城市水下隧道最小埋深的设计方法研究

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1、公路交通技术2011年2月第1期TechnologyofHighwayandTransportFeb．2011No．1城市水下隧道最小埋深的设计方法研究丁浩，蒋树屏，黄伦海，郭军(1．隧道建设与养护技术交通行业重点实验室，重庆400067；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：基于城市水下隧道环境条件的特殊性，以长沙市营盘路湘江隧道为依托，提出水下隧道最小埋深的设计标准流程：首先，在对日本经验法、挪威经验法和顶水采煤法等工程经验法分析的基础上，提出隧道最小埋深的初始值；然后，通过线路纵断面的

2、拟定，并结合典型隧道工程类比，不断调整该初始值；最后，结合数值分析法的验算结果，确定隧道最小埋深的合理设计值，最终形成城市水下隧道最小埋深的设计方法。关键词：城市水下隧道；最小埋深；设计方法；营盘路湘江隧道文章编号：1009—6477(2011)O1—0094—05中图分类号：U459．2文献标识码：AResearchOnDesignMethodsforMinimumBuriaIDepthofSubmergedTunnelsinCitiesDINGHao，JIANGShuping．HUANGLunhai。．GUOJ

3、unAbstract：Basedonparticularityofenvironmentalconditionsofsubmergedtunnelsincities，thispaperproposesastandarddesignprocedurefortheminimumburialdepthofsubmergedtunnelsonthebasisofXiangjiangTunnelatYingpanRoadofChangsha：first，proposeinitialvalueoftheminimumburia

4、tdepthoftunnelsbasedonanalysisoftheJapaneseempiricalapproach，Norwegianempiricalapproachandcoalextractionontopsideofwater，etc．；second，adjustinitialvaluecontinuouslybydrawinguplongitudinalsectionoflineandcomparingwithtypicaltunnelprojects；andfinally，determinerea

5、sonabledesignvalueoftheminimumburialdepthincombinationwithcheckingresultsofnuinefic~analysismethod．Eventuallyadesignmethodfortheminimumburialdepthofsubmergedtunnelsincitiesisestablished．Keywords：submergedtunnelsincities；minimumburialdepth；IIc~igumethod；Xiangji

6、angTunnelatYingpanRoad水下隧道一旦在其线路平面方案大致确定后，验法]、挪威经验法，和顶水采煤法m等；数值隧道埋深则是其纵断面设计的关键因素，它与隧道分析法¨卜则通常采用有限元法、有限差分法、离建设的安全性和经济性密切相关：一方面，若埋深过散元法、断裂损伤有限元法等。但由于水下隧道最小，隧道施工掌子面的失稳或涌突水的风险会加大，小埋深的影响因素较多，主要包括海床地质与水文并且，由于浅埋往往覆盖岩土体的地质条件较差，在条件、隧道轮廓外形与主体尺寸、能选用的最大／最注浆加固、超前预支护、钢支撑等方面

7、的支护措施必小纵坡坡度、海水长期浸泡、腐蚀条件下围岩物理力然需要加强，从而引起工程投资急剧增加。另一方学属性的软化与恶化、施工开挖方法以及围岩注浆面，若埋深过大，则水下隧道也会加长，据1993年统加固与预支护、各种辅助作业的实施等¨，目前还计，对于一条断面50nl的海底隧道，如果覆盖层厚没有成熟的理论公式或计算方法来确定水下隧道合度增加1m，就要多付出13．5万美元的造价¨；同理的最小岩石覆盖厚度。鉴于此，张宇等人Ⅲ综时，由于水压力增大，注浆堵水的施工难度会增加，合上述方法，提出了层次分析决策方法、位移收敛法衬砌结

8、构也需要加强。和权函数法等。前人围绕水下隧道最小埋深的确定方法进行了尽管取得了众多成果，但在城市水下隧道埋深大量研究，其成果可归结于2大类，一是工程经验设计的应用过程中，尚存在一定的局限性：法，二是数值分析法。工程经验法主要包括日本经1)城市水下隧道往往具有典型“V”型纵断面，收稿日期：2010—06—30作者简介：丁浩(1978一)，男，湖北省洪湖市人，在