小凈距隧道設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)技術(shù)培訓(xùn)

小凈距隧道道設(shè)計(jì)方法法與設(shè)計(jì)技技術(shù)培訓(xùn)匯報(bào)提綱一.項(xiàng)目研究背背景二.項(xiàng)目執(zhí)行情情況三.研究方法與與手段四.主要研究成成果項(xiàng)目背景近20年來我國交交通事業(yè)的的發(fā)展迅速速，公路特特別是高速速公路逐漸漸向山區(qū)延延伸，公路路隧道數(shù)量量和型式越越來越多，，難度也越越來越大。。項(xiàng)目背景規(guī)范要求雙雙線隧道凈凈距圍巖級(jí)別ⅢⅣⅤ最小凈距(m)2B2.5B3.5B項(xiàng)目背景凈距不易達(dá)達(dá)到要求情情況：路線沿河傍傍山，拉開開路線間距距，對(duì)隧道道洞外路基基、橋梁等等方案有較較大影響項(xiàng)目背景凈距不易達(dá)達(dá)到要求情情況：橋隧相連，，采用分離離式隧道方方案對(duì)洞外外橋梁布設(shè)設(shè)和工程規(guī)規(guī)?？刂朴杏休^大影響響項(xiàng)目背景凈距不易達(dá)達(dá)到要求情情況：中短隧道：：受路線整整體線型技技術(shù)指標(biāo)控控制，調(diào)整整隧道間距距自由度低低項(xiàng)目背景為減小路線線間距，90年代初期，，國內(nèi)逐步步修建了一一批連拱隧隧道項(xiàng)目背景連拱隧道存存在的問題題：施工工序較較為復(fù)雜防排水質(zhì)量量不易保證證易發(fā)生開裂裂滲漏項(xiàng)目背景繼連拱隧道道之后，國國內(nèi)出現(xiàn)了了首批的小小凈距隧道道：隧道招寶山隧道紫坪鋪隧道金旗山隧道豐澤街隧道仙岳山隧道凈距(m)3.53.755.16.4419項(xiàng)目背景圍繞這些項(xiàng)項(xiàng)目，在小小凈距隧道道的中巖墻墻加固、爆爆破振動(dòng)和和理論數(shù)值值分析方面面，盡管積積累了的初初步經(jīng)驗(yàn)，，但尚缺乏乏系統(tǒng)的研研究：基本概念？？（什么是是小凈距隧隧道？）分類及對(duì)應(yīng)應(yīng)措施（不不同的圍巖巖、不同凈凈距對(duì)應(yīng)的的設(shè)計(jì)施工工措施是什什么？）如何確保小小凈距隧道道的施工安安全和長期期運(yùn)營安全全？（監(jiān)控控量測體系系及基準(zhǔn)值值的建立，，控制爆破破手段與指指標(biāo)的確定定等）什么情況下下采用小凈凈距隧道？？如何應(yīng)用用？（適用用條件？））項(xiàng)目背景匯報(bào)提綱一.項(xiàng)目研究究背景二.項(xiàng)目執(zhí)行行情況三.研究方法法與手段段四.主要研究究成果2.1研究內(nèi)容容與技術(shù)術(shù)路線巖柱加固固判定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及方方法支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)爆破振動(dòng)動(dòng)監(jiān)控量測測基準(zhǔn)施工方法法子課題一一：小凈凈距隧道道巖柱加加固判定定標(biāo)準(zhǔn)及及方法研研究子課題二二：小凈凈距隧道道主體結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)研研究子課題三三：小凈凈距隧道道的合理理施工方方法研究究子課題四四：小凈距隧隧道爆破破振動(dòng)對(duì)對(duì)相鄰隧隧道及圍圍巖穩(wěn)定定性影響響研究子課題五五：現(xiàn)場監(jiān)控控量測管管理體系系、監(jiān)控控基準(zhǔn)及及安全保保證體系系研究2.1研究內(nèi)容容與技術(shù)術(shù)路線針對(duì)Ⅲ～Ⅴ級(jí)圍巖，，對(duì)雙車車道雙洞洞小凈距距(1B以下,B－隧道開開挖寬度度)隧道設(shè)計(jì)計(jì)、施工工關(guān)鍵技技術(shù)進(jìn)行行系統(tǒng)研研究提出可供供設(shè)計(jì)與與施工應(yīng)應(yīng)用的小小凈距隧隧道標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)斷面和和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)設(shè)計(jì)，編編制雙洞洞小凈距距隧道設(shè)設(shè)計(jì)與施施工指南南、規(guī)程程或工法法標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)，提提高西部部交通科科技水平平，培養(yǎng)養(yǎng)西部交交通科技技人才總體研究目標(biāo)標(biāo)2.1研究內(nèi)容容與技術(shù)術(shù)路線技術(shù)路線2.3項(xiàng)目研究究人員與與設(shè)備硬件投入入：設(shè)計(jì)組裝裝1/30模型試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)架采購現(xiàn)場場試驗(yàn)測測試元件件若干2.3項(xiàng)目研究究人員與與設(shè)備多點(diǎn)位移移計(jì)測力錨桿桿土壓力盒盒鋼筋應(yīng)變變計(jì)混凝土應(yīng)應(yīng)變計(jì)速度傳感感器2.4主要研究究工作量量二維分析析模型數(shù)值計(jì)算算內(nèi)容：：分析類型型：二、三維維彈性/彈塑性/動(dòng)力分析析二維靜力力分析：：計(jì)算工況況共計(jì)252組，其中中彈性分分析計(jì)算算168組，彈塑塑性分析析計(jì)算84組2.4主要研究究工作量量三維分析析模型■三維靜力力分析：：計(jì)算工工況共計(jì)計(jì)18組■動(dòng)力分析析：計(jì)算算工況共共計(jì)20余組2.4主要研究究工作量量本課題依依托紫坪坪鋪隧道道小凈距距段開展展現(xiàn)場試試驗(yàn)研究究，在各各凈距段段布設(shè)了了9個(gè)測試斷斷面，開開展了為為期1年半、10余項(xiàng)測試試項(xiàng)目的的研究工工作2.4主要研究究工作量量本課題采采用了1/30模型試驗(yàn)驗(yàn)，共計(jì)計(jì)試驗(yàn)40余組。工工況組合合如下表表：圍巖類別IIIIIIV凈距(m)3、6、9、123、63埋深(m)305、15、30、50、8030施工方法先行洞：上下臺(tái)階后行洞：全斷面、上下臺(tái)階、側(cè)壁導(dǎo)坑先行洞：上下臺(tái)階后行洞：全斷面、上下臺(tái)階先行洞：上下臺(tái)階后行洞：全斷面、上下臺(tái)階中巖柱加固預(yù)應(yīng)力錨桿、注漿加固2.5成果報(bào)告告(1)研究總報(bào)報(bào)告(第一卷)(2)數(shù)值計(jì)算算研究報(bào)報(bào)告(第二卷)(3)模型試驗(yàn)驗(yàn)研究報(bào)報(bào)告(第三卷)(4)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)研究報(bào)報(bào)告(第四卷)(5)依托工程程實(shí)施總總結(jié)報(bào)告告(第五卷)(6)雙洞小凈凈距隧道道設(shè)計(jì)與與施工指指南(第六卷)(7)雙洞小凈凈距隧道道設(shè)計(jì)圖圖集(第七卷)匯報(bào)提綱綱一.項(xiàng)目研究究背景二.項(xiàng)目執(zhí)行行情況三.研究方法法與手段段四.主要研究究成果3.1資料收集集與現(xiàn)場場調(diào)研三研究方法法與手段段2003年12月，完成成對(duì)福建建、浙江江等省國國內(nèi)主要要小凈距距項(xiàng)目的的現(xiàn)場調(diào)調(diào)研3.1資料收集集與現(xiàn)場場調(diào)研寧波招寶寶山隧道道，最小小凈距2.98米，地層層巖性主主要為流流紋斑巖巖，為國國內(nèi)目前前凈距最最小的公公路隧道道3.1資料收集集與現(xiàn)場場調(diào)研廈門仙岳岳山隧道道，凈距距19米，是國國內(nèi)早期期建成的的小凈距距隧道之之一3.1資料收集集與現(xiàn)場場調(diào)研課題組共共檢索到到中文文文獻(xiàn)85篇，碩博博士論文文4冊(cè)，研究究報(bào)告2冊(cè)。通過過對(duì)收集集的資料料分析和和現(xiàn)場調(diào)調(diào)研取得得的信息息整理，，完成調(diào)調(diào)研報(bào)告告4冊(cè)3.2理論分析析采用“等代圓”方法，對(duì)對(duì)凈距的的影響作作了驗(yàn)證證性分析析。理論論分析表表明，當(dāng)當(dāng)凈距小小于4～5倍洞徑時(shí)時(shí)，雙洞洞間應(yīng)力力場存在在相互影影響3.2理論分析析提出了中中巖墻垂垂直應(yīng)力力的理論論估算公公式3.2理論分析析對(duì)中巖墻墻的加固固原理進(jìn)進(jìn)行了理理論上的的探討，，采用莫莫爾庫侖侖強(qiáng)度理理論，對(duì)對(duì)預(yù)應(yīng)力力錨桿的的預(yù)應(yīng)力力指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行了分分析論證證，并作作了相應(yīng)應(yīng)的參數(shù)數(shù)敏感性性分析3.3模型試驗(yàn)驗(yàn)研究模型試驗(yàn)驗(yàn)研究內(nèi)內(nèi)容和目目的：小凈距隧隧道地表表、地中中、洞周周位移特特征小凈距隧隧道的破破壞方式式及過程程圍巖級(jí)別別、凈距距、埋深深變化對(duì)對(duì)圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性的的影響不同支護(hù)護(hù)方式的的支護(hù)效效果分析析小凈距隧隧道的合合理施工工工序及及施工方方法中巖墻加加固的判判定條件件及加固固方法3.3模型試驗(yàn)驗(yàn)研究模型試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)原原理：相相似第一一定理和和相似第第二定理理模型試驗(yàn)驗(yàn)幾何相相似比：：1/30圍巖相似似材料采采用重晶晶石粉、、粉煤灰灰、河砂砂、機(jī)油油、石英英砂、松松香等材材料配制制3.3模型試驗(yàn)研究究支護(hù)相似材料料采用厚石膏膏、鐵絲、鋁鋁絲等模擬二襯模擬錨桿模擬鋼架模擬3.3模型試驗(yàn)研究究模型試驗(yàn)臺(tái)架架3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究依托紫坪鋪隧隧道小凈距段段開展現(xiàn)場試試驗(yàn)研究，在在各凈距段布布設(shè)了9個(gè)測試斷面，，開展了為期期1年半、10余項(xiàng)的測試項(xiàng)項(xiàng)目的研究工工作3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究多點(diǎn)位移計(jì)測力錨桿土壓力盒鋼筋應(yīng)變計(jì)混凝土應(yīng)變計(jì)計(jì)速度傳感器3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究洞內(nèi)多點(diǎn)位移移計(jì)的安裝震動(dòng)速度采集集系統(tǒng)初支與二襯間間土壓力盒安安裝鋼支撐鋼筋應(yīng)應(yīng)變計(jì)安裝二襯內(nèi)混凝土土應(yīng)變計(jì)安裝裝中巖墻內(nèi)土壓壓力盒安裝3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(1)地質(zhì)與支護(hù)狀狀態(tài)的觀察主要是對(duì)噴層層、錨桿、鋼鋼支撐、模筑筑二次襯砌、、掌子面、巖巖性、地下水水等內(nèi)容進(jìn)行行直接的觀察察和記錄以此作為判斷斷圍巖、隧道道的穩(wěn)定性提提供地質(zhì)依據(jù)據(jù)，并根據(jù)噴噴層表面狀態(tài)態(tài)及錨桿的工工作狀態(tài)，分分析支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的安全性通過素描、數(shù)數(shù)碼拍照等手手段實(shí)施3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(2)洞口段地表下下沉量測目的：了解地地表下沉的范范圍以及下沉沉量的大??；；地表下沉量量隨先、后行行洞掌子面推推進(jìn)的變化規(guī)規(guī)律；地表下下沉穩(wěn)定的時(shí)時(shí)間3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(3)地中位移量測測(洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)和地地表設(shè)點(diǎn))目的：了解隧隧道的徑向位位移分布和松松弛范圍，確確定圍巖塑性性區(qū)3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(4)錨桿軸力量測測目的：了解錨錨桿受力狀態(tài)態(tài)及軸向力的的大小，為確確定合理的錨錨桿參數(shù)提供供依據(jù)；判斷斷圍巖變形的的發(fā)展趨勢，，概略判斷圍圍巖內(nèi)強(qiáng)度下下降區(qū)的界限限；評(píng)價(jià)錨桿桿的支護(hù)效果果；掌握巖體體內(nèi)應(yīng)力重分分布的過程3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(5)圍巖壓力量測測目的：了解初初期支護(hù)實(shí)際際受荷情況、、初期支護(hù)對(duì)對(duì)圍巖的支護(hù)護(hù)效果3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(6)鋼支撐內(nèi)力量量測目的：了解鋼鋼支撐與噴射射混凝土對(duì)圍圍巖的組合支支護(hù)效果、鋼鋼支撐的實(shí)際際工作狀態(tài)；；判斷初期支支護(hù)承載能力力3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(7)初期支護(hù)與二二襯間的接觸觸壓力量測目的：研究二二襯的作用與與二次襯砌的的實(shí)際受荷情情況；了解初初期支護(hù)傳遞遞給二襯的力力的大小3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(8)二次襯砌內(nèi)力力量測目的：了解二二次襯砌的受受力條件，判判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)長期使用的的可靠性以及及安全度3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(9)中巖墻壓應(yīng)力力量測目的：了解中中巖墻的土壓壓力的大小，，以及后行洞洞開挖引起的的中巖墻的土土壓應(yīng)力的變變化3.4.現(xiàn)場試驗(yàn)研究究測試項(xiàng)目與方方法:(10)爆破震動(dòng)監(jiān)控控量測目的：評(píng)價(jià)后后行洞爆破開開挖對(duì)先行洞洞的影響，找找出震動(dòng)速度度峰值出現(xiàn)區(qū)區(qū)域，總結(jié)震震動(dòng)速度的衰衰減規(guī)律匯報(bào)提綱一.項(xiàng)目研究背景景二.項(xiàng)目執(zhí)行情況況三.研究方法與手手段四.主要研究成果果1.小凈距隧道名名詞術(shù)語現(xiàn)行《隧規(guī)》定義：：小凈距距隧道道——““小凈距距隧道道指上上下行行雙洞洞洞壁壁凈距距較小小，不不能按按獨(dú)立立雙洞洞考慮慮的隧隧道結(jié)結(jié)構(gòu)”小凈距距隧道道是指指隧道道間的的中間間巖柱柱厚度度小于于下表表建議議值的的特殊殊隧道道布置置形式式圍巖級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ最小凈距(m)1.0B1.5B2.0B2.5B3.5B4.0B1.小凈距距隧道道名詞詞術(shù)語語“京福高高速公公路福福建段段小凈凈距隧隧道設(shè)設(shè)計(jì)施施工關(guān)關(guān)鍵技技術(shù)研研究”課題提提出：：小凈距距隧道道是指指并行行雙洞洞公路路隧道道中夾夾巖厚厚度較較小，，一般般小于于1.5倍隧道道開挖挖斷面面寬度度的一一種特特殊隧隧道結(jié)結(jié)構(gòu)型型式本課題題提出出：小凈距距隧道道指在在應(yīng)力力場和和位移移場上上存在在相互互影響響的雙雙洞隧隧道結(jié)結(jié)構(gòu)1.小凈距距隧道道名詞詞術(shù)語語目前對(duì)對(duì)中巖巖墻的的術(shù)語語應(yīng)用用上較較為混混亂，，有中中間巖巖柱、、中巖巖柱、、中夾夾巖、、中巖巖墻等等多種種稱謂謂現(xiàn)行《隧規(guī)》采用中中間巖巖柱，，但未未給出出明確確定義義“柱”一般指指斷面面長度度和寬寬度尺尺寸相相當(dāng)?shù)牡慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件“墻”一般指指斷面面長度度比寬寬度大大得多多的構(gòu)構(gòu)件本課題題提出出：中巖墻墻定義義為“指左洞洞右側(cè)側(cè)拱腰腰到邊邊墻腳腳處與與右洞洞左側(cè)側(cè)拱腰腰到邊邊墻腳腳處之之間的的巖體體”小凈距距隧道道的凈凈距是是指中中巖墻墻最小小水平平厚度度4.2小凈距距隧道道分類類分類依依據(jù)按“等代圓圓”法理論論分析析結(jié)果果表明明：當(dāng)當(dāng)凈距距小于于4～5B時(shí)，雙雙洞間間應(yīng)力力場存存在相相互影影響中巖墻墻垂直直應(yīng)力力計(jì)算算結(jié)果果表明明：當(dāng)當(dāng)凈距距大于于1.5B后中巖巖墻垂垂直應(yīng)應(yīng)力趨趨于常常數(shù)4.2小凈距距隧道道分類類單洞塑塑性區(qū)區(qū)理論論分析析結(jié)果果表明明：V級(jí)圍巖巖雙洞洞塑性性區(qū)大大小將將是13.76m，即凈凈距小小于該該值(約大于于1B)時(shí)，塑塑性區(qū)區(qū)可能能貫通通中巖巖墻IV級(jí)圍巖巖雙洞洞塑性性區(qū)大大小將將是5.64m，即凈凈距小小于該該值(略小于于0.5B)時(shí)，塑塑性區(qū)區(qū)可能能貫通通中巖巖墻4.2小凈距距隧道道分類類凈距：：9ｍ凈距：：12ｍ凈距：：18ｍ203050數(shù)值分分析結(jié)結(jié)果表表明：：Ⅴ級(jí)圍巖巖，凈凈距為為9m(0.75B)時(shí)，塑塑性區(qū)區(qū)全部部處于于貫通通；在在凈距距為12m(1B)時(shí)，僅僅在50m埋深時(shí)時(shí)塑性性區(qū)貫貫通；；在凈凈距大大于12m(1B)后，各各種埋埋深條條件下下塑性性區(qū)均均處于于分離離狀態(tài)態(tài)4.2小凈距距隧道道分類類凈距：：3ｍ凈距：：6ｍ203050數(shù)值分分析結(jié)結(jié)果表表明：：IV級(jí)圍巖巖，凈凈距為為3m(0.25B)時(shí)，塑塑性區(qū)區(qū)在中中巖墻墻位置置全部部處于于貫通通狀態(tài)態(tài)；在在凈距距大于于6m(0.5B)時(shí)，5～30m埋深情情況下下塑性性區(qū)均均處于于分離離狀態(tài)態(tài)4.2小凈距距隧道道分類類動(dòng)力數(shù)數(shù)值計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果表表明：：當(dāng)隧道道凈距距小于于6m(0.5B)時(shí)，隨隨著凈凈距的的減小小爆破破震動(dòng)動(dòng)影響響顯著著增加加；當(dāng)當(dāng)隧道道凈距距大于于12m(1.0B)后，爆爆破振振動(dòng)影影響增增幅變變緩4.2小凈凈距距隧隧道道分分類類模型型試試驗(yàn)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象象揭揭示示：：Ⅳ級(jí)圍圍巖巖，，當(dāng)當(dāng)凈凈距距為為3m(0.25B)時(shí)，，除除5m埋深深外外，，埋埋深深15m、30m、50m、80m時(shí)，，中中巖巖墻墻均均出出現(xiàn)現(xiàn)坍坍塌塌破破壞壞。。當(dāng)當(dāng)凈凈距距大大于于6m，雙雙洞洞毛毛洞洞基基本本能能自自穩(wěn)穩(wěn)Ⅴ級(jí)圍圍巖巖，，30m埋深深，，6m(0.5B)凈距距時(shí)時(shí)，，中中巖巖墻墻出出現(xiàn)現(xiàn)坍坍塌塌破破壞壞，，整整個(gè)個(gè)圍圍巖巖坍坍塌塌至至地地表表，，當(dāng)當(dāng)凈凈距距為為9(0.75B)時(shí)，，中中巖巖墻墻未未出出現(xiàn)現(xiàn)貫貫通通坍坍塌塌4.2小凈凈距距隧隧道道分分類類圍巖條件及加強(qiáng)措施小凈距隧道分類分離式單洞A類(嚴(yán)重影響)B類(中等影響)C類(輕微影響)圍巖級(jí)別Ⅲ≤0.375B(0.375～0.75)B(0.75～2.0)B≥2.0BⅣ≤0.5B(0.5～1.0)B(1.0～2.5)B≥2.5BⅤ≤0.75B(0.75～1.5)B(1.5～3.5)B≥3.5B加強(qiáng)措施中巖墻重點(diǎn)加固簡單加固不加固按單洞設(shè)計(jì)初期支護(hù)加強(qiáng)加強(qiáng)加強(qiáng)按單洞設(shè)計(jì)二次襯砌加強(qiáng)加強(qiáng)不加強(qiáng)按單洞設(shè)計(jì)4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法中巖巖墻墻的的加加固固原原理理：■提高高巖巖體體的的物物性性指指標(biāo)標(biāo)，，如如注注漿漿加加固固中中巖巖墻墻4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法中巖巖墻墻的的加加固固原原理理：■增加加壁壁壓壓，，改改變變中中巖巖墻墻為為雙雙向向受受力力狀狀態(tài)態(tài)4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法數(shù)值值分分析析結(jié)結(jié)果果表表明明：■彈性性分分析析時(shí)時(shí)，，中中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力呈呈“馬鞍鞍型型”分布布■彈塑塑性性分分析析時(shí)時(shí)，，中中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力呈呈“單駝駝峰峰型型”分布布3m凈距距彈彈性性分分析析結(jié)結(jié)果果3m凈距距彈彈塑塑性性分分析析結(jié)結(jié)果果4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法中巖巖墻墻承承載載范范圍圍假假定定計(jì)算算簡簡圖圖中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力計(jì)計(jì)算算假假定定：■假定定上上覆覆巖巖體體均均質(zhì)質(zhì)，，隧隧道道以以自自重重應(yīng)應(yīng)力力為為主主■中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力呈呈均均勻勻分分布布4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法推導(dǎo)導(dǎo)出出中中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力的的理理論論估估算算公公式式□中巖巖墻墻垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力隨隨凈凈距距的的增增大大而而減減小小，，并并逐逐步步趨趨向向于于一一常常數(shù)數(shù)□公式式實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)上上是是對(duì)對(duì)通通常常淺淺埋埋隧隧道道壓壓力力γＨ在在小小凈凈距距條條件件下下的的修修正正和和補(bǔ)補(bǔ)充充□公式式對(duì)對(duì)中中巖巖墻墻穩(wěn)穩(wěn)定定性性和和加加固固效效果果評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)具具有有重重要要的的理理論論價(jià)價(jià)值值4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法■中巖巖墻墻加加固固的的兩兩個(gè)個(gè)途途徑徑：：(1)提高高中中巖巖墻墻巖巖體體的的強(qiáng)強(qiáng)度度指指標(biāo)標(biāo)，，如如注注漿漿加加固固(2)改善善中中巖巖墻墻的的受受力力狀狀態(tài)態(tài)，，如如預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨桿桿■預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨桿桿的的加加固固原原理理：：某一一埋埋深深條條件件下下中中巖巖墻墻承承受受垂垂直直應(yīng)應(yīng)力力時(shí)時(shí)，，預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨桿桿通通過過墊墊板板對(duì)對(duì)巖巖壁壁以以某某一一壓壓力力擴(kuò)擴(kuò)散散角角施施加加壁壁壓壓，，根根據(jù)據(jù)莫莫爾爾庫庫侖侖強(qiáng)強(qiáng)度度理理論論，，通通過過摩摩爾爾圓圓可可看看出出，，增增大大中中巖巖墻墻壁壁壓壓，，中中巖巖墻墻受受力力狀狀態(tài)態(tài)從從單單向向受受壓壓調(diào)調(diào)整整為為雙雙向向受受壓壓狀狀態(tài)態(tài)，，進(jìn)進(jìn)而而提提高高了了中中巖巖墻墻承承載載能能力力和和穩(wěn)穩(wěn)定定性性4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法■預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨桿桿的的極極限限抗抗拉拉力力：：一般般φ22、φ25、φ32錨桿桿，，桿桿體體材材料料強(qiáng)強(qiáng)度度可可承承受受的的預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力值值約約在在100～210kN之間間■預(yù)應(yīng)應(yīng)力力指指標(biāo)標(biāo)的的測測算算方方法法：：4.3中巖巖墻墻加加固固判判定定與與方方法法中巖巖墻墻加加固固原原則則：中巖巖墻墻加加固固措措施施宜宜盡盡量量簡簡化化，，一一般般以以注注漿漿或或錨錨固固為為主主，，其其加加固固措措施施不不宜宜超超過過二二種種一般說來來，注漿漿能改變變塑性范范圍，其其它支護(hù)護(hù)方式(如錨桿、、鋼架)等可起到到約束塑塑性區(qū)進(jìn)進(jìn)一步發(fā)發(fā)展的作作用以硬質(zhì)巖巖為主的的II、III級(jí)圍巖，，完整性性較好，，宜采用用錨固方方式為主主加固中中巖墻；；以軟質(zhì)質(zhì)巖為主主的IV、V級(jí)圍巖，，節(jié)理裂裂隙發(fā)育育，宜先先注漿加加固，再再采用錨錨固方式式4.3中巖墻加加固判定定與方法法中巖墻加加固原則則：中巖墻加加固范圍圍應(yīng)綜合合圍巖條條件、凈凈距大小小等因素素確定，，一般為為中巖墻墻側(cè)設(shè)計(jì)計(jì)基線(通過設(shè)計(jì)計(jì)高程點(diǎn)點(diǎn))以上30～45°4.3中巖墻加加固判定定與方法法圍巖級(jí)別中巖墻凈距0.25B～0.375B0.375B～0.5B0.5B～0.75B0.75B～1.0BⅡ?qū)Υ╊A(yù)應(yīng)力錨桿加固預(yù)應(yīng)力長錨桿加固系統(tǒng)錨桿加長/Ⅲ/Ⅳ超前小導(dǎo)管(錨桿)注漿加固對(duì)穿預(yù)應(yīng)力錨桿加固預(yù)應(yīng)力長錨桿加固系統(tǒng)錨桿加長V1.超前小導(dǎo)管注漿加固2.預(yù)應(yīng)力長錨桿加固預(yù)應(yīng)力長錨桿加固4.4掌子面合合理施工工間距為研究先先后行洞洞掌子面面縱向合合理間距距，了解解施工開開挖的空空間效應(yīng)應(yīng)影響，，本課題題采用了了三維靜靜力和動(dòng)動(dòng)力數(shù)值值分析為減小邊邊界效應(yīng)應(yīng)的影響響，選取取先后行行洞計(jì)算算模型中中斷面作作為目標(biāo)標(biāo)斷面，，示意圖圖見右下下。研究究不同掌掌子面開開挖間距距時(shí)的力力學(xué)響應(yīng)應(yīng)4.4掌子面合合理施工工間距三維靜力力分析結(jié)結(jié)果表明明：□相鄰隧隧道掌子子面間距距不同，，對(duì)隧道道的最終終變形和和受力影影響不大大，而對(duì)對(duì)隧道變變形、受受力的過過程有較較大的影影響□掌子面面間距小小于1B時(shí)，應(yīng)力力和位移移的影響響較為明明顯，大大于2B以上時(shí)，，影響不不明顯中巖墻中中點(diǎn)豎向向應(yīng)力目標(biāo)面拱拱頂沉降降4.4掌子面合合理施工工間距三維動(dòng)力力分析結(jié)結(jié)果表明明：□爆破振振動(dòng)對(duì)開開挖掌子子面前后后1B范圍內(nèi)影影響較大大□爆破振振動(dòng)對(duì)不不同的掌掌子面開開挖間距距間差異異較小綜合以上上研究結(jié)結(jié)論，提提出：★小凈距隧隧道先行行洞和后后行洞掌掌子面間間距不宜宜小于2B4.5小凈距隧隧道控制制爆破數(shù)值計(jì)算算結(jié)果表表明：后行洞爆爆破開挖挖時(shí)，先先行洞洞洞周迎爆爆側(cè)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)爆破振振動(dòng)最為為強(qiáng)烈，，一般以以拱腰處處質(zhì)點(diǎn)的的X向速度為為最大，，爆破荷荷載產(chǎn)生生的附加加峰值拉拉應(yīng)力較較大。因因此，后后行洞爆爆破施工工中，先先行洞迎迎爆側(cè)是是監(jiān)控量量測的重重點(diǎn)部位位4.5小凈距隧隧道控制制爆破爆破振動(dòng)動(dòng)測試結(jié)結(jié)果：爆破開挖挖上臺(tái)階階時(shí)，X向峰值速速度的極極值出現(xiàn)現(xiàn)在迎爆爆側(cè)的測測點(diǎn)44.5小凈距隧隧道控制制爆破爆破振動(dòng)動(dòng)測試結(jié)結(jié)果：爆破開挖挖下臺(tái)階階時(shí)，X向峰值速速度的極極值出現(xiàn)現(xiàn)出現(xiàn)部部位與開開挖上臺(tái)臺(tái)階時(shí)類類似4.5小凈距隧隧道控制制爆破爆破震動(dòng)動(dòng)規(guī)律：：后行洞上上臺(tái)階爆爆破后行洞下下臺(tái)階爆爆破4.5小凈距隧隧道控制制爆破爆破震動(dòng)動(dòng)規(guī)律：：先行洞結(jié)結(jié)構(gòu)震速速衰減規(guī)規(guī)律4.5小凈距隧隧道爆破破控制■結(jié)合理論論分析和和測試成成果，提提出爆破破震速控控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)建議值值：■爆破減振振措施：：△將一次次爆破的的所有炮炮孔分成成幾段按按順序起起爆△采用微差差，爆破破延時(shí)應(yīng)應(yīng)控制在在100ms以上△掏槽爆破破宜盡量量遠(yuǎn)離中中巖墻，，以減小小對(duì)中巖巖墻造成成的損傷傷△除要控制制最大段段裝藥量量外，還還需控制制開挖的的進(jìn)尺，，不宜大大于隧道道凈距的的1/3圍巖級(jí)別小凈距隧道影響程度C（輕微影響）B（一般影響）A（嚴(yán)重影響）Ⅲ15～2010～128～10Ⅳ10～158～105～8Ⅴ8～105～8<54.6監(jiān)控量測測圍巖級(jí)別小凈距隧道分類覆蓋層厚度/ｍ<5050～300>300ⅢA0.08～0.240.16~0.400.32~0.96B0.09～0.270.18~0.450.36~1.08C0.10～0.300.20~0.500.40~1.20ⅣA0.12～0.400.32~0.960.64~1.60B0.13～0.450.36~1.080.72~1.80C0.15～0.500.40~1.200.80~2.00ⅤA0.16～0.640.48~1.280.80~2.40B0.18～0.720.54~1.440.90~2.70C0.20～0.800.60~1.601.00~3.00小凈距隧隧道允許許洞周相相對(duì)位移移值4.6監(jiān)控量測測■綜合分析析數(shù)值計(jì)計(jì)算、模模型試驗(yàn)驗(yàn)和現(xiàn)場場實(shí)測數(shù)數(shù)據(jù)表明明：A類小凈距距隧道，，后行隧隧道開挖挖引起的的變形占占先行隧隧道總變變形的30～40％B類小凈距距隧道，，后行隧隧道開挖挖引起的的變形占占先行隧隧道總變變形的10～20％C類小凈距距隧道，，后行隧隧道開挖挖引起的的變形占占先行隧隧道總變變形的10％以下■控制原原則建議議：C類小凈距距隧道按按普通分分離式隧隧道控制制標(biāo)準(zhǔn)采采用，先先行隧道道開挖后后控制在在90％B類小凈距距隧道按按普通分分離式隧隧道控制制標(biāo)準(zhǔn)的的90％采用，，先行隧隧道開挖挖后控制制在80％A類小凈距距隧道按按普通分分離式隧隧道控制制標(biāo)準(zhǔn)的的80％采用，，先行隧隧道開挖挖后控制制在60％4.6監(jiān)控量測測■為保證小小凈距隧隧道施工工安全，，建議對(duì)對(duì)小凈距距隧道采采用三級(jí)級(jí)位移管管理標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)措施三級(jí)預(yù)警任一點(diǎn)的位移大于10mm，實(shí)測相對(duì)位移達(dá)到容許值的80%報(bào)告現(xiàn)場管理人員二級(jí)預(yù)警兩個(gè)相鄰測點(diǎn)的位移均大于15mm，或任一點(diǎn)的位移速度超過15mm/月，實(shí)測相對(duì)位移超過容許值的90％分析原因，寫出書面報(bào)告，采取控制措施，提出處理事態(tài)的預(yù)案建議一級(jí)預(yù)警位移大于15mm，實(shí)測相對(duì)位移超過容許值的90％，并且多處測點(diǎn)位移均在加速發(fā)展應(yīng)立即現(xiàn)場調(diào)查，迅速采取應(yīng)急措施4.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證3.736.558.4312.3621.864.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證圍巖級(jí)別別：Ⅲ～Ⅴ級(jí)隧道埋深深：5.4～121.86m依托工程程具有較較強(qiáng)的代代表性和和典型意意義，為為本課題題提供了了良好的的研究基基礎(chǔ)和試試驗(yàn)條件件，同時(shí)時(shí)也為課課題成果果的應(yīng)用用和驗(yàn)證證提供了了試驗(yàn)基基地4.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證設(shè)計(jì)處理理措施：：V級(jí)圍巖凈凈距3.73～6.55m中巖墻加加固V級(jí)圍巖凈凈距6.55～12.36m中巖墻加加固4.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證設(shè)計(jì)處理理措施：：IV級(jí)圍巖凈凈距8.63～12.36m中巖墻加加固4.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證設(shè)計(jì)處理理措施：：IV級(jí)圍巖凈凈距12.36～21.86m中巖墻加加固4.7依托工程程實(shí)施與與驗(yàn)證對(duì)依托工工程的作作用與影影響：現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)的有關(guān)關(guān)測試成成果及時(shí)時(shí)反映了了隧道施施工中動(dòng)動(dòng)態(tài)信息息，為動(dòng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)和信息息化施工工提供了了重要依依據(jù)課題組及時(shí)時(shí)總結(jié)相關(guān)關(guān)的研究成成果，共發(fā)發(fā)布了9份科研工作作簡報(bào)用于于指導(dǎo)和糾糾正施工中中的有關(guān)問問題4.7依托工程實(shí)實(shí)施與驗(yàn)證證對(duì)依托工程程的作用與與影響：設(shè)計(jì)單位根根據(jù)課題組組的研究成成果，完成成了中巖墻墻加固施工工工藝的改改進(jìn)和設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)優(yōu)化化，及時(shí)修修改和變更更設(shè)計(jì)共計(jì)計(jì)3項(xiàng)，保證了了隧道施工工技術(shù)方案案的安全性性、經(jīng)濟(jì)性性和合理性性課題組的研研究成果在在依托工程程的建設(shè)中中取得了顯顯著的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益和社社會(huì)效益。。本依托工工程采用小小凈距技術(shù)術(shù)方案產(chǎn)生生的直接經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)達(dá)4000余萬元，并并對(duì)節(jié)省洞洞口占地和和提高橋梁梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定定性等方面面發(fā)揮了積積極的社會(huì)會(huì)效益4.8指南與圖集集一.總則介紹指南編編制目的、、適用范圍圍定義了小凈凈距隧道主主要術(shù)語提出了小凈凈距隧道分分類標(biāo)準(zhǔn)二.小凈距隧道道勘察勘察的資料料收集范圍圍地形與地質(zhì)質(zhì)調(diào)查氣象調(diào)查工程環(huán)境調(diào)調(diào)查圍巖分級(jí)三.小凈距隧道道設(shè)計(jì)凈距確定與與深淺埋分分界支護(hù)參數(shù)與與結(jié)構(gòu)檢算算中巖墻加固固技術(shù)措施施輔助施工措措施施工組織設(shè)設(shè)計(jì)四.小凈距隧道道施工開挖方法與與爆破施工工序中巖墻加固固施工工藝藝應(yīng)急預(yù)案五.監(jiān)控量測與與質(zhì)量控制制監(jiān)控量測內(nèi)內(nèi)容監(jiān)控量測方方法量測