分岔式隧道设计施工的关键技术研究

2022-09-20

1 施工过程分析

某分岔隧道施工处于某山区, 该地域地貌呈现崎岖不平, 从连拱段到小净距段埋深不断增大;并且左洞的方向地面的标高通常都是大于右洞的方向。隧道最大埋深179.35m, 最小埋深78.35m, 偏压比较厉害, 通常可以认为该隧道当中的左右洞室在开挖中能够错开一定的距离, 需要将其控制在3D, 同时还需要按照实际的测量结果对其进行调整, 以此实现围岩变形的稳定, 这样才能够对于后续的洞室进行施工。

1.1 左右两洞开挖面合理间距

先开挖左洞后再开挖右洞, 随着右洞的开挖推进, 左洞拱顶也逐渐下降。右洞进尺12m时, 左洞在相同进尺的断面上的拱顶位移为0.42mm;当右洞进尺36m时, 左洞在相同进尺的断面上的拱顶位移为0.58mm;而左洞进尺4m位置的位移己达0.84mm。

先开挖右洞后再开挖左洞, 随着左洞的开挖推进, 右洞拱顶也逐渐下降。左洞进尺12m时, 右洞在相同进尺的断面上的拱顶位移为0.24mm;当左洞进尺36m时, 右洞在相同进尺的断面上的拱顶位移为0.39mm;而左洞进尺4m位置的位移已达0.52mm。由此可知, 右洞开挖面距离左洞监测断面的距离越长, 左洞该监测断面的位移所受右洞的影响越小。左洞监测断面距离右洞开挖面32m以上时, 所受的影响已经较小。

1.2 施工工序确定

分岔隧道中墙的稳定性是研究的重点, 左洞超前右洞在实际的开挖当中其开挖方式所导致的连拱段和小净距段隧道的中墙内产生的损伤区域和屈服区域相比左洞超前二十米, 左洞超前在处于三十二米时其中墙所产生的损伤以及屈服都能够降低。连拱段中墙右侧的屈服区较左侧大。对于小净距段隧道来讲其在和中墙比较近的区域所产生的损害以及屈服是最大的, 因此在这当中对于这个区域;来讲也是最为危险的区域。因此需要加强相关的支护。对于右洞超前左洞在实际的开挖当中所采用的方式所造成的连拱段和小净距段隧道的中墙内产生的损伤区域和屈服区域相比右洞超前二十米, 右洞超前32m时中墙的损伤区域和屈服区域都减少了。连拱段中墙两侧的屈服区相差不大。对于小净距段隧道来讲其在和中墙比较近的区域所产生的损害以及屈服是最大的, 因此在这当中对于这个区域;来讲也是最为危险的区域。这就需要对支护加强重视。

综合分析, 左右洞同步开挖的方式对于隧道的稳定性较为有利。

2 分岔式隧道优化设计

2.1 整体线形优化设计

分岔隧道的平面线性设计当中需要按照相关的规定进行, 在这个过程当中, 对于单侧隧道的线性能够应用直线—回旋线——圆曲线——回旋线——直线的方式实施组合。对于两侧隧道的平面线性通常需要按照实际的地质情况以及不对称的方式进行设计, 在一定程度上能够有效的满足线路要求的状况下, 需要将左右两侧的隧道夹角进行加大, 在其中选择比较小的圆曲线半径, 这就能够确保中墙宽度加大, 同时还需要尽量确保连拱段和小间距段的长度能够有效的降低, 这对于隧道的稳定性有着重要的作用。

通过对中墙型式的技术经济比较。两种不同中墙形式连拱隧道计算结果表明, 在相同地质条件和围岩力学参数相同的条件下, 整体直中墙隧道的整体稳定性要远远好于分层曲中墙。

2.2 分岔隧道设计建议

对于该分岔隧道来讲, 其在实际的设计中对于其开挖方式定义为:对分布开挖方式其主要有效的应用到大拱段的实际开挖中, 连拱段和小净距段设计中采用了上下台阶留核心土法开挖, 由于该设计当中对于开挖方式的设计比较多, 对于快速施工就很难实现, 同时还因为开挖的步骤以及工序比较多, 对于围岩会产生一定的扰动, 这对于围岩的稳定性非常的不利。连拱段和小净距段隧道设计的开挖方式都是先开挖右洞, 后开挖左洞, 然后左右隧洞同时开挖。隧道的支护设计为:大拱段开挖后采用锚网喷支护, 并施作二次衬砌和中墙;连拱段采用锚网喷、二次衬砌和混凝土中墙支护。

首先, 在轴向当中, 可以应用左洞超前三十二米, 在进行同步开挖过程当中, 对于断面当中的开挖, 大拱段在实际的开挖当中可以应用上下台阶方式来实施, 在这当中相对于连拱段以及小净距段来讲其主要就是在隧道的开挖中采用台阶方式或者应用全断面的方式实施开挖。其次, 在大拱段的实际支护当中主要就是对于中墙的施工进行了取消, 这样就能够节省实际的投资, 从而确保施工进度的提升。第三, 对于连拱段的隧道其中的拱肩往往很容易造成破坏, 因此就需要强化拱肩的锚杆支护施工, 这样在一定意义上能够将锚杆数量有效减小;加强中墙上部中的岩体实施有效的支护, 特别是需要加强对于直中墙的上部和底部、曲中墙的上部的配筋。第四, 加强对于小净距段的中墙在实际的支护当中的重视程度, 在这当中可以应用预应力来实现中墙侧压力的提升。相对于靠近连拱段的小净距段隧道, 需要重点进行支护。

3 结语

随着社会经济的不断深入, 出于地形条件的限制和减少工程造价的考虑, 大部分隧道在实际的施工当中对于相对于实际的隧道在出口位置基本上都是应用分岔的方式, 相对来讲分岔隧道其主要就是由大拱段、连拱段、小净距段和分离段所组成, 在实际的设计以及施工当中通常都是非常的复杂, 本文主要就对分岔隧道设计施工中的关键技术进行分析和探讨。

摘要：随着我国铁路运输行业的不断发展, 铁路工程行业近些年也得到了不断的进步, 铁路工程隧道修建技术逐渐成为工程领域的研究重点之。在隧道修建中现阶段主要加强了对于长大隧道以及超大断面隧道等技术的发展和研究。目前, 在铁路隧道中, 对于一些高速铁路来讲, 越来越多地采用分岔式隧道的形式, 因此本文主要就对分岔式隧道设计施工的关键技术进行分析和探讨。

关键词：分岔式隧道,设计施工,关键技术