公路隧道的设计与施工60页

公路隧道结构数值模拟研究
※ 隧道结构特性研究 ※ 隧道结构设计验算 ※ 施工对结构的影响 ※ 结构/施工优化设计
中导正洞全断面法支护结构σ1、σ3变化过程
4 锚杆应力
三导洞法锚杆轴应力变化过程
中墙σ1等值线图
中墙水平位移等值线图
双连拱隧道施工过程的空间分析
计算结果与分析
开挖面空间效应等效应力云图
元件的灵敏度、持久性不够。
第二部分 公路隧道的设计
1、现行的相关规范
（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） （2）《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-9） （3）《公路隧道养护技术规范》(JTGHl2-200 3) （4）《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94) （5）《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98) （6）《公路隧道勘测规程》》(JTJ063-85)
中隔墙变形及稳定性分析
左侧回填时中墙变形
左侧不回填时中墙变形
斜井底部五个交叉口施工完毕后对整 个交叉段的稳定性产生较大的影响。
隧道的防排水设计--方案二
洞口范围的边、仰坡后的截水沟
5、公路隧道的通风设计
5.1 汽车排污量的计算 交通量的增长与排污水平的降低。
5.2 长大公路隧道的卫生标准及需风量 卫生标准；坡度系数；折价系数；阻塞长度。
规范的应用 原则执行，局部突破，专题研究，自主创新。
2、公路隧道线形的设计
（1）平面曲线
建设标准、建设长度、洞口两端的接线、隧道进 出口与沟谷的相对关系、单双洞方案、通风斜（竖） 井的位置、隧道的结构形式、施工方案、有无通斜 （竖）井、地面的风机房场地等。
曲线的选择，避开不良地质，增加运行的安全性， 减少“明洞”效应，降低洞口基础亮度，减少洞口的 刷坡量。
反向 工况 速度 云图
反向工 况出口 速度云 图
同向 工况 出口 速度 云图
同向 工况 入口 速度 云图
反向工 况入口 速度云 图
左线2＃ 竖井排 风道压 力云图
左线2＃ 竖井排 风道摩 阻系数 云图
自然风Vn＝3.0m/s,送、排风口H=5m,L=50m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图
3. 施工问题
⑴承包商低价抢标，中标后则暗地里转包，或者在施 工过程中偷工减料，或者人为造成围岩破碎的现象 或者制造塌方事故，要求工程变更，给隧道工程建 设的管理带来极大的困难。
⑵承包商不能严格按照新奥法的要求进行施工，对隧 道施工过程中的监控量测，通常在洞口段和出现问 题时尚能认真实施，但在洞内和施工顺利时则流于 形式。设计单位由于技术和管理方面的原因，真正 做到动态反馈设计的很少。
⑶施工质量检测的内容不系统，方法不明确，质量评 价体系没有完整建立。
⑷施工过程中围岩变更争议较大，没有一套科学规范 的管理办法。
4. 运营问题
⑴主管部门重建设，轻管理。 ⑵没有系统的长大隧道运营管理行业标准，甚
至有的隧道没有基本的管理手册。 ⑶隧道运营管理粗放，不科学，造成很大浪费。 ⑷没有统一的长大公路隧道安全等级。 ⑸国内许多长大公路隧道没有制定防灾救灾预案。 ⑹隧道运营监控的软硬件接口存在问题，检测
自然风Vn＝0, 出、入口H=50m,L=40m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图
图
左右洞施工的相互影响
右洞开挖对左洞沉降的影响
σ1（MPa）
σ3（MPa）
-3 -2 -1 0 1 2 3
-0.19
-0.23 开挖面距C点的距离（B）
-3 -2 -1 0 1 2 3 -1.48 -1.5
-1.52 -1.54
-1.56 -1.58 开挖面距B点的距离（B）
左洞开挖对A点σ1的影响 左洞开挖对A点σ3的影响
风机房的设计
※ 地上风机房 优点：空间大、环境好、结构简单 缺点：输电线长、交通远、雪线、寂寞
※ 地下风机房 优点：输电线短、交通近、无雪线 缺点：空间小、环境差、结构复杂wk.baidu.com
VDSHT简介
隧道需风量计算界面
同向 工况 速度 云图
反向 工况 速度 云图
出口 速度 云图
入口
速度 云图
同向 工况 速度 云图
（2）竖向曲线
通风的压差效应；通风的阻力，需风量的计算； 设计的行车速度；运行的安全。
3、公路隧道的结构设计
设计的方法
⊙ 工程类比法为主 ⊙ 辅助以结构数值分析法 ⊙ 辅助以实验方法
公路隧道新奥法设计典型支护结构图
4 几个具体问题
⊙ 断面形状：曲墙、三心、五心、拱脚 ⊙ 超前支护：导管、大管棚 ⊙ 钢性支撑：钢格栅、钢拱架 ⊙ 预留变形：规范、实际现场监控量测
公路隧道的设计与施工
第一部分 中国公路隧道建设存在的问题
1.建设管理问题
⑴大型隧道建设项目的前期论证不充分，工可研究不 深入，争建全国第一甚至亚洲第一长隧道。
⑵业主单位对工程前期的地质勘查投入不够，急促上 马，给后续的工程建设带来很大的麻烦。
⑶公路隧道建设项目招投标过程中没有真正贯彻“风 险共担”的原则。
⑵有的勘察单位技术力量或者资质不够，但由于区域 利益原因也参与隧道工程地质勘察，结果造成地质 勘察不到位，工作不深入，资料不齐全。边设计， 边勘察现象屡有发生，甚至出现无勘察资料盲目进 行初步设计的情况。
⑶对公路隧道建设中的关键技术，如深竖井施工技术、 通风细部参数、运营监控设施、防灾救灾预案等研 究系统深入程度不够，造成后期工程建设管理的困 难，甚至造成很大的浪费。
⑷大型公路隧道的没有勘察设计监理制度。
⑸业主和监理不是真正的合同关系，业主代替了监理， FDIC条款不能完贯彻。
⑹没有合理工期。
⑺勘查、设计收费计算方法不科学。
⑻竣工验收方法可操作性差，评价不科学。
2. 技术问题
⑴由于时间紧，隧道设计形式上是新奥法，但并不深 入仔细研究要设计隧道的围岩地质特点，千篇一律 凭经验套图设计，致使开挖后出现施工方法不适应 或者变更较多。
5.3 通风方式的选择及通风方案的初选 5.4 防火救灾时的通风 5.5 通风方案的优化
通风方式
※ 全射流通风（Jet fans)
※ 纵向(Longitudinal type )
○ 集中排出式
○ 集中送入式
○ 多竖井送、排式
※ 纵向－半横向混合式(Mix type)
※ 纵向－横向混合式(Mix type)