公路隧道斜交进洞设计探讨

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1、公路隧道2010年第1期(总第69期)公路隧道斜交进洞设计探讨刘继国柯小华(中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056)摘要本文对隧道斜交进洞的适用条件及优势进行了阐述，并对斜交进洞设计过程中的一些问题进行分析后认为：斜交进洞方式在地质较好偏压地段具有优势；斜交角度对洞口稳定性及洞口段衬砌受力影响较大，斜交角度不易太小；斜交洞口开挖后，需采用注浆方式对仰坡面进行加固；斜交进洞洞口段的钢拱架应按斜交断面与正交断面叠加的方式设置，这样有利于钢拱架刚度的充分发挥及洞口稳定。关键词公路隧道斜交进洞设计1引

2、言近几年，随着我国对交通基础设施建设投资的逐年加大和国家高速公路网规划的出台及实施，我国开始了又一轮的大规模公路建设。随着高速公路网的逐步完善，我国的高速公路建设正在由较发达的平原地区向欠发达的西部山区进行转移。对于山区高等级公路的建设，无论是从线形优化还是从环境保护的角度来考虑，隧道设置是必不可少。尽管设计人员在确定路线走向时对隧道的进出口位置有所考虑，尽量避免以偏压或斜交形式进洞，但是由于受到地质、地形条件的限制，以偏压的形式进洞的隧道很多。针对偏压斜交地形的隧道进洞方法有很多，如正交进洞法，半明半暗

3、进洞法，回填暗挖进洞法等，但这些进洞方式或者边仰坡开挖量较大，或者造价较高，不满足隧道设计安全、环保、经济的设计图1斜交进洞洞门理念。而斜交进洞法是一种新的进洞方法，可以很他们各有优劣，下面逐一进行比较。好地避免大开大挖。从文献检索看，鲜有关于斜交(I)正交进洞法进洞设计的文章，我单位在宝鸡到天水高速公路上这种进洞方法就是不考虑偏压地形，直接开挖设置了几座斜交洞门，现在已经建成完工。本文拟边仰坡，明暗交接面与隧道轴线垂直。由于地形偏以这些斜交进洞的设计经验为基础，将斜交进洞设压，为了斜坡低侧的挡墙置于稳定

4、地层中，明洞段的计的重点及难点介绍给大家，以起到抛砖引玉的作横断面线必须向山体高侧靠拢，这样就造成斜坡高用，来丰富公路隧道进洞的设计形式，提高公路隧道侧的边坡开挖很大。的设计水平。此种进洞方式的优点是设计施工相对简单，缺点是洞口边仰坡开挖量大，不利于环境的保护。2斜交进洞适用条件及优势2．1适用条件因斜交地段地层压力和衬砌受力较为复杂，因此该方法适用于I～Ⅳ级地质条件相对较好的洞口，顺应地形斜交进洞，此时断面及钢拱架为异型断面，进洞时可辅以小导管超前支护，进洞后逐步过渡成标准断面。进洞时斜交方式降低了边仰

5、坡高度，避免了大的开挖，减小了对环境的破坏(图1)。2．2斜交洞门的优势针对偏压地形的进洞方式很多，如正交进洞法，图2正交进洞法洞门图斜交进洞法，半明半暗进洞法，回填暗挖进洞法等。·11·公路隧道2010年第1期(总第69期)(2)斜交进洞法这种进洞方式就是顺应地形进洞，不对边仰坡进行开挖，如图l所示。从图l可以看出，对于此种地形，如果不采用斜交进洞形式，而是采用正交进洞方式，则靠近山体一侧的边仰坡开挖量相当大，对环境的破坏也很严重。斜交进洞的优点是边仰坡开挖量小，设计施工相对简单。(3)半明半暗进洞法(

6、图3)该方法适用于地质条件相对较好、洞口与地面图4反压回填法进洞线斜交的洞门，其施工工序为：先施工低侧挡墙，然后施做低侧出露部分护拱，护拱做好后进行碎石土项目正交进洞斜交进洞半明半暗进洞反压回填进洞回填，并在回填碎石土上部铺设隔水粘土层，采用暗地质要求低高很高低挖法施工，开挖方式为短进尺掏槽，喷混凝土，打锚杆，逐榀架设钢拱架。开挖量大小小小施工工序简单稍复杂复杂复杂造价低低高高通过对偏压地形的4种进洞方式进行对比可知，在洞口地质较好的情况下，斜交进洞方式开挖量小，施工工序简单，造价较低，具有明显的优势。3

7、斜交进洞设计3．1斜交洞口衬砌围岩压力确定(1)斜交洞口衬砌斜交洞口衬砌系指由斜交三角形和一段正交衬砌构成的共同受力梯形整体空间结构，该梯形整体图3半明半暗进洞法空间的长度叫梯形环节长度。梯形环节长度就是斜此种进洞方式的优点是避免了边仰坡的开挖，交对隧道洞口段衬砌结构有影响，且其计算方法与缺点是施工工序复杂，而且这种进洞方式还受洞口一般洞口衬砌不同的隧道长度。段地质条件和偏压段的长度的限制。如果洞口段地梯形环节长度与斜交角度及隧道衬砌结构的宽质条件较差，不具备设置护拱的条件，则此方法不能度有关，通常情况下

8、需按经验值确定。运用；如果洞口偏压段很长，则护拱里设置的长管棚(2)衬砌围岩压力可能失效，则此方法也不能采用。斜交洞口衬砌围岩压力与一般正交或正交偏压(4)反压回填进洞法洞口的围岩压力不同，斜交洞口衬砌所承受的荷载，这种方法常用于冲沟或者偏压地段(图4)。对实际上是在隧道的纵、横方向都有很大变化的不对于偏压地段，先施做挡墙，后对回填部位进行清表处称的围岩压力。当斜交洞口衬砌按平面结构的假定理，并采用注浆锚杆等对偏压地段进行一定