1、郭小紅中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院開(kāi)始滬蓉國(guó)道主干線(xiàn)湖北省宜昌至恩施段高速公路分岔隧道設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)分析1 介紹的主要內(nèi)容1、什么是分岔隧道？2、為什么要設(shè)置分岔隧道？3、分岔隧道有什么特點(diǎn)和難點(diǎn)？4、分岔隧道設(shè)計(jì)施工概況5、分岔隧道設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)6、分岔隧道科研概況 兩洞間距2040m，一般用于長(zhǎng)大隧道，同等地質(zhì)條件下造價(jià)最低，施工最易。 兩洞室間距510m，一般用于地形較狹窄的中短隧道，造價(jià)稍高，施工速度稍慢。 中隔墻厚2.02.5m，中央分隔帶寬4.05.0m，用于中短隧道，能很好解決中隔墻的防排水問(wèn)題。 中隔墻厚1.02.0m，中央分隔帶寬2.03.0m，用于中短隧道，防排水存在一定

2、問(wèn)題。2.1 公路隧道的一般設(shè)置型式2.2 分岔隧道的平面布置 分岔隧道是目前在更為復(fù)雜地形地質(zhì)條件下修建山區(qū)高速公路過(guò)程中提出的一種新的隧道建設(shè)型式，他由四車(chē)道大拱隧道或連拱隧道逐漸過(guò)渡到上下行分離雙洞，因此它同時(shí)具備標(biāo)準(zhǔn)間距的分離隧道、小間距隧道、連拱隧道以及四車(chē)道大拱等多種型式隧道的特點(diǎn)。 2.3 分岔隧道分類(lèi)型分岔隧道 型分岔隧道：洞口段襯砌先設(shè)置為四車(chē)道大拱，然后逐漸過(guò)渡為整體式中隔墻連拱隧道、夾心式中隔墻連拱隧道、小間距隧道，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的上下行分離隧道。 2.4 分岔隧道分類(lèi)型分岔隧道 型分岔隧道：洞口段襯砌先設(shè)置為整體式中隔墻連拱隧道，然后逐漸過(guò)渡為夾心式中隔墻連拱隧道、小間

3、距隧道，最后為標(biāo)準(zhǔn)的上下行分離隧道 。3.1 八字領(lǐng)隧道地形與地貌3.2 廟埡及漆樹(shù)槽隧道地形與地貌3.3 設(shè)置分岔隧道的理由 四渡河大橋與支井河大橋均為單孔跨度在400m以上特大跨度特殊橋梁，受結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)因素的影響，左右幅橋均必須建造為整體； 與其緊鄰的隧道長(zhǎng)度也均超過(guò)1000m，由于橋梁緊接隧道，兩者之間缺少足夠的過(guò)渡路基，因此緊鄰橋梁一端的洞口必須設(shè)置為連拱隧道甚至四車(chē)道大拱； 長(zhǎng)大隧道全部設(shè)置為連拱又不經(jīng)濟(jì)，因此在隧道內(nèi)有必要將左右洞室逐漸分離，這樣就形成了分岔隧道。 4.1 分岔隧道的特點(diǎn) 1、分岔隧道一般緊鄰特大橋梁，洞口地形條件較差，施工場(chǎng)地狹小； 2、為保證結(jié)構(gòu)及運(yùn)營(yíng)安全，

4、從橋梁到分岔隧道，在路線(xiàn)平面上應(yīng)合理過(guò)渡； 3、分岔隧道的洞口段不僅隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，而且埋置深度淺，地質(zhì)條件差； 4、間距處于變化過(guò)程中的左右洞室，合理劃分各類(lèi)襯砌，協(xié)調(diào)這種變化十分重要； 5、大拱與連拱過(guò)渡地段、連拱與小間距過(guò)渡地段支護(hù)方法、施工方法、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是工程成敗的關(guān)鍵； 6、分岔隧道一般為長(zhǎng)大隧道，相距較近的洞口送排風(fēng)的相互竄流對(duì)通風(fēng)方案的影響不能忽視。4.2 分岔隧道的難點(diǎn)（1/2） 分岔隧道洞口由整體式路基的隧道過(guò)渡為分離式路基的隧道。從理論上分析，該過(guò)渡段（分岔段）越短，則造價(jià)越低，施工難度越小。但是平面線(xiàn)形的過(guò)渡不僅要滿(mǎn)足規(guī)范要求，而且要滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)安全與隧道結(jié)構(gòu)的需要。因此

5、過(guò)渡段的平面線(xiàn)形應(yīng)結(jié)合該路段的縱坡、地質(zhì)狀況及運(yùn)營(yíng)安全需要綜合確定。 由于地形陡峻，場(chǎng)地狹小，如何同時(shí)滿(mǎn)足特大橋梁與長(zhǎng)大隧道施工場(chǎng)地的需要、如何保證施工過(guò)程中的安全、如何合理安排橋梁與隧道的各道施工工序，對(duì)隧道與橋梁的順利建設(shè)十分重要。 分岔隧道洞口段的四車(chē)道大拱（全幅高速公路隧道）的開(kāi)挖跨度達(dá)到2425m。當(dāng)前建成的四車(chē)道大拱隧道很少，因此其設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)十分缺乏。如何結(jié)合洞口段地形地質(zhì)條件差的特點(diǎn)合理地優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、施工方案以及搞好洞室穩(wěn)定性評(píng)價(jià)很重要。 中隔墻（中間巖柱）處于漸變中的連拱隧道與小間距隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)以及施工方法。由于“漸變”這一因素，使得合理確定連拱隧道最小中隔墻和小間距隧道

6、的中間巖柱很重要，同時(shí)合理確定不同地質(zhì)與結(jié)構(gòu)條件下的施工方法也很重要，因?yàn)檫@直接關(guān)系到工程造價(jià)與施工效率，也關(guān)系到施工安全與結(jié)構(gòu)的永久安全。 4.3 分岔隧道的難點(diǎn)（2/2） 四車(chē)道大拱隧道與連拱隧道的過(guò)渡地段、連拱隧道與小間距隧道的過(guò)渡地段不僅結(jié)構(gòu)形式變化大，施工工序多，在施工中容易受到意外損傷，而且受力狀態(tài)復(fù)雜，容易引起安全問(wèn)題。 在連拱隧道與小間距隧道的起點(diǎn)段，中隔墻及中間巖柱均比通常條件下更薄，加上施工工序較多，如何采用合理的施工工序及爆破方法來(lái)最大限度地保護(hù)他們是施工的關(guān)鍵。 分岔隧道兩洞口相距較近時(shí)，必然會(huì)有部分排出的污染空氣被另一洞口重新吸入。對(duì)于采用機(jī)械通風(fēng)的長(zhǎng)大隧道，該影響不

7、能忽略，必要的情況下還應(yīng)考慮改變通風(fēng)方案。 分岔隧道是一種特殊形式的隧道建設(shè)方式，與同類(lèi)地質(zhì)條件下的隧道相比，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，對(duì)施工技術(shù)要求較高，施工效率相對(duì)較低，造價(jià)相對(duì)偏高，因此應(yīng)是不得已而為之。在選擇該類(lèi)隧道方式時(shí)應(yīng)特別注意其建設(shè)的必要條件：隧道洞口是否存在必須設(shè)置為整體式橋梁；加寬中央分隔帶比縮小隧道間距造價(jià)更高、風(fēng)險(xiǎn)更大。5.1 分岔隧道設(shè)計(jì)四車(chē)道大拱1八字嶺隧道設(shè)計(jì)條件：類(lèi)圍巖，凈埋深1030m，地面橫坡1：31：4 類(lèi)圍巖，凈埋深3050m，地面橫坡1：4廟埡隧道設(shè)計(jì)條件：類(lèi)圍巖，凈埋深1030m，地面為平坡 類(lèi)圍巖，凈埋深3050m，地面為平坡漆樹(shù)槽隧道設(shè)計(jì)條件：類(lèi)圍巖，凈埋深

8、1030m，地面橫坡為1：1.251.75 類(lèi)圍巖，凈埋深3070m，地面橫坡為1：1.251.75 三座隧道洞口段巖體均為弱微風(fēng)化灰?guī)r，表層風(fēng)化較嚴(yán)重，巖體內(nèi)節(jié)理、裂隙較發(fā)育，裂隙面溶蝕較嚴(yán)重，但是洞身范圍，特別是基礎(chǔ)附近巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖體體完整性較好。因此，盡管洞口部分襯砌處于類(lèi)圍巖之中，但是均未設(shè)置仰拱。 5.2 分岔隧道設(shè)計(jì)四車(chē)道大拱2 無(wú)分隔墻的四車(chē)道大拱設(shè)計(jì)采用雙層復(fù)合襯砌。初期支護(hù)為25cm厚噴射混凝土，內(nèi)置雙層8鋼筋網(wǎng)及20b工字鋼，系統(tǒng)錨桿為3.5與6.0m預(yù)應(yīng)力錨桿交錯(cuò)布置，間距1.0*1.0m；二次襯砌為80cm厚鋼筋混凝土，在初期支護(hù)與二次襯砌之間設(shè)置復(fù)合防水層。初期支護(hù)與

9、二次襯砌共同承受周邊圍巖壓力。 有分隔墻的四車(chē)道大拱采用三層復(fù)合襯砌。初期支護(hù)與無(wú)分隔墻的四車(chē)道大拱相同，二次襯砌為60cm厚鋼筋混凝土，三次襯砌為連拱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在二次襯砌與三次襯砌之間設(shè)置復(fù)合防水層。初期支護(hù)與二次襯砌為受力結(jié)構(gòu)，而三次襯砌則主要起分隔作用，在設(shè)計(jì)上不考慮其承受周邊圍巖壓力。 對(duì)于大跨度的隧道，支護(hù)結(jié)構(gòu)在通過(guò)支護(hù)手段穩(wěn)定洞室的同時(shí)，應(yīng)充分考慮怎樣發(fā)揮圍巖的自身承載能力。設(shè)計(jì)上均采用了較長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)錨桿以及有一定強(qiáng)度的柔性噴射混凝土層，在保證洞室穩(wěn)定的前提下吸收洞室周邊變形，以充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還對(duì)同時(shí)系統(tǒng)錨桿形成的承載拱、噴射混凝土及鋼拱架、二

10、次襯砌等的承載能力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中以及洞室支護(hù)完成后洞室圍巖的應(yīng)力狀態(tài)及穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行了分析，結(jié)論比較滿(mǎn)意。5.3 分岔隧道設(shè)計(jì)連拱段襯砌5.4 分岔隧道設(shè)計(jì)過(guò)渡段（1/2）1、由四車(chē)道大拱隧道過(guò)渡到連拱隧道2、由連拱隧道過(guò)渡到小間距隧道 在分岔段內(nèi)，由于大拱段的長(zhǎng)度取決與連拱隧道起點(diǎn)中隔墻的最小厚度，連拱隧道的長(zhǎng)度取決于小間距隧道起點(diǎn)中間巖柱的最小厚度，因此合理確定分岔隧道內(nèi)連拱隧道中隔墻和小間距隧道中間巖柱的最小厚度應(yīng)是設(shè)計(jì)首先考慮的問(wèn)題。 5.5 分岔隧道設(shè)計(jì)過(guò)渡段（2/2） 在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能縮短分岔段的長(zhǎng)度，在分岔段內(nèi)盡可能縮短四車(chē)道大拱段與連拱段的長(zhǎng)度，不僅關(guān)系到工程造價(jià)，而

11、且關(guān)系到工程安全與施工效率。實(shí)際上，隧道平面線(xiàn)形一旦確定，分岔段的長(zhǎng)度也就基本確定，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于分岔段內(nèi)的襯砌優(yōu)化調(diào)整。 四渡河?xùn)|岸的八字嶺隧道，支井河?xùn)|西兩岸的漆樹(shù)槽隧道與廟埡隧道，洞口附近地形均十分陡峻，基本上位于懸崖絕壁之上，施工場(chǎng)地十分有限。為了克服洞口陡峻的地形給隧道與橋梁施工帶來(lái)的不良影響，在這三座隧道的洞口段均設(shè)置了施工橫洞，為隧道與橋梁施工創(chuàng)造良好條件，避免橋隧施工的相互影響。 八字嶺隧道：橫洞長(zhǎng)490m，距離洞口450m 不僅為施工服務(wù)，而且為右洞通風(fēng)服務(wù) 漆樹(shù)槽隧道：橫洞長(zhǎng)220m，距離洞口150m 僅為施工服務(wù) 廟埡隧道 ：橫洞長(zhǎng)390m，距離洞口370m（施工中有調(diào)

12、整） 僅為施工服務(wù)5.6 分岔隧道施工施工橫洞 施工橫洞的斷面根據(jù)使用功能擬定：八字嶺隧道橫洞由于需要為后期運(yùn)營(yíng)通風(fēng)服務(wù)，因此斷面較大，且施作二次襯砌，以有效地減少通風(fēng)摩阻力。漆樹(shù)槽隧道與廟埡隧道橫洞僅為施工服務(wù)，因此斷面較小，斷面與行車(chē)橫洞相當(dāng)，僅施作初期支護(hù)。 當(dāng)橫洞較長(zhǎng)，還考慮了在一定距離設(shè)置錯(cuò)車(chē)道。 從施工安排上考慮，應(yīng)首先考慮盡快進(jìn)行隧道洞口段施工，當(dāng)隧道洞口施工完成后，則將隧道洞口施工場(chǎng)地轉(zhuǎn)讓給橋梁施工單位使用。 5.7 分岔隧道施工橫洞橫斷面八字嶺隧道施工橫洞5.8 分岔隧道施工橫洞平面布置5.9 分岔隧道施工大拱開(kāi)挖5.10 分岔隧道施工連拱及小間距開(kāi)挖 設(shè)計(jì)上要求連拱隧道在類(lèi)

13、圍巖地段采用三導(dǎo)坑法開(kāi)挖，在類(lèi)圍巖地段采用中導(dǎo)坑法開(kāi)挖；小間距隧道一般在類(lèi)圍巖地段左右洞均采用側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖，在類(lèi)圍巖地段后施工的洞室采用側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖，及時(shí)加固中間巖柱；在類(lèi)圍巖地段采用臺(tái)階法開(kāi)挖。 5.11 分岔隧道施工主洞開(kāi)挖照片15.12 分岔隧道施工主洞開(kāi)挖照片26.1 分岔隧道設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 分岔隧道設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)較多，有些方面只要在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中加以重視即可，如施工場(chǎng)地安排問(wèn)題、線(xiàn)形布設(shè)問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較問(wèn)題等。甚至對(duì)于其中的連拱隧道與小間距隧道的設(shè)計(jì)與施工的技術(shù)問(wèn)題，由于該方面經(jīng)驗(yàn)較多，理論也已相對(duì)成熟，且有相關(guān)單位在進(jìn)行系統(tǒng)研究，均不構(gòu)成分岔隧道的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。只有對(duì)那些既

14、缺乏設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，又缺乏系統(tǒng)分析研究的問(wèn)題才是重中之重，即關(guān)鍵技術(shù)?？偨Y(jié)起來(lái)主要有如下三個(gè)方面： 四車(chē)道大拱隧道的設(shè)計(jì)方法與施工方法； 過(guò)渡段（四車(chē)道大拱隧道到連拱隧道、連拱隧道到小間距隧道）的設(shè)計(jì)方法、施工方法以及圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)方法； 小間距隧道左右洞口送排風(fēng)的相互影響規(guī)律以及對(duì)分岔隧道通風(fēng)方案影響。 6.2.1 關(guān)鍵技術(shù)1 大拱的設(shè)計(jì) 1、節(jié)理化巖體對(duì)于特大跨度洞室穩(wěn)定的影響。圍巖分類(lèi)主要基于巖石的強(qiáng)度以及巖體的完整程度。對(duì)于同一類(lèi)圍巖，不同跨度的隧道其穩(wěn)定能力相差較大。對(duì)于深埋及淺埋特大跨隧道，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載還能夠直接應(yīng)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法嗎？ 2、特大跨度隧道支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

15、方法。由于洞室跨度大，支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)各項(xiàng)作用特別敏感，如果在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中所采用的評(píng)價(jià)方法不準(zhǔn)確，如果評(píng)價(jià)參數(shù)偏離真實(shí)情況較遠(yuǎn)，就可能造成工程建設(shè)的較大浪費(fèi)。因此如何擬定各類(lèi)地質(zhì)條件下的支護(hù)參數(shù)、如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力及強(qiáng)度分析、如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)以及如何進(jìn)行洞室圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等方面就顯得特別重要。6.2.2 關(guān)鍵技術(shù)1 大拱的施工 1、特大跨度隧道施工過(guò)程中對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀況評(píng)價(jià)方法。這包括施工過(guò)程中的穩(wěn)定與設(shè)計(jì)使用壽命期間的穩(wěn)定等，是同等重要的兩個(gè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程帶有一定的假設(shè)條件，施工過(guò)程則針對(duì)實(shí)際狀況，特別是對(duì)異常情況的處理：收斂過(guò)大、支護(hù)下沉、結(jié)構(gòu)開(kāi)裂或局部破壞等，是正常還是異常？是局部

16、問(wèn)題還是整體失效？是加強(qiáng)初期支護(hù)還是提前施作二次襯砌？在關(guān)鍵時(shí)刻，處理方案要準(zhǔn)確有效，其前提條件是評(píng)價(jià)參數(shù)要準(zhǔn)確，評(píng)價(jià)方法要正確。 2、特大跨度隧道施工方法。對(duì)于大跨度隧道，僅僅進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不行的，還應(yīng)進(jìn)行施工開(kāi)挖方法設(shè)計(jì)。作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載不僅與隧道跨度及地質(zhì)條件有關(guān)，而且與施工方法有關(guān)，與支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度有關(guān)，這一點(diǎn)隧道跨度越大表現(xiàn)越明顯。因此，大跨度隧道設(shè)計(jì)就是施工方法設(shè)計(jì)。怎樣針對(duì)不同的地形地質(zhì)條件、不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)尋求最優(yōu)的開(kāi)挖方法十分重要，這就需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行多方面分析。6.3.1 關(guān)鍵技術(shù)2過(guò)渡段 1、過(guò)渡段洞室不僅洞室跨度大，且形態(tài)復(fù)雜多變，支護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊圍巖的受

17、力更接近復(fù)雜的三維狀態(tài)。針對(duì)不同的地質(zhì)條件及針對(duì)不同的過(guò)渡地段，如何采用合理的分步開(kāi)挖方法對(duì)于保證施工過(guò)程中的安全與結(jié)構(gòu)的永久安全十分關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)不同的條件給出了相應(yīng)處理方案，但是，在保證隧道施工安全的前提下，為了提高施工效率，隧道施工開(kāi)挖方法是否可以進(jìn)一步優(yōu)化？怎樣根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的條件與監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整？ 6.3.2 關(guān)鍵技術(shù)2過(guò)渡段 2、在相同的地形與地質(zhì)條件下，單位長(zhǎng)度的四車(chē)道大拱造價(jià)要高于連拱隧道，連拱隧道造價(jià)要高于小間距隧道，小間距隧道造價(jià)要高于完全分離隧道，施工過(guò)程中的安全度與結(jié)構(gòu)受力條件也具有上述相同的比較優(yōu)勢(shì)。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能縮短分岔段的長(zhǎng)度，在分岔段內(nèi)盡可能

18、縮短四車(chē)道大拱段與連拱段的長(zhǎng)度，不僅關(guān)系到工程造價(jià)，而且關(guān)系到工程安全與施工效率。隧道平面線(xiàn)形一旦確定，分岔段的長(zhǎng)度也就基本確定，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于分岔段內(nèi)的優(yōu)化調(diào)整。在分岔段內(nèi)，由于大拱段的長(zhǎng)度取決與連拱隧道起點(diǎn)中隔墻的最小厚度，連拱隧道的長(zhǎng)度取決于小間距隧道起點(diǎn)中間巖柱的最小厚度，因此合理確定分岔隧道內(nèi)連拱隧道中隔墻和小間距隧道中間巖柱的最小厚度應(yīng)是設(shè)計(jì)首先考慮的問(wèn)題。6.3.3 關(guān)鍵技術(shù)2過(guò)渡段 3、在分岔隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)具體的地質(zhì)條件、隧道平面布置情況以及前期大量的隧道設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，將連拱隧道隔墻最小厚度取為1.5m，將小間距隧道中間巖柱最小厚度取為2.5m。如何根據(jù)地質(zhì)條件合理選取

19、以及如何根據(jù)施工條件的變化而調(diào)整該值得深入研究。因此需要對(duì)在不同地質(zhì)條件下中隔墻厚度分別為1.2m,1.5m,1.8m,2.0m時(shí)的整體式中隔墻連拱隧道的洞室穩(wěn)定性能與結(jié)構(gòu)受力變化進(jìn)行研究，同時(shí)也需要對(duì)在不同地質(zhì)條件下中間巖柱厚度分別為1.5m、2.0m、2.5m、3m的小間距隧道的洞室穩(wěn)定性能與結(jié)構(gòu)受力變化進(jìn)行研究，以便尋找到一些規(guī)律性的結(jié)論。 一般條件下，整體式中隔墻連拱隧道的中隔墻厚度為1.6m2.0m，小間距隧道中間巖柱柱厚度為4.05.0m?，F(xiàn)在，分岔隧道內(nèi)連拱隧道與小間距隧道不僅比一般條件下取值更小，而且處于過(guò)渡段內(nèi)的連拱隧道與小間距隧道的周邊圍巖的應(yīng)力分布和結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)更為復(fù)雜，

20、中隔墻及中間巖柱將承受更大的圍巖壓力，因此在同樣地質(zhì)條件下，過(guò)渡段洞室支護(hù)參數(shù)的確定與優(yōu)化將與一般條件下同類(lèi)洞室存在較大差別，技術(shù)要求更高。6.3.4 關(guān)鍵技術(shù)2過(guò)渡段 4、由于過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式比較特殊，不僅初期支護(hù)需要邊開(kāi)挖邊施工，甚至二次襯砌也需要分步施工，且支護(hù)結(jié)構(gòu)在一定程度上還必須緊跟開(kāi)挖面，這樣施工爆破對(duì)已施工完成的結(jié)構(gòu)的影響就不能忽視。在大拱與連拱過(guò)渡段，要求大拱段二次襯砌施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能對(duì)連拱段進(jìn)行導(dǎo)坑開(kāi)挖，連拱隧道中隔墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能對(duì)左右主洞進(jìn)行開(kāi)挖；在連拱與小間距過(guò)渡段，要求連拱隧道中隔墻施作完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能對(duì)小間距隧道的內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑進(jìn)行開(kāi)挖。

21、這樣在開(kāi)挖爆破過(guò)程中如何保護(hù)已施作的結(jié)構(gòu)是很重要的。 這里面包含對(duì)初期支護(hù)的保護(hù)與對(duì)二次襯砌的保護(hù)、為了達(dá)到保護(hù)的目的而需要采取的爆破裝藥方法與裝藥結(jié)構(gòu)、各類(lèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)等幾個(gè)方面的內(nèi)容。 本路段共有三座分岔隧道，隧道縱坡均較大，如八字嶺隧道縱坡接近2.5%，根據(jù)本路段預(yù)測(cè)交通量及組成分析，各隧道均必須采用機(jī)械通風(fēng)，因此需要考慮洞口送排風(fēng)的相互影響。 6.4.1 關(guān)鍵技術(shù)3隧道通風(fēng)方案 對(duì)于高速公路隧道，為了充分利用汽車(chē)通過(guò)隧道時(shí)產(chǎn)生的活塞風(fēng)力，隧道內(nèi)的通風(fēng)風(fēng)流方向一般與行車(chē)方向一致，以節(jié)約運(yùn)營(yíng)期間的通風(fēng)費(fèi)用。因此，同一端的兩個(gè)洞口，一個(gè)排出的是污染空氣，另一個(gè)則要求吸入新鮮空氣。當(dāng)

22、兩洞口相距較近時(shí)，必然會(huì)有部分排出的污染空氣被另一洞口重新吸入。盡管連拱隧道與小間距兩洞口相距較近，但由于隧道長(zhǎng)度一般較短,且采用自然通風(fēng)，因此基本上可以不考慮其相互影響，特別是對(duì)運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用的影響不大。分岔隧道長(zhǎng)度一般大于1000m，且采用機(jī)械通風(fēng)，上下行隧道洞口相距較近所產(chǎn)生的影響則不能忽略。6.4.2 關(guān)鍵技術(shù)3洞口風(fēng)流相互影響6.4.3 關(guān)鍵技術(shù)3左右洞的相互影響 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)近距離雙洞送排風(fēng)相互影響的相關(guān)研究還是處于空白狀態(tài)。為了做好分岔隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)，同時(shí)為今后洞口距離較近的其他隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，必須對(duì)近距離雙洞洞口送排風(fēng)的相互影響程度進(jìn)行研究。擬采用三維流體分析軟件模擬不同間距

23、的雙洞隧道在不同的送風(fēng)與排風(fēng)狀態(tài)下隧道口部的空氣的流動(dòng)和擴(kuò)散規(guī)律，給出近距離雙洞隧道對(duì)相鄰隧道的影響程度。 對(duì)于洞口為四車(chē)道大拱的分岔隧道，由于洞口段雙洞合一，送排風(fēng)流完全交織在一起，一般應(yīng)考慮設(shè)置排風(fēng)（送風(fēng)）橫洞，以提高通風(fēng)效率。 要完全消除兩洞口的相互影響，可以考慮某一隧道的全部廢氣（新鮮空氣）從橫洞中排出或送入，但是該方案的缺點(diǎn)是少部分地段隧道內(nèi)風(fēng)流方向與行車(chē)方向反向，不僅通風(fēng)功耗更高，而且當(dāng)交通量變化較大是風(fēng)流不易控制。 6.4.4 關(guān)鍵技術(shù)3洞口為大拱的隧道通風(fēng)措施 洞口為連拱的分岔隧道通風(fēng)方案，一般情況下可以考慮左右洞均采用全縱向通風(fēng)。但是，由于洞口的相互影響，當(dāng)隧道長(zhǎng)度較長(zhǎng)、需風(fēng)

24、量較大時(shí)，可能會(huì)變得不經(jīng)濟(jì)，也不合理。此時(shí)應(yīng)考慮對(duì)需風(fēng)量較大的隧道設(shè)置送風(fēng)或排風(fēng)橫洞，僅讓少量廢氣或新風(fēng)經(jīng)過(guò)洞口，以減少相互影響。 6.4.5 關(guān)鍵技術(shù)3洞口為連拱的隧道通風(fēng)措施 在減少分岔洞口送排風(fēng)相互影響的措施上，總體上看一般可以從三方面考慮： 如果洞口相互影響對(duì)通風(fēng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用影響不大時(shí)可不必采取防范措施。 如果洞口相互影響對(duì)通風(fēng)風(fēng)機(jī)配置影響較大，則應(yīng)首先考慮采用建筑手段將左右洞口盡可能隔離起來(lái)。 如果隧道送排風(fēng)量大，洞口相互影響對(duì)通風(fēng)風(fēng)機(jī)配置影響很大，應(yīng)結(jié)合施工橫洞等優(yōu)化通風(fēng)方案，以達(dá)到減少洞口送排風(fēng)影響的目的。 根據(jù)上述原則，對(duì)于本路段的三座分岔隧道，漆樹(shù)槽隧道可不必采取措施，廟埡隧道可

25、考慮在洞口采取適當(dāng)隔離措施，而八字嶺隧道則應(yīng)以?xún)?yōu)化通風(fēng)方案為主。 6.4.6 關(guān)鍵技術(shù)3 減少分岔隧道通風(fēng)相互影響的措施 對(duì)分岔隧道的研究已列入交通部西部科研項(xiàng)目 （1）分岔隧道在不同圍巖條件下支護(hù)參數(shù)的確定方法和巖柱寬度的留設(shè)方法。 （2）分岔隧道在不同圍巖條件下的合理施工工法。 （3）怎樣減少施工過(guò)程中施工爆破對(duì)中間巖柱及已施作結(jié)構(gòu)的破壞。 （4）近距離雙洞洞口送排風(fēng)相互影響效應(yīng)，有效地指導(dǎo)分岔隧道、小間距隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)。 （5）分岔隧道施工及運(yùn)營(yíng)期間圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)可靠性的總體評(píng)價(jià)方法。 7.1 分岔隧道科研介紹研究?jī)?nèi)容 調(diào)查分析 數(shù)字計(jì)算 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè) 模型實(shí)驗(yàn) 7.2 分岔隧道科研介紹研究手段首先完成六個(gè)子報(bào)告： 分岔隧道設(shè)計(jì)、施工與研究現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告 分岔隧道圍巖穩(wěn)定與支護(hù)參數(shù)優(yōu)化計(jì)算分析綜合報(bào)告 分岔隧道模型實(shí)驗(yàn)及其計(jì)算分析綜合報(bào)告 分岔隧道爆破震動(dòng)與損傷計(jì)算分析及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析 綜合報(bào)告 分岔隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)及其反分析綜合報(bào)告 分岔隧道左右洞口送排風(fēng)相互影響計(jì)算分析綜合報(bào)告在上述六個(gè)子報(bào)告的基礎(chǔ)上形成本課題的最終研究成果： 分岔隧道設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究綜合報(bào)告 分岔隧道設(shè)計(jì)施工指南 7.3 分岔隧道科研介紹預(yù)期研究成果7.4 分岔隧道科研介紹模型實(shí)驗(yàn) 三維模型可以較好地模擬分岔隧道關(guān)鍵部位的變形機(jī)理、