高速公路双连拱隧道和超小净距隧道结构比较分析

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1、致谢本论文的工作是在我的导师贺少辉教授的悉心指导下完成的，贺少辉教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来贺老师对我的关心和指导。贺少辉教授悉心指导我们完成了现场的实践学习及实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向贺少辉老师表示衷心的谢意。贺少辉教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在施工现场工作及在实验室撰写论文期间，交通运输学院的王艳辉老师及杨艳青、沈良帅、康富中、李承辉、江波、于晨昀、陈延卓等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也

2、感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。北京交通大学硕士学位论文1．1引言第一章绪论我国在高速公路建设中，遇到隧道时主要采用已积累了丰富理论和实践经验的双洞分离式方案，但是采用此方案的隧道净距至少应大于隧道洞径的1-,-4倍【l_q，在特殊地质及地形条件的地区，从总体路线线形、线桥隧衔接方式等因素综合考虑，往往受到较大的局限。随着新一轮基础设施建设尤其是西部大开发高潮的到来，在我国西部广阔的山岭重丘地区，双洞隧道左右线间距不能保证达到规范要求，必须选用连拱隧道、小净距隧道或者超小净距隧道等特殊结构型式。从本质上讲，超小净距隧道的结构形式与分片式曲

3、中墙连拱隧道的结构形式是相同的，由于连拱隧道的中墙采用了混凝土，而超小净距隧道的“中墙”是加固了的岩柱体，所以在相同条件下连拱隧道的中墙应该比超小净距隧道的“岩柱体中墙”有更好的承载能力．但是，现有的工程实践表明，几乎所有的直中墙连拱隧道在中墙项部的防水问题都很难解决，建成后容易渗漏水，严重影响了隧道的适用性和耐久性。虽然分片式曲中墙连拱隧道在中墙顶部连接处的防水方面取得了一定进展，但是由于连拱隧道结构复杂，造价一般都很高。超小净距隧道在结构防排水方面比连拱隧道具有优势，在造价方面也有相当的可比性。本文意图依托工程实际，根据现场监测数据和数值模拟结果对实际施工状况

4、及隧道结构稳定性作出评价；同时通过数值模拟对双连拱隧道结构和超小净距隧道结构进行比较，明确各自的优势及缺点，为以后在类似条件下的工程实践提供理论及经验上的指导。1．2国内外研究现状1．2．1双连拱隧道设计施工及研究现状1．概述同本和以意大利为中心的奥地利、瑞士、法国等欧洲国家在连拱结构物修建方面已有相当的设计施工经验，但因其结构的特殊性和设计施工技术的复杂性，一直都是各国隧道工程领域的重点研究对象。1974年日本在伊祖隧道首次采用了双连拱隧道结构方案，但目前为止包括高北京交通大学硕士学位论文速及城市公路在内，日本己修建了30多座双连拱隧道；欧洲各国也基本在同一时期

5、采用了连拱隧道这种结构形式，但建成的数量较日本少；我国于20世纪90年代陆续开始采用连拱隧道，虽然起步较晚，但到目前为止已建和在建的总数却位居世界之首。虽然我国在建和拟建的连拱结构物的数量居世界第一p．51，但是已建成的数量还很少，缺乏可借鉴的设计施工经验，同时目前国内在建和拟建的连拱结构物普遍存在旌工方法单一、总体支护体系普遍过强但局部位置又相对较弱、已修筑的树砌产生大面积裂缝、衬砌接头处严重漏水、进出口浅埋段及低类别围岩段工程造价过高等问题。2．双连拱隧道的基本特征连拱隧道在高速公路中主要修建在山岭重丘区埋深不大的丘陵部，在市区主要修建在受特殊地理条件限制或有

6、特殊要求的区域。日本于2000年对国内近30座连拱隧道的基本特征进行了调查，资料显示双连拱隧道的平均延长在200m左右，95％以上的双连拱隧道不超过500m。我国及欧美的情况与此接近【3羽，埋深在30m内的占80％以上。虽然我国双连拱隧道的埋深较日本略大，但一般不超过60m13]，所以浅埋、中短长度是连拱隧道的基本特征。3．双连拱隧道的技术特点(1)中墙形式连拱隧道与一般分离式隧道的根本不同点在于连拱隧道特有的连体形结构(连拱隧道特有的中隔墙结构)，所以国内外的双连拱隧道可以根据中隔墙的特点将断面形式划分为整体式和分片式两种。国内已建成的双连拱隧道基本上都采用了整

7、体式中墙的断面形式，国外也有部分连拱隧道采用了该种断面形式．在该种断面形式中，根据中墙形状的不同又可以分为直中墙和曲中墙。以国内的工程为例。广东京珠高速公路五龙岭、猫山大跨连拱隧道、江鹤高速公路莲花山连拱隧道以及云南玉元、大保、昆石、元磨高速公路的练江、砖房、老苍山、水磨房、清水沟、岔河、南溪河等25座连拱隧道都采用了整体式中墙的断面形式。．分片式中墙断面形式较整体式中墙断面形式出现得晚。因为分片式中墙在结构整体受力及中隔墙防排水等方面克服了整体式中墙断面形式的不足，故已被国外普遍采用。近年来国内也有从整体式中墙断面形式向分片式中墙断面形式转化的趋势15】。到目前

8、为止，所有