邊墻為41.6kN，右洞出現(xiàn)在拱頂為-144.7kN。都小于材料屈服強(qiáng)度，襯砌結(jié)構(gòu)安全。</p><p><b>　　材料屈服情況</b></p><p>　　圖4-16 材料屈服近度填色圖</p><p

47、>　　在整個(gè)模擬過程中無材料失穩(wěn)情況發(fā)生。</p><p>　　右洞先行施工，左洞后行施工</p><p><b>　　各施工過程位移矢量</b></p><p>　　圖4-17右洞左上臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>　　圖4-18 右洞左下臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>

48、;　　4-19 右洞右上臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>　　圖4-20 右洞右下臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>　　圖4-21 左部上臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>　　圖4-22 左洞中部臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p>　　圖4-23 左部下臺(tái)階開挖位移矢量圖（m）</p><p&

49、gt;　　圖4-24開挖完畢位移云圖</p><p>　　取右拱頂為考察點(diǎn)，考察點(diǎn)位于開挖內(nèi)輪廓線上。由圖可知：開挖右洞左上臺(tái)階，施作錨桿、初襯、鋼拱架、封底混凝土，最大位移出現(xiàn)在右洞左部拱底，為：0.55mm；開挖右洞左側(cè)下臺(tái)階，施作錨桿、初襯、接長鋼拱架，最大位移出現(xiàn)在右洞左拱底，為：0.63mm；開挖右洞右上部，施作錨桿、初襯、拆除該部鋼拱架錨桿，最大位移出現(xiàn)在右洞左拱底，為：0.8mm；開挖右洞右下部臺(tái)階

50、，施作該部錨桿、初襯、移除該處鋼拱架錨桿、移除鋼拱架、灌注全周襯砌，最大位移出現(xiàn)在右洞底為：1.03mm；開挖左洞上臺(tái)階，施作該部錨桿、初襯、封底混凝土，最大位移出現(xiàn)在右洞底，為：1.0mm；開挖左洞中部臺(tái)階，施作該部錨桿、，初襯、封底混凝土，最大位移出現(xiàn)在左洞拱頂，為：1.11mm；開挖左部下臺(tái)階，施作邊墻錨桿、對(duì)拉錨桿、初襯、全周邊二襯，最大位移出現(xiàn)在左拱頂，為：1.19mm。在整個(gè)右洞開挖過程中以及開挖左洞上臺(tái)階最大位移均出現(xiàn)在右

51、拱底非右拱頂，最大值為：1.0mm；當(dāng)開挖出左洞中部臺(tái)階，位移最大值點(diǎn)由右拱底轉(zhuǎn)為了右拱頂；并且左洞下臺(tái)階開挖后，最大值仍為右拱頂為：1.19mm，與左洞先行施工位移值大小一樣，在整個(gè)開挖過程中位移都較</p><p><b>　　內(nèi)力結(jié)果</b></p><p>　　圖4-25 二襯軸力圖（kN）</p><p>　　圖4-26 二襯彎矩圖（

52、kN.m)</p><p>　　圖4-27 二襯剪力圖（kN）</p><p>　　由圖可知，軸力最大值，右洞為261.15kN，右洞為159.01kN；彎矩最大值，左洞為：20.71kN.m，右洞為24.88kN.m；剪力最大值，左洞為95.56kN，右洞為177.17kN，均小于材料容許應(yīng)力值。在整個(gè)開挖施工過程中，所有材料無失穩(wěn)情況發(fā)生，整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)安全。</p>&l

53、t;p><b>　　模型對(duì)比分析</b></p><p>　?。?）單洞開挖即：先行洞已開挖，后行洞還未開挖時(shí)，可比較三臺(tái)階法和CD法的優(yōu)越性。同等條件下，分別采用兩種方法開挖單洞，開挖完畢后兩者對(duì)圍巖的擾動(dòng)情況基本一樣；采用三臺(tái)階仰拱法施工最大位移出現(xiàn)在拱頂，而采用CD法施工能限制拱頂?shù)奈灰疲畲笪灰瞥霈F(xiàn)在拱底；并且CD法開挖的位移值小于三臺(tái)階仰拱法施工。所以圍巖條件不是很好的地層更

54、適用于采用CD法。</p><p>　?。?）三臺(tái)階法先行施工與CD法先行施工相比，最終兩者對(duì)圍巖的擾動(dòng)范圍一樣，最大位移值也相等。兩者所導(dǎo)致的內(nèi)力圖形狀基本一樣，雖然所有材料都未發(fā)生失穩(wěn)，但采用CD先行施工結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力值大于三臺(tái)階先行施工所產(chǎn)生的內(nèi)力。由新奧法基本理念：結(jié)構(gòu)和土層共同承受荷載，并且應(yīng)充分調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力。采用三臺(tái)階先行施工更能符合新奧法的基本原理。</p><p>

55、　　所以綜上所述：主線隧道分為陸域分離小凈距段及分離段，對(duì)于陸域分離小凈距段施工，采用一個(gè)洞先行另一個(gè)洞后行施工的施工方法并且根據(jù)規(guī)范前后洞之間錯(cuò)開三倍洞徑</p><p>　　當(dāng)凈距<1d時(shí)，先行洞采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法后行洞采用CD法。</p><p>　　當(dāng)凈距>1d時(shí)，先行洞及后行洞均采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法。</p><p>　　對(duì)于分離段采用三臺(tái)階

56、仰拱法施工。</p><p>　　由整個(gè)施工過程模擬可知，該施工方法選擇較恰當(dāng)，支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)合理。</p><p><b>　　施工組織設(shè)計(jì)</b></p><p>　　三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工方案</p><p>　　圖5-1 三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工橫斷面圖</p><p>　　圖5-2 三臺(tái)階臨時(shí)仰

57、拱法施工工序縱斷面圖</p><p><b>　　施工工序</b></p><p><b>　?。?）上臺(tái)階開挖；</b></p><p>　　采用弱爆破開挖①部分臺(tái)階；</p><p>　　施作①部分洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，初噴混凝土，架立鋼拱架I；</p><p>　　鉆設(shè)超

58、前支護(hù)后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴10cm混凝土封閉上臺(tái)階底面，必要時(shí)進(jìn)行掌子面封閉。</p><p>　?。?）上臺(tái)階施工至適當(dāng)距離后，采用開挖②部分臺(tái)階，接長鋼拱架II，施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，噴10cm混凝土封閉臺(tái)階底面；</p><p>　?。?）開挖③部分臺(tái)階，及時(shí)封閉初期支護(hù)III；</p><p>　?。?）灌注隧道內(nèi)Ⅳ部分仰拱；</p>

59、<p>　?。?）灌注隧道內(nèi)Ⅴ部分隧道底填充；</p><p>　　（6）利用模版臺(tái)車一次性灌注Ⅵ部分二次襯砌(拱墻襯砌一次施作)。</p><p><b>　　CD法施工方案</b></p><p>　　圖5-3 CD法施工工序橫斷面圖</p><p>　　圖5-4 CD法施工工序縱斷面圖</p>

60、<p><b>　　施工工序</b></p><p>　?。?）采用弱爆破開挖①部分臺(tái)階；</p><p>　　施作①部分洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，初噴混凝土，架立鋼拱架I；</p><p>　　鉆設(shè)超前支護(hù)后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴10cm混凝土封閉上臺(tái)階底面，必要時(shí)進(jìn)行掌子面封閉。</p><p>　?。?）

61、上導(dǎo)坑施工長度達(dá)到3到5m后，采用弱爆破開挖②部分導(dǎo)坑，接長鋼架，施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)II，噴10cm混凝土封閉側(cè)壁，接長臨時(shí)鋼架；</p><p>　?。?）開挖③部分臺(tái)階，及時(shí)封閉初期支護(hù)III；</p><p>　?。?）開挖④部分臺(tái)階，及時(shí)封閉支護(hù)Ⅳ；</p><p>　?。?）拆除臨時(shí)鋼架；</p><p>　　（6）灌注隧道內(nèi)Ⅴ

62、部分仰拱；</p><p>　?。?）灌注隧道內(nèi)Ⅵ部分隧道底填充；</p><p>　?。?）利用模版臺(tái)車一次性灌注Ⅶ部分二次襯砌(拱墻襯砌一次施作)。</p><p><b>　　隧道防排水設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　貫徹

63、“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治水”的原則。</p><p>　　隧道采用全封閉式不排水方式，防水等級(jí)為二級(jí)，隧道頂部不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，但總面積不應(yīng)大于總防水面積的6‰，任意防水面積上的濕漬不超過4處，單個(gè)濕漬的最大面積不應(yīng)大于0.2m2。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范的防排水的一般規(guī)定,隧道防排水應(yīng)遵循,保證隧道結(jié)構(gòu)物和營運(yùn)設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)

64、對(duì)地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個(gè)完整通暢的防排水系統(tǒng)。</p><p>　　隧道防水以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)施工縫、變形縫等薄弱環(huán)節(jié)的防水，確保隧道整體防水效能。</p><p>　　防排水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境因素，確保生態(tài)環(huán)境和諧。</p><p>　　所有防水構(gòu)件、附加防水層等應(yīng)滿足設(shè)計(jì)所需的耐久性要求。</p><p>

65、<b>　　防排水設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　隧道暗挖段防排水</b></p><p><b>　　暗挖段防排水措施</b></p><p>　?。?）對(duì)暗挖段特別是江底及裂隙發(fā)育的地方，通過全斷面（帷幕）注漿、超前周邊注漿等注漿堵水措施，在隧道洞室四周形成注漿堵水圈，封閉巖土體中輸水裂

66、隙和涌水空間，進(jìn)一步封閉地下水滲流通道，減少地下水的滲入量，同時(shí)也加固隧道周邊圍巖，保證了施工安全。</p><p>　?。?）全斷面帷幕預(yù)注漿適用于江底斷層破碎帶、江底Ⅴ級(jí)圍巖段，注漿加固圈厚度為6m。</p><p>　?。?）預(yù)注漿前，應(yīng)該認(rèn)真分析設(shè)計(jì)提供的詳勘結(jié)果，以超前物探及超前鉆孔，探明地下水、裂隙的發(fā)育情況。超前鉆孔應(yīng)在預(yù)測(cè)突水以前5到10m。</p><

67、p>　?。?）注漿范圍為隧道開挖線以外6m，注漿長度為30m，分三環(huán)實(shí)施，第一環(huán)長14m，第二環(huán)長20m，第三環(huán)長30m，一個(gè)注漿段完成后留6m不開挖作為下一注漿段的止?jié){巖盤。同時(shí)對(duì)第一循環(huán)采用1.5m厚C20砼止?jié){墻。注漿材料采用超細(xì)水泥-水玻璃雙漿液，雙漿液配比為：水灰比W:C=0.8:1-1:1,水泥、水玻璃體積比C:S=1:1，水玻璃濃度為35Be'，注漿壓力為：2.0-5.0Mpa。</p><

68、;p>　?。?）二次襯砌采用防水混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于S12，拱墻混凝土摻加防水劑，仰拱混凝土摻加高效抗裂防水膨脹劑。</p><p>　?。?）隧道初期支護(hù)與二次襯砌間全環(huán)鋪設(shè)EVA型單面自粘型防水板。</p><p>　?。?）二次襯砌變形縫及環(huán)、縱向施工縫處理措施。</p><p>　　縱向施工縫：采用刷涂混凝土界面劑、止水鋼板和遇水膨脹橡膠止水條

69、防水；</p><p>　　環(huán)向施工縫：采用外貼士橡膠止水帶、中埋式鋼邊橡膠止水帶雙道防水，并設(shè)置可維護(hù)注漿止水管加強(qiáng)防水；</p><p>　　變形縫：變形縫部位全環(huán)設(shè)置外貼式止水帶、中埋式鋼邊橡膠止水帶、瀝青木絲板塞縫、聚硫密封膠及φ20打孔PVC管。</p><p>　?。?）隧道二襯施作完成后，進(jìn)行襯砌背后回填注漿。</p><p>

70、　　施工縫、變形縫防水處理</p><p>　　圖6-1 環(huán)向施工防水圖</p><p>　　圖6-2 拱墻變形縫防水圖</p><p>　　圖6-3 仰拱變形縫防水圖</p><p><b>　　明挖段防水</b></p><p>　　主體結(jié)構(gòu)混凝土自防水</p><p>

71、;　　結(jié)構(gòu)采用C35防水鋼筋混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于S12，限制裂縫開展寬度≤0.2mm。為減少裂縫產(chǎn)生同時(shí)考慮以下措施：</p><p>　　采用低熱水泥，添加優(yōu)質(zhì)粉煤灰和其它活性粉料；</p><p>　　施工中采取基坑內(nèi)降水和局部地基加固土體，嚴(yán)格控制基坑在開挖過程中的維護(hù)結(jié)構(gòu)變形與沉降，減少對(duì)底板下土體的擾動(dòng)，從而盡量減少變形和不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；</p>&

72、lt;p>　　添加有補(bǔ)償收縮功能的膨脹防水劑，限制水泥用量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。</p><p><b>　　施工縫防水</b></p><p>　　縱向施工縫：a.在縱向施工縫中間設(shè)鋼板止水帶和遇水膨脹橡膠止水條；</p><p>　　b.在新、老混凝土界面上涂刷粘結(jié)材料，增加兩者之間的粘結(jié)力，減少結(jié)構(gòu)開裂。</p><p&g

73、t;　　橫向施工縫：a.鋼邊橡膠止水帶、遇水膨脹橡膠止水條；</p><p><b>　　b.界面劑。</b></p><p><b>　　變形縫防水</b></p><p>　　外防水，底板外設(shè)外貼止水帶，頂板面層黏貼防水材料；</p><p>　　中間防水，采用預(yù)埋橡膠止水帶；</p>

74、;<p>　　內(nèi)側(cè)預(yù)留嵌縫槽，采用密封膠嵌槽。為減少變形縫處的差異沉降，底板設(shè)置凹凸榫槽，其余構(gòu)件設(shè)置鋼筋剪力桿，增加變形縫處的抗剪能力。</p><p><b>　　隧道排水</b></p><p>　　洞外防排水設(shè)計(jì)，在隧道進(jìn)、出口地段設(shè)置反坡，避免洞外水流入隧道內(nèi)；</p><p>　　洞內(nèi)排水，隧道進(jìn)、出口明挖暗埋段靠近洞

75、口附近設(shè)置橫向截水溝和雨水泵房排水。</p><p><b>　　隧道監(jiān)控量測(cè)</b></p><p><b>　　監(jiān)控量測(cè)目的</b></p><p>　?。?）動(dòng)態(tài)施工反饋，為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)安全、指導(dǎo)施工、便于施工管理；</p><p>　?。?）驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)

76、計(jì)，指導(dǎo)隧道施工，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）便于掌握地層、地下水、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與受力狀態(tài)以及施工對(duì)既有結(jié)構(gòu)的影響。通過數(shù)據(jù)整理、分析及時(shí)確定相應(yīng)的施工措施確保隧道安全及建筑物的安全；</p><p>　?。?）土建施工完成后，繼續(xù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)直至其變形穩(wěn)定為止，掌握結(jié)構(gòu)的變形收斂值，并以此作為對(duì)結(jié)構(gòu)的安全評(píng)定依據(jù)。</p><p><b

77、>　　監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目</b></p><p><b>　?。?）必測(cè)項(xiàng)目</b></p><p><b>　　洞內(nèi)外觀測(cè)；</b></p><p><b>　　地表位移及沉降；</b></p><p>　　洞內(nèi)拱頂下沉及水平凈空收斂量測(cè)；</p>

78、<p><b>　　隧道圍巖壓力量測(cè)；</b></p><p><b>　　初期支護(hù)鋼架應(yīng)變；</b></p><p>　　工程附近建筑物沉降、裂縫及傾斜度量測(cè)；</p><p>　　工程附近管線監(jiān)測(cè)（水平、垂直位移、水平標(biāo)高、管段擾度、接縫等情況）；</p><p>　　水位及河床高程測(cè)

79、量；</p><p><b>　　爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)。</b></p><p><b>　　（2）選測(cè)項(xiàng)目</b></p><p>　　選測(cè)項(xiàng)目根據(jù)圍巖的性質(zhì)、隧道埋深、開挖方式等條件自行確定監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目，作為必測(cè)項(xiàng)目的驗(yàn)證和補(bǔ)充。包括：</p><p><b>　　圍巖內(nèi)部變形測(cè)量；</

80、b></p><p><b>　　錨桿軸力測(cè)量。</b></p><p><b>　　監(jiān)測(cè)方法</b></p><p>　　隧道地質(zhì)及支護(hù)狀況變化情況觀察</p><p>　　主要檢查隧道地質(zhì)情況（圍巖巖性、節(jié)理發(fā)育情況、巖層產(chǎn)狀、破碎程度、地下水發(fā)育情況、不良地質(zhì)情況）是否與原地勘察資料相符

81、；隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常情況下和爆炸后的變化是否在設(shè)計(jì)和規(guī)范允許的范圍內(nèi)。對(duì)出現(xiàn)異常的應(yīng)及時(shí)反映、對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行修改，并對(duì)隧道圍巖發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)施工方法和方案、各工序超前長度、爆破參數(shù)、進(jìn)尺長度等提出建議。</p><p>　　有專業(yè)地質(zhì)人員進(jìn)行肉眼觀察，手工素描記錄，采用地質(zhì)羅盤、鋼尺、水壓、測(cè)縫計(jì)等測(cè)量工具（必要時(shí)可采用數(shù)碼攝像機(jī)錄制地質(zhì)剖面及支護(hù)狀況）</p><p>　　在每次爆

82、破和初期支護(hù)后應(yīng)立即進(jìn)行，尤其在地質(zhì)情況發(fā)生變化、爆破參數(shù)發(fā)生改變時(shí)對(duì)初期支護(hù)和二次襯砌的變化加強(qiáng)量測(cè)。</p><p>　　周邊位移凈空收斂檢測(cè)</p><p>　　對(duì)隧道圍巖周邊水平凈空收斂及其速度進(jìn)行觀察，掌握圍巖內(nèi)部隨時(shí)間的變形規(guī)律，從而判斷圍巖的穩(wěn)定性、確定二次支護(hù)時(shí)間；保證結(jié)構(gòu)總變形量在規(guī)定允許值之內(nèi)。</p><p>　　主要采用收斂計(jì)，測(cè)點(diǎn)的縱向間距

83、按圍巖級(jí)別而定。地質(zhì)條件差的地段應(yīng)從密布點(diǎn)。圍巖表位移觀測(cè)點(diǎn)鉆孔埋設(shè)于圍巖內(nèi)，埋設(shè)深度不小于0.2m。測(cè)點(diǎn)在觀測(cè)斷面距離開外面2.0m的范圍內(nèi)埋設(shè)，并在爆破后24小時(shí)內(nèi)下一次爆破前測(cè)讀初讀數(shù)。</p><p>　　收斂樁在安裝后應(yīng)注意保護(hù)，避免因測(cè)樁損壞而影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；觀測(cè)時(shí)盡量可能由固定人員對(duì)觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行操作，并測(cè)讀三次取平均值以保證觀測(cè)精度。</p><p><b>

84、　　拱頂下沉測(cè)量</b></p><p>　　測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)高差變化量得出拱頂下沉量和下沉速度并以此來判斷支護(hù)效果、指導(dǎo)施工、保證施工質(zhì)量與安全；拱頂下沉主要用于確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，事先預(yù)報(bào)拱頂崩塌。</p><p>　　拱頂下沉觀測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺及鋼掛尺，測(cè)量觀察點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，從而計(jì)算出拱頂下沉量，觀測(cè)精度（1mm）。拱頂下沉點(diǎn)的布置與周邊位移收斂一致

85、，位于同一斷面上，拱頂下沉觀測(cè)起始讀數(shù)應(yīng)在3到6小時(shí)內(nèi)完成，其它測(cè)量應(yīng)在開挖后最遲24小時(shí)內(nèi)完成，且在下一循環(huán)開挖前完成。</p><p>　　拱頂及周邊位移測(cè)量頻率及測(cè)點(diǎn)布置如下：</p><p>　　表7-1 拱頂下沉及周邊收斂測(cè)量頻率</p><p>　　注：B表示隧道開挖寬度</p><p>　　表7-2 變形管理等級(jí)</p&g

86、t;<p>　　注：U-實(shí)測(cè)位移值；U0-允許位移值，設(shè)計(jì)初始參考值為15cm，隧道開挖適當(dāng)長度后綜合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)分析結(jié)果由相關(guān)單位協(xié)商確定最終使用值。</p><p>　　圖7-1 測(cè)點(diǎn)布置示意圖</p><p>　　淺埋地段地表下沉量測(cè)</p><p>　　淺埋地段地表下沉量測(cè)宜與洞內(nèi)凈空變化測(cè)量在同一橫斷面內(nèi)，橫斷面方向應(yīng)在隧道中線兩側(cè)每隔2-5

87、m布設(shè)地表下沉測(cè)點(diǎn)，靠近中線的地方測(cè)點(diǎn)布置密些，外側(cè)漸稀，必要時(shí)可擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍及加密測(cè)點(diǎn)布置。</p><p>　　圖7-2 地表下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置范圍示意圖</p><p><b>　　錨桿軸力檢測(cè)</b></p><p>　　在必要時(shí)需要進(jìn)行錨桿拉拔力測(cè)量，采用各類電測(cè)錨桿、錨桿測(cè)力計(jì)及拉拔計(jì)。錨桿軸力量測(cè)采用七孔布置。布置圖如下：</

88、p><p>　　圖7-3 錨桿拉拔力七測(cè)孔布置圖</p><p><b>　　路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于瀝青混凝土路面具有平整度好、無接縫、汽車沖擊反力小、行車舒適、養(yǎng)護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，故本隧道采用復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)。具體如下：</p><p>　　主線隧道洞內(nèi)路面采用：</p><p&g

89、t;　　4cm阻燃瀝青瑪蹄脂碎石抗滑表層SMA13</p><p>　　5cm中粒式瀝青混凝土AC-20C</p><p>　　SBS改姓瀝青隨時(shí)混凝土封層+C15混凝土仰拱回填墊層</p><p>　　主線隧道路面結(jié)構(gòu)圖（非進(jìn)出口段）</p><p>　　圖8-1 主線隧道路面結(jié)構(gòu)（非進(jìn)口段）</p><p>　　考

90、慮隧道進(jìn)出口路段是車輛減速、加速的典型地段，在車輪作用下，鋪裝結(jié)構(gòu)層之間將產(chǎn)生巨大的剪應(yīng)力，因而需要選用層間粘結(jié)性能更佳的溶劑型粘結(jié)劑作為層間粘結(jié)材料。因此，隧道進(jìn)口300m內(nèi)的隧道路面采用：</p><p>　　4cm阻燃瀝青瑪蹄脂碎石抗滑表層SMA13</p><p>　　5cm中粒式瀝青混凝土AC-20C</p><p>　　溶劑型粘結(jié)劑+C15混凝土仰拱回填

91、墊層</p><p>　　主線隧道路面結(jié)構(gòu)圖（進(jìn)口段）</p><p>　　圖8-2 主線隧道路面結(jié)構(gòu)（進(jìn)口段）</p><p>　　專題：C匝道與主線交界段開挖施工與支護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　C匝道與主線交界處結(jié)構(gòu)型式分類</p><p>　　C匝道隧道與主線隧道“分流”，在分叉部分依次與主線隧道形成：江底大跨度

92、段（加寬段）、江底連拱段、江底小凈距段。其中襯砌結(jié)構(gòu)形式包括：江底大跨度A型襯砌、江底大跨度B型襯砌、江底大跨度C型襯砌、江底連拱段襯砌、江底小凈距段襯砌。</p><p>　　圖9-2 C匝道與主線交接段分段示意圖</p><p>　　江底分叉段大跨度段、連拱段、小凈距段、分離段分界里程的確定：</p><p>　　中隔墻厚度<1.6m，大跨度段；</

93、p><p>　　1.6m<中隔墻厚度<2.9m，連拱段；</p><p>　　2.9m<中隔墻厚度<8.0m，小凈距段；</p><p>　　8.0m<中隔墻厚度，分離段。</p><p>　　其中江底大跨度A型襯砌長4.81m、江底大跨度B型襯砌長14.56m，江底大跨度C型襯砌長138.76m。</p>

94、;<p><b>　　江底加寬段內(nèi)輪廓線</b></p><p>　　圖9-3 C匝道與主線交接江底大跨度A段內(nèi)輪廓圖（cm）</p><p>　　江底大跨度A段內(nèi)輪廓采用三心圓畫法，拱部半徑R1=10.83m，邊墻半徑R2=5.05m，仰拱半徑R3=20.20m，邊墻與仰拱連接段半徑R4=2.5m；隧道內(nèi)輪廓凈寬19.07m，凈高11.92m；主線隧道

95、行車道中線與C匝道行車道中線間距9.72m。</p><p>　　圖9-4 C匝道與主線交接江底大跨度B段內(nèi)輪廓圖（cm）</p><p>　　江底大跨度B段內(nèi)輪廓采用三心圓畫法，拱部半徑R1=9.82m，邊墻半徑R2=5.05m，仰拱半徑R3=19.76m，邊墻與仰拱連接段半徑R4=2.5m；隧道內(nèi)輪廓凈寬17.50m，凈高11.26m；主線隧道行車道中線與C匝道行車道中線間距8.15m

96、。</p><p>　　圖9-5 C匝道與主線交接江底大跨度C段內(nèi)輪廓圖（cm）</p><p>　　江底大跨度B段內(nèi)輪廓采用三心圓畫法，拱部半徑R1=7.56m，邊墻半徑R2=5.05m，仰拱半徑R3=15.24m，邊墻與仰拱連接段半徑R4=2.5m；隧道內(nèi)輪廓凈寬14.00m，凈高10.09m；主線隧道行車道中線與C匝道行車道中線間距4.65m。</p><p>

97、;　　C匝道與主線交界處支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　江底大跨度段</b></p><p>　　根據(jù)本隧道大跨度段的實(shí)際特點(diǎn)及工程地質(zhì)條件，經(jīng)工程類比法擬定大跨度段支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)見下表：</p><p>　　表9-1 大跨度段支護(hù)設(shè)計(jì)表</p><p><b>　　續(xù)表9-1</b><

98、;/p><p><b>　　江底連拱及小凈距段</b></p><p>　　對(duì)于連拱隧道段，采用整體式直中墻連拱結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)根據(jù)分叉處的實(shí)際地質(zhì)和環(huán)境條件確定。對(duì)于小凈距段，由于臨近洞室開挖所引起的二次應(yīng)力的影響，其各類圍巖的支護(hù)參數(shù)需作調(diào)整，尤其應(yīng)對(duì)較差圍巖段的中夾巖（兩洞之間的巖體）進(jìn)行加固，其加固采用洞室開挖超前縱向預(yù)加固和洞室開挖后的水平橫向?qū)庸蹋渲?/p>

99、前者以小導(dǎo)管注漿實(shí)施，后者以自鉆式中空注漿水平對(duì)拉錨桿實(shí)施。具體支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)見下表：</p><p>　　表9-2 江底連拱及小凈距段支護(hù)設(shè)計(jì)表</p><p>　　C匝道與主線交界處開挖施工設(shè)計(jì)</p><p><b>　　施工技術(shù)方案</b></p><p>　　本隧道采用“新奧法”理念指導(dǎo)施工，并結(jié)合本隧道圍巖地質(zhì)

100、條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等制定施工方案。具體技術(shù)方案為：以超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)，修訂開挖與支護(hù)參數(shù)；合理控制開挖步長，嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)；采用預(yù)加固及聯(lián)合強(qiáng)支護(hù)等措施，充分發(fā)揮圍巖自身承載能力；簡(jiǎn)化工序，增大分部開挖斷面，實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)提高施工效率，采用機(jī)械噴射手及濕噴技術(shù)保證支護(hù)施工質(zhì)量。</p><p><b>　　開挖方法的選擇</b></p><p>　　根據(jù)隧道所處的工程地

101、質(zhì)及水文地質(zhì)、斷面形狀大小與形狀、長度、支護(hù)類型、埋深等因素可選擇全斷面開挖、臺(tái)階式開挖與分部開挖等施工方法。</p><p>　　全斷面開挖方法是按設(shè)計(jì)開挖斷面一次開挖成型的施工方法，其主要適用于圍巖穩(wěn)定、堅(jiān)硬、完整、開挖后不需要臨時(shí)支護(hù)的Ⅰ-Ⅱ級(jí)圍巖的巖石隧道以及斷面積較小的中小型隧道。</p><p>　　臺(tái)階開挖法一般是將隧道設(shè)計(jì)斷面分成若干臺(tái)階，各臺(tái)階面同時(shí)推進(jìn)，該法主要適用于Ⅳ

102、-Ⅴ級(jí)較軟而節(jié)理發(fā)育的圍巖。</p><p>　　分布開挖法是將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某一部分超前開挖。分部開挖因減少了每個(gè)坑道的跨度，能顯著增強(qiáng)坑道圍巖的相對(duì)穩(wěn)定性，且易于進(jìn)行局部支護(hù)，其主要適用于圍巖軟弱破碎嚴(yán)重的隧道或設(shè)計(jì)斷面較大的隧道中。常用的方法有臺(tái)階分步法、上下導(dǎo)坑超前開挖法、上導(dǎo)坑超前開挖法、單（雙）側(cè)壁導(dǎo)坑法。其中臺(tái)階分步法適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖地段；上下導(dǎo)坑超前開挖法主要用

103、于Ⅳ-Ⅵ級(jí)圍巖；上導(dǎo)坑法適用于Ⅳ-Ⅵ級(jí)圍巖，尤其適用于洞口段輔助開挖；單側(cè)壁導(dǎo)坑法主要用于圍巖穩(wěn)定性較差，隧道跨度較大，地表沉陷難于控制的情況；雙側(cè)壁導(dǎo)坑主要適用于淺埋大跨度隧道，地表下沉量要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差時(shí)。</p><p>　　對(duì)于C匝道與主線交接段，圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)，并且位于湘江底部，地質(zhì)條件較差。其中加寬段（江底大跨度段）屬于江底淺埋大跨度段，且該段靠近江岸考慮對(duì)周圍建筑物及江底的影響應(yīng)嚴(yán)格控制隧道

104、拱頂?shù)某两?，所以選擇采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖施工；對(duì)于小凈距段，采用主線與匝道分開施工，先開挖匝道再進(jìn)行主洞開挖施工的施工順序，由于匝道跨度不大，主線隧道相對(duì)于匝道而言大的多，且先行施工較后行施工圍巖情況穩(wěn)定，所以匝道采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法先行施工，另外考慮到先行洞對(duì)后行開挖的影響及沉降的控制所以主線隧道開挖采用CD法后行施工；對(duì)于連拱段，考慮先行開挖對(duì)后行開挖偏壓的影響，應(yīng)先進(jìn)行中隔墻的施工，其開挖順序應(yīng)為：先通過一個(gè)洞施工到大跨度段展

105、開工作面再回過頭進(jìn)行連拱段的施工，同時(shí)進(jìn)行另一個(gè)洞的施工，所以對(duì)于連拱段選擇采用三導(dǎo)坑法，匝道導(dǎo)坑先行，主動(dòng)到坑后行的施工方法。</p><p>　　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（大跨度段）</p><p>　　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖斷面示意</p><p>　　圖9-6 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法縱斷面施工開挖示意圖</p><p>　　圖9-7 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法縱斷面施工開挖示

106、意圖</p><p><b>　　施工工序如下</b></p><p>　?、僮髠?cè)導(dǎo)坑開挖，左側(cè)初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)中壁墻支撐；</p><p>　?、?左側(cè)初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)中壁墻支撐；</p><p><b>　　②右側(cè)導(dǎo)坑開挖；</b></p><p>　?、?右側(cè)導(dǎo)坑初

107、期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)中壁墻支撐；</p><p>　?、酃安考昂诵耐恋谝淮伍_挖；</p><p><b>　　Ⅲ 拱部初期支護(hù)</b></p><p><b>　?、芎诵耐料虏块_挖；</b></p><p>　?、簪酡?施作邊墻、仰拱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及仰拱填充；</p><p>　

108、?、?拆除臨時(shí)支撐，采用模板臺(tái)車施作拱墻二次襯砌。</p><p><b>　　施工注意事項(xiàng)</b></p><p>　?。?）到坑開挖是施工的重要環(huán)節(jié)，因工作面較多，相互干擾大，必須十分重視圍巖的保護(hù)，應(yīng)特別注意加強(qiáng)對(duì)爆破開挖的控制，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)范圍；</p><p>　?。?）隧道兩側(cè)導(dǎo)坑開挖應(yīng)以3-5米長為一段交替開挖前進(jìn)，兩側(cè)導(dǎo)坑掌

109、子面應(yīng)錯(cuò)開距離10m左右，具體施工可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整；</p><p>　　（3）初期支護(hù)應(yīng)緊跟掌子面施作，每榀鋼拱架分拱、墻兩次完成，凡下部開挖應(yīng)注意上部支護(hù)或襯砌的穩(wěn)定，減少對(duì)上部圍巖及支護(hù)、襯砌的擾動(dòng)和破壞；</p><p>　　（4）側(cè)導(dǎo)坑中應(yīng)按監(jiān)控、量測(cè)要求埋設(shè)洞內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)實(shí)施監(jiān)控量測(cè)并及時(shí)做好施工反饋，及時(shí)調(diào)整開挖方式及支護(hù)參數(shù)。</p><p>&l

110、t;b>　　三導(dǎo)坑法（連拱段）</b></p><p>　　三導(dǎo)坑法施工工序示意圖</p><p>　　圖9-10 三導(dǎo)坑法施工工序橫斷面示意圖</p><p>　　圖9-11 C匝道與主線交接處連拱段三導(dǎo)坑法開挖平面示意圖</p><p><b>　　施工工序</b></p><p

111、>　?。?）匝道導(dǎo)坑向外施工；</p><p>　　匝道隧道①部分開挖，采用弱爆破；</p><p>　　施作Ⅰ部洞身初期支護(hù)，噴射混凝土，架立鋼架；</p><p>　　鉆設(shè)超前支護(hù)后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。</p><p>　　（2）當(dāng)匝道導(dǎo)洞施工至主線大跨度后，掉頭再進(jìn)行②部分導(dǎo)坑開挖施工；</p><p>

112、　　采用弱爆破開挖②部分導(dǎo)坑，及時(shí)封閉初期支護(hù)Ⅱ；</p><p>　　灌注中隔墻混凝土Ⅲ；</p><p>　　中隔墻完成后，開挖左側(cè)導(dǎo)坑③部分臺(tái)階，施作洞身結(jié)構(gòu)初期支護(hù)Ⅳ，噴10cm厚混凝土封閉側(cè)壁，接長臨時(shí)鋼架。</p><p>　?。?）開挖④部臺(tái)階，及時(shí)封閉初期支護(hù)Ⅴ，施作臨時(shí)仰拱；</p><p>　?。?）開挖⑤部分臺(tái)階，及時(shí)封

113、閉初期支護(hù)Ⅵ；</p><p>　?。?）拆除主線隧道臨時(shí)鋼拱架；</p><p>　?。?）灌注該段內(nèi)Ⅶ部分仰拱；</p><p>　　（7）灌注該段內(nèi)Ⅷ部分隧道底填充；</p><p>　?。?）利用模板臺(tái)車一次性灌注Ⅸ部分二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）；</p><p>　?。?）開挖⑥部分臺(tái)階，及時(shí)封閉初期支護(hù)Ⅹ

114、；</p><p>　　（9）開挖⑦部分臺(tái)階，該部初期支護(hù)Ⅺ、二次支護(hù)Ⅻ，該部分隧道底填充。</p><p><b>　　施工注意事項(xiàng)</b></p><p>　　三導(dǎo)坑法施工，先由匝道導(dǎo)坑施工至大跨度段展開工作面，開挖中壁墻導(dǎo)坑，并澆筑中壁墻；</p><p>　　整個(gè)施工開挖過程應(yīng)堅(jiān)持“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)

115、”的原則，減少圍巖的擾動(dòng)，充分帶動(dòng)圍巖的自承能力，保證施工安全與質(zhì)量；</p><p>　　各施工部臺(tái)階一次開挖長度宜在3-5m之間，開挖后支護(hù)、仰拱施作等應(yīng)緊跟其后；</p><p>　　在整個(gè)施工過程中，應(yīng)根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)要求進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，反饋測(cè)量分析結(jié)果以便及時(shí)調(diào)整開挖方法及支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p>　　C匝道與主線交界處襯砌內(nèi)力計(jì)算</p>

116、<p>　　江底大跨度B型襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　取樁號(hào)為SK1+900處進(jìn)行C匝道與主線交接段江底大跨度B型襯砌驗(yàn)算，此處為中分化板巖，圍巖級(jí)別為Ⅳ級(jí)；設(shè)計(jì)標(biāo)高為-4.928m，地面標(biāo)高為18.55m，填挖方高度為23.478m，隧道開挖高度近似為11m，所以隧道上部覆土深度為12.478m。</p><p>　　隧道凈寬20m，根據(jù)要求取模型范圍左右側(cè)向?yàn)?D=40

117、m，隧道底部為35m，模型范圍為101m×64m。</p><p><b>　　模擬材料物理參數(shù)：</b></p><p>　?、艏?jí)圍巖：E=3Gpa，µ=0.33，γ=22kN/m3 ，C=500kPa，φ=25o 。彈性材料模擬。</p><p>　　小導(dǎo)管注漿超前預(yù)支護(hù)：將小導(dǎo)管注漿范圍內(nèi)（洞周1.3m）的Ⅳ級(jí)圍巖置換

118、為Ⅲ級(jí)圍巖，材料性能：E=10Gpa，µ=0.28，γ=24kN/m3 ，C=1000kPa，φ=45o 。彈性材料模擬。</p><p>　　初襯，30cm厚C30噴射混凝土+HK18b工字鋼：E=25Gpa，A=0.3m2,γ=23kN/m3 ，I=0.00225m4。直粱（殼）模擬。</p><p>　　二襯，75cm厚C35鋼筋混凝土：E=32.25Gpa，A=0.75m