桥隧相连设计.pdf

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1、第八屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會2009年11月台北橋隧混合異型隧道結構設計1234丁浩蔣樹屏程崇國王建華1234招商局重慶交通科研設計院有限公司所長助理院長院副總工工程師摘要由於現場地形地質條件變化，拍盤隧道進口端採取“橋入隧道”方案，將原連拱結構變更為“上下雙層橋隧混合異形隧道結構”：即上層為雙洞單跨隧道+下層為箱梁和上層為雙洞連拱隧道+下層為橋臺的兩種異形結構。該型結構最大開挖跨2徑達25.77m，最大開挖高度17.25m，矢跨比僅為0.356，斷面面積達346.6m。這種橋隧混合異

2、型結構的設計合理佈置了洞口兩端的橋樑和隧道結構，為特殊條件下的橋隧相接工程建設提供了一種新型的解決方案。關鍵字：隧道、橋隧相接、超大斷面、連拱、設計。一一一、一、、、前言前言隨著越來越多的高速公路進入了山嶺重丘區，橋樑和隧道的數量日益增多，“穿岩透壁洞複洞，跨穀飛空橋又橋”已是當今山區高速公路建設的真實寫照。例如，湖北滬蓉西高速公路、陝西西（安）漢（中）高速公路、重慶彭武高速公路等路段的橋隧比例均超過了50%，部分甚至高達70%。因此，“橋隧相連”現象成為了山區高速公路的一道新景觀。一般的，橋隧相連地

3、段地形狹窄，施工場地緊張，且線位較高，橋臺緊貼隧道洞口，佈置十分困難（王飛，2008）。此外，由於公路橋樑寬度比隧道寬，為了方便接線、減少占地、避免洞口大橋分幅，在橋隧相連等特殊地段，還會因地制宜地設置小淨距隧道或連拱隧道型式（重慶交通科研設計院，2004）；分岔式隧道型式也應運而生。因此橋隧相連技術比較複雜。根據橋樑和隧道的結構型式以及兩者的相互關係，橋隧相連主要包括四種類型：1）整幅橋樑與連拱（分岔）式隧道相連，橋臺置於隧道洞口外；2）整幅橋樑與連拱（分岔）式隧道相連，橋樑伸入隧道；3）分幅橋樑與

4、分離（小淨距）式隧道相連，橋臺置於隧道洞口外；4）分幅橋樑與分離（小淨距）式隧道相連，橋樑伸入隧道。A10-1丁浩等人橋隧混合異型隧道結構設計從結構複雜程度以及施工難度上分析，第二種橋隧相連類型是最困難的；山西晉濟高速公路的拍盤隧道與仙神河大橋的橋隧相連工程實例，屬此類型，而其中的橋隧混合異型隧道結構設計與施工，是該工程的技術重難點。二二二、二、、、工程概況工程概況晉濟高速公路拍盤隧道位於山西省晉城市境內，右洞長3479m，左洞長3447.45m，屬特長隧道。該隧道為雙洞4車道，設計車速80km/h，

5、單洞建築限界2寬9.75m，高5.0m，內輪廓淨寬10.35m，淨高6.95m，淨空面積60.98m。圖一橋隧相接效果圖由於其進口緊連整幅式獨塔斜拉橋——仙神河大橋（見圖一），故原設計將其進口一端平面依次佈置為連拱隧道（222.47m）、小淨距隧道（529.85m）和分離式隧道組合形成的分岔式特殊結構型式，且橋臺置於隧道洞口外。三三三、三、、、環境條件分析環境條件分析但在其連拱隧道段中導洞掘進貫通後，發現實際地形與地質條件均較原設計有較大出入。其一，進口地形十分陡峭，橋臺無法施作；其二，在進口附近的中

6、導洞岩壁左側及底板發現裂隙，後經詳細勘察，揭示其為卸荷裂隙帶，並貫通延伸至洞頂地表；其三，在中導洞洞口上方的仰坡岩體發現共軛節理與該卸荷裂隙組合，形成了較大規模的危岩體。由於上述環境條件的變化，導致：1）卸荷裂隙、岩坡面、岩層面的組合，在隧道進口形成了一定範圍的危岩A10-2第八屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會2009年11月台北體，對隧道的施工存在安全隱患。2）隧道的開挖，影響了其洞口危岩體範圍內邊仰坡的穩定性，加劇了其安全隱患。3）仙神河溝底橋墩的施工安全時刻受危岩體和崩落小塊石的影響。4

7、）橋樑在後期運營中制動力、震動等因素的影響，易產生水準荷載，這對卸荷裂隙造成的危岩體的安全是極為不利的，威脅著橋樑後期運營安全。為適應環境變化，橋隧相連的過渡段落必須進行相應的變更設計。四四四、四、、、設計變更方案比選設計變更方案比選4.1比較方案爆破清危，跨過卸荷裂隙帶，橋臺置於穩固岩基上，即採取“整幅橋樑與連拱隧道相連+橋臺置於隧道洞口外”的橋隧相連方案。但該方案存在明顯不足：1）爆破清危，易引發連鎖反應，造成更大規模的卸荷裂隙帶和危岩體；2）清除後的岩塊棄碴對大橋橋墩基礎的施工干擾太大，影響工期

8、。4.2推薦方案鑒此，針對此段落推薦採用橋入隧道、大跨清危，即“整幅橋樑與單跨隧道相連+橋樑伸入隧道”的橋隧相連方案。具體措施如下：1）箱梁和橋臺伸入隧道內25m，形成橋隧混合異型結構；2）洞口邊仰坡適量開挖，以減小危岩體的部分水準傾覆荷載；3）採用柔性主動網防護，配合錨噴網傳統防護、裂縫灌漿等措施加固邊仰坡影響範圍內的危岩體。五五五、五、、、橋隧混合結構方案分析橋隧混合結構方案分析5.1考慮因素1）連拱隧道段的中導洞已開挖；2）橋隧混合異型結構斷面應與