山岭公路隧道洞口设计初探
- 格式:pdf
- 大小:260.62 KB
- 文档页数:4
浅谈山岭公路隧道设计山岭公路隧道设计是公路工程中的重要环节,对于保障交通安全、提高公路运输能力起着重要作用。
下面将从隧道设计的选线、断面设计、结构设计以及安全设计几个方面进行浅谈。
首先,选线是隧道设计中的基础工作。
在选线过程中,需要综合考虑地质条件、环境因素、交通需求和经济效益等因素。
地质条件是选线中最关键的因素之一,地层的稳定性和隧道的穿越方向直接影响着隧道的施工难度和工期。
同时,隧道的直线段要尽量减少,以减少隧道的长度和施工难度,提高通行效率。
接下来,断面设计是隧道工程中的重要环节。
隧道断面的设计要满足通行安全、通行能力和经济性的要求。
在通行安全方面,隧道断面要满足车辆行驶的舒适性和安全性,需要考虑车辆的超高和超宽、两车道的交会以及紧急救援通道的设置。
在通行能力方面,隧道断面要满足设计标准的车流量要求,并考虑未来交通的发展需求。
在经济性方面,隧道断面要尽量减少隧道的建设投资和维护成本。
结构设计是隧道设计中的重点工作。
隧道结构设计要满足承载力、稳定性和耐久性的要求。
在承载力方面,隧道结构要能够承受地表和山体的荷载,并能够应对地震和风险。
在稳定性方面,隧道结构要能够经受地质灾害和山体滑坡的影响,保障隧道的安全性。
在耐久性方面,隧道结构要能够承受潮湿、温度和化学物质等环境因素的影响,延长隧道的使用寿命。
最后,安全设计是隧道设计中的重要内容。
隧道安全设计要满足火灾防范、疏散通道、照明和通风等要求。
在火灾防范方面,隧道内部的装修材料和设备要选择阻燃材料,并设置自动消防系统和火灾探测设备。
在疏散通道方面,隧道内部要设置足够宽度的疏散通道,并配备紧急疏散指示标识。
在照明和通风方面,隧道内部要有足够的照明设备,并设置通风系统,保障隧道内的空气质量。
总之,山岭公路隧道设计是一项复杂而又关键的工作,需要综合考虑地质条件、交通需求和安全等因素。
合理的选线、合适的断面设计、稳定的结构设计和完善的安全设计是保障山岭公路隧道工程质量和安全的重要保证。
山岭隧道洞口段施工工艺标签:前言:进洞、出洞是山岭隧道施工工况最复杂、质量及安全隐患最多的地段。
合理选择进洞方案,借助一些辅助施工措施,不伤坡进洞,能有效地避免刷坡、拉槽引发的山体边仰坡失稳,大大降低洞口防护工程费用。
山岭地区峰谷起伏大、地面横坡陡,形成隧道洞口外路基单侧边坡高,隧道与高边坡衔接,桥隧相连。
特别是在陡坡、软岩、浅埋、偏压、雨季施工等不利条件下,安全进洞问题更为突出。
《公路隧道施工技术规范》虽然提出了“早进洞、晚出洞”的施工原则,但施工时往往由于刷坡、拉槽引起山体边坡失稳甚至产生大滑坡,导致洞口防护工程治理费用增大,边仰坡植被遭破坏,如治理措施不彻底,容易留下质量隐患,危及洞口运营安全。
经验表明,隧道未开挖时山坡是稳定的,如果将“早进洞、晚出洞”的施工原则进一步发展为“不伤坡进洞”的施工原则,合理选择洞口位置和进洞方案,并借助一些辅助施工措施提前进洞,就能有效地解决洞口的施工问题,保护洞口生态环境和边仰坡的稳定,降低洞口防护成本。
传统洞口段施工方案我国山岭地区公路隧道设计一般包括洞门、明洞、洞口、洞身等几个部分。
洞口段包括边仰坡土石方工程、边坡防护、边墙、翼墙、洞口的排水系统、洞门等。
常见的施工程序如下:(1)施工洞口边仰坡的截水沟公路隧道设计中常在洞口边仰坡开挖线外5~6m 处设置环向仰坡截水沟和边坡截水沟,以阻止地表水冲刷和侵蚀边仰坡,同时理顺洞口排水系统。
(2)清除设计边仰坡开挖线内的地表植被(3)开挖洞口设计边仰坡的土石方(4)施作洞口边仰坡防护工程和洞口支挡工程施作的洞口边仰坡防护工程和洞口支挡工程有喷射混凝土锚固边坡防护、浆砌片块石边坡防护、边墙、翼墙等。
(5)开挖明洞土石方在地质不良的情况下,先施作明洞直抵坡脚,并利用明洞支撑坡脚;在地质较好的情况下,可根据情况选择先明后暗法。
(6)进洞开挖或施作洞门传统洞口段工程施工方法的弊端是,开挖边仰坡土石方破坏原山体的自然平衡状态,如果洞口地质及水文条件差,山体不稳定,一经施工就会不断地出现边仰坡坍塌、顺层滑动、古滑动体复活等现象,给施工带来很大的困难。
山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探摘要:随着近年来随着经济水平的提升,高速公路发展迅猛,大跨度、超大跨度山岭隧道大量涌现,对隧道施工提出了更高的要求,进洞技术的选择是能否安全快速进洞步入正常生产的关键,本文结合工程实例介绍了盖挖法在山岭隧道安全快速进洞中的应用。
关键词:山岭隧道;洞口;浅埋段;盖挖法中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1工程概况1.1设计概况天马山隧道为莆永高速公路永春至永定泉州段控制性工程之一,设计为上、下行分离的双向六车道高速公路隧道,进口位于永春县达埔镇,出口位于安溪县金谷镇。
隧道全长左线3701米,右线3657米,起讫桩号分别为ZK1+756~ZK5+457,YK1+745~YK5+402,为特长隧道。
隧道进口段间距小于25米,设计为Ⅴ级围岩,为小净距隧道,需考虑左、右洞相互影响。
1.2地质概况隧道进口位于天马山东南侧山脚,为山脊地段,洞顶山坡上分布有梯田,常年流水,泉州全年雨水多,水量丰富;勘探资料揭示隧址区地层由上至下分别为种植土、坡洪积含碎石粉质粘土及基岩风化层(全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩及碎块状强风化花岗岩),其中含碎石粉质黏土层碎石含量高,渗透性较强。
天马山隧道左线采用盖挖法进洞,盖挖法施工里程为ZK1+761-780。
1.3主要技术标准公路等级:双向六车道高速公路设计荷载:公路―Ⅰ级计算行车速度:80km/h路基宽度:整体式32m,分离式16 m设计洪水频率:特大桥1/300、大、中桥1/100、小桥涵、路基1/100隧道建筑限界: 净宽14.00m、净高5.00m地震动峰值加速度:地震抗震防烈度为 6度,地震加速度为0.05g1.4线路平、纵断面设计左线隧道平面为R-4300、R-∞、R-4000的平曲组合,纵坡坡率/坡长为2.8%/827.915、1.117/3460、-1.8%/850.376。
1.5隧道结构设计隧道按新奥法原理设计,采用初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式。
山区公路隧道洞口设计新理念探讨摘要:本文首先介绍了山区公路隧道洞口位置及洞门形式和山区公路隧道洞口段设计与施工,然后分析了山区公路隧道洞口设计现状及存在的问题,最后探讨了山区公路隧道洞口设计原则和山区公路隧道洞口设计新理念。
关键词:山区公路;隧道洞口;设计;新理念隧道是路线在山区克服高程障碍,减少对地表植被破坏,保护生态环境,避免因开挖过多造成危害程度大的有效手段。
随着我国公路建设的快速发展,公路隧道修建的也越来越多,隧道洞口环保问题也逐步受到重视。
如何使隧道洞口景观和环保设计更加完善,使设计和施工达到完美的协调配合,隧道洞口设计的理念等问题值得研究和探讨。
1 山区公路隧道洞口位置及洞门形式1.1 洞口位置确定洞口位置的选择对隧道施工和运营安全非常重要。
隧道洞口位置应根据地形、地质条件,结合环境保护、洞外工程、施工条件及营运要求等,通过经济、技术综合比较后确定。
隧道的设置对自然环境起着极大的保护作用,但洞口段是个弱点,洞口位置与周边环境密切相关。
在工程设计阶段,如果不分地质及水文条件优劣,过分地偏重考虑经济问题,片面缩短隧道长度,采取大挖大刷的方案,将会造成洞口边仰坡过高过陡,甚至出现边仰坡坍塌或顺层滑动现象,给施工带来很大的困难。
1.2 洞门形式确定隧道洞门形式应结合洞口地形综合选定,洞门形式应贴近自然与环境条件,遵循“安全、简单、实用”的原则。
目前国内公路隧道洞门主要采用端墙式、台阶式、斜切式以及削竹式等几种形式。
端墙式与台阶式洞门适用于地形较为陡峭、偏压较大或横断面地形复杂条件下的洞口;削竹式洞门适用于洞口地段较为平缓处,该形式能修饰洞口周围景观,与自然环境协调较好;斜切式洞门适用于洞口地形较为陡峭且两侧挖方较少的地方,并能与以上几种洞门形式较好地协调。
2山区公路隧道洞口段设计与施工洞口段设计是隧道设计的重要组成部分,它关系到隧道施工的安全和难易程度以及自然地形的保护和人文景观的协调组合。
浅埋富水山岭隧道洞口段施工技术浅析摘要:在隧道进出洞施工过程中,施工对围岩的扰动较大,围岩和支护结构的稳定性差,须选取合理的开挖方法、足够的支护强度和必要的辅助加固措施,才能保证隧道进出洞施工安全。
《设计规范》及《施工规范》均作了洞口位置规范性要求,强调“早进洞、晚出洞”,尽量避免对山体的大挖大刷。
在保持边、仰坡稳定的前提下,提倡自然进洞,让隧道洞口周围的植被得到妥善保护,维护原有的生态地貌。
关键词:浅埋富水隧道洞口段施工技术通过对山岭隧道的现场实地调查,隧道洞口段常存在以下特点:1、隧道洞口段接近地表,受长期自然侵蚀作用,地质条件复杂,岩体风化严重,结构松散破碎,强度较低。
洞口位于低洼地段时,隧道洞口经常处于堆积体或滑坡体上,其自身稳定性较差;或者隧道洞口地质条件尚好,但地形陡峭,因长期风化作用,洞顶上方可能存在危石,也有可能发生崩坍。
2、隧道洞口处地形条件较复杂,当隧道线路与地形等高线正交时,隧道进洞的地形条件最好,洞口边坡刷坡量小,隧道结构受力对称,此时需要重视隧道洞口仰坡的稳定性;当隧道线路与地形等高线斜交时,洞口地形条件对隧道进洞施工很不利,往往一侧边坡开挖量较大,边坡稳定性需要特别重视,可能需要设置明洞。
对于极端的情况,如洞口局部范围线路与地形等高线近似平行,此时需要设置大拱脚的明洞,或者在较低侧设置桩基础。
3、隧道洞口段常位于堆积体或滑坡体上,存在大范围的卵石层或黏土层,特别常见土夹石地层和明显的地质分界面,当分界面与隧道线路走向和岩层走向处于不利组合时,给进洞施工带来较大安全隐患。
隧道洞口局部若处于冲沟底部,则极可能存在季节性水流,地下水较丰富,这些都给隧道进洞施工带来困难。
隧道与高边坡连接、桥隧相连,特别是在陡坡、软岩、浅埋、偏压、富水或者雨季施工等不利条件下,安全进洞问题更为突出。
按照《公路隧道施工技术规范》的“早进洞、晚出洞”施工原则组织实施,但施工过程中往往由于刷坡拉槽引起山体边仰坡失稳,甚至出现大滑坡。
山岭隧道设计时的主要洞门与支护形式探究摘要:近年来,我国山岭隧道在不断增加,山岭隧道的设计和施工十分复杂,设计人员不仅要考虑设计的合理性,还要考虑施工现场情况,确保施工人员能够安全顺利的完成施工。
本文主要就山岭隧道设计时的主要洞门与支护形式进行了介绍和分析,阐述了洞门形状和支护形式的选择方式。
关键词:山岭隧道;洞门形状;支护形式为了提升我国交通质量,满足日益增加的交通需求,加强各地之间的交流与来往,我国修建了大量的山岭隧道。
从地形上来看,我国有许多山岭、丘陵、高原,因此铁路的修建就不免会穿过山岭地区。
而修建盘山公路需要很高的施工成本,修建时间也相对较长。
挖掘隧道能够缩短行驶距离,也能够降低道路的危险性。
从国防角度来看,隧道也具有很强的隐蔽性。
所以,近年来我国山岭隧道在不断增加,为铁路和公路的修建提供便利。
在山岭隧道修建前,要了解隧道结构,根据隧道结构进行支护设计,确保施工的安全性。
其中,洞门的设计与支护尤为重要,在进行洞门与支护形式设计时,不仅要考虑隧道的安全性,还要考虑施工对环境的影响,协调环境与支护结构之间的关系,避免高填深挖。
如果施工条件复杂,一定要做好地质勘察工作,确保施工的安全性。
一、山岭隧道的设计计算山岭隧道的设计十分复杂,分为许多步骤,具体如下:第一步,要对隧道数据进行测量和分析,了解工程的整体情况;第二步,分析隧道周边的地质条件,根据实际施工地的地质情况进行洞门形式的选择,计算洞门结构是否具有足够的稳定性;第三步,计算隧道的衬砌荷载。
具体来说,就是计算不同等级围岩所形成的衬砌荷载数据,以及外荷载数据;第四步,选择合理的支护参数。
分析衬砌荷载数据,对比不同的支护方案,分析哪一种支护方案更加合理,选择恰当的支护参数进行检验和计算;第五步,计算二次衬砌的钢筋混凝土配筋;第六步,设计和组织施工;第七步,设计隧道检测方案。
从上述步骤可以看出,洞门与支护形式的选择是山岭隧道施工必不可少的重要内容,其对山岭隧道的修建质量和施工安全有很重要的保障作用。
刍议山岭地区隧道施工1 概述隧道通常指用作地下通道的工程建筑物,其在山岭地区可用做克服地形或高程障碍、改善地形、提高车速、缩短里程、节约燃料、节省时间、减少对植被的破坏,保护生态环境,同时可有效防止落石、塌方、雪崩、崩塌等地质危害,因此在交通运输工程中使用较为广泛。
山岭地区的公路隧道由于受实际地质、地形条件的影响,设计、施工均存在一定的难度,其中又以隧道洞体开挖过程中支护体系的施工最复杂,本文结合湖南某山岭地区隧道施工中遇到的问题就隧道的施工技术进行探讨。
2 工程概况湖南某山岭地区道路共有隧道1处(K0+650~K1+465),其全长815m,属于中隧道。
隧道位于直线上,单向纵坡-1.98%。
隧道路面双向横坡2%。
隧道轮廓线按60km/h行车速度确定,采用双心圆,净宽9.0m,净高8.4m。
根据地质勘察资料,隧道位于新华夏系第二沉降带,主要构造为新华夏系构造,北东向构造发育,出露基岩主要为元古界泥质板岩、砂质板岩夹变质砂岩,岩层倾向变化较大,受其影响,岩石节理裂隙发育,据此,设计最终判定K0+650~K0+725、K1+440~K1+465段隧道围岩为Ⅳ级,K0+725~K1+440段隧道围岩为Ⅲ级。
隧道设计以新奥法原理为指导,各类衬砌均采用复合式衬砌。
隧道路线范围内围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级。
3 原设计方案及开挖方案3.1 原设计支护方案Ⅲ级围岩(K0+725~K1+440):设计采用复合式衬砌,初期支护由系统锚杆、单层钢筋网、喷射混凝土、工字钢钢拱架(围岩较差处)组成,模筑混凝土作为二次衬砌,初期支护与二次衬砌之间铺设复合防水板作为防水层,具体参数如下:系统锚杆:D25型中空注浆锚杆L=300cm,纵、环向间距100×120cm梅花形布置;单层钢筋网:直径8mm的一级钢筋,网格间距25×25cm;喷射混凝土:15cm厚的C25混凝土;二次衬砌:35cm厚的C30混凝土。
Ⅳ级围岩(K0+650~K0+725、K1+440~K1+465):设计基本同Ⅲ级围岩,也采用复合式衬砌,但系统锚杆的纵、环间距由100×120cm调整为100×100cm,初次衬砌中钢筋网片的网格间距由25×25cm调整为20×20cm,喷射混凝土厚度由15cm调整为22cm,此外初次衬砌中增加了钢拱架。
山岭隧道的洞口、明洞与浅埋段施工技术
1、洞口施工
开挖进洞时,宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护,围岩差时可用管棚支护,支撑作用应紧跟开挖作业,稳妥前进。
洞门衬砌拱墙应与洞内相连的拱墙同时施工,连成整体。
洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行,防止对衬砌边墙产生偏压。
2、明洞施工
(1)当边坡能暂时稳定时,可采用先墙后拱法
(2)当边坡稳定性差,但拱脚承载力较好,能保证拱圈稳定时,可采用先拱后墙法。
(3)半路堑式明洞施工时.可采用墙拱交替法,且宜先做外侧边墙,继作拱圈,再做内侧边墙。
(4)当路堑式明洞拱脚地层松软,不能采用先拱后墙法施工时,可用跳槽法。
(5)具备机具条件时,可采用拱墙整体浇筑。
3、浅埋段工程
(1).优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法。
围岩完整性较好时,可采用多台阶法。
严禁采用全断面法开挖。
(2).开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。
(3).锚喷支护或构件支撑,应尽量靠近开挖面,其距离应小于l倍洞跨。
(4).浅埋段的地质条件很差时,宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助方法施工。
寒区山岭公路隧道设计随着现代化建设的步伐不断加快,越来越多的公路进入了寒区山岭地带,越来越多的隧道应运而生。
寒区山岭公路隧道的设计对于公路的可行性和可持续性贡献着极大的作用。
一、选址与调查寒区山岭地带主要指气温较低而常年保持雪冰覆盖的区域,山路崎岖、不平整,为设计带来了极大的挑战。
因此,在寒区山岭公路隧道设计的过程中,选址和调查是至关重要的。
首先需要考虑的是隧道是否能够达到预期设计要求,其中包括通行能力、安全性、功能性等方面。
然后要考虑隧道的位置是否符合全局规划,以及对周围环境造成的影响是否可接受,以确保项目的可持续发展。
在选址的基础上,隧道设计师会进行详细的调查,了解周围地形、地质、水文等情况,从而确定设计方案、施工方法和材料等方面的问题。
二、设计和施工在进行寒区山岭公路隧道设计时,设计师不仅需要考虑车辆通行,还要考虑气候和山体地质等多方面因素。
因为寒区山岭地带的地质状况复杂,常常出现岩层断裂、水土流失等现象,而气候多变更是增加了设计与施工难度。
因此,在设计和施工的过程中,需要精心规划,遵循科学方法,灵活应对各种问题。
而施工方面,需要根据盾构、钻孔法等多种方法进行,以便更好地适应隧道设计的地质条件和局部情况。
此外,在隧道设计中还需要考虑到施工后的维护与管理问题,特别是在寒区山岭地带。
因为这些区域气候条件较差,每年的冬季都会遭遇极端寒冷的天气,这将严重影响隧道的使用寿命和维护成本。
因此,在设计时就应该考虑到公路隧道的考虑,以确保公路能够正常运营,同时保护地方生态环境。
三、隧道的安全管理寒区山岭地带气候多变,易受自然灾害影响,因此,隧道的安全管理尤为重要。
首先,隧道必须要有严格的安全规定,如限速、禁止拥堵、加强警示标志等措施。
其次,路面的维护和清洁也是非常必要的,以确保路面干燥,防止冰雪等道路经常出现的隐患,同时采取必要的安全措施,以便处理突发事件。
同时,建设、维护寒区山岭公路隧道还需要完善的技术人员培训和管理体系。
寒区山岭公路隧道设计研究摘要:随着我国道路交通事业的良好发展,寒区山岭公路隧道工程日益增多。
寒区山岭公路隧道工程面临着复杂的地质状况和地形条件,且深受冻融影响。
为有效保障寒区山岭公路隧道施工建设质量,要加强对寒区山岭公路隧道的设计研究。
本文结合相关工程案例,探究了寒区山岭公路隧道设计,以期为寒区山岭公路隧道工程设计建设提供借鉴。
关键词:寒区山岭;公路隧道;设计前言:当前,我国公路隧道工程施工技术日趋成熟,寒区山岭公路隧道工程项目也日益增多。
寒区山岭公路隧道设计涉及诸多复杂因素,存在相对较大的设计难度。
因此,在寒区山岭公路隧道设计过程中,要深入考察寒区山岭的地质状况和地形条件,结合寒区山岭公路隧道的具体要求,把握各项设计要点,对寒区山岭公路隧道进行科学设计。
一、案例工程概况某寒区山岭公路隧道采用分离式双洞以及双向四车道,隧道左洞长970米,隧道右洞长940米。
该隧道洞身主要为花岗岩岩性,隧道洞身具有108米的最大埋深。
该隧道工程隧址地质构造复杂,地表属于第四系冲击层,其厚度在3米到10米范围之内。
基岩为呈现出不同程度风化的花岗岩。
该隧道工程所经区域具有丰富的水系河流,且分布有大量的沼泽湿地,地表积水较多,且呈现出较高的地下水位。
该隧道工程隧址属于季节性的冻土区,平均最大洞深为2.3米。
二、寒区山岭公路隧道设计1、隧道平纵面设计遵循隧道工程路线相应的总体布设相关要求,对隧道平面进行设计,同时,要充分考虑隧道工程施工的便利性,并强化隧道通风以及日常管理,采用直线对隧道洞身平面线进行设计,使其与洞外接线保持良好的一致性,有效保障隧道路线安全、协调的整体布设,满足隧道工程的功能要求[1]。
案例工程中,左线及右线隧道相应的纵断面均对人字坡进行采用,其中左洞为1.2%/1270m接—2.65%/760m,其凸曲线半径R为17142.857m;右洞为1.2%/1280m接—2.45%/760m,其凸曲线半径R为17534.247m。
浅谈山岭公路隧道设计摘要本文通过对沪蓉西高速公路几座隧道的研究和总结,从线型要求、结构形式、洞门设计等方面对隧道设计进行了探讨。
关键词:线型要求结构形式洞门设计1、前言随着我国经济建设重点逐步向中西部转移,高速公路作为交通基础设施建设中的重点,为了适应地形、地质条件,克服展线高差,缩短线路里程,保护生态环境,出现了一些穿越大山的特长隧道和隧道群,合理设计隧道线形、隧道形式及隧道洞门,对保护生态环境,降低工程造价有积极意义。
2、公路隧道线形设计2.1隧道洞内平面线形公路隧道平面线形一般设计为直线,有利于隧道的排水、施工、通风,但山区高速公路由于受地形、地质条件的限制,隧道内设置平曲线往往不可避免,特别在洞口地段,有利于降低车行速度和保证行车安全,考虑到司机人员在隧道内的墙效应,行车视距相对于隧道外受到了较大的限制(图1)。
表1为隧道内几种小半径平曲线的车辆视距情况:表1 隧道内几种小半径车辆行车视距表从表1可以看出,隧道内设置小半径的平曲线应慎重:车速80km/h时平曲线半径不应小于500m,车速100km/h时平曲线半径不应小于800m。
合适的平面线形可以确保行车安全,还可以避开不良地质灾害的影响。
2.2隧道纵面线形隧道纵坡主要是受通风条件及行车舒适性等因素控制的,对于长大隧道而言,隧道的通风量一般与隧道纵坡的平方级数是成正比的,因此从洞内卫生条件分析,隧道的纵坡以小为宜,过大的上坡,汽车排出有害气体和烟雾增加;过大的下坡,将产生较多的交通事故,建议对长度大于2km的隧道纵坡控制在2.0%~2.5%以下;对于1000m以下的山区公路隧道,纵坡条件可适当放宽。
为保证隧道内行车在纵面上有较好的行车视距,隧道的竖曲线半径宜大于规范要求的最小值,采用同向纵坡的凹型曲线是较合适的,但是隧道内的变坡点不宜过多,且竖曲线之间应保证有一定长度的直坡段,以满足行车视距要求。
2.3隧道洞口的平纵线形隧道洞口两端路基的平、纵面线形应与隧道内洞口的平纵面线形有一段距离保持一致,距离较小时,由于高等级公路车速较快,车辆进出隧道往往使司机在方向上反映不及时,出现交通安全事故,同时在适应光线的快速变化时,容易产生感官的错觉,诱发潜在的危险,因此隧道洞口段应采用直线段或采用同一半径的平曲线。
山岭隧道设计时的主要洞门及支护形式分析发表时间:2018-07-16T15:11:47.567Z 来源:《防护工程》2018年第6期作者:林世刚[导读] 通过对其进行的分析结果,将其优劣明确,从而为今后山岭隧道工程建设提供参考,提升其整体质量。
中铁隧道勘测设计院有限公司天津 300133 摘要:山岭隧道是地下通道的一种,通过利用山体空间将工程构筑物埋置于山体中内部,设计给交通或者其他用途使用。
由于山岭隧道设计计算过程较为复杂,不仅需要考虑山体自身因素,也需要考虑施工因素,致使设计过程出现诸多难点,影响山岭隧道工程正常施工。
在山岭隧道工程中,核心在于主要洞门及支护形式。
笔者通过对山岭隧道主要洞门及支护形式进行分析,并根据分析结果选择出合适的洞门及支护形式,为山岭隧道设计计算提供重要参考。
关键字:山岭隧道;设计;洞门;支护形式引言:山岭隧道作为交通体系中重要的一环,通过从山体中建立隧道来是实现穿山越岭的目的,供汽车行驶大幅度减少行距离。
据了解,我国早在公元66年便已采用火烧水浇的方式开凿了第一条穿山通车隧道,并命名为“石门”,内壁宽度及高度皆在4米以上。
而自1890年在台湾修建第一条狮球岭隧道之后,拉开了我国山岭隧道修建史的序幕。
随着科技水平及时代不断发展,目前我国的隧道修建技术已经得到了飞速提升,俨然成为世界上隧道数量最多、技术发展最快、地质条件及隧道结构形式最复杂的国家,是引领隧道修建技术的世界强国。
一、山岭隧道设计研究的意义近年来,随着我国经济质量及人口数量高速增长,社会及大众对于交通设施的需求大幅度提升[1]。
国家为了满足大众对交通设施的需求、两地的交通来看,而逐渐提升对于山岭隧道工程建设的重视,通过山岭隧道的建立实现两地文化交流、经济发展、方便交通等目的。
而且,由于我国有着广袤的国土,其中大大小小的山岭众多,山地、丘陵、高原等均有着较大的面积,严重限制着该地区的经济发展。
高速及铁路的修建多数均需要穿过山岭地区,而修建盘山公路不仅成本高、工期长,并不能提升两地的交通。
山岭公路隧道洞口设计初探作者:周斌, 张瑞, 仇文革作者单位:周斌,仇文革(西南交通大学,四川成都,610031), 张瑞(中交第二公路勘察设计研究院,湖北武汉,430000)刊名:四川建筑英文刊名:SICHUAN ARCHITECTURE年,卷(期):2009,29(4)引用次数:0次1.JTG D70-2004.公路隧道设计规范2.JTJ 042-94.公路隧道施工技术规范3.关宝树隧道工程设计要点集 20031.会议论文朱正旺浅埋、偏压及残坡积地质条件下的隧道洞口段施工2008在山区修建高速公路隧道的过程中,经常会遇到一些不良地质段的隧道施工,尤其是隧道洞口段,很多都是浅埋、偏压段,且地质条件比较复杂.在施工过程中,处理不好就容易发生塌方、支撑变形及衬砌开裂等现象,严重影响到施工进度、质量及安全,甚至对后期运营都造成一定的安全隐患.结合镇宁至胜境关高速公路第25合同段普安2号隧道右线进口段施工,对浅埋、偏压及残坡积地质条件下的隧道洞口段施工提出相应的加固措施,顺利通过该地质段.2.期刊论文贾玲利.赵东平.Jia Lingli.Zhao Dongping隧道洞口景观现状及发展趋势研究-土木工程学报2008,41(1)通过文献收集与分析,明确隧道洞口景观的概念,阐述欧美、日本等国在隧道洞口景观领域的研究现状.重点归纳目前我国隧道洞口景观的研究主要集中在设计原则与设计方法、美学、绿化、计算机辅助设计、景观评价等方面.根据各主要数据库的发表文章数量统计分析得知,在隧道洞口景观研究领域有48%的研究成果侧重于设计原则和设计方法,有关美学和绿化方面的研究成果均各占18%,而景观评价方面的研究成果仅占4%,这说明在隧道洞口景观评价方面的研究还有较大的发展空间.近年来,隧道洞口景观方面研究的成果总体上呈上升趋势.在分析研究现状基础上,提出隧道洞口景观应包括结构的合理性、形象设计的艺术性、生态环境的可持续性等多种内容.研究结果表明,隧道洞口景观未来的发展将趋向于注重环境问题、无洞门的洞口设计、全线隧道整体的Ⅵ设计、跨学科合作等方面.3.期刊论文吴荣锋.WU Rong-feng隧道洞口施工技术-铁道工程学报2008(11)研究目的:隧道洞口段施工是整个隧道工程施工的关键.针对隧道洞口的特点,如何做到超前思维,制定出切实可行的进洞施工方案,使其既能减少隧道洞口边坡开挖和防护工程量,又能维护洞口的原生植被,同时也能加快洞口段的施工进度,确保施工安全,对此进行施工技术研究.研究结果:隧道洞口施工应根据现场地形、地质、水文条件,从环保角度出发,制定出科学合理的进洞方案,采用合理的施工技术、方法和步骤开展施工.本文阐述的隧道大跨施工应选择变大跨为小跨的施工方法(如CD法、CRD法等)和辅助施工方法(如环形开挖留核心土法、前置式洞口工法等),有效地解决了隧道洞口施工的安全隐患和环保问题.4.学位论文叶四桥隧道洞口段落石灾害研究与防治2008本文以隧道洞口区段落石灾害为研究对象,在国家自然科学基金(编号:50678182)的资助下,以隧道洞口段落石灾害有效防治为目标,系统进行了落石运动影响因子现场试验,隧道洞口落石危险性分级和风险决策,落石运动路径与运动特性参数计算,落石冲击力计算和落石灾害威胁地段隧道洞口段布置与灾害防治等研究,取得了以下研究成果: (1)通过不同质量、不同形状落石现场试验发现,落石于坡面的运动模式以弹跳和滚动为主,仅在少数落石起始和停止运动阶段有小段滑动情形,且越接近球形该规律越明显。
不同形状落石中,球形、方形和短柱状落石在运动过程中会有更大的威胁范围、运动速度和弹跳能力,相应的长方形和片状落石最差,且长径比越大、长细比越大,扁度越大则运动能力越差。
不管何种形状及质量大小的落石,在运动可达范围、弹跳高度、横向偏移、运动速度等方面均表现出了极大的随机性,且质量越小随机性越明显。
从落石运动模态和运动能力来看,短柱状落石基本能够反映方形、球形落石运动特征,而长柱状落石运动特征与长方形落石相仿,但不管何种形状落石,坡表的碰撞阶段会急剧改变落石运动路径与模式。
从落石运动偏移比来看,试验所得结果较已有建议值0.1要大,但均在0.3以内,96%的落石偏移比在0.25以内,89%的落石偏移比在0.2以内,偏移比在0.1以内的约占57%。
(2)鉴于落石运动的随机性特征,以及隧道洞口段落石灾害防治决策的需要,建立了隧道洞口段落石灾害危险性分级系统。
将隧道洞口段落石灾害危险性以危岩崩落的可能性、崩落后落石到达隧道洞口区域的可能性和致灾能力,以及危害严重性等三个方面进行评价,建立了经验性量化评分系统,将隧道洞口发生落石灾害的危险性等级分为一至四级,一级为隧道洞口受落石灾害威胁最为严重状态,而四级为不受落石灾害威胁状态。
(3)通过假定落石为均质圆柱体,将落石于坡表的运动归结为飞行、碰撞和滚动三种模式,以运动学和动力学有关原理来表达各种运动模式下落石运动路径及运动特性参数(弹跳高度、运动速度、总动能等)。
并以法向(en)、切向恢复系数(et)和滚动摩擦系数(μ)等敏感参数的区间变动取值,通过多次计算来反映落石运动随机性特点对落石运动路径及运动特性参数的影响,得到运动特性参数计算结果相应的随机变动区间,并通过统计分析得到不同危险性等级落石防治所需代表参数。
建议对于一级落石灾害危险性等级隧道洞口可取相应多次计算结果最不利值作为落石灾害防治依据,对于二级隧道洞口,可取95%保证率参数作为设计依据,对于三级隧道洞口可取计算参数平均值控制设计。
(4)落石威胁区域的确定是进行隧道洞口布置、用地规划和防治结构布置的依据。
威胁区域可在计算得到落石二维威胁区间后,通过偏移比指标划定落石三维的威胁范围,建议对于一级落石灾害危险性等级隧道洞口,可取偏移比为0.3控制落石横向威胁范围,对于二级洞口可取偏移比为0.25,相应三级洞口可取偏移比为0.2。
(5)基于落石冲击过程冲量变化原理,考虑冲击过程中重力项、反弹效应对冲击力的影响,通过有关试验实测数据、不同计算公式对比分析和三维冲击动力数值模拟,并以冲击力放大系数建立平均冲击力和最大冲击力之间的联系,建立了适用于不同冲击速度、不同缓冲土层厚度、不同冲击角度的落石冲击力计算方法,为明洞、棚洞落石冲击力作用下的结构计算提供荷载依据。
冲击力计算和比较分析表明,落石冲击角度越小相应冲击力也越小,缓冲土层越厚,不仅计算得到的冲击力越小,而且扩散之后的分布荷载更小,但过大的厚度会增加覆土自重,且仅通过增加缓冲层厚度来抵抗落石冲击作用,对于大尺寸落石防护而言效果不明显,实际工程中,需要依据落石尺寸、冲击力计算结果和洞口结构特征进行优选。
冲击力作用的最不利位置对于明洞而言为拱顶或拱腰,而对于棚洞结构通常为跨中。
(6)明洞和棚洞既可是隧道进出口结构,也可是线状工程落石灾害防治技术手段,对于落石威胁地段隧道洞口,应在落石灾害威胁区域预测、落石计算的基础上优化布置,可在抗落石冲击设计的前提下以棚洞和明洞结构直接通过落石威胁区域,或者在主动防治落石、被动拦截落石确保安全的前提下,按一般隧道洞口布置即可。
主动防治技术适用于勘察确定的危岩体、以及大型崩塌体的治理;被动防护系统可作为主动防治技术的补充,也可单独用来防治小型的、易发生漏勘漏治的或多点、线状、面状分布落石,以被动防护系统自身拦截能力为原则。
拦石网和半刚性拦石墙是两种较优的被动防治技术手段,隧道洞口、拦石网和半刚性拦石墙的布设可依据5.期刊论文关向群隧道洞口景观设计研究-土木工程学报2003,36(10)隧道洞口景观设计是隧道设计技术的重要发展,是实现"国土绿化生态工程"的重大技术措施之一.本文针对典型的隧道洞口类型,探讨了隧道洞口景观设计中几个问题,如典型洞口的类型划分、实用的设计手法等.并对设计手法中2个关键问题--不同类型洞口的景观设计参数和隧道洞口数据库进行了研究.提出了洞口景观设计的基本原则、景观设计的心理学评价方法以及目前隧道洞口设计的发展趋势等.6.会议论文周德培隧道洞口绿化设计及工程实例2006目前工程界越来越重视隧道洞口边、仰坡和洞门区域的植被恢复与绿化设计,隧道洞口设计不能像过去一样仅仅做单一的结构设计,必须将隧道洞门结构设计和绿化设计有机结合起来.本文从隧道洞口绿化设计的一般原则、绿化设计模式以及与洞门结构相适应的绿化方法和景观效果等方面,研究隧道洞口段绿化设计方法.提出洞门结构设计和景观效果设计如何有机结合的原则,总结出隧道洞口绿化设计的总体模式,包括洞门位置选择、洞口结构设计、绿化方法优选、边、仰坡的稳定性分析、景观效果设计等内容.除了考虑植被效果外,还要考虑隧道所在地的环境和意境的协调以及人文景观的设计并给出了工程设计实例.可为工程界做好隧道洞口段的绿化设计提供参考.7.会议论文韩斌郎川路隧道洞口景观设计方法探讨2005隧道洞口是隧道的门户,在隧道工程中有着很重要的地位.随着社会对土木工程结构物(隧道、桥梁等)的要求越来越高,使得景观设计成为隧道结构物设计的重要内容之一.目前,景观设计的概念虽已引入到隧道洞口设计中,但有些隧道洞门仍采用结构单一,形式呆板的洞门.本文以国道213线郎川公路的四座隧道为例,探讨隧道洞口景观设计的方法,以期能为隧道洞口景观设计提供参考.8.学位论文林尔姬隧道洞口景观多媒体数据库的编制2007隧道洞口景观数据库的编制,是隧道洞口景观设计实用方法的重要部分和关键问题。
建立一个内容丰富、表现手法直观、使用方便的洞口景观数据库,既可为今后的实用设计提供参考实例,还为洞口景观设计的理论研究提供依据。
本文的主要内容是建立一个隧道洞口景观多媒体数据库。
首先,从工程学的角度介绍了隧道洞口结构进行分类,并运用景观美学的基本理论对洞口结构的景观要素进行分析,确定了洞口主要景观要素包括洞口环境、洞口类型、洞门形式、边仰坡、铭牌的设计、材料、挡墙或端墙饰面的设计、洞间地带、灯饰的设置等。
在此基础上利用Microsoft SQL Server 2000作为数据库管理系统、Visual Basic 6.0为系统编程工具,建立隧道洞口景观多媒体数据库。
此数据库包含了山岭隧道洞口、下穿隧道洞口及城市地下空间出入口三大部分的内容,运用了图片和视频动画作为景观样本的主要表现手段,其主要功能包括数据库的查询、数据管理以及景观评价。
最后,通过对数据库的景观样本的分析,得出了各种隧道洞口形式在景观设计中的一些特点。
在洞口山体地形比较平缓的情况下,宜选用正削竹式洞门;而在洞口山体较为陡峭且地质条件较差时,宜采用逆削竹式。
隧道与路堑相连时,采用正切加弧形挡墙,表现得简洁大方。