厦门市东坪山地下立交工程非对称连拱隧道结构计算分析

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1、公路交通技术2013年2月第l期TechnologyofHighwayandTransportFeb．2013No．1厦门市东坪山地下立交工程非对称连拱隧道结构计算分析高峰，周谊一，胡学兵(1．重庆交通大学，重庆400074；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：针对厦门市东坪山地下立交工程的重点与难点问题进行专项计算分析，采用荷载一结构法对Ⅳ级围岩地下立交分岔处非对称连拱隧道的承载能力与正常使用极限状态进行验算，并给出配筋设计。关键词：隧道设计；计算方案及原理；计算结果文章编号：1009—6477(2013)01—0102—04中图分类号：U459．3文献标

2、识码：BStrtructuralComputationalandAnalysisforAsymmetricalDouble—archTunnelStructuresinUndergroundInterchangeProjectinDongpingshanofXiamenGAOFeng，ZHOUYiyi。HUXuebing本质量等级属V级，岩、土类别属Ⅳ级软石。弱风化1工程概况花岗岩层厚度17．4m，压缩性很低，力学强度高，容东坪山互通式立交工程是结合厦门市火车站改许承载力为600kPa，基底摩擦系数为0．5，岩体完扩建工程区域总体规划，并充分发挥成功大道功能整性指标一般大于50％，为

3、较硬岩，岩体基本质量而设立的一个以隧道工程为主体的地下互通式立等级属Ⅲ～Ⅳ级，属V级次坚石。隧道埋深较大，约交，其主要功能是实现厦禾路及火车站与成功大道80in左右。之间的快速直接连接，疏导交通。厦门市东坪山地Ⅳ级围岩非对称连拱隧道断面的设计尺寸与支下立交工程起点接厦门火车站南广场地下环道，终护设计如图1所示。主要设计参数如下：初期支护点接成功大道上的梧村山隧道K9+500处。由于东采用24cm厚C25钢纤维喷射混凝土，内设单层坪山地下立交的施工，将影响吴村山隧道K9+50006．5mm钢筋网，网格间距15cmx15cm，并以18处前后400m的范围。梧村山隧道被影响范围内的工字钢拱

4、架作为加劲支撑，工字钢拱架纵向间距80平曲线最小半径为1000in，纵坡为单向1．96％上c133；锚杆采用3．5m长O22mm砂浆锚杆，间距100坡，设计高程为一2—8In。crux80cm(环×纵)，梅花形布设；超前支护采用5nl长O42mm小导管，环向间距40cm，排距2．4in。2隧道设计概况东坪山地下立交工程中，隧道的关键技术在于3计算方案及原理超大跨度明洞结构、扩建大跨段、小净距下穿与上跨本次计算分析采用荷载一结构法，主要验算分段、非对称连拱段等结构的设计和施工。本文仅对地岔处非对称连拱隧道结构形式的安全性。下立交分岔处非对称连拱隧道结构进行计算分析。3．1典型计算断面地

5、下立交分岔处非对称连拱隧道结构段位于强典型断面结构参数如表l所示。一弱风化花岗岩内，强风化花岗岩岩石球状风化较3．2连拱隧道深埋围岩压力计算方法发育，局部夹弱一微风化花岗岩孤石，属碎裂状结如图2所示，根据塌落拱曲线的不同，将连拱隧构，岩体完整性指标为0，为软岩一较软岩。岩体基道的围岩压力分为3种类型。收稿日期：2012—06—20作者简介：高峰(1964一)，男，浙江省云和县人，硕士，教授2013年第1期高峰，等：厦门市东坪山地下立交工程非对称连拱隧道结构计算分析103单位：cm图1地下立交分岔处非对称连拱隧道Ⅳ级围岩衬砌断面表1计算断面结构参数m类型1《公路隧道设计规范》取值；B为

6、连拱隧道总宽度。／—面———类型3：取连拱隧道假定塌落拱曲线，此类连拱／＼＼隧道深埋围岩压力计算与中隔墙顶部围岩变形控制及中隔墙与围岩密贴程度等有关。：从图2可以看出，连拱隧道左、右洞隧道中线之间顶部塌落面积有较大提高，两侧拱部塌落面积增一L二=：=：：：I—o．：；曰0．；Bl加不大，故认为中隔墙顶部荷载有较大增加，其分布范围为左、右洞隧道中线之间。因此可将深埋连拱单位：cm隧道荷载分布进行简化，如图3所示。图2连拱隧道塌落拱分布连拱隧道浅埋与深埋的分界主要参照JTG类型1：不考虑中隔墙支护作用，以整个连拱隧D70-2004，按照荷载等效高度值并结合地质条件、道开挖宽度作为毛洞跨度

7、的塌落拱曲线。此类拱顶施工方法等因素综合确定。按荷载等效高度的判定竖向压力最大，隧道结构受力最不利，其垂直均布压公式为：力等效高度为：=(2～2．5)h。(3)hl=0．45x2[1+(一5)i]。(1)式中，为深、浅埋分界深度；h为荷载等效高度，h类型2：取连拱隧道半结构计算的塌落拱曲线。按如下公式计算：此类围岩压力最小，其垂直均布压力等效高度为：h。=go／y。(4)h^I=0．45x2[1+(0．5B一5)i^]。(2)式中，qo为连拱隧道等效垂直均