公路隧道建设技术

1、会计学1公路隧道建设技术公路隧道建设技术第1页/共146页第2页/共146页第3页/共146页总里程总里程同比增长同比增长公路公路358.37万公里万公里 3.67%等级公路等级公路 253.54万公里万公里 11.06%高速公路高速公路 5.39万公里万公里 18.06%隧道隧道公里公里38.75%23.36%隧道同比隧道同比公路同比公路同比公路，向大山延伸公路，向大山延伸环保，正深入人心环保，正深入人心用地，将更加节约用地，将更加节约第4页/共146页 第5页/共146页盾构盾构武汉长江隧道武汉长江隧道(盾构盾构)盾构盾构 盾构盾构 南京玄武湖隧道南京玄武湖隧道(盾构盾构)盾构盾构第6页/

2、共146页龙头山隧道龙头山隧道万石山隧道万石山隧道金州隧道金州隧道雅宝隧道雅宝隧道金鸡山隧道金鸡山隧道罗汉山隧道罗汉山隧道魁岐隧道魁岐隧道第7页/共146页2车道车道 A=65m2高宽比高宽比=0.673车道车道 A=96m2高宽比高宽比=0.54 4车道车道 A=136m2高宽比高宽比=0.48连拱隧道连拱隧道小净距隧道小净距隧道第8页/共146页第9页/共146页第10页/共146页第11页/共146页第12页/共146页 秦岭，是黄河与长江两大水系的分水岭；终南山隧道，打秦岭，是黄河与长江两大水系的分水岭；终南山隧道，打通了这一天然屏障，实现了南北交通，其意义重大，令国人骄通了这一天然屏

3、障，实现了南北交通，其意义重大，令国人骄傲。其工程浩大、技术复杂，令国际注目。傲。其工程浩大、技术复杂，令国际注目。2007年年10月，出席月，出席全国公路隧道学术大会的全国公路隧道学术大会的220多位隧道工作者在考察该隧道后，多位隧道工作者在考察该隧道后，称它为称它为“人类文明的伟大作品人类文明的伟大作品 世界交通的重大工程世界交通的重大工程”。第13页/共146页秦岭终南山隧道采用了当今山岭秦岭终南山隧道采用了当今山岭隧道建设的最新技术隧道建设的最新技术, ,是全世界工是全世界工程技术人员智慧的结晶程技术人员智慧的结晶第14页/共146页第15页/共146页第16页/共146页第17页/共

4、146页第18页/共146页第19页/共146页第20页/共146页厦门万石山地下立交厦门万石山地下立交隧道隧道为目前我国第一座大型暗为目前我国第一座大型暗挖地下互通式立交，既有平面分岔结构，又有上下交叉结构挖地下互通式立交，既有平面分岔结构，又有上下交叉结构。大跨结构段宽大跨结构段宽25.8m连拱段为不对称结构连拱段为不对称结构 小净距段中夹岩小净距段中夹岩1.42m第21页/共146页第22页/共146页隧道立交处施工方法隧道立交处施工方法先开挖上行隧道至设计开挖线，施作完先开挖上行隧道至设计开挖线，施作完成初期支护，再开挖隧道下穿段，浇注下穿隧道二次衬砌，设防成初期支护，再开挖隧道下穿段

5、，浇注下穿隧道二次衬砌，设防水板并回填后，最后浇注上行隧道边梁及二次衬砌。水板并回填后，最后浇注上行隧道边梁及二次衬砌。第23页/共146页上海崇明长江隧道上海崇明长江隧道上海长江隧桥工程全长上海长江隧桥工程全长25.5km，为六车道高速公路，采用为六车道高速公路，采用“南隧北桥南隧北桥”方案，方案，是世界上最是世界上最大的隧桥结合工程之一，大的隧桥结合工程之一，南侧长江隧道长南侧长江隧道长28955m。长江大桥长江大桥第24页/共146页第25页/共146页 上海长江盾构隧道直径为上海长江盾构隧道直径为15m，内径，内径13.7m，盾构隧，盾构隧道段长道段长7.47Km，是世界上最大直径的盾

6、构隧道，也是世界，是世界上最大直径的盾构隧道，也是世界上最长的水底隧道之一上最长的水底隧道之一 。 隧道内上部为公路，下部为轨道和避难通道。隧道内上部为公路，下部为轨道和避难通道。第26页/共146页上海长江盾构隧道进口上海长江盾构隧道进口第27页/共146页养生中的盾构管片养生中的盾构管片第28页/共146页施工中的上海长江隧道施工中的上海长江隧道第29页/共146页第30页/共146页第31页/共146页第32页/共146页 表表7.2.1 洞口边、仰坡控制高度洞口边、仰坡控制高度注：设计开挖高度系从路基边缘算起。注：设计开挖高度系从路基边缘算起。 围岩分级围岩分级IV边、仰坡边、仰坡率率

7、贴壁贴壁1:0.31:0.51:0.5 1:0.75 1:0.751:11:1.25 1:1.25 L:1.5高度高度(m)15202520251518201518 第33页/共146页第34页/共146页第35页/共146页第36页/共146页第37页/共146页第38页/共146页第39页/共146页第40页/共146页第41页/共146页第42页/共146页第43页/共146页第44页/共146页第45页/共146页第46页/共146页第47页/共146页第48页/共146页第49页/共146页第50页/共146页第51页/共146页第52页/共146页第53页/共146页第54页/共1

8、46页第55页/共146页第56页/共146页第57页/共146页第58页/共146页第59页/共146页第60页/共146页第61页/共146页施工方法施工方法Y方向位移方向位移（DY mm）Z方向位移方向位移（DZ mm）DY6mm的的单元占有率单元占有率（%）DZ3mm的的单元占有率单元占有率（%）传统工法传统工法-8.70.18-3.62.325.4 %3.7%前置式洞口工前置式洞口工法单洞开挖法单洞开挖-7.70-3.51.75.6%0.8%前置式洞口工前置式洞口工法双洞开挖法双洞开挖-7.80-3.51.99%0.8%第62页/共146页 10KPa 的单的单元占有率（元占有率（%

9、）483.7%第63页/共146页第64页/共146页第65页/共146页第66页/共146页第67页/共146页第68页/共146页第69页/共146页第4步，左隧道前置支护施工第5步，左隧道前置支护回填第6步，左隧道前置支护内开挖第12步，左隧道暗洞开挖2m第13步，左隧道暗洞支护2m第14步，左隧道暗洞开挖4m第15步，左隧道暗洞支护4m第16步，左隧道暗洞开挖6m第18步，左隧道暗洞开挖8m第70页/共146页第71页/共146页前置式支护施工后前支护应力分布图前置式支护施工后前支护应力分布图回填后支护应力分布图回填后支护应力分布图暗洞开挖支护暗洞开挖支护2m时支护应力分布图时支护应力

10、分布图暗洞开挖支护暗洞开挖支护8m时支护应力分布图时支护应力分布图第72页/共146页第73页/共146页第74页/共146页监测监测项目项目监测值监测值数值模拟值数值模拟值拱顶沉降（拱顶沉降（mm）106周边收敛（周边收敛（mm）41混凝土内部应力（混凝土内部应力（MPa）-0.8-1.3钢支撑内力（钢支撑内力（KN）60支护基底应力（支护基底应力（MPa）0.10.55锚杆轴力（锚杆轴力（KN）8.58边坡围岩内部位移（边坡围岩内部位移（mm）0.80.82第75页/共146页第76页/共146页第77页/共146页第78页/共146页2060cm第79页/共146页完成第80页/共146

11、页完成第81页/共146页第82页/共146页第83页/共146页完成第84页/共146页 第85页/共146页第86页/共146页第87页/共146页第88页/共146页第89页/共146页2345671第90页/共146页第91页/共146页第92页/共146页第93页/共146页第94页/共146页第95页/共146页第96页/共146页第97页/共146页第98页/共146页第99页/共146页第100页/共146页第101页/共146页第102页/共146页第103页/共146页第104页/共146页第105页/共146页第106页/共146页第107页/共146页第108页/共14

12、6页第109页/共146页第110页/共146页第111页/共146页第112页/共146页第113页/共146页第114页/共146页第115页/共146页连续时间滤波器连续时间滤波器连续时间滤波器连续时间滤波器连续时间滤波器连续时间滤波器理论曲线理论曲线实际飞行曲线实际飞行曲线 第116页/共146页围围 岩岩 初初 期期 位位 移移 量量 测测 结结 果果非非 确确 定定 性性 反反 演演 计计 算算临时临时初始应力及材料弹性模量初始应力及材料弹性模量预预 测测 计计 算算 分分 析析围岩围岩最终最终初始应力及材料弹性模量初始应力及材料弹性模量正正 演演 计计 算算最终位移状态最终位移状

13、态最大剪应变分布最大剪应变分布围岩稳定分析、坍塌预测围岩稳定分析、坍塌预测工程预防措施工程预防措施(支护形式与开挖步骤等支护形式与开挖步骤等)第117页/共146页初始条件：初始条件：1.输入输入T0 时刻的观测位移量时刻的观测位移量 Z j 2.确定性反分析计算确定性反分析计算(考虑初始应变考虑初始应变0作用作用) 3.设定初始估计误差协方差设定初始估计误差协方差 P0 (t0)、观测次数观测次数KAIKAI滤波次滤波次ITT=1序贯数序贯数J=1F E M 计算状态量的向量函数计算状态量的向量函数 影响系数法计算观测矩阵影响系数法计算观测矩阵计算卡尔曼滤波增益矩阵计算卡尔曼滤波增益矩阵计算

14、增益预测残差、计算增益预测残差、围岩状态新息量围岩状态新息量计算估计误差协方差矩阵计算估计误差协方差矩阵J IRTF E M 顺顺 解解 析析 隧道围岩全域隧道围岩全域(u、max)ITT 及及 塑性区估计塑性区估计输入序贯数输入序贯数J=J+1的的观测分量观测分量ITT KAIKAI结结 束束输入滤波次输入滤波次ITT+1的的观测量观测量 z(ITT+1)设计观测噪音设计观测噪音协方差矩阵协方差矩阵 RITT(jj)U-D协方差分解算法协方差分解算法第118页/共146页第119页/共146页第120页/共146页第121页/共146页第122页/共146页第123页/共146页第124页/

15、共146页第125页/共146页第126页/共146页第127页/共146页第128页/共146页第129页/共146页第130页/共146页第131页/共146页第132页/共146页RC:岩石饱和抗压强度岩石饱和抗压强度,应采用实测值应采用实测值,也可实测的岩石点荷载指数的换算值也可实测的岩石点荷载指数的换算值第133页/共146页JVKV表表1 JV与与KV对照表对照表 注：可通过现场测出岩体节理注：可通过现场测出岩体节理第134页/共146页 BQ 地下水状态地下水状态 450450351 350250250潮湿或点滴状出水潮湿或点滴状出水00.10.20.30.40.6 淋雨状或涌流状出水淋雨状或涌流状出水,水压水压0.1MPa或单位或单位出水量出水量10L/min.m0.10.20.30.40.60.70.9 淋雨状或涌流状出水淋雨状或涌流状出水,水压水压0.1MPa或单位或单位出水量出水量10L/minm0.20.40.60.70.91.0注：可通过现场测出单位出水量确定注：可通过现场测出单位出水量确定第135页/共146页注：相关参数可在施工现场由罗盘测出注：相关参数可在施工现场由罗盘测出第136页/共146页初始地应力初始地应力状态状态主要现象主要现象评估基准评估基准(RC/max ) 极高应力极高应力 硬质岩硬质岩: 开挖