隧道洞口的隧包桥方案优化研究.pdf

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1、中外公路第34卷第2期2062014年4月文章编号：1671—2579(2o14)02—0206—04隧道洞口的隧包桥方案优化研究李东升，毛红飞。李健，魏龙海(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430056)摘要：隧道避让桥梁导致高边坡时，容易诱发地质病害，并对后期运营安全带来不利影响。基于此，采用理论分析与数值计算等手段，对尖扎隧道出口端进行”桥梁伸入隧道”的方案进行了研究。研究结果表明：与常规的加宽隧道衬砌断面相比，桥梁采用与隧道衬砌断面一致的变窄断面，可减小开挖跨度与面积，有效地降低结构安全风险，在安全性与经济性方面均具有较为明显的优势。关键词：隧道洞口；隧

2、包桥；方案优化；数值计算近年来，随着中国西部公路建设的蓬勃发展，越来越多的高等级公路向西部山岭重丘区延伸，地形条件1工程概况与地质条件越来越复杂多变：桥梁隧道数量日益增多，例如湖北省沪蓉西高速公路宜昌至恩施段、陕西省包尖扎隧道为设计速度80km／h的双向四车道高茂高速公路柞水至小河段的桥隧比分别占529，6、速公路隧道，隧道左幅全长为2267m、右幅全长为63．4；“桥隧相连”现象已成为山区高速公路的一道2265m，最大埋深约256m。隧道出口线形为直线、纵新景观，桥隧相接部位的工程设计问题已经成为当前坡为一1．15的下坡、左右线测设线间距约为23．7m。山区高速公路工程设

3、计的重要工程问题之一。隧道出口位于泥石流冲沟沟口右缘(接山尕滩大目前在桥隧连接方面已做的研究主要有：曹校勇桥)，沟底距洞口约25m。沟口现有一砂料场，受其开等采用隧道断面加宽时桥梁伸入隧道的方案探讨，李采影响，隧道洞口围岩破碎、仰坡陡峻，坡角7O。～80。。勇等为适应地形地质条件采取了将原设计的连拱隧道上部为滑坡堆积体(花岗岩，产状SE120。／40。)。变更为超大断面隧道的桥隧连接设计，王飞对山区高山尕滩特大桥为跨越$203及山尕滩而布设，桥位速公路桥隧相连技术及在工程中的应用进行了总结，区地形起伏较大，高程在2007．0～2073．5m之间，李冬生等对长昆线桥隧相连设计

4、进行了研究，白浩等最大相对高差约66．50m。两岸桥台地形较陡峭，植对山区高速公路桥隧相连设计进行了分析，唐卫华对被不发育；优化后的上部构造采用10联预应力混凝土桥隧相连高边坡隧道安全出洞的施工技术进行了研T梁及钢筋混凝土现浇连续箱粱、桥台采用桩柱式桥究。研究现状基本上以扩大隧道断面后桥梁伸入隧台，采用墙式防撞护栏。道、洞口桥接结构及防排水等的处理及洞口边仰坡的为了减少对滑坡堆积体的扰动、贯彻“早进洞、晚稳定性研究等内容为主。出洞”的设计新理念及确保桥台的稳定与安全，隧道该文在尖扎隧道出口端进行“桥梁伸入隧道”的方洞口采用了“隧包桥”的结构形式：桥梁的桥台、梁板、案研究，对

5、扩大隧道断面及桥梁采用与隧道衬砌正常护栏等伸人隧道衬砌断面内。隧道洞顶仰坡采用锚索断面一致的变窄断面进行比较、分析；在采用桥梁变截框架防护形式，设计标高以下坡面采用锚喷网防护。面时虽增加了桥梁设计工作量但有效地改善了隧道结构的受力，减小了开挖跨度与面积以及对滑坡堆积体2隧道洞口段设计的扰动；贯彻了“早进洞、晚出洞”的设计新理念及确保桥台的稳定与安全，另外经济性方面也具有较为明显2．1洞口段设计的优势。隧道洞口设计以“早进洞，晚出洞”为原则，最大限收稿日期：2o13—09—25作者简介：李东升，男，高级工程师．E—mail：DONGSHENGL7@163．com2014年第2

6、期李东升，等：隧道洞口的隧包桥方案优化研究2O7度地降低洞口边仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。洞门形式选择力求简洁，并与洞口的地形、地貌、自然景观协调一致。进口端洞口所在斜坡坡角为30。，上覆第四系冲洪积堆积物，稳定性较好。左幅进口发育有一小型滑坡，对隧道影响较小；右幅进口位于泥石流洪积扇上。隧道洞门形式采用端墙式，以降低滑坡和洪积扇对洞口的影响。图2方案一的桥梁断面图(单位：cm)出口端洞口所在斜坡坡角为7O。，坡向为SE165。。2．3隧包桥的优化方案上部为滑坡堆积体(花岗岩)，产状为SE120。40。，与桥梁采用宽1O．25m的变窄断面

7、、与隧道衬砌断坡向呈小角度相交，对边坡的稳定性影响较大；斜坡植面一致：净宽1O．25m、拱部采用R一555cm单心圆，被不发育。现状边坡稳定。该端洞口接山尕滩特大仰拱底在设计标高下4．8ITI。衬砌支护参数主要为长桥，桥梁伸入隧道内(即隧包桥)。隧道洞顶仰坡采用3．5m的D25中空注浆锚杆(环×纵向间距为0．5m锚索框架防护形式，设计标高以下坡面采用锚喷网防x1．2m)、26cm厚C20喷射混凝土、纵向间距为50护。同时结合该隧道属高地震烈度区的具体情况，隧cm的I20b工字钢、60cm厚C30钢筋混凝土(图3、道