大跨分叉式公路隧道与轻轨隧道上下近接施工技术研究

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1、大跨分叉式公路隧道与轻轨隧道上下近接施工技术研宄课题名称：大跨分叉式公路隧道与轻轨隧道上下近接施工技术研宄课题承担单位（盖章）：中国建筑第七工程局有限公司课题起止时间：2011年01月至2012年12月2013年01月课题验收时间：1绪L仑11.1选题背景11.2国内外研究现状11.3依托工程特点和难点分析61工程概况61.3.2工程特点与难点71.4木研宄的方法及主要内容91.4.1研究方法91.4.2主要容102公路隧道围岩稳定性控制技术112.1112.2隧道施工方案的确定112.3公路软弱围岩浅埋段隧道施工技术和方法122.3.1首先需要对高速公

2、路隧道的洞口进行加固122.3.2采用工字钢拱架加固隧道表面132.3.3地表注浆加固地面132.3.4采用洞身开挖的方法进行加固142.4研究结论153隧道地表沉降控制技术163.1163.2原因分析163.2.1地面沉降发生的机理分析163.2.2地面沉降发生的原因分析163.2.3沉降控制技术的机理183.3控制沉降措施183.3.1新奧法开挖时控制措施193.3.2盾构法开挖时控制措施203.4应急处理措施233.4.1人员配置及组织管理233.4.2应急处置所需设备、物料的储备与管理233.4.3沉降苹故应急响应程序的制定243.5研宄结论24

3、4软弱破碎围岩支护技术252.1254.2隧道围岩变形影响因素254.2.1工程地质因素254.2.2设计及施工因素254.3隧道围岩变形支护原理294.4围岩变形支护技术措施294.5研宂结论315结论335.1隧道地表沉降控制技术335.2公路隧道围岩稳定性控制技术335.3软弱破碎围岩支护技术341绪论1.1选题背景首先，连拱+小净距+分离式的分叉式公路隧道，是力降低工程造价而发展形成的一种新型隧道结构，因此在地形复杂的山区修建分叉式隧道结构已经在所难免。但其受力特点、围岩稳定性分析、设计施工方法等在国内外尚处于经验积累阶段，无相应的设计和施工技术

4、规范可循。其次，近年来随着基础设施建设的发展，大量地出现了两个及以上相邻隧道同期施工，新建隧道邻近既有隧道施工等地下工程近接施工问题，且规模越来越大，距离越来越近。打雷嘴隧道工程是中建系统承建的首个大跨分叉式公路隧道与轻轨隧道近接共建的隧道群，轻轨隧道位于公路隧道下方，并逐渐向左偏离公路隧道。因此对其设计施工进行详细研究总结，能填补中建系统内的多项技术空白，适应国内隧道建设对结构型式和施工难点的新要求。1.2内外研宄现状近年来随着基础设施（铁路、公路等）建设的发展，大景地出现了两个及以上相邻隧道同期施工，新建隧道邻近既有隧道施工等工程现象，且规模越来越大

5、，距离越来越近。同时，城市地下铁道等地下工程的大量修建也越来越多地遇到了这类问题，即地下工程近接重叠施工问题。一些学者和工程技术人员对近接重叠隧道施工进行了一定的研宄和探讨，但对此尚没有明确归属的独立研究学科，多将之归于地下工程施工力学的研宄范畴。在国外，尤其是美国己经形成针对此类问题的规范化的指南《隧道衬砌设计指南》。孙钧、刘洪洲(2002)对上海市明珠线二期隧道区间盾构隧道上、下近距离交叠隧道进行了施工引起地面沉降的三维数值模拟研究，其基于“先下后上”的盾构推进过程，采用弹塑性分析成功模拟了交叠隧道地层位移及地表沉降曲线在盾构推进期问的变化关系，得出

6、了地面最大沉降量在上下隧道开始推进后出现大幅度增长，以及要将地面沉降控制在允许范围内就必须在施工中进行预注浆加固并重点控制盾构推进前期地层沉降量的结论。张玉军、刘谊平(2002)对丰泽街隧道下穿大坪山既有高速公路隧道进行了三维弹塑性有限元分析，通过开挖后围岩的应力与变形状态，判定两洞交叉处围岩处于稳定状态，并建议了相应的开挖、支护方法和施工时的监测内容。陈先国、高波(2003)对深圳隧道一期工程中的3种典型的重叠断面进行了二维平面应变弹塑性分析，按照不同断面布局、不同开挖和支护形式进行了非线性计算，结果表明重叠隧道地表和拱顶下沉及两隧道间土体的稳定难于控

7、制，上层隧道易发生结构整体下沉。王明年、潘小马等(2004)对邻近隧道爆破振动产生的既有隧道结构响应进行了研究，分别分析了不同间距下，既有隧道衬砌迎爆侧最大振速、最大主应力及衬砌的总体安全性评价，并与现场实测结果进行了对比。以往修建隧道时，主要采用双洞分离式方案，我国在此方面积累了丰富的经验和技术，毋庸赘述。在地形地质复杂的山区，由于线形布置、桥隧连接、工程造价、征地拆迁等方面的原因，双洞分离式方案往往受到较大局限，此时连拱隧道、小间距隧道、分叉式隧道成为重要的可选方案。连拱隧道具有线形顺畅，占用土地少，平面线形和洞口位置易于布置等优点，在国内外铁路、公

8、路、市政和隧道等均有应用。但是，连拱隧道施工困难、工期长、造价高，连拱隧道结构易