连拱加小净距隧道穿越公墓区的设计分析

《连拱加小净距隧道穿越公墓区的设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、现代隧道技术MODERNTUNNELUNG连拱加小净距隧道穿越公墓区的设计分析TECHNOL0GY文章编号：1009—6582(201O)02—0037—05连拱7jtld~净距隧道穿越公墓区的设计分析李浩王涛方忠强王新刚(江苏省交通规划设计院有限公司，南京210005)摘要苏州市凤凰山隧道属于软弱围岩中浅埋大跨度连拱加小净距隧道，且隧道穿越凤凰山公墓区，隧道上方公墓密集，对隧道设计和施工要求很高。因此，设计中采取了以下措施：根据工程类比，初步确定隧道的支护参数；建立有限元计算模型，对隧道进行受力分析．并结合现场监控量测数据对支护参数进行调整：建立适合于复合式中墙连拱

2、隧道的荷载结构法计算模型，对二次衬砌进行配筋计算；对传统的隧道防排水体系进行适当改进，采取“以防为主、限量排放”的原则；确定地表震动安全允许速度，并据此计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点。通过这些措施确保隧道安全通过公墓区。关键词连拱隧道小净距隧道复合式中墙防排水爆破施工中图分类号：U_452．7文献标识码：A洞占整个隧道长度的40％，地质条件均为较差的Vl工程概况级和Ⅳ级围岩，且山体表面公墓密布，业主要求施工苏州凤凰山隧道工程位于吴中区木渎镇境内。中做到公墓“零拆迁”。如此复杂的隧道给设计和施属宝带西路延伸段改建工程的一部分，穿越七子山工带来了极大的挑战。西

3、北侧凤凰公墓区，隧址处为一小山体。凤凰山隧道2初期支护参数和计算模型的确定由主洞隧道和南北附洞隧道组成，主洞隧道为三车道连拱隧道，供机动车通行，南北附洞隧道供非机动浅埋大跨连拱加小净距隧道目前在国内非常少车和行人通行。主洞隧道与南北附洞隧道为小净距见，且穿越密集公墓区，技术难度很大。本工程设计关系，见图1。中先利用工程类比法确定主洞和附洞的衬砌支护设计参数(表1、表2)；然后利用平面地层一结构法对隧道初期支护和施工过程进行模拟计算，并结合现场的监控量测数据_l1判断结构和围岩的稳定性．同时对设计参数进行适当调整。V级围岩最大埋深处是结构受力最不利位置处，因此采用MID

4、AS／GTS软件建立此处隧道施工过程有限元模型，对施工过程中围岩和结构的变形和受力进行计算分析。图2为地层一结构法计算模型。地层自上而下分别为：①一1碎石层，①一2强风化粉砂岩夹泥质粉砂岩，②一1弱风化粉砂岩夹泥质主洞隧道长205m，南附洞隧道长190m，北附粉砂岩，③一1微风化粉砂岩夹泥质粉砂岩。有限元洞隧道长220m。主洞最大跨度达33．77m，中隔墙计算模型中，围岩采用平面应变单元．Mohr—最薄处仅2．7m。附洞跨度9．74m，与主洞净距仅Coulomb本构模型；喷混凝土、钢拱架和钢筋网组成8．17m；且隧道整体埋深较浅，埋深小于10m的暗修改稿返回日期：20

5、09—09—28作者简介：李浩(1975一)，男，高级工程师，隧道设计所所长，主要从事道路工程、隧道工程的研究和设计工作，E-mail：wangthp@163．com．__第47第2(总第331期)2010年4月出版0Vo1．47．No．2．TOta1．No．331Apr．2010现代隧道技术DERTuTELNNELLNG连拱1’、加～小J净距二隧f道穿习越公，厶墓签区的设计l分刀析CHNOOGY5防排水系统设计式中二破由于山体较矮．为避免影响洞口处的公墓．必须为最大一段药量，单位为kg；降低隧道标高，将隧道纵坡设计为倒人字坡。传统的——保护对象所在地质点震动安全允许

6、速隧道防排水设计理念是“防、排、堵结合”，且一般都度，单位为em／s：设计较为畅通的排水系统。由于该隧道纵坡为倒K、与爆破点至计算保护对象间的地形、人字坡，隧道内积水必须通过泵机抽出，因此隧道内地质条件有关的系数和衰减指数。不能有大量水涌入：且凤凰山隧道上方公墓密集，如根据相关规定和经验取值，V级围岩K=100：果隧道施工和建成后排水过多，造成地表水位大幅2．0；隧道初始爆破根据“弱爆破、短进尺”的原则。尽下降，地表沉降进而引起公墓开裂，会造成严重的后量减少装药量和一次起爆的药量，延时起爆最大一果。若采用“全防”的方案，在隧道排水最不利组合条段药量Q=4kg；考虑到地

7、表公墓的存在，地表的震件下，水头压力很大(O．3MPa)，二次衬砌需加大配动安全允许速度v=5em／s。将上述参数代人式(1)筋，防水等级也需提高，非常不经济。本隧道防、排水中，得到：系统需进行特殊设计。11本工程防排水工程设计提出了“以防为主、限量尺：f＼1／Q丁：f＼)1／4~-=7．1m排放”的原则．将主洞和附洞隧道纵向排水管由曲墙通过分析，该隧道埋深小于7．1m的范围内全脚部移至拱顶处，隧道全断面设置防水板；隧道四周部采用机械开挖：埋深大于7．1m才允许采用弱爆的积水可以通过拱顶的排水管自由排出洞外。破施工，且严格控制装药量。此方案相对于“以