[發(fā)明專利]淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810040407.1
• 申請日: 2008-07-09
• 公開（公告）號: CN101624909A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張子新;張輝;黃宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊元焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路隧道的開挖方法，特別涉及一種淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法。

背景技術(shù)

隨著山區(qū)高速公路的快速和大規(guī)模修建，作為公路隧道一種重要型式之一的小間距公路隧道也得以大范圍的修建。山區(qū)中小間距隧道在洞口段埋深較淺，雙線隧道斜穿山體，山體斜坡對隧道產(chǎn)生明顯的偏壓作用，而且由于施工造價和工期的要求，兩線隧道可以根據(jù)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造的要求，不設(shè)計在同一水平面上，兩隧道存在一定的高程差，即存在錯臺現(xiàn)象，這種形式的小間距錯臺公路隧道具有其工程獨特性。

雖然國內(nèi)外有一些關(guān)于小間距隧道成功修建的例子，但是到目前為止，兩平行或交疊小間距隧道的施工方法仍然存在明顯的不足之處。對于不存在偏壓的淺埋并行小間距隧道，先開挖較差巖體一側(cè)的隧道時兩隧道圍巖的力學性態(tài)相對較好，應(yīng)先開挖較差巖體一側(cè)的隧道后開挖較好巖體一側(cè)的隧道。對于一般的淺埋、偏壓、并行小間距隧道而言，在國家規(guī)范《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTJ?D70-2004)中也未對存在偏壓的小間距隧道的施工順序進行規(guī)定。經(jīng)驗認為，先開挖淺埋側(cè)(外側(cè))隧道，后開挖深埋側(cè)(內(nèi)側(cè))隧道對隧道的安全有利。在實際工程應(yīng)用中也是按“先外(側(cè))后內(nèi)(側(cè))”的施工順序進行小間距隧道開挖的。然而，“先外(側(cè))后內(nèi)(側(cè))”的開挖順序僅適用于于并行的小間距隧道，若兩隧道不在同一高程上，即存在錯臺現(xiàn)象時，隧道的力學機理則不盡相同，按照傳統(tǒng)的施工順序，很容易引起隧道塌方或地表塌陷，因此，傳統(tǒng)的經(jīng)驗開挖方法無法適應(yīng)新的隧道布置形式的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種新的淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法，先開挖內(nèi)側(cè)隧道后開挖外側(cè)隧道，所述的內(nèi)側(cè)隧道為深埋側(cè)隧道，所述的外側(cè)隧道為淺埋側(cè)隧道。

所述的內(nèi)側(cè)隧道和外側(cè)隧道之間的凈間距控制在大于10m但小于分離式隧道的最小凈間距。

所述的內(nèi)側(cè)隧道和外側(cè)隧道的隧道毛寬度分別控制在8～15m。

所述的小間距隧道允許的偏壓角度為10°～45°。

所述的內(nèi)側(cè)隧道和外側(cè)隧道之間的錯臺高度控制在大于1/3倍的隧道毛寬度。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和特點：

1、實現(xiàn)了在復雜的山區(qū)地形地貌、地質(zhì)條件下大規(guī)模進行小間距隧道的修建，促進了山區(qū)高速公路隧道設(shè)計和施工技術(shù)的進步；

2、確保了小間距隧道的安全，并能最大限度地保護生態(tài)環(huán)境，縮短施工周期，降低工程造價；

3、徹底彌補了傳統(tǒng)的隧道施工方法的不足之處，對指導淺埋、偏壓、錯臺條件下小間距公路隧道的施工和支護措施優(yōu)化具有重要的指導意義。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法開挖的小間距隧道的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明的淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖方法是先開挖內(nèi)側(cè)隧道1，后開挖外側(cè)隧道2。內(nèi)側(cè)隧道1為深埋側(cè)隧道，外側(cè)隧道2為淺埋側(cè)隧道。

開挖時，將內(nèi)側(cè)隧道1和外側(cè)隧道2之間的凈間距L控制在大于10m但小于分離式隧道的最小凈間距。將內(nèi)側(cè)隧道1和外側(cè)隧道2的隧道毛寬度B分別控制在8～15m之間，高度H根據(jù)一般公路隧道設(shè)計要求取值即可。將小間距隧道允許的偏壓角度(即上覆山體的斜坡角度)φ控制在10°～45°。將內(nèi)側(cè)隧道1和外側(cè)隧道2之間的錯臺高度D控制在大于1/3倍的隧道毛寬度，即D＞1/3B。兩隧道開挖成截面形式和尺寸完全相同的隧道。

圖中所示H_L和H_R分別為內(nèi)側(cè)隧道1和外側(cè)隧道2的埋深，其值均應(yīng)該小于淺埋隧道分界深度。

本發(fā)明為我國小間距隧道，尤其是對于存在淺埋、偏壓、錯臺的小間距隧道的建設(shè)提供了具有較好操作性和實用性的設(shè)計施工技術(shù)和方法。在目前公路隧道大發(fā)展時期，本發(fā)明具有巨大的市場需求，具有十分廣泛的推廣應(yīng)用空間。采用本發(fā)明在云南省羅富高速公路建設(shè)、云南省蒙新高速公路建設(shè)工程中進行應(yīng)用，證明了淺埋、偏壓、錯臺條件下的小間距隧道的開挖順序采用“先開挖內(nèi)側(cè)隧道后開挖外側(cè)隧道”，可確保小間距隧道的安全，并最大限度地保護了生態(tài)環(huán)境，縮短了施工周期，降低了工程造價。

本發(fā)明中所用術(shù)語“淺埋”系隧道工程中區(qū)別于“深埋”的術(shù)語，它與隧道上覆圍巖重度、隧道埋深、圍巖級別、寬度影響系數(shù)、隧道寬度、圍巖壓力增減率等有關(guān)。