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”设计和项目施工关键技术汇报
101页1、设计和项目施工关键技术汇报 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 汇报提纲 一 项目研究背景 二 项目执行情况 三 研究方法与手段 四 主要研究成果 项目背景 近20年来我国交通事业的发展迅速 公路特别是高速公路逐渐向山区延伸 公路隧道数量和型式越来越多 难度也越来越大 项目背景 规范要求双线隧道净距 项目背景 净距不易达到要求情况 路线沿河傍山 拉开路线间距 对隧道洞外路基 桥梁等方案有较大影响 项目背景 净距不易达到要求情况 桥隧相连 采用分离式隧道方案对洞外桥梁布设和工程规模控制有较大影响 项目背景 净距不易达到要求情况 中短隧道 受路线整体线型技术指标控制 调整隧道间距自由度低 项目背景 为减小路线间距 90年代初期 国内逐步修建了一批连拱隧道 项目背景 连拱隧道存在的问题 施工工序较为复杂防排水质量不易保证易发生开裂渗漏 项目背景 继连拱隧道之后 国内出现了首批的小净距隧道 项目背景 围绕这些项目 在小净距隧道的中岩墙加固 爆破振动和理论数值分析方面 尽管积累了的初步经验 但尚缺乏系统的研究 基本概念 什么是小净距隧道 分类及对应措施 不同的围岩 不同净
2、距对应的设计施工措施是什么 如何确保小净距隧道的施工安全和长期运营安全 监控量测体系及基准值的建立 控制爆破手段与指标的确定等 什么情况下采用小净距隧道 如何应用 适用条件 项目背景 汇报提纲 一 项目研究背景 二 项目执行情况 三 研究方法与手段 四 主要研究成果 2 1研究内容与技术路线 岩柱加固判定标准及方法 支护设计 爆破振动 监控量测基准 施工方法 子课题一 小净距隧道岩柱加固判定标准及方法研究 子课题二 小净距隧道主体结构设计参数研究 子课题三 小净距隧道的合理施工方法研究 子课题四 小净距隧道爆破振动对相邻隧道及围岩稳定性影响研究 子课题五 现场监控量测管理体系 监控基准及安全保证体系研究 2 1研究内容与技术路线 针对 级围岩 对双车道双洞小净距 1B以下 B 隧道开挖宽度 隧道设计 施工关键技术进行系统研究提出可供设计与施工应用的小净距隧道标准断面和标准设计 编制双洞小净距隧道设计与施工指南 规程或工法标准同时 提高西部交通科技水平 培养西部交通科技人才 总体研究目标 2 1研究内容与技术路线 技术路线 2 3项目研究人员与设备 硬件投入 设计组装1 30模型试验台架
3、采购现场试验测试元件若干 2 3项目研究人员与设备 多点位移计 测力锚杆 土压力盒 钢筋应变计 混凝土应变计 速度传感器 2 4主要研究工作量 数值计算内容 分析类型 二 三维弹性 弹塑性 动力分析二维静力分析 计算工况共计252组 其中弹性分析计算168组 弹塑性分析计算84组 二维分析模型 2 4主要研究工作量 三维分析模型 三维静力分析 计算工况共计18组 动力分析 计算工况共计20余组 2 4主要研究工作量 本课题依托紫坪铺隧道小净距段开展现场试验研究 在各净距段布设了9个测试断面 开展了为期1年半 10余项测试项目的研究工作 2 4主要研究工作量 本课题采用了1 30模型试验 共计试验40余组 工况组合如下表 2 5成果报告 1 研究总报告 第一卷 2 数值计算研究报告 第二卷 3 模型试验研究报告 第三卷 4 现场试验研究报告 第四卷 5 依托工程实施总结报告 第五卷 6 双洞小净距隧道设计与施工指南 第六卷 7 双洞小净距隧道设计图集 第七卷 汇报提纲 一 项目研究背景 二 项目执行情况 三 研究方法与手段 四 主要研究成果 3 1资料收集与现场调研 三研究方法与手段 2
4、003年12月 完成对福建 浙江等省国内主要小净距项目的现场调研 3 1资料收集与现场调研 宁波招宝山隧道 最小净距2 98米 地层岩性主要为流纹斑岩 为国内目前净距最小的公路隧道 3 1资料收集与现场调研 厦门仙岳山隧道 净距19米 是国内早期建成的小净距隧道之一 3 1资料收集与现场调研 课题组共检索到中文文献85篇 硕博士论文4册 研究报告2册 通过对收集的资料分析和现场调研取得的信息整理 完成调研报告4册 3 2理论分析 采用 等代圆 方法 对净距的影响作了验证性分析 理论分析表明 当净距小于4 5倍洞径时 双洞间应力场存在相互影响 3 2理论分析 提出了中岩墙垂直应力的理论估算公式 3 2理论分析 对中岩墙的加固原理进行了理论上的探讨 采用莫尔库仑强度理论 对预应力锚杆的预应力指标进行了分析论证 并作了相应的参数敏感性分析 3 3模型试验研究 模型试验研究内容和目的 小净距隧道地表 地中 洞周位移特征小净距隧道的破坏方式及过程围岩级别 净距 埋深变化对围岩稳定性的影响不同支护方式的支护效果分析小净距隧道的合理施工工序及施工方法中岩墙加固的判定条件及加固方法 3 3模型试验研究
5、 模型试验设计原理 相似第一定理和相似第二定理模型试验几何相似比 1 30围岩相似材料采用重晶石粉 粉煤灰 河砂 机油 石英砂 松香等材料配制 3 3模型试验研究 支护相似材料采用厚石膏 铁丝 铝丝等模拟 二衬模拟 锚杆模拟 钢架模拟 3 3模型试验研究 模型试验台架 3 4 现场试验研究 依托紫坪铺隧道小净距段开展现场试验研究 在各净距段布设了9个测试断面 开展了为期1年半 10余项的测试项目的研究工作 3 4 现场试验研究 多点位移计 测力锚杆 土压力盒 钢筋应变计 混凝土应变计 速度传感器 3 4 现场试验研究 洞内多点位移计的安装 震动速度采集系统 初支与二衬间土压力盒安装 钢支撑钢筋应变计安装 二衬内混凝土应变计安装 中岩墙内土压力盒安装 3 4 现场试验研究 测试项目与方法 1 地质与支护状态的观察主要是对喷层 锚杆 钢支撑 模筑二次衬砌 掌子面 岩性 地下水等内容进行直接的观察和记录以此作为判断围岩 隧道的稳定性提供地质依据 并根据喷层表面状态及锚杆的工作状态 分析支护结构的安全性通过素描 数码拍照等手段实施 3 4 现场试验研究 测试项目与方法 2 洞口段地表下沉量测目
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