某超大断面隧道结构设计关键技术

及岩溶段处置方案等方面出发，探讨了超大断面隧道结构设计的关键技术，得出如下结论：（1）结合工程类比及工程经济

性合理确定内轮廓扁平率；（2）采用加强型复合式衬砌结构可替代三次衬砌结构；（3）对于超大断面，可采用划大为小的双 侧 法施工；（4）对于超浅埋段，可采 加强衬砌 及

、超

超小 结合、 措施等方案。加强掌子面稳定等措施；（5）对于岩溶段，可采 稳固溶腔、设置缓 层、加强

关键词：超大断面隧道；内轮廓扁平率;加强型复合式衬砌结构；三次衬砌；双侧壁导坑法； 式中图分类号：U452.2 文献标志码：B 文章编号：1009-7716（2019）08-0295-040引言隧

断貌区，碳酸盐岩分布较广，受溶蚀影响，岩溶地

貌为发育6 身围岩以I、V为主6面积大于140 B2的隧道定义为超大断面隧道，其

为 三道。的 ， 道 的隧道设呈加 ，其结构设计对施工及 期的安关 ，可 的关

1.3水文地质根据场区下的含水类型、富性及岩层间

的力联系，隧道通过段内下类型划分

为岩溶、岩裂隙水和第系松散层孔隙水6。 以杨2建筑限界及内轮廓确定2.1建筑限界根据 需求，并结合隧道维修养

柳井隧道为例，探讨超大断面隧道结构设计的关 键技术。求，建1工程概况1.1工程规模杨柳井隧道

筑 界宽度为18.75 m,其组成为左侧检修道0.75 m+

左侧侧向宽度0.5 m+ 行道宽度3.5 m X 3+3.75 m+

关键 性 点工右侧侧向宽度0.5 m+右侧检修道2.5 m。筑 界

度为5 m° 行 范 比而言，整体 稍大

程，设计 为80 km/h，为分离式长隧道。其，左 线隧道起讫里程 LK2+979.3~LK4+149,长 1 169.7 m； 右线隧道起讫里程RK2+966.6~RK4+107.9，长 1 141.3 m6于标准四车道隧道（见图1）°14750__________________750 g1.2工程地质工程质 以耕植土、人工填土、硬塑红黏

土、三叠系松子坎组的白云岩夹 量薄层泥灰 岩、三叠系顺组的中风化泥晶白云岩及少量溶 塌角砾岩为6号二pQO 3500 1 3500 丄 3500 丄 3770

750

187502500 .詩图1隧道建筑限界（单位：mm）2.2内轮廓

内轮廓扁平率

大， 于 结构受隧址区大部分地段为溶蚀、侵蚀构造、中低山收稿日期：2019-03-04作者简介： （1977—）,男，硕士，高级工程师，从事隧道及地下工程设计

工作。力，

加大隧道断面，增加工程造， 需的 结合点6过 内已 超大断面隧道的案例，内轮

廓扁平率数 在0.6~0.7（见图2）°经综

296相关专业城市道桥与防洪2019年8月第8期合比选，该工程隧道内轮廓净宽19.378 m，净高11.971 m,扁平率值为0.618,净空面积约为180.7 m2

（见图3）。3隧道结构3.1结构选型目前国内现行《公路隧道设计细则》（JTG/T D70—2010）提出对于四车道隧道3 w V级围岩条 件下，可采用三次支护的结构形式,其中第三层衬

砌尽可能在洞室收敛变形的情况下施作。考虑到

在施工工期紧的情况下，采用三次支护形式

施工工 工期。设计中提岀在期支护 次衬砌的 条件下，采用合式衬砌结构形式。3.2衬砌支护结构对于期支护的要 措施下：（1） 采用钢纤维喷射混

喷射混凝土 +

钢 作用，要于下考虑：a. 钢纤维混凝土呈现较高的抗裂、抗冲击和能b. 用钢纤维可 钢 工序，缩短支护 ，到 支护的作用。（2

面高的H 钢的工钢，

对于：级围岩段采用H型钢以支护

。对于二次衬砌的要 措施下：（ 1） 提高 次衬砌

， 其o（2） 提高二次衬砌对于围岩压力的分担比例，

提岀的最高分担比例值增加10%。3.3围岩压力确定现行《公路隧道设计细则》（JTG1/ D（0—2010） 中对于 洞 的围岩 提岀 计 公式,考虑到该工程的洞室 宽

22 m，于

公式要的15 m 围，

采公式 围岩3.4复合式衬砌支护参数比 计 ， 支护 见 1表1隧道洞身各类围岩的支护参数初期支护次衬砌 渗级P8衬砌类型C25喷射

D25中空

钢纤维

锚杆！/cm钢支撑C40 钢混 /cm纵距/cm纵距 /cm混 /cmF环距/cmS5a30500HK200b（V级浅埋）@50 x 1005080S5b30500HK200b（V级深埋）@75 x 1007580S4450（L级）28I22b@100x100756施工工法考虑到该隧道

面 ， 采 为小”的

幅施工左、右 洞，再施工中 洞，后根据监控测成果拆除临

时支撑，施工防水层及仰拱、二次衬砌（见图4）。13图4双侧壁导坑施工工序图左线LK3+300里程（隧址围岩为V级）为 ，拱顶沉降点、两条水平收敛线的监测据曲线

图5-图7 示。图5拱顶沉降曲线2019年％月第％期城市道桥与防洪相关专业297

图7下部边墙水平收敛曲线由以上可知，拱顶累计下沉量为14. 上

下水平向累计收敛值分别为12.22 mm； 12.21 mmo从监测数据反馈信息可知，隧道变形及收敛

基本于15 +趋于稳定，隧道支护参数及施工工法 合理可行。5超浅埋段该隧道右线RK3+105〜RK3+155、左线LK3+ 135-LK3+175段覆盖层厚度在4〜6 m,覆跨比仅为

0.18-0.27,典型的地质横断面如图％所示。右线基

本位于中风化岩层中，地表构筑物 为 构； ； 、水、 < 左线拱 位于土层中，拱腰及以下位于中风化岩层中，地表构 筑物 为水渠、民房、木房、盆景<图8 RK3+130（LK3+139.228）里程处地质横剖面（单位:m ）5.1支护衬砌方案采取加强支护及衬 施，参 S5：型合式 衬 数表1） * 拱覆盖层厚度 ，

拱

，故拟取消拱顶120；范围的5.2超前支护方案由于该段覆跨比极小，掌子面开挖所形成的潜在 面 地表，从 ，因采取加 段 支护施， 隧道.对地表的 <支护采取 合超前合的 < 030%x6 mm,度 20 m,向 40 cm,向12 m;超前小导管采用042 X 4 mm热轧无缝钢管,

长度5m,环向间距40 cm,纵向间距1.5m;超小导

向

图9）<图9超浅埋段超前支护横断面（单位：mm）5.3掌子面加固方案于左 面, 上 为 工 ,下为中风化岩 ,

中 上稳 ， 地表的景及 <为采取加 面上 施， 如下（见图 10图10左洞掌子面上半部分加固方案（单位:mm）（1） 042 X 4 mm注浆钢管进行注浆加固，长度

为3 m,间距为1.5 mx1.5 m,梅花形布置。（2） 土层表面进行喷锚支护护面，其中C25喷射

混凝土厚度10 cm,08钢筋网的网格大小为200 mm X 200 mmo5.4施工要求为了缩短该段隧道洞室的临空时，保证洞

室的 性，施工中应以一个 度为一个施工单元,只有当一个施工单元

面封闭 后

298相关专业城市道桥与防洪2019年8月第8期且二次衬砌施作后方可进行下一个单元施工。6岩溶发育段隧道

K2+497〜K2+505

水管采用HDPE100管材，部 50 cm，并 无纺 包裹，防止管 堵塞，底部接入

纵排水管，将 内能的积水及时排。通至地表的溶腔，溶腔横向宽度约5 ?,纵向长度约8 ?,

隧道 地 约为21 mG 11)。警示标志6.3加强防水措施首对地

周边的地裂隙 水泥盖板对

充，以防地 下顺裂隙下渗 空 ：地面线围；其 封闭，盖板上石 裂隙水沟并

黏夯，其

最在

砂浆周边地 小于2 m。022锚杆，长度1.2m XI. 2m梅花形布置0 HDPE 水管间距2m X2m的间距梅花形布 --------防止管5喷射混凝土 10cm

单层0 8钢筋网，网格间距0.2mX0.2m7结语目前隧道已运营通，其设计思路及理念

可填混凝土续类似工程提供借鉴经验。但笔者认为

目前国内 了确保超大跨隧道结 的安全，设计方案大多偏于保守，尚存在精细化设计的空间，

图11溶洞处置方案(单位：mm)超大断面的尺寸边界效应尚待系统性研究、同

6.1溶腔处置方案在期、

工工法产生的围

工，地待学者结合

参考文献：[1]

在的 。这些尚研究及

工 。上下对 的10 cm； 08#3 m 的.大断面市政公路隧道扁平率与支护参数适宜性研究[D].

, , 下：C25

0.2 m x 0.2 m

,

022

，间距按1.2 mxl.2 m 形布置。小 对隧道结的1-5 m 度成都:西南交通大学,2017.[2] 程国，徐蕴贤. 理论及应用[M].北京:中国铁道出版社，1999.[3] JTG D70—2004,公路隧道设计规范[S].[4] JTG/T D70—2010，公路隧道设计细[S].，体 在期

2 m

6.2加强排水措施一方面在地

。[5] 周磊生，孙会彬，，.CD CRD法 工下超大断面隧道围周边设截水沟，防止形控制 66-69,75.计 研究[J].公路交通技术，2018,34(S1):地水入 围；另一方面在 空内[6] 黄伦海，秦峰，龚世强.雅宝双洞八车道公路隧道设计[J].现代隧

道技术，2005(4):5-8,31.2 mx2 m的 形 竖向排水管，排(上接第282页)方面思考,在与地形相充分结合的基础上,通过对

标准断面、纵断面、节点的深入研究，达到技术、经

[2]王恒栋.我国城市地下综合管廊工程建设中的若干问题[J].隧道

建设,2017(5):523-528.济较优的设计成果。参考文献：[1]郑轶丽，谢鲁，曾小云.成都地下综合管廊复合型集约化总体设

计[J].中国给水排水,2019(2)： 72-78.⑶薛学斌，殷吉言城市综合管廊相关问题探讨[J]给水排水,2017(1):

137-141.[4]刘星，张高嫄,王新亮.天津市城市综合管廊专项规划编制思路

与实践[J].规划师,2017(4):31-35.⑸GB 50838—2015,城市综合管廊工程技术规范[S].Abstract： For the oversized-section tunnel, the reasonable design of flatness ratio can not only reduce the engineering cost, but also ensure the most reasonable stress of tunnel support structure. Therefore, the

optimization of the flatness ration of oversized-section tunnel is the first question in the tunnel design. Based on the engineering background of the oversized-section tunnel in Guangming Road of Dalian, according to

the displacement and stress distribution of the tunnel surrounding rock under the different flatness ratios, and the comparison and analysis of internal force of support structure, the reasonable value range of the flatness ratio of oversized-section tunnel is achieved. The study result has a certain reference for the optimization

design of oversized-section tunnel.Keywords： oversized-section tunnel, flatness ratio, numerical simulation, internal force of support structure, deformation of surrounding rockKey Technology for Structural Design of an Oversized Section Tunnel ..................................................... Qian Wenfei ( 295 )Abstract： The key point of oversized sectional tunnel lies in its structure design. Taking Yangliujing Tunnel as an example, this paper discusses the key technologies for the structural design of oversized sectional tunnel

from the determination of internal contour, design of lining structure, method of construction, and treatment

schemes of ultra-shallow buried section and karst section. The following conclusions are that (1) the inner contour flattening rate is determined reasonably by engineering analogy and engineering economy, (2) the

three-time lining structure can be replaced by using the reinforced composite lining structure, (3) for the

oversized section, the construction can be carried out with the method of double-sided pit method with large dividing into small dividing, (4) for the ultra-shallow buried section, the measures of strengthening the lining support combined with removing the arch bolt, the leading pipe shed and the leading small pipe, and

strengthening7 the7 face7 stability7 with7 the7 combined7 bolting7 and7 shotcrete7 are7 taken,7 (5)7 for7 karst7 section,7 the7 measures7 of7 combined7 bolting7 and7 shotcrete7 to7 stabilize7 the7 cavity,7 buffer7 layer7 to7 set7 up,7 and7 waterproof7 and7 drainage7to7strengthen7are7taken.Keywords： oversized7 sectional7 tunnel,7 internal7 contour7 flattening7 rate,7 reinforced7 composite7 lining7 structure,7 three-time lining, double-sided pit method, Platts formulaApplication of Pre-stressing Force in Design of Urban Tunnel ............... Fu Jiakun, Deng Xuefeng, Li Min ( 299 )Abstract： Taking Chengdu Riyue Avenue (Chengwen Road) Expressway Reconstruction Project 一 Wenjia Road Tunnel Project as an example, this paper introduces the design and application of pre-stressing force in

the large-section urban tunnels and analyzes the structural stress, which provides the reference for the design of the similar projects in the future.Keywords： urban tunnel, pre-stressing force, structural analysis