黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题.pdf

现 代隧道技术 MODERN TU NNELLING 黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题 TECHNOLOGY 文章编号： （ ） 1009-6582 2008 06-0056-05 黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题 赵占厂1 谢永利2 （1 中交桥梁技术有限公司，北京 100102； 2 长安大学公路学院，西安 710064 ） 摘 要 针对黄土公路隧道结构设计和施工中的理论研究滞后于工程实践的现实情况，结合白虎山隧道、新庄 岭隧道、土家湾隧道三座黄土公路隧道衬砌结构力学性状研究成果，提出了以黄土公路隧道拱顶中心线侧压力系数 为判据的深、浅埋界定的新方法，指出应结合黄土特性及埋置深度进行隧道衬砌设计，不宜按计算摩擦角或围岩类 别确定隧道的围岩压力；设计时除进行荷载计算外，还应根据工程地质条件，经工程类比及综合研究后确定衬砌结 构。 应根据不同的地质条件确定设计原则和施工方法，例如，地质条件较差地段应采用微台阶或分区微台阶法施工， 而不采用侧壁导洞法或双侧壁导洞法；在取得同等支护效果的条件下应加强初期支护；在湿陷性黄土地区应特别注 意水的处理。 关键词 黄土公路隧道 深、浅埋界定 围岩压力 施工方法 中图分类号： 文献标识码： U452 A 西部大开发战略决策的实施， 促进了西部地区 是否依然适用？ 黄土公路隧道较多采用的两层模筑 高等级公路的发展， 穿越黄土地区的公路隧道将越 混凝土衬砌形式中每个组成部分的荷载特性如何？ 来越多。黄土是第四系堆积的大陆沉积物，其特点是 现有设计及施工方法的合理性及经济性如何？ 一系 具有大孔隙、垂直节理和管状孔道，天然含水量时强 列的问题都值得工程技术人员研究与思考， 本文结 度较高，能维持很高的垂直边坡，但遇水时土颗粒崩 合巉柳高速公路上白虎山隧道、 新庄岭隧道和土家 解，表现为较强的湿陷性。黄土在我国有着广泛的分 湾隧道三座黄土公路隧道衬砌结构力学性状研究成 布，分布面积为 万 2 ， 占国土面积的 。 由 果， 对黄土公路隧道结构设计与施工中的几个问题 64 km 6.3% 于黄土分布的广泛性和典型的工程特性， 历来受到 作一分析讨论，旨在抛砖引玉。本文所列之问题并非 工程界和学术界的重视。 黄土公路隧道的修建起步 问题之全部。 较晚， 基本借鉴了铁路隧道在此方面已有的科研成 1 基本理论问题 果。《铁路工程设计手册》规定：对黄土地区浅埋隧道 围岩压力采用谢家烋公式进行计算， 而深埋隧道采 工程类比法在我国隧道设计、 施工中占有主导 用修正卡柯公式进行计算， 并指出对黄土地区隧道 地位， 使得对隧道设计基本理论问题的研究失去了 不宜按计算摩擦角或围岩类别确定隧道围岩压力， 应有动力，隧道建设技术水平的提高，最终依赖于理 应根据实测的黄土物理力学指标进行设计。 这些建 论上的发展与突破。 设经验的总结， 基本体现了我国对黄土隧道的认识 1.1 深、浅埋界定 水平。公路隧道由于大跨径、大断面和扁坦状以及防 有关隧道深、浅埋的分界问题，一直是学术界和 水等级较高，加之黄土强度较低、开挖扰动后变形大 工程界较为关注的问题， 分界标准对于判断隧道衬 等特点以及由此引起的设计、施工方法的特殊性，铁 砌所受围岩压力的性质及进行衬砌结构设计至关重 路隧道业已达成广泛共识的优秀成果对于公路隧道 要。 本文认为工程中许多衬