零净距并行大跨度隧道修建新技术

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1、零净距并行大跨度隧道修建新技术中铁十九局集团有限公司莫庆平1、立项背景上海国际航运中心洋山深水港区一期工程位于杭州湾口东北部、南汇芦潮港东南的崎岖列岛海区，该工程进港道路在小城子山与东海大桥连接，是东海大桥与一期港区相连接的主要通道，包括进港道路、小洋山隧道、港区主干道和地面道路。小洋山所属的崎岖列岛为浙江天台山脉的向东北延伸入海部分，为一系列面积狭小的岛屿，呈鸡爪型地貌。根据港区最初建设规划方案，将小洋山挖开以路堑形式通过，并将挖出的石碴作为港区陆域填料。后经研究，考虑到小洋山原为风景区，为保护小洋山的原有面貌

2、，不破坏小洋山岛的环境，维持小洋山岛的生态平衡，结合港区交通需求情况，经上海市建设单位和多方专家的评审，将原设计的路堑改为五座隧道并行的大跨隧道群。该隧道工程方案的实施对维护整个小洋山岛的生态环境具有非常重要的意义，同时也是整个港区工程建设中，通过开发地下空间来保护自然环境的一个成功典范。1.1工程概况821．1．1地质概况（1）工程地质①地形地貌大、小洋山所属的崎岖列岛为浙江天台山脉的向东北延伸入海部分，为一系列面积狭小的岛屿，呈鸡爪型地貌。通过沿线地质调查未见天然滑坡不良地质现象。②地层岩性勘察区覆盖层厚度很

3、薄，一般≮1.5m，基岩岩性为花岗岩，根据其风化程度，可划分为强风化层、中风化层、微风化层。从钻探和物探成果来看，强风化层和中风化层厚度不大，一般不超过2.0m，微风化层厚度较大。（2）水文地质根据观测，勘察区地下稳定水位：主道为＋20.09m，辅道为+14.25m。1.1.2隧道概况小洋山隧道群由五座隧道组成：两座高架主干道隧道、两座地面辅道隧道和一座管线隧道组成。两座主干道隧道长270m,单洞为三车道加紧急停车带，两隧道边墙相贴净距为0，双洞跨度达35.72m。辅道左右线隧道均长304m，跨度为16.42m,

4、为小净距隧道，净距为6.51m～6.71m。管线隧道长308米，隧道宽6.0米。主干道左线隧道与辅道右线隧道净距为9.14m～9.34m；辅道左线隧道与管线隧道净距为10m。主干道隧道与辅道隧道路面高差约8m82，辅道隧道与管线隧道路面高差约50㎝。其空间位置关系详见下图1。图1小洋山隧道群空间位置关系图（单位:cm）已建成效果图1.2立项依据及目的1.2.1工程特点与难点(1)工程特点小洋山隧道在设计和施工上具有以下特点和技术创新点:◆主干道隧道结构跨度大，达35.72m，内设六车道和贯通的紧急停车带，为目前国

5、内最大跨度的双洞公路隧道。◆特别值得指出的是，主干道隧道结构新颖。右洞采用加强内侧边墙以及“内直外曲”的不对称衬砌结构，这就有效地保证了后续左洞开挖时右洞的稳定性。◆同一般的双联拱隧道不同，本工程的主干道隧道是国内首次82在硬岩中采用两座隧道分别独立施作的零净距双洞隧道，不设中导洞，不单独先施作中隔墙，简化了施工工序；将一个隧道先行修建，二衬完成后相当于在地层中加了一道巨型立柱然后再开挖另一隧道，保证了工程安全，确保了工程质量和工程工期。◆施工工艺上，后续隧道（左洞）施工时，不但采用了控制爆破技术而且还预留防振剥

6、离层用非爆破法开挖，确保了先行隧道的结构安全。(2)主要技术难点①主干道隧道结构选型困难主干道隧道进出口均与桥相连，线间距小（左右隧道两相邻侧墙内轮廓间距仅有2.3m），隧道埋深浅，而且工程工期要求紧。为解决这几大难题，结构必须进行创新。②设计难度大由于本隧道主干道隧道具有结构新颖、跨度大、间距小的特点，国内尚无实践经验可供借鉴。有关群洞的围岩压力与支护参数需在施工过程中结合测试结果进一步验证核实，具有一定的研究价值。③施工技术复杂施工过程中应合理安排各隧道的施工次序和采用先进的施工方法，充分考虑和合理利用群洞开

7、挖过程中围岩的力学变化，加强洞间岩柱体的保护，确保围岩稳定。同时在施工过程中应严格进行控制爆破，在保证开挖轮廓圆顺的同时，应控制好后施工隧道爆破对先行施工隧道的影响，确保施工及结构的安全。821.2.2国内现状（1）设计技术方面目前，公路由于选线的要求，尤其是高速公路，隧道一般采用双洞方案，既安全又经济。同时，为了节约用地，尤其是在市区或郊区，会尽量缩小双洞间的距离，因此就出现了分离式隧道、小净距隧道和连拱隧道。目前所采用的连拱隧道的型式不外乎两种：即直中墙断面结构型式和曲中墙断面结构型式。直中墙断面结构型式出现

8、最早,国内早期建成的连拱隧道基本上采用了这种断面结构型式。但由于施工过程中对围岩的多次扰动、支护衬砌与中隔墙的不同步施工，容易造成隧道拱脚和中隔墙的开裂。此外，这种结构还存在防排水实施较为困难的问题，中隔墙处尤为突出。该结构一般采用中洞法施工，工序复杂，中墙顶部密实度问题很难解决，施工进度慢，会在一定程度上影响工程质量和工期。曲中墙断面结构型式的出现相对较晚，它的提出主要