隧道群联络斜井方案确定与施工设计
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摘要
近年来,随着我国国民经济的快速发展,高速公路也得到了迅速的发展,全国高速公路网逐步完善,高速公路的建设逐渐向山区延伸。山区高速公路的建设由于设计要求和地形的限制,不可避免的要修建隧道工程。由于我国是一个多山的国家,隧道工程的施工体现了“长、快”的特点。隧道工程往往是高速公路建设中的关键环节,影响着整个工程的施工进度,因此对隧道的快速施工提出了迫切的要求,如何采用合理优化的隧道施工技术方案,达到安全快速施工的目的是当今隧道工程施工所要解决的关键问题。
论文以红沿河1-4号隧道为依托工程,在查阅大量国内外文献的基础上,开展了隧道群建设过程中的安全、快速问题——联络斜井方案的确定与施工设计工作;斜井或者竖井的设置不仅可以作为主隧道施工进料和出渣的通道,同时还可以增加主隧道施工的工作面,提高主隧道的施工效率,保证施工安全;四座隧道都由于没有进行二次衬砌支护而出现了不同程度的破坏,严重影响了主隧道的施工安全和工程的施工进度,为了保证隧道的施工安全,决定对隧道进行二次衬砌支护的施工,但由于隧道施工工作面较小,使得二次衬砌施工无法前后跟进施工;为此,研究对1-4号隧道增设斜井或者竖井方案来降低隧道的施工过程中的安全风险,加快隧道的施工进度;论文在深入分析隧道群区域工程地质条件勘察及其评价的基础上,开展了隧道群斜井方案施工设计、隧道群竖井方案施工设计和隧道群施工方案确定与控制研究。
本文分别通过对斜井和竖井方案施工设计,以及从经济因素、环境保护、施工因素等多方面对比分析,最终确定隧道群斜井方案施工设计。研究成果有效地解决了实际工程问题。
In recent years, with the rapid development of our economy, highway obtained a rapid development, national highway network, highway construction gradually outspread. Because of the mountainous area highway construction design requirements and topography, the inevitable restrictions to build a tunnel engineering. Because our country is a mountainous country, tunnel construction, embodies the characteristic of fast. Tunnel project is often the key link in the highway construction, affecting the whole construction progress, so the rapid construction of tunnel is put forward by pressing requirements, how to optimize the tunnel construction, achieve rapid construction safety of rapid construction purpose is today's tunnel key problems to be solved.
Taking the red river 1-4 tunnel, the project is based on the literatures, the tunnel construction process of safety, quick question -- contact with the construction of inclined scheme design work, The vertical shafts or set for tunnel construction is not only can feed and dregs channel, also can increase the tunnel construction, improve the working efficiency of the construction of the tunnel construction safety, Four tunnels are due to have the second lining supporting appeared different degree of destruction, serious impact on the main tunnel construction and engineering construction progress, in order to guarantee the safety of tunnel, decision support for the second lining of tunnel construction, but due to the tunnel construction, mining smaller before the second lining construction cannot follow construction, In this study, 1-4 tunnel portal or adding methods to reduce the vertical tunnel construction process of safety risk, quicken the construction progress of the tunnel, Based on analysis of tunnel engineering geological conditions of the regional survey and evaluation of the basis of the tunnel portal construction design scheme of tunnel construction scheme, the vertical design and construction scheme of tunnel control and research.
This paper through the portal and the shaft construction design scheme, and from the economic factors, environmental protection, construction of various factors, the final analysis of tunnel portal construction design scheme. Research work effectively resolve the practical engineering problems.
论文以红沿河1-4号隧道为依托工程,在查阅大量国内外文献的基础上,开展了隧道群建设过程中的安全、快速问题——联络斜井方案的确定与施工设计工作;斜井或者竖井的设置不仅可以作为主隧道施工进料和出渣的通道,同时还可以增加主隧道施工的工作面,提高主隧道的施工效率,保证施工安全;四座隧道都由于没有进行二次衬砌支护而出现了不同程度的破坏,严重影响了主隧道的施工安全和工程的施工进度,为了保证隧道的施工安全,决定对隧道进行二次衬砌支护的施工,但由于隧道施工工作面较小,使得二次衬砌施工无法前后跟进施工;为此,研究对1-4号隧道增设斜井或者竖井方案来降低隧道的施工过程中的安全风险,加快隧道的施工进度;论文在深入分析隧道群区域工程地质条件勘察及其评价的基础上,开展了隧道群斜井方案施工设计、隧道群竖井方案施工设计和隧道群施工方案确定与控制研究。
本文分别通过对斜井和竖井方案施工设计,以及从经济因素、环境保护、施工因素等多方面对比分析,最终确定隧道群斜井方案施工设计。研究成果有效地解决了实际工程问题。
In recent years, with the rapid development of our economy, highway obtained a rapid development, national highway network, highway construction gradually outspread. Because of the mountainous area highway construction design requirements and topography, the inevitable restrictions to build a tunnel engineering. Because our country is a mountainous country, tunnel construction, embodies the characteristic of fast. Tunnel project is often the key link in the highway construction, affecting the whole construction progress, so the rapid construction of tunnel is put forward by pressing requirements, how to optimize the tunnel construction, achieve rapid construction safety of rapid construction purpose is today's tunnel key problems to be solved.
Taking the red river 1-4 tunnel, the project is based on the literatures, the tunnel construction process of safety, quick question -- contact with the construction of inclined scheme design work, The vertical shafts or set for tunnel construction is not only can feed and dregs channel, also can increase the tunnel construction, improve the working efficiency of the construction of the tunnel construction safety, Four tunnels are due to have the second lining supporting appeared different degree of destruction, serious impact on the main tunnel construction and engineering construction progress, in order to guarantee the safety of tunnel, decision support for the second lining of tunnel construction, but due to the tunnel construction, mining smaller before the second lining construction cannot follow construction, In this study, 1-4 tunnel portal or adding methods to reduce the vertical tunnel construction process of safety risk, quicken the construction progress of the tunnel, Based on analysis of tunnel engineering geological conditions of the regional survey and evaluation of the basis of the tunnel portal construction design scheme of tunnel construction scheme, the vertical design and construction scheme of tunnel control and research.
This paper through the portal and the shaft construction design scheme, and from the economic factors, environmental protection, construction of various factors, the final analysis of tunnel portal construction design scheme. Research work effectively resolve the practical engineering problems.
引文
[1]城市建筑的未来与发展[N/OL]. http://www.co188.com/if _36161289_3.htm,2007-01-06/2009-01-04.
[2]李星平.隧道施工监控量测智能型信息管理与分析系统的研究.[重庆交通大学硕士学位论文].重庆.重庆交通大学,2008,26-27
[3]铁道部第二勘测设计院。铁路工程设计技术手册(隧道).北京.中国铁道部出版社。
[4]长大隧道斜井施工技术.铁道建筑.2009.6刊
[5]王飞,特长公路隧道斜竖井设计施工的关键技术.公路工程与运输,2008年第12期上
[6]周本敏,长大隧道快速施工的技术方案及经济评估研究.[天津大学工程硕士学位论文],2006年5月,3
[7]付国宏,7号斜井进正洞挑顶施工技术.乌鞘岭隧道论文专辑
[8]李杰,8号斜井及正洞施工通风设计.乌鞘岭隧道论文专辑
[9]容志勇,林海剑,长大斜井多工作面无轨运输技术.隧道/地下工程
[10]李智溢,公路隧道利用斜井快速施工组织研究.[长安大学硕士论文].2009年4月
[11]原郭兵,函谷关隧道斜井进入正洞施工方案.隧道/地下工程
[12]雷升祥,彭水隧道斜井优化设计与施工.隧道/地下工程
[13]陈光明,四人八垴公路隧道通风斜井设计.现代隧道技术。
[14]魏清华,羊角特长隧道通风理论研究与实际应用.[重庆交通学院硕士学位论文]。,2006年3月,1-8
[15]伍期建,王正延,周晓敏等,深表土斜井冻结设计和施工.地下空间.1995年3月
[16]窦忠孝,荀彪,彭万平,对乌鞘岭特长隧道斜井施工的思考.铁道工程学报2006年4月第2期
[17]刘蓓,拉日线铁路隧道运营通风研究.[西南交通大学硕士论文].2008年04月,1-7
[18]李老三,单拱四车道公路隧道斜井施工方法数值模拟与抗震响应研究.[中南大学硕士论文].2007年4月,23-25
[19]周学良,隧道围岩变形监测与围岩参数的反演分析.[合肥工业大学硕士论文].2007年5月,48-49
[20]李海洋,高速公路软弱围岩隧道大变形数值模拟与应用研究.[中国地质大学硕士论文].2007年5月,3-5
[21]彭立敏,施成华,刘小兵,隧道钢筋混凝土结构的优化设计模型及应用.中国公路学报.2001,14(2):71-74
[22]徐林生,孙钧,蒋树屏,洋碰隧道断面形状设计优化问题研究.岩土工程技术2001,3:180-184
[23]周玉宏,赵燕明,程崇国,偏压连拱隧道斜井施工过程的优化研究.岩石力学与工程学报.2002,21(4):393-397
[24]刘义虎,高等级公路隧道斜井支护结构断面优化选型及可靠度分析研究.[湖南大学硕士论文].2002,12-15
[25]安红刚,大型隧道稳定性分析与优化的综合集成智能方法研究.[中国科学院武汉岩土力学研究所博士论文].2002
[26]杨海霞,隧道全过程优化设计建模理论与分析方法.[河海大学博士论文].2003,5-8
[27]刘小兵,地下洞室的一种优化设计模型.1995,15(1):34-38
[28]吕爱钟,地下洞室最优开挖形状控制形状的确定方法.岩石力学与工程学报,1996,15(3):275-281
[29]吴金木,公路隧道衬砌最优设计探讨.中国公路学报.1996,9(2):68-72
[30]骆晓,公路隧道结构设计方法及开挖方案的优化.[同济大学硕士论文].2008,03:6-10
[31]SchimitL.A.Structural designby systematic synthesis.Proc.2ndConf,Elect.Compu.ASCE.1960:105一132.
[32]Amirsoleymani.T.Geometric,Design of Tunnel in Highly Stressed Rock ,InternationalSymPositiononTunnelling for water Resources and Power Project.New Delhi,India,1988,January:111一116
[33] Barton N,Lien R,Lunde J.Engineering classification of rock masses for the design of tunnelSupport.Roek Mech,1974,6(4):183一236
[34] Barla G,Sharp J.C,U.Raabagliati,Excavation and support optimisation for a largeUndeground storage facility in weak jointed chark.Proc.Int.Congress onRock Mechanies,Aachen,Deutschland,1991,l:1067一1072
[35] Bhasin.R,Grimstad.E,1996.The Use of stress一Strengh RelationshiP in the Assessment ofTunnel Stability.Proc.Recent Advances in Tunneling Technology,New Delhi,India.
[36] Bjorkman G.S.and Richards R.Harmonichole一aninverse Problem in elasticity.ASMEJournal of APPlied Me2ehanics,1976,43:414一418
[37] Dasari,G.R,Rawlings,C.G,Bolton,M.D.Numerical Modelling of a NATMTunnelConstruction in London Clay[A].Geotechnical Aspects ofUnderground Construction in SoftGround[C].Balkema,London,UK,1996:491一496.
[38] Dhir S.K.Optimization in a class of hole shapes in Plate structures.ASMEJournal ofAPPlied Mechanics,1981,48:905一908
[39] Leea C.J.,Wu B.R.,Chen H.T.Tunnel stability and arching effects during tunneling in softClayey soil[J].Tunnelling and Underground Space Technology.2006,21:119一132
[40] Mori K.,Abe.Y.Large rectangular cross一section tunneling by the multi一microshieldtunneling(MMST)method.Tunnelling and Underground Space Technology.2005,20:129一141
[41] Richards R.and Bjorkman G S.Optimum shapes for unlined tunnels and cavities.Engineering Geology,1978,12:171一179
[42]何晖,乔继平,刘其兴,斜井快速施工技术探讨.建井技术.2000年10月第5期
[43]胡守云,长大陡坡有轨斜井快速施工平导设备配套技术.隧道/地下工程.2004年1月
[44]杜锋,郑忠友,长斜井快速施工技术研究.陕西煤炭.2002年
[45]沈捷,地铁竖井设计方案研究.2009年4月第2期
[46]李丰果,高原长大公路隧道通风竖井衬砌及中隔墙施工技术.隧道建设.2009年12月第6期
[47]李文俊,夹活岩特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨.隧道/地下工程.2005年12月
[48]张志建,某公路隧道通风竖井施工方法.公路交通科技.2009年8月第4期
[49]张家贺,浅析地铁竖井锚喷支护和围护桩支护联合应用施工技术.科技创新导报.2010年
[50]潘晓马,石牙山特长隧道竖井及风道防排水设计.广东公路交通.2006年第4期
[51]杜良平,终南山隧道大直径深竖井围岩稳定性研究.[同济大学硕士学位论文].2008年3月,1
[52]卞明军,刘祥龙,岩溶地区竖井的设计与施工.采矿工程.2007年第10期。
[53]常民生,赵中宇,超深竖井快速掘进施工新方法.长江科学院院报.2003年12月第20卷。
[54]刘孟彬,王亚锋,黄土隧洞施工竖井设计理论探讨.水利与建筑工程学报.2004年3月第2卷第1期。
[55]杨宏伟,复杂分层地质条件下大型地铁竖井的设计与施工.铁道建筑.2006年9月
[56]黄钟晖,陈昊,陈晓英等,暗挖法隧道大竖井施工及沉降的处理.施工技术,2003年9月第32卷第9期。
[57]吕康成,杨荣尚,李高旺等,特长隧道通风井设计与施工探讨.公路,2007年4月第4期。
[58]程允科,张栾柏,确定斜井经济角度的数学分析法.山西煤炭,1997年4月第17第2期。
[59]周建奇,乌鞘岭隧道3号斜井施工方案比选及经济技术分析.国防交通工程与技术.2005年第2期。
[60]王鑫,西山特长隧道2号竖井开挖施工技术.山西建筑.2010年3月第36卷第8期。
[61]李明雨,厚表土层中竖井结构受力特性和施工技术研究.[同济大学硕士论文].2009年2月,80-88。
[62]丁建彪,轩俊杰,浅谈黄土公路隧道的施工控制与管理.甘肃科技纵横.2008,37(6)。
[63]王宇,黄土隧道施工过程中的质量控制.工程建设与管理.
[64]王润民,夏永旭,田志发等,公路隧道施工质量控制研究.公路交通科技.
[2]李星平.隧道施工监控量测智能型信息管理与分析系统的研究.[重庆交通大学硕士学位论文].重庆.重庆交通大学,2008,26-27
[3]铁道部第二勘测设计院。铁路工程设计技术手册(隧道).北京.中国铁道部出版社。
[4]长大隧道斜井施工技术.铁道建筑.2009.6刊
[5]王飞,特长公路隧道斜竖井设计施工的关键技术.公路工程与运输,2008年第12期上
[6]周本敏,长大隧道快速施工的技术方案及经济评估研究.[天津大学工程硕士学位论文],2006年5月,3
[7]付国宏,7号斜井进正洞挑顶施工技术.乌鞘岭隧道论文专辑
[8]李杰,8号斜井及正洞施工通风设计.乌鞘岭隧道论文专辑
[9]容志勇,林海剑,长大斜井多工作面无轨运输技术.隧道/地下工程
[10]李智溢,公路隧道利用斜井快速施工组织研究.[长安大学硕士论文].2009年4月
[11]原郭兵,函谷关隧道斜井进入正洞施工方案.隧道/地下工程
[12]雷升祥,彭水隧道斜井优化设计与施工.隧道/地下工程
[13]陈光明,四人八垴公路隧道通风斜井设计.现代隧道技术。
[14]魏清华,羊角特长隧道通风理论研究与实际应用.[重庆交通学院硕士学位论文]。,2006年3月,1-8
[15]伍期建,王正延,周晓敏等,深表土斜井冻结设计和施工.地下空间.1995年3月
[16]窦忠孝,荀彪,彭万平,对乌鞘岭特长隧道斜井施工的思考.铁道工程学报2006年4月第2期
[17]刘蓓,拉日线铁路隧道运营通风研究.[西南交通大学硕士论文].2008年04月,1-7
[18]李老三,单拱四车道公路隧道斜井施工方法数值模拟与抗震响应研究.[中南大学硕士论文].2007年4月,23-25
[19]周学良,隧道围岩变形监测与围岩参数的反演分析.[合肥工业大学硕士论文].2007年5月,48-49
[20]李海洋,高速公路软弱围岩隧道大变形数值模拟与应用研究.[中国地质大学硕士论文].2007年5月,3-5
[21]彭立敏,施成华,刘小兵,隧道钢筋混凝土结构的优化设计模型及应用.中国公路学报.2001,14(2):71-74
[22]徐林生,孙钧,蒋树屏,洋碰隧道断面形状设计优化问题研究.岩土工程技术2001,3:180-184
[23]周玉宏,赵燕明,程崇国,偏压连拱隧道斜井施工过程的优化研究.岩石力学与工程学报.2002,21(4):393-397
[24]刘义虎,高等级公路隧道斜井支护结构断面优化选型及可靠度分析研究.[湖南大学硕士论文].2002,12-15
[25]安红刚,大型隧道稳定性分析与优化的综合集成智能方法研究.[中国科学院武汉岩土力学研究所博士论文].2002
[26]杨海霞,隧道全过程优化设计建模理论与分析方法.[河海大学博士论文].2003,5-8
[27]刘小兵,地下洞室的一种优化设计模型.1995,15(1):34-38
[28]吕爱钟,地下洞室最优开挖形状控制形状的确定方法.岩石力学与工程学报,1996,15(3):275-281
[29]吴金木,公路隧道衬砌最优设计探讨.中国公路学报.1996,9(2):68-72
[30]骆晓,公路隧道结构设计方法及开挖方案的优化.[同济大学硕士论文].2008,03:6-10
[31]SchimitL.A.Structural designby systematic synthesis.Proc.2ndConf,Elect.Compu.ASCE.1960:105一132.
[32]Amirsoleymani.T.Geometric,Design of Tunnel in Highly Stressed Rock ,InternationalSymPositiononTunnelling for water Resources and Power Project.New Delhi,India,1988,January:111一116
[33] Barton N,Lien R,Lunde J.Engineering classification of rock masses for the design of tunnelSupport.Roek Mech,1974,6(4):183一236
[34] Barla G,Sharp J.C,U.Raabagliati,Excavation and support optimisation for a largeUndeground storage facility in weak jointed chark.Proc.Int.Congress onRock Mechanies,Aachen,Deutschland,1991,l:1067一1072
[35] Bhasin.R,Grimstad.E,1996.The Use of stress一Strengh RelationshiP in the Assessment ofTunnel Stability.Proc.Recent Advances in Tunneling Technology,New Delhi,India.
[36] Bjorkman G.S.and Richards R.Harmonichole一aninverse Problem in elasticity.ASMEJournal of APPlied Me2ehanics,1976,43:414一418
[37] Dasari,G.R,Rawlings,C.G,Bolton,M.D.Numerical Modelling of a NATMTunnelConstruction in London Clay[A].Geotechnical Aspects ofUnderground Construction in SoftGround[C].Balkema,London,UK,1996:491一496.
[38] Dhir S.K.Optimization in a class of hole shapes in Plate structures.ASMEJournal ofAPPlied Mechanics,1981,48:905一908
[39] Leea C.J.,Wu B.R.,Chen H.T.Tunnel stability and arching effects during tunneling in softClayey soil[J].Tunnelling and Underground Space Technology.2006,21:119一132
[40] Mori K.,Abe.Y.Large rectangular cross一section tunneling by the multi一microshieldtunneling(MMST)method.Tunnelling and Underground Space Technology.2005,20:129一141
[41] Richards R.and Bjorkman G S.Optimum shapes for unlined tunnels and cavities.Engineering Geology,1978,12:171一179
[42]何晖,乔继平,刘其兴,斜井快速施工技术探讨.建井技术.2000年10月第5期
[43]胡守云,长大陡坡有轨斜井快速施工平导设备配套技术.隧道/地下工程.2004年1月
[44]杜锋,郑忠友,长斜井快速施工技术研究.陕西煤炭.2002年
[45]沈捷,地铁竖井设计方案研究.2009年4月第2期
[46]李丰果,高原长大公路隧道通风竖井衬砌及中隔墙施工技术.隧道建设.2009年12月第6期
[47]李文俊,夹活岩特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨.隧道/地下工程.2005年12月
[48]张志建,某公路隧道通风竖井施工方法.公路交通科技.2009年8月第4期
[49]张家贺,浅析地铁竖井锚喷支护和围护桩支护联合应用施工技术.科技创新导报.2010年
[50]潘晓马,石牙山特长隧道竖井及风道防排水设计.广东公路交通.2006年第4期
[51]杜良平,终南山隧道大直径深竖井围岩稳定性研究.[同济大学硕士学位论文].2008年3月,1
[52]卞明军,刘祥龙,岩溶地区竖井的设计与施工.采矿工程.2007年第10期。
[53]常民生,赵中宇,超深竖井快速掘进施工新方法.长江科学院院报.2003年12月第20卷。
[54]刘孟彬,王亚锋,黄土隧洞施工竖井设计理论探讨.水利与建筑工程学报.2004年3月第2卷第1期。
[55]杨宏伟,复杂分层地质条件下大型地铁竖井的设计与施工.铁道建筑.2006年9月
[56]黄钟晖,陈昊,陈晓英等,暗挖法隧道大竖井施工及沉降的处理.施工技术,2003年9月第32卷第9期。
[57]吕康成,杨荣尚,李高旺等,特长隧道通风井设计与施工探讨.公路,2007年4月第4期。
[58]程允科,张栾柏,确定斜井经济角度的数学分析法.山西煤炭,1997年4月第17第2期。
[59]周建奇,乌鞘岭隧道3号斜井施工方案比选及经济技术分析.国防交通工程与技术.2005年第2期。
[60]王鑫,西山特长隧道2号竖井开挖施工技术.山西建筑.2010年3月第36卷第8期。
[61]李明雨,厚表土层中竖井结构受力特性和施工技术研究.[同济大学硕士论文].2009年2月,80-88。
[62]丁建彪,轩俊杰,浅谈黄土公路隧道的施工控制与管理.甘肃科技纵横.2008,37(6)。
[63]王宇,黄土隧道施工过程中的质量控制.工程建设与管理.
[64]王润民,夏永旭,田志发等,公路隧道施工质量控制研究.公路交通科技.