广东省设计标准化 -隧道标准化宣贯.ppt

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1、广东省高速公路设计标准化广东省高速公路设计标准化广东省高速公路设计标准化广东省高速公路设计标准化20142014年年8 8月月2727日日目目 录录第一部分 概 述第二部分 隧道专题研究第三部分 隧道通用（参考）图编制 第四部分 通用（参考）图应用截至截至2013年底，全国公路隧道为年底，全国公路隧道为11359处、处、960.56万米，其中，特长隧道万米，其中，特长隧道562处、处、250.69万米，长隧道万米，长隧道2303处、处、393.62万米。万米。我国建成的超过我国建成的超过10km10km以上公路以上公路山岭隧道山岭隧道有有8 8座座：最长的为陕西终南山隧道，长最长的为陕西终南山

2、隧道，长18.02km18.02km第二为山西西山隧道，长第二为山西西山隧道，长13.65k13.65k第三为山西虹梯关隧道，长第三为山西虹梯关隧道，长13.11km13.11km第四为台湾雪山隧道，长第四为台湾雪山隧道，长12.9km12.9km第五为甘肃大坪里隧道，长第五为甘肃大坪里隧道，长12.2km12.2km第六为陕西包家山隧道，长第六为陕西包家山隧道，长11.2km11.2km第七为山西宝塔山隧道，长第七为山西宝塔山隧道，长10.2km10.2km第八为四川泥巴山隧道，长第八为四川泥巴山隧道，长10 km10 km1 概概 述述1 1 概概 述述 水下隧道水下隧道得到长足发展，过去

3、得到长足发展，过去 “遇水架遇水架桥桥”单一选择在改变，单一选择在改变，穿洋越海穿洋越海，桥隧并，桥隧并重，择优选择。重，择优选择。上海崇明长江隧道上海崇明长江隧道 厦门翔安海底隧道厦门翔安海底隧道 青岛胶州湾海底隧道青岛胶州湾海底隧道 武汉长江隧道武汉长江隧道 港珠澳沉管隧道港珠澳沉管隧道-世界级工程世界级工程 南京纬三路长江隧道南京纬三路长江隧道纵观我国公路隧道的发展，纵观我国公路隧道的发展，起步较晚起步较晚起步较晚起步较晚，但，但发展很快发展很快发展很快发展很快。中国已成为世界上隧道中国已成为世界上隧道最多、最复杂、发最多、最复杂、发最多、最复杂、发最多、最复杂、发展最快展最快展最快展最

4、快的国家。的国家。金桥银洞金桥银洞金洞银桥金洞银桥1 1 概概 述述 目前在隧道设计标准化方面，目前在隧道设计标准化方面，还存在还存在以下以下问题问题问题问题：隧道断面形式接近，但隧道断面形式接近，但“百花齐放百花齐放”，不利于控制造价，不利于控制造价 ；隧道建筑限界研究不足，个别指标隧道建筑限界研究不足，个别指标与参数的设置不尽合理，仍有提升与参数的设置不尽合理，仍有提升和优化空间；和优化空间；隧道支护参数设计差异较大，直接隧道支护参数设计差异较大，直接影响到工程质量和造价；影响到工程质量和造价；设计与施工关联性不紧密，精细化设计与施工关联性不紧密，精细化设计还有待加强。设计还有待加强。1

5、1 概概 述述 隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述 隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题1 1 概概 述述隧隧道道建建设设与与运运营营中中存存在在问问题题提高机械化施工程度提高机械化施工程度1 概概 述述开展隧道标准化设计的开展隧道标准化设计的目的目的：有利于更好的推进施工标准化。有利于更好

6、的推进施工标准化。是高速公路建、管、养一体化的需是高速公路建、管、养一体化的需要，消除质量、安全隐患、保证安全要，消除质量、安全隐患、保证安全运营的需要。运营的需要。是实现是实现 “安全耐久、环保节约、安全耐久、环保节约、阳光和谐、管理便捷、创建标准化示阳光和谐、管理便捷、创建标准化示范工程的需要。范工程的需要。是落实交通运输部是落实交通运输部“五化五化”建设理建设理念和念和“六个坚持、六个树立六个坚持、六个树立”公路勘公路勘察设计新理念的重要措施。察设计新理念的重要措施。1 概概 述述隧道标准化设计主要技术标准隧道标准化设计主要技术标准：1.公路等级：高速公路公路等级：高速公路2.荷载等级：

7、公路荷载等级：公路-I级级3.设计使用年限：隧道主体结构设计使用年限：隧道主体结构100年年4.抗震设防：抗震设防：度设防和度设防和度设防度设防5.防水等级：二级，不容许渗水，结构表防水等级：二级，不容许渗水，结构表面可有少量、偶见的湿迹；大型设备电气面可有少量、偶见的湿迹；大型设备电气洞室，一级，不容许渗水，结构表面无湿洞室，一级，不容许渗水，结构表面无湿迹。迹。6.环境作用等级：为环境作用等级：为A、B级，一般环境条级，一般环境条件。件。1 概概 述述本次隧道设计标准化主要工作内容本次隧道设计标准化主要工作内容：1.广东省高速公路隧道标准断面及支护参数设计标准化研究广东省高速公路隧道标准断

8、面及支护参数设计标准化研究专题专题 （1 1）基于运营安全的隧道建筑限界优化研究）基于运营安全的隧道建筑限界优化研究 （2 2）基于全寿命周期结构安全的隧道内轮廓及支护参数动态设计研究）基于全寿命周期结构安全的隧道内轮廓及支护参数动态设计研究 （3 3）基于结构安全的隧道标准断面及支护参数结构可靠性研究）基于结构安全的隧道标准断面及支护参数结构可靠性研究2.广东省高速公路隧道通用（参考）图编制广东省高速公路隧道通用（参考）图编制 （1 1）隧道建筑限界及净空断面通用图，包括隧道建筑限界及净空断面通用图，包括80km/h80km/h、100km/h100km/h、120km/h120km/h的的

9、双向四、六车道隧道的主洞、紧急停车带、车行和人行横洞建筑限界及净空断双向四、六车道隧道的主洞、紧急停车带、车行和人行横洞建筑限界及净空断面图。面图。（2 2）衬砌结构参考图，包括）衬砌结构参考图，包括80km/h80km/h、100km/h100km/h、120km/h120km/h的双向四、六车道的双向四、六车道分离式、小净距（两种净距）、连拱隧道衬砌结构图等。分离式、小净距（两种净距）、连拱隧道衬砌结构图等。（3 3）隧道预留预埋结构加强参考图）隧道预留预埋结构加强参考图。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.1车辆行驶规律观测与墙壁擦

10、痕调查 西汉高速公路仙人崖隧道西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道分离式隧道)测点擦痕低位擦痕高位隧道尺寸实测擦痕高度h1(m)水平距离b1(cm)擦痕高度h2(m)水平距离b2(cm)步道宽度：55cm(右幅)、103cm(左幅)步道高度：32cm左侧侧向宽度：50cm右侧侧向宽度：75cm1(右幅)3.89104.84552(右幅)3.65275.06753(左幅)4.33454.63754(左幅)4.41484.7180实地调研：西汉高速公路隧道实地调研：西汉高速公路隧道2.1 基于运营安全的基于运营安全的建筑限界及横断面设计优化建筑限界及横断面设计优化研究专题研究研究专题研究单洞两车道单

11、洞两车道隧道路段基本规律：隧道路段基本规律：大型车大型车多选择靠中线行驶，出现偏移，多选择靠中线行驶，出现偏移，且且车身越高，偏移越严重，甚至骑线行驶。车身越高，偏移越严重，甚至骑线行驶。小型车小型车偏移量主要受速度控制，偏移量主要受速度控制，速度越速度越高，偏移越严重。高，偏移越严重。从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧道入口时，开始减速，并偏向行车道中线行驶，道入口时，开始减速，并偏向行车道中线行驶，进入隧道后根据交通情况，若无车辆干扰，则进入隧道后根据交通情况，若无车辆干扰，则有加速行驶，偏移量增大的现象，若有其他车有加速行驶，偏移量增大的现象，若有其他车

12、辆干扰，则偏移量有所减小。出洞前，也多偏辆干扰，则偏移量有所减小。出洞前，也多偏向行车道中线行驶。向行车道中线行驶。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究单洞三车道单洞三车道隧道路段基本规律：隧道路段基本规律：交通量不大时，大型车一般会选择中间车道通过隧道。交通量不大时，大型车一般会选择中间车道通过隧道。从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧道入口时，会有适当减速，且隧从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧道入口时，会有适当减速，且隧道内行驶速度一般较高。道内行驶速度一般较高。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题

13、研究关于侧向宽度是否满足行车需求的问卷调研：关于侧向宽度是否满足行车需求的问卷调研：100km/h100km/h时速隧道时速隧道 120km/h120km/h时速隧道时速隧道 2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.2 隧道建筑限界全国调研2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究v调研问卷中对于调研问卷中对于100km/h100km/h设计速度建筑限界认为需加宽的占设计速度建筑限界认为需加宽的占57.5%57.5%。v对于对于120km/h120km/h设计速度建筑限界认为需加宽的占设计速度建筑限界

14、认为需加宽的占55.7%55.7%。收集的意见中，除云南省外，基本上都希望增加侧向宽度收集的意见中，除云南省外，基本上都希望增加侧向宽度。关于检修道高度的问卷调查关于检修道高度的问卷调查 有有71%71%的人认为，检修道高度大的人认为，检修道高度大于于60cm60cm会产生明显的墙效应。会产生明显的墙效应。余宽的主要余宽的主要功能功能：作为防止车辆驶出行车道外的防冲设施；作为防止车辆驶出行车道外的防冲设施；防止车身突出物刮檫隧道壁（近些年来，汽车外形中，较为突出的防止车身突出物刮檫隧道壁（近些年来，汽车外形中，较为突出的部分则主要为外部后视镜）；部分则主要为外部后视镜）；减小减小“墙效应墙效应

15、”对行车的影响；对行车的影响；安全富余量安全富余量2.1.3 隧道余宽隧道余宽2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究研究结论：研究结论：C值建议放在检修道上。值建议放在检修道上。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.4 检修道设计隧道检修道的路缘石多为直角结构。检修道高度偏低，大型车辆失控冲隧道检修道的路缘石多为直角结构。检修道高度偏低，大型车辆失控冲向检修道时，容易驶上检修道，造成侧翻。同时，直角的路缘石容易造成向检修道时，容易驶上检修道，造成侧翻。同时，直角的路缘石容易造成爆胎，进而引发严重

16、事故。爆胎，进而引发严重事故。因此，将检修道路缘石直棱角改为因此，将检修道路缘石直棱角改为圆角圆角，检修道高度，检修道高度取值取值40cm40cm。（a）隧道内检修道设置 （b）A圆角路缘石 2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究西汉高速公路仙人崖隧道西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道分离式隧道)l80km/h80km/h设计车速将左右两侧设计车速将左右两侧C C值移置路面上，相当于可行车路面加宽值移置路面上，相当于可行车路面加宽50cm50cm。l100 km/h100 km/h设计车速将左侧设计车速将左侧C C值移置路面上，右侧检修道加宽值移置

17、路面上，右侧检修道加宽25cm25cm（增至（增至100cm100cm），），相对于可行车路面加宽相对于可行车路面加宽50cm50cm。l120 km/h120 km/h设计车速将设计车速将C C值分解为两部分加宽，一是左侧检修道加宽值分解为两部分加宽，一是左侧检修道加宽25cm25cm至至100cm100cm，将另将另25cm25cm移至路面上，相对于可行车路面加宽移至路面上，相对于可行车路面加宽25cm25cm。单洞单洞车道数车道数速度速度（km/hkm/h）按现行按现行规范（规范（m m）标准化限界宽标准化限界宽度（度（m m）差值（差值（m m）备注备注二车道二车道808010.251

18、0.2510.7510.75+0.5+0.5左右两侧路面各加宽左右两侧路面各加宽25cm25cm10010010.510.511.011.0+0.5+0.5左侧路面加宽左侧路面加宽25cm25cm，右侧检修道加宽，右侧检修道加宽25cm25cm12012011.511.511.7511.75+0.25+0.25左侧路面加宽左侧路面加宽25cm25cm，左侧检修道加宽，左侧检修道加宽25cm25cm（由（由75cm75cm增至增至100cm100cm）三车道三车道808014.014.014.514.5+0.5+0.5左右两侧路面各加宽左右两侧路面各加宽25cm25cm10010014.2514

19、.2514.7514.75+0.5+0.5左侧路面加宽左侧路面加宽25cm25cm，右侧检修道加宽，右侧检修道加宽25cm25cm12012015.2515.2515.515.5+0.25+0.25左侧路面加宽左侧路面加宽25cm25cm，左侧检修道加宽，左侧检修道加宽25cm25cm（由（由75cm75cm增至增至100cm100cm）2.1.5 主要结论主要结论 2.2.1 广东地区已建或在建双向六车道双向六车道内轮廓断面及支护参数n广州至韶关乐昌高速公路广州至韶关乐昌高速公路 n粤湘高速公路博罗至深圳段粤湘高速公路博罗至深圳段n大庆至广州高速公路粤境江西至从化段大庆至广州高速公路粤境江西

20、至从化段n江门至罗定高速公路隧道江门至罗定高速公路隧道2.2.2 广东地区已建或在建双向双向四四车道车道内轮廓断面及支护参数n广州至韶关乐昌高速公路广州至韶关乐昌高速公路 n连州（湘粤界）至怀集公路连州（湘粤界）至怀集公路n云浮至阳江高速公路罗定至阳春段云浮至阳江高速公路罗定至阳春段n济广高速平远（赣粤界）济广高速平远（赣粤界）兴宁段兴宁段2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2 基于全寿命周期的基于全寿命周期的隧道内轮廓及支护参数隧道内轮廓及支护参数动态设计研究动态设计研究2.2.3 国内公路隧道与铁路隧道内轮廓断面及支护参数l公路隧道设计细

21、则公路隧道设计细则中建议的支护参数中建议的支护参数 l铁路隧道设计规范中建议的支护参数铁路隧道设计规范中建议的支护参数l 高速铁路隧道支护参数表高速铁路隧道支护参数表 2.2.4 日本公路隧道与铁路隧道内轮廓断面及支护参数2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究通过对比分析，可以通过对比分析，可以得出以下结论得出以下结论：（1 1）总总体体来来说说，采采用用的的结结构构支支护护参参数数是是合合理理的的，基基本本满满足足公公路路隧隧道道设设计计规规范范的的要要求求，基基本本符合工程实际。符合工程实际。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准

22、断面及支护参数设计标准化专题研究（2 2）各路段隧道建筑限界）各路段隧道建筑限界、净空断面大同小异。净空断面大同小异。隧隧隧隧道道道道建建建建筑筑筑筑限限限限界界界界：不不同同单单位位存存在在一一定定的的差差异异，侧向宽度与余宽侧向宽度与余宽“C C”值的取值存在一定分歧。值的取值存在一定分歧。净空断面净空断面净空断面净空断面：因建筑限界的不同使净空断面因建筑限界的不同使净空断面有所不同，另外有所不同，另外，因所适应的超高大小（如因所适应的超高大小（如4%4%、3%3%、2%2%）不一致，使净空面积有所区别。）不一致，使净空面积有所区别。（3 3）各各路路段段隧隧道道衬衬砌砌类类型型分分类类有

23、有一一定定差差距距：如如是是否否按按软软岩岩、硬硬岩岩分分别别设设计计，洞口段是否设加强地段，洞口段是否设加强地段，小净距隧道净距划分小净距隧道净距划分有区别。有区别。（4 4）各各路路段段所所采采用用的的支支护护参参数数尽尽管管接接近近，因因不不同同项项目目同同一一种种围围岩岩级级别别划划分分的的衬衬砌砌类类型型不不同同，造造成成不不同同项项目目支支护护参参数数没没有有直直接接的的对对应应关关系系，仍仍有有一一定定的的区区别别，差异较大之处为：差异较大之处为：喷射混凝土厚度、强度等级喷射混凝土厚度、强度等级 锚杆锚杆类型、类型、长度长度、间距间距 钢架型号、间距钢架型号、间距 预留变形量预留

24、变形量 超前支护超前支护 二次衬砌二次衬砌配筋量配筋量2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2.5 隧道净空断面隧道净空断面 通过对广东省已做项目的对比，尽管隧道净空断面基本接近，不同的通过对广东省已做项目的对比，尽管隧道净空断面基本接近，不同的设计院采用了不同的内轮廓断面。设计院采用了不同的内轮廓断面。通过计算比较、分析，确定了广东地区通过计算比较、分析，确定了广东地区隧道横断面隧道横断面：隧道内轮廓横断面适应隧道内轮廓横断面适应3%3%超高。超过超高。超过3

25、%3%应采取加大内轮廓断面应采取加大内轮廓断面或整体旋转方式来满足视距及超高设置要求。或整体旋转方式来满足视距及超高设置要求。单洞二车道、三车道长及特长隧道设置紧急停车带，其加宽值为右侧单洞二车道、三车道长及特长隧道设置紧急停车带，其加宽值为右侧侧向宽度侧向宽度LR+300cmLR+300cm。隧道设双侧电缆槽，检修道（电缆槽）高度取隧道设双侧电缆槽，检修道（电缆槽）高度取40cm40cm。连拱隧道中隔墙采用复合式结构，单洞二车道隧道复合式中墙最小连拱隧道中隔墙采用复合式结构，单洞二车道隧道复合式中墙最小厚度厚度240cm240cm，单洞三车道隧道复合式中墙最小厚度，单洞三车道隧道复合式中墙最

26、小厚度280cm280cm。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究 隧道路面下设隧道路面下设双侧排水沟双侧排水沟，排水沟，排水沟布设在侧向宽度内，不伸入行车道路布设在侧向宽度内，不伸入行车道路面范围内。面范围内。隧道路面设置双侧缝隙式排水沟或隧道路面设置双侧缝隙式排水沟或明沟，排水沟尺寸采用明沟，排水沟尺寸采用303030cm30cm。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2.6 隧道衬砌分类及支护参数隧道衬砌分类及支护参数（1）广东省地层主要岩性广东省地层主要岩性广东省主要岩性简表广东省主要岩性简

27、表位置位置主要地层时代主要地层时代主要地层岩性主要地层岩性粤北地区粤北地区Z、O、D、C、P、T、K、E 片岩、片岩、千枚岩千枚岩、硅质岩、板岩；石英砂岩、硅质岩、板岩；石英砂岩、灰岩、灰岩、页岩页岩、粉砂岩、砾岩、粉砂岩、砾岩粤西地区粤西地区Z、S、D、C、P、E砂岩、砂岩、页岩页岩及硅质岩；粉砂岩、砾岩及硅质岩；粉砂岩、砾岩粤东地区粤东地区Z、D、C、T、J、K砂岩、板岩；灰岩、白云岩、砂岩、板岩；灰岩、白云岩、泥岩泥岩、凝灰岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、粉砂岩火山角砾岩、安山岩、粉砂岩粤中地区粤中地区Z、O、D、C、T、J、K、E石英片岩夹大理岩；石英砂岩、灰岩、白云石英片岩夹大理岩；

28、石英砂岩、灰岩、白云岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、粉砂岩、岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、粉砂岩、砾岩砾岩珠三角地区珠三角地区、E砂岩、砾岩砂岩、砾岩2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究（2）硬质岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题不多，而特殊岩土、土质）硬质岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题不多，而特殊岩土、土质以及软弱围岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题相对较多。以及软弱围岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题相对较多。坚硬的节理裂隙岩体，围岩主要发生不稳定块体的坚硬的节理裂隙岩体，围岩主要发生不稳定块体的局部塌落局部塌落；松散软弱岩体和塑性流变

29、岩体围岩主要发生松散软弱岩体和塑性流变岩体围岩主要发生大的变形大的变形，结构主要承受形，结构主要承受形变压力；浅埋隧道既要承受形变压力，还承受上覆岩层的松散压力；变压力；浅埋隧道既要承受形变压力，还承受上覆岩层的松散压力；根据软质岩与硬质岩变形与破坏特征根据软质岩与硬质岩变形与破坏特征，本着，本着“衬砌结构必须与地质条件衬砌结构必须与地质条件适应，符合隧道的实际受力情况适应，符合隧道的实际受力情况”的原则，考虑到地下工程的复杂性与地的原则，考虑到地下工程的复杂性与地质条件的不确定性，质条件的不确定性，将衬砌类型细分为软（土）岩与硬质岩。将衬砌类型细分为软（土）岩与硬质岩。（3）根据埋深分为浅埋

30、和深埋两种根据埋深分为浅埋和深埋两种。对于洞口段可能出现的朝向临空开挖。对于洞口段可能出现的朝向临空开挖面的下滑力，通过地层预加固、明洞先施工、稳固坡体后再开挖暗洞，来面的下滑力，通过地层预加固、明洞先施工、稳固坡体后再开挖暗洞，来确保施工与进洞安全。故洞口加强与浅埋段衬砌可采用同一类型，即均按确保施工与进洞安全。故洞口加强与浅埋段衬砌可采用同一类型，即均按浅埋段衬砌进行设计，不再细分为洞口加强段与浅埋段。浅埋段衬砌进行设计，不再细分为洞口加强段与浅埋段。（4）隧道衬砌结构标准化设计与支护参数）隧道衬砌结构标准化设计与支护参数 明洞明洞l 路堑式明洞路堑式明洞-标准断面标准断面l 偏压或单压式

31、明洞偏压或单压式明洞-单压断面（明洞结构与挡墙分设）单压断面（明洞结构与挡墙分设）复合式衬砌复合式衬砌l II II级围岩一种断面；级围岩一种断面；lIIIIII级围岩，双向六车道隧道两种断面，增加了加强型断面，在级围岩，双向六车道隧道两种断面，增加了加强型断面，在IIIIII级级偏差地段适用；双向四车道隧道偏差地段适用；双向四车道隧道IIIIII级围岩按一种断面。级围岩按一种断面。l IV IV级、级、V V级围岩按硬质岩、软（土）质岩，并各自分为浅埋及深埋两级围岩按硬质岩、软（土）质岩，并各自分为浅埋及深埋两种断面。种断面。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数

32、设计标准化专题研究2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究l小净距隧道根据并行隧道结构相互影响程度，将小净距隧道分为以下小净距隧道根据并行隧道结构相互影响程度，将小净距隧道分为以下三种情况进行设计。三种情况进行设计。隧道净距划分表隧道净距划分表隧道净距较小净距小净距0.5BV级围岩0.5B-1.0B1.0-2.0B工点设计II-IV级围岩0.5B-1.0B1.0B-1.5B小净距隧道小净距隧道加长锚杆加长锚杆对穿锚杆对穿锚杆2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究中夹岩保护与加固措施围围岩岩级别级别净净距距

33、保保护护与加固措施与加固措施V级围级围岩岩3.5B按分离式隧道按分离式隧道设计设计与施工与施工3.5B-2.0B采用分离式隧道采用分离式隧道结结构，但要求控制爆破震构，但要求控制爆破震动动速度与左右洞施工距离速度与左右洞施工距离1.0-2.0B靠中靠中夹夹岩柱径向岩柱径向锚锚杆加杆加长长，控制爆破震，控制爆破震动动速度与左右洞施工距离速度与左右洞施工距离0.5-1.0B加加强强初初期期支支护护，中中夹夹岩岩注注浆浆，靠靠中中夹夹岩岩柱柱径径向向锚锚杆杆加加长长，控控制制爆爆破破震震动动速度与左右洞施工距离速度与左右洞施工距离II-IV级围级围岩岩2.5B(IV级级)2.0B(III级级)1.5

34、B(II级级)按分离式隧道按分离式隧道设计设计与施工与施工1.5-2.5B(IV级级)1.5-2.0B(III级级)采用分离式隧道采用分离式隧道结结构，但要求控制爆破震构，但要求控制爆破震动动速度与左右洞施工距离速度与左右洞施工距离1.0-1.5B靠靠中中夹夹岩岩柱柱径径向向锚锚杆杆加加长长或或加加大大靠靠中中夹夹岩岩侧侧锚锚杆杆布布设设范范围围，控控制制爆爆破破震震动动速度与左右洞施工距离速度与左右洞施工距离0.5-1.0B加加强强初初期期支支护护，靠靠中中夹夹岩岩柱柱径径向向锚锚杆杆加加长长，控控制制爆爆破破震震动动速速度度与与左左右右洞洞施工距离施工距离小净距隧道中间岩柱的加固措施根据其

35、净距的不同，对中夹岩采取相应小净距隧道中间岩柱的加固措施根据其净距的不同，对中夹岩采取相应的保护与加固措施。的保护与加固措施。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究连拱隧道连拱隧道 连拱隧道采用复合式中连拱隧道采用复合式中墙结构墙结构。连拱隧道应加强对中连拱隧道应加强对中隔墙顶部围岩以及地表基隔墙顶部围岩以及地表基础的加固措施，防止施工础的加固措施，防止施工中拱部推力不平衡对中墙中拱部推力不平衡对中墙结构造成危害。结构造成危害。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道支护参数的确定隧道支护参数的确定

36、结合广东省已建隧道标准化设计结合广东省已建隧道标准化设计经验以及广东省区域地质条件，通过经验以及广东省区域地质条件，通过统计分析、工程类比、理论验算统计分析、工程类比、理论验算，在，在充分借鉴广东地区已建隧道经验基础充分借鉴广东地区已建隧道经验基础上，结合广东各隧道工程的实际地质上，结合广东各隧道工程的实际地质条件，按分离式、小净距、连拱等形条件，按分离式、小净距、连拱等形式确定了适用于广东地区的隧道标准式确定了适用于广东地区的隧道标准化设计支护参数化设计支护参数。六车道分离式隧道主洞衬砌支护参数六车道分离式隧道主洞衬砌支护参数 项 目单位围 岩 级 别SVaSVbSVcSVdSaSbScSd

37、SaSb级（浅埋加强）级浅埋级深埋（软质岩）级深埋（硬质岩）级浅埋（软质岩）级浅埋（硬质岩）级深埋（软质岩）级深埋（硬质岩）级（较差）级预留变形量cm15151210121210855喷射砼C25混凝土cm28282826242421212015径 向 锚 杆直 径mm25252525222222222222长 度cm400400400350350350350300300300锚杆布置cm10050100651007510075100751009010080100100120120120120钢筋网直径mm8双层8双层8 8888888钢筋布置cm20202020202020202020202

38、02020252525252525钢 架工字钢架型号I22bI22bI22bI20bI18I18格栅型号H15X20H15X20H12X15纵 距cm50657575759080100120二次衬砌C30混凝土cm4545C30钢筋混凝土cm6060605550505045钢筋525525525425522422422420320仰拱厚度喷C25混凝土cm28282826二次C30混凝土cm45二次C30钢筋混凝土cm60606055505050钢筋522522522422522422422超前支护类 型洞口第一环长管棚108（30m）小导管50小导管50 小导管50 小导管5022砂浆锚杆2

39、2砂浆锚杆洞内小导管502 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究西汉高速公路仙人崖隧道西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道分离式隧道)p 广东省高速公路双向四车道、六车道隧道内轮廓断面比选分析广东省高速公路双向四车道、六车道隧道内轮廓断面比选分析双向六车道隧道双向六车道隧道V V级围岩初期支护轴力图级围岩初期支护轴力图双向六车道隧道双向六车道隧道V V级围岩初期支护弯矩图级围岩初期支护弯矩图2.3.1标准断面与广乐隧道断面比选2.3 基于结构安全的隧道标准断面及支护结构

40、可靠性研究基于结构安全的隧道标准断面及支护结构可靠性研究西汉高速公路仙人崖隧道西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道分离式隧道)双向四车道隧道双向四车道隧道V V级围岩初期支护轴力图级围岩初期支护轴力图双向四车道隧道双向四车道隧道V V级围岩初期支护弯矩图级围岩初期支护弯矩图计算结果显示，无论是轴力还是弯矩，两种断面都非常接近。计算结果显示，无论是轴力还是弯矩，两种断面都非常接近。六车道隧道，广乐路断面力学性状稍优于标准化断面。六车道隧道，广乐路断面力学性状稍优于标准化断面。四车道隧道，广乐路断面力学性状稍微差于四车道隧道，广乐路断面力学性状稍微差于标准化断面，差异率约为标准化断面，差异率约为5%

41、5%以以内。内。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.3.22.3.2双向六车道连拱隧道中墙厚度对结构安全性影响分析初期支护弯矩随中墙厚度变化图（开挖左洞）初期支护弯矩随中墙厚度变化图（开挖左洞）初期支护轴力随中墙厚度变化图（开挖左洞）初期支护轴力随中墙厚度变化图（开挖左洞）中墙应力随厚度变化图（左洞开挖）中墙应力随厚度变化图（左洞开挖）中墙沉降随厚度变化图（左洞开挖）中墙沉降随厚度变化图（左洞开挖）2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护

42、参数设计标准化专题研究结论：结论：l中墙厚度变化对主洞初期支护力学特征的影响很小，基本可以忽略中墙厚度变化对主洞初期支护力学特征的影响很小，基本可以忽略。l中墙厚度变化对其自身力学特征影响较为显著中墙厚度变化对其自身力学特征影响较为显著，主要是在一侧主洞开，主要是在一侧主洞开挖另一侧未开挖时偏压作用下，中墙压应力、拉应力均随中墙厚度增挖另一侧未开挖时偏压作用下，中墙压应力、拉应力均随中墙厚度增大而显著减小，有利于提高中墙结构的安全性和整体稳定性。四种中大而显著减小，有利于提高中墙结构的安全性和整体稳定性。四种中墙净厚度（墙净厚度（1.3m1.3m、1.5m1.5m、1.6m1.6m、1.8m1

43、.8m）计算得出的最大拉应力和压应）计算得出的最大拉应力和压应力均小于力均小于C30C30混凝土设计强度限值。中墙变形随中墙厚度变化敏感性混凝土设计强度限值。中墙变形随中墙厚度变化敏感性一般，变形量值较小，差异幅度也较小。一般，变形量值较小，差异幅度也较小。l提高中墙厚度可以有效提高中墙强度安全储备提高中墙厚度可以有效提高中墙强度安全储备。墙厚取。墙厚取1.3m1.3m，总厚度，总厚度为为2.5m2.5m时，同样可以满足安全性要求。时，同样可以满足安全性要求。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.3.3 2.3.3 双向六车道隧道矢跨比论证 不

44、同矢跨比轴力对比图不同矢跨比轴力对比图不同矢跨比弯矩对比图不同矢跨比弯矩对比图不同矢跨比剪力对比图不同矢跨比剪力对比图二次衬砌轴力、弯矩最大值随矢跨比增加而二次衬砌轴力、弯矩最大值随矢跨比增加而减小；配筋前最小安全系数均出现于拱顶部减小；配筋前最小安全系数均出现于拱顶部位，差异较小；最小配筋量随随矢跨比增加位，差异较小；最小配筋量随随矢跨比增加显著减小，矢跨比增加到显著减小，矢跨比增加到0.63-0.650.63-0.65范围时，范围时，最小配筋量计算值基本在可接受范围内。最小配筋量计算值基本在可接受范围内。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2

45、.3.4 2.3.4 双向六车道隧道临时侧壁形状优化分析临时支撑弯矩对比图初期支护弯矩对比图初期支护弯矩对比图临时支撑弯矩对比图临时支撑弯矩对比图临时支撑弯矩对比图临时支撑弯矩对比图初期支护弯矩对比图初期支护弯矩对比图双双侧侧壁壁导导坑坑法法C CR RD D法法2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究结果表明，结果表明，临时侧壁曲直变化对隧道永久支护结构的影响基本可以忽临时侧壁曲直变化对隧道永久支护结构的影响基本可以忽略，略，单从力学角度讲，曲率较大半径较小的临时侧壁自身受力特征更好，单从力学角度讲，曲率较大半径较小的临时侧壁自身受力特征更好，整体

46、更安全，支护结构体系也相对更为合理，因此，整体更安全，支护结构体系也相对更为合理，因此，在受力性能上推荐半在受力性能上推荐半径较小的曲墙临时侧壁。径较小的曲墙临时侧壁。设计文件设计文件标准、规范标准、规范荷载荷载-结构法结构法地层地层-结构法结构法检算二次衬砌配筋检算二次衬砌配筋检算初期支护安全系数检算初期支护安全系数反馈设计反馈设计2.3.6 双向四车道、六车道衬砌结构计算 2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究p四车道隧道：四车道隧道：考虑地震作用荷载组合，考虑地震作用荷载组合，V V级软质和级软质和硬质围岩浅埋条件，连拱结构二次衬砌硬质围岩浅

47、埋条件，连拱结构二次衬砌设计配筋局部需加强；其余各类型二次设计配筋局部需加强；其余各类型二次衬砌截面强度均满足要求。衬砌截面强度均满足要求。隧道初期支护均满足施工过程安全隧道初期支护均满足施工过程安全性要求，性要求，IVIV、V V级围岩浅埋条件，宜注级围岩浅埋条件，宜注重支护时效和施工动态控制加增支护安重支护时效和施工动态控制加增支护安全性。全性。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究p四车道隧道时速四车道隧道时速120km/h120km/h与与100km/h100km/h结构对比：结构对比：时速时速120km/h120km/h结构与结构与100

48、km/h100km/h结构相比，由于设计时速增大，隧道标准断结构相比，由于设计时速增大，隧道标准断面相应增大，分离式隧道、连拱隧道各单元轴力均增大，弯矩图中峰值也面相应增大，分离式隧道、连拱隧道各单元轴力均增大，弯矩图中峰值也增大。二次衬砌内力增大较小，仍然在安全范围内。初期支护轴力、弯矩增大。二次衬砌内力增大较小，仍然在安全范围内。初期支护轴力、弯矩和大小主应力均有变化，但总体数值较小，仍能满足安全要求。和大小主应力均有变化，但总体数值较小，仍能满足安全要求。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究不同设计时速轴力对比不同设计时速弯矩对比p六车道隧

49、道：六车道隧道：考虑地震作用荷载组合，考虑地震作用荷载组合，V V级软级软质围岩浅埋条件，分离式结构和连质围岩浅埋条件，分离式结构和连拱结构二次衬砌设计配筋局部需加拱结构二次衬砌设计配筋局部需加强；其余各类型二次衬砌截面强度强；其余各类型二次衬砌截面强度均满足要求。均满足要求。隧道初期支护均满足施工过程隧道初期支护均满足施工过程安全性要求，安全性要求，IVIV、V V级围岩浅埋条级围岩浅埋条件，宜注重支护时效和施工动态控件，宜注重支护时效和施工动态控制加增支护安全性。制加增支护安全性。2 隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究p六车道隧道时速六车道隧道

50、时速120km/h120km/h与与100km/h100km/h结构对比：结构对比：120km/h120km/h结构相对结构相对100km/h100km/h结构跨度增大，使得结构所承受围岩压力量值结构跨度增大，使得结构所承受围岩压力量值增大，内力也随之明显增大，地震组合作用下弯矩的分布与量值变化显著。增大，内力也随之明显增大，地震组合作用下弯矩的分布与量值变化显著。分离式结构、小净距结构计算配筋面积受地震组合作用控制，分离式结构、小净距结构计算配筋面积受地震组合作用控制，120km/h120km/h结构结构相对相对100km/h100km/h结构配筋面积增加量显著，但拟定的实际配筋面积能满足强