大断面公路隧道设计施工技术的研究.ppt

3 隧道断面形式确定 3 隧道断面形式确定 4 隧道支护结构模式的研究 4 隧道支护结构模式的研究 4 隧道支护结构模式的研究 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 5 隧道施工方法的确定 6 施工监测 7 大断面隧道扁平率影响的分析 7 大断面隧道扁平率影响的分析 7.1 扁平率影响 表9 不同扁平率的衬砌内力、应力的计算结果 7.2 围岩刚性的影响 7.2 围岩刚性的影响 8 大断面扁平隧道施工方法的研究 8 大断面扁平隧道施工方法的研究 表11 超大断面隧道基本施工方法的适应性评价（续表） 图16 选择施工方法的流程 图16 选择施工方法的流程 * * 3 隧道断面形式确定 3.1 隧道断面的选定流程 1)??? 净空断面的研究 ——净空断面的设计条件 l???路面宽度的构成和建筑限界 l???有无内装饰板 l???有无监视员通道 l???对建筑限界的富裕 l???对铺装覆盖层的富裕 ——建筑限界主要坐标点的计算 ——根据上述，确定净空断面的轮廓线 ——考虑过去的实际，NATM施工的经验等，选择扁平率，及经济性决定净空断面。 2)? 标准断面的研究——对选定的净空断面，根据NATM施工的要求，加以修正，选定标准断面。 3)? 标准模式的研究——标准支护、施工模式、参数的确定。 4)?有限元法解析——根据确定标准断面和模式，按施工方法进行有限元解析，最后决定断面尺寸及形式。 5)??此外，隧道断面要确保满足公路设计规范及防灾基准等条件的要求与规定。 隧道断面基本形式，首先决定于隧道建筑限界。 ? 3.2 三车道标准图的建筑限界： 1) 日本较早情况：3.5m + 3.75m + 3.5m + 两侧路肩1.0m+1.0m,共计12.75m，高度4.8m； 2)?日本目前情况：3?3.75m + 左侧路肩3.25m, 右侧路肩2.0m,共计16.5m；(相当于一般高速公路4车道)高度4.8m； 3)??挪威设计标准：3.25m + 3.25m + 3.5m + 两侧路肩1.0m+1.0m,共计12.0m，高度4.6m； 三车道隧道的支护结构，视围岩状态而异。因其断面积比双车道大得多，故要很好地研究其支护结构的形式和参数。 为了隧道的稳定，支护结构的大致标准是： 锚杆——长度应大于隧道直径的1／3； （通常，按悬吊及组合拱原理） 喷混凝土——厚度不小于隧道直径的1.7％; 在经验不足的情况下，三车道的支护规模，可把双车道的围岩类别降一级做为大致标准。 表4是日本第二东名名神公路的三车道隧道支护结构的基本参数。 从表4看出，支护结构是与施工方法联系在一起。结构上的一个特点是，仰拱的厚度比拱部厚，是比较合理的，锚杆也较长。在各种情况下，均没有留变形富裕量，这可能与断面大有关。 支护结构根据最近的三车道隧道的施工实际，按围岩分级的基准设定，如表5。 衬砌:在标准设计范围内，初期支护是确保围岩稳定的，但对于扁平隧道，为确保长期的稳定性，也要预计长期的力学稳定性。因没有确定作用在上荷载的方法，故按： ① 相当于有限元分析的松弛区的松弛荷载，采用容许应力法进行计算； ② 以规范给定的荷载，采用轴力极限承载力进行研究。 5.1 工法选择的注意事项： 隧道的施工方法要根据断面形状、长度、工期、 地质、涌水、周围环境等条件、综合确定。双车道的 施工方法，一般都选台阶法。但三车道隧道，因断面 大，而且扁平。因此，选择时要注意以下几点： 地形地质的特殊性，如洞口段，埋深小的地段，易变形的地质等； 是否有限制条件，如对地表下沉的限制，地基承载力小等； 必要时要与辅助工法配合； 要尽量采用能避免围岩松弛的施工方法，如在泥岩中可采用机械开挖； 因上部断面扁平不能长时间放置，开挖后要及早用临时仰拱封闭； 从目前的施工技术水平出发，适合大断面的开挖方法，主要有以下几种（图10）。 5.2 大断面主要开挖方法： 5.2.1 种类 上半断面超前台阶法； 上半断面临时闭合的台阶法； 中隔壁法（CD工法）； 侧壁导坑超前法等。 5.2.2 上述工法适用条件： 在比较坚硬的围岩中采用a 法； 在中壁法中，围岩单轴抗压强度200k