高速公路扩建工程隧道扩建技术报告

D16 D17 D18 D19 D20
开挖步
开挖步
靠近原隧道侧位移随开挖步的变化曲线
扩挖侧拱肩位移随开挖步的变化曲线
结论：
围岩位移：靠近原隧道侧水平位移 > 扩挖侧水平位移 靠近原隧道侧拱肩位移 < 扩挖侧拱肩位移 围岩位移总体表现出不对称性，和计算结果一致
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初 支护类型 C25喷射砼 厚度(cm)
重庆机场高速公路
23
8
2009.1
2011 4
隧道改扩建概况
扩建原因: 隧道建造年代久远老旧
遭受外力作用，需要维修补强或改建
运营或使用阶段需要而改建 分阶段施工
5
国外 : 日本北九州国道高速4号线 大藏隧道原位扩挖，2改3
Existing tunnel and cross-section of widening work
○500/70
工20b 钢格栅
55
55
○500/70
工20b 钢格栅
55
55
○500/70
工20b 钢格栅
55
55
沉降值(mm)
现场测试
-10 -15 -20 -25 -30 100415 ZK459+790-1 ZK459+790-4 ZK459+790-6 100430 100515 100530 100614 100629
周围扩建 15
位移
应力
结论:
从围岩位移、应力、塑性区、
施工方案、接线道路等方面 综合对比分析，为大帽山隧
塑性区
道制定了单侧原位扩建的方 案。
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扩建成小净距隧道群：五种扩建方案
方案一
方案二
方案三
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扩建成小净距隧道群：五种扩建方案
方案四
方案五
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根据以上分析，结合原两车道隧道中夹岩间距的大小、接线、隧
道扩建之间的相互影响，制定了以下隧道的扩建型式，供实际工
程参考和选用。4类
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20
21
2、隧道扩建围岩变形特 性及施工力学研究
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原位扩建隧道围岩变形及力学特性研究
数值计算
新建和原位扩建 四车道隧道对比 分析：
数值计算 模型试验 指导设计 现场测试验证
竖向位移(新建) 竖向位移(扩建)
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福建省交通科技发展项目
技 术 报 告
福建省高速公路建设总指挥部
2012.12.20 · 海南
陈礼彪
1
提纲
1 扩建工程简介
2
3 4
国内外现状
主要研究工作 技术成果
5
6
创新点
建 议
2
--项目实施背景
福厦漳高速公路是国 家高速公路网规划 “二 纵”沈—海高速公路的重 要组成部分，也是海峡西 岸经济区“三纵八横三环 三十三联”高速公路网规 划的重要路段。它是连接 福建经济最发达的沿海各 地市的交通运输大动脉。
目前对小净距隧道的研
究已经取得了一定的成果， 但对在原有隧道旁新增隧道 形成四洞八车道小净距隧道 群的研究没有报道。
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提
1 3 4
纲
国内外现状 技术成果 创新点
2 主要研究工作
5
建
议
10
主要研究工作
隧道改扩建型式分析 隧道扩建围岩变形力学特性及动态施工力学研究
隧道扩建开挖方案及支护参数优化研究
几何模型
有限元网格
模型试验
0.16 0.14 0.12
位移（mm）
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
位移（mm）
D6 D7 D8 D9 D10
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
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我国主要改扩建高速公路
改扩建公路名称
沈阳～大连高速公路 上海～南京高速公路 泉州～厦门高速公路
里程(km)
348 230 81
改建Байду номын сангаас车道数
8 8 8
开工时间
2002.5 2003.6 2007.12
竣工时间
2004.9 2005.9 2010
郑州～洛阳高速公路
郑州～漯河高速公路 京津塘高速公路
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Transportation of protector into the tunnel
Top heading excavation
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特大断面隧道研究现状
四车道大断面公路隧道及类似地下工程建设情况（国内）
隧道名称 工程名 长度(m) 宽×高(m) 扁平率 规 模 建设概况 大阁山 隧道 贵州 城市隧道 496 22×18 0.4 韩家岭隧道 沈大高速改 建工程 521 23×13 0.56 单洞四车道 02.8～03.4 单洞四车道 万松岭 隧道 杭州西湖风 景区南线 818.99 17.8×12.0 龙头山 隧道 广州 东二环 1000 20.5×11 0.38 雅宝隧道 深圳 南坪快速 265 21.1×13.7 0.42 双洞八车道 04.12~05.10 临江门车站 隧道 重庆 轻轨 198 23×19 0.33 单拱 02.4～03.8 大坪车站隧 道 重庆 轻轨 198 23×18 0.35 单拱 02.4～03.10
期
支
护 钢 支 撑 型号 工20b 钢格栅 间距(cm)
二 次 拱墙钢筋 砼(cm) 55
衬 砌 仰拱钢筋 砼(cm) 55
φ 25锚杆 长度/间距(cm) ○500/70
设计施工
25 Z5-1 20 25 KZ5-1 20 25 Z5 20 25 KZ5 20
0 -5
60
60
50 50 80 80 70 70
隧道扩建室内模型试验研究
保通条件下特大断面隧道扩建合理爆破控制参数研究
隧道原位扩建设计施工技术
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主要研究方法
理论分析 数值模拟 模型试验
12
提
1 2 4 5
纲
国内外现状 主要研究工作 创新点 建 议
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3 技术成果
1、隧道改扩建型式分析
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原位扩建：三种扩建方案
单侧扩建
两侧扩建
132 143
8
8 8（6）
2005.12
2008.1 2008
2010.12
2010.12 2010
京港澳高速公路
连霍高速公路 梅观高速公路 广州～清远高速公路
137
119 19 58
8
8 8 8
2008.3
2008.12 2009 2009.11
2010.10
2011.12（预） 2011（预） 2013（预）
单洞四车 道
00.4～01.8
双洞八车 道
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深圳雅宝隧道
重庆轻轨车站
目前,我国四车道公路隧道修建不多，开展的研究工作 也不多，对在两车道隧道的基础上原位扩建成四车道公路 隧道的工程实践和研究工作，本工程是第一次
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小净距隧道研究现状
体现在四个方面:
室内模型试验 解析解 数值计算 实际工程