隧道旋轉(zhuǎn)問題PPT優(yōu)秀課件

1、1 2 一、公路隧道旋轉(zhuǎn)問題 1、公路隧道限界 高速公路隧道設(shè)計(jì)一般為雙向 兩車道分離式隧道，地形復(fù)雜 時(shí)設(shè)為雙連拱隧道，單向隧道 設(shè)計(jì)兩車道，考慮兩側(cè)安全距 離和檢修道寬度，隧道限界寬 度為10.25m，限界高度為5.0m， 隧道限界見下圖1。隧道設(shè)計(jì)線 路位于前進(jìn)方向左側(cè)路面邊緣 處。 500 1025 10012025030 50758005050 7587575 3 2、曲線隧道路面超高 設(shè)計(jì)線路為曲線時(shí)，路面外側(cè)超高，根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)，路面橫坡按下式確定： 對(duì)于曲線段隧道，其路面外側(cè)按設(shè)計(jì)超高，超高方式為路面沿設(shè) 計(jì)點(diǎn)向曲線內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。路面超高則帶動(dòng)隧道限界隨之變化，即隧 道限界

2、隨路面一起向曲線內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。 R v i 127 2 4 3、隧道旋轉(zhuǎn) 高速公路隧道一般設(shè)計(jì)為左右線分離式，設(shè)計(jì)線路位于前進(jìn) 方向 左側(cè)路面邊緣處，直線隧道路面設(shè)計(jì)為2%路面橫坡，右線 隧道向右側(cè)下傾，左線隧道向左側(cè)下傾。當(dāng)隧道位于曲線上時(shí)， 隧道路面橫坡發(fā)生變化，路面橫坡全部向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，即曲線 外側(cè)超高。曲線地段，隧道限界隨路面坡度變化而變化，曲線半 徑小時(shí)，路面坡度坡度大， 限界變化大，反之限界變 化小。隧道一側(cè)路面超高 量大時(shí)，該側(cè)的隧道限界 隨之增高，若隧道斷面不 變，則內(nèi)凈空不能滿足限 界要求見下圖2。 12.48 4% 隧 道 中 線 設(shè) 計(jì) 線 路 隧 道 限 界 5 對(duì)于曲線

3、段超高引起的限界變化，鐵路隧道一般采用斷面加 寬、拱頂加高的方案解決；高速公路隧道則采取隧道整體旋轉(zhuǎn)解 決。一般隧道斷面和旋轉(zhuǎn)隧道斷面比較見圖3。 隧道限界 路 線 計(jì) 設(shè) 線 中 道 隧 隧道限界 隧 道 中 線 設(shè) 計(jì) 線 路 隧道設(shè)計(jì)控制點(diǎn) 旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 一般隧道設(shè)計(jì)斷面圖一般隧道設(shè)計(jì)斷面圖 旋轉(zhuǎn)隧道設(shè)計(jì)斷面圖旋轉(zhuǎn)隧道設(shè)計(jì)斷面圖 6 當(dāng)隧道位于左轉(zhuǎn)曲線上時(shí)：隧道路面橫坡全部為向左側(cè)傾斜， 左線隧道路面橫坡變化不大，右線隧道路面橫坡則與直線段相反， 由-2%漸變?yōu)閕，右線隧道整體向左旋轉(zhuǎn)；隧道位于右轉(zhuǎn)曲線上時(shí)， 右線路面橫坡變化不大，左線隧道路面橫坡與直線段相反，由-2% 漸變?yōu)閕，左線隧道向右

4、旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)量根據(jù)公式（1）計(jì)算路面坡 度i確定。 7 二、隧道旋轉(zhuǎn)帶來施工問題 1、施工放樣困難，易造成隧道超欠挖 隧道旋轉(zhuǎn)后，隧道斷面及中線向一側(cè)傾斜，中線位置發(fā)生變 化，必須重新計(jì)算。采用全站儀或經(jīng)緯儀的中線放樣法無法直接 進(jìn)行，須測設(shè)隧道上下兩個(gè)中線點(diǎn)確定中線。兩側(cè)墻腳標(biāo)高分別 計(jì)算測設(shè)控制，增加了計(jì)算量和測量工作量。隧道旋轉(zhuǎn)后，斷面 傾斜，由于施工設(shè)備和人員操作問題，容易造成一側(cè)超挖，一側(cè) 欠挖，增加施工成本。 2、圍巖軟弱時(shí)，初期支護(hù)加強(qiáng)鋼架支設(shè)困難 若隧道鉆轉(zhuǎn)段設(shè)計(jì)為、級(jí)圍巖，設(shè)計(jì)采取鋼架加強(qiáng)支護(hù) 措施，鋼架隨隧道斷面一起旋轉(zhuǎn)。由于斷面傾斜后放樣困難，鋼 架重心向一側(cè)偏移，定位難度

5、加大，支架難度大且穩(wěn)定性差，施 工安全隱患加大。 8 3、二次襯砌施工困難 隧道旋轉(zhuǎn)后，襯砌隨同旋轉(zhuǎn)，隧道內(nèi)輪廓線襯砌施工的整體 式模板臺(tái)車也需要旋轉(zhuǎn)，形成左側(cè)低、右側(cè)高的傾斜型式（見圖 4），重心方向與臺(tái)車設(shè)計(jì)不一致，改變了襯砌臺(tái)車的受力結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)致兩側(cè)側(cè)壓不同，施工過程中臺(tái)車不穩(wěn)和變形量加大的嚴(yán)重后 果。 設(shè) 計(jì) 線 路 圖圖4 4 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 9 3、二次襯砌施工困難 隧道旋轉(zhuǎn)后，襯砌隨同旋轉(zhuǎn)，隧道內(nèi)輪廓線襯砌施工的整體 式模板臺(tái)車也需要旋轉(zhuǎn)，形成左側(cè)低、右側(cè)高的傾斜型式（見圖 4），重心方向與臺(tái)車設(shè)計(jì)不一致，改變了襯砌臺(tái)車的受力結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)致兩側(cè)側(cè)壓不同，施工

6、過程中臺(tái)車不穩(wěn)和變形量加大的嚴(yán)重后 果。 設(shè) 計(jì) 線 路 圖圖4 4 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 10 3、二次襯砌施工困難 隧道旋轉(zhuǎn)后，襯砌隨同旋轉(zhuǎn)，隧道內(nèi)輪廓線襯砌施工的整體 式模板臺(tái)車也需要旋轉(zhuǎn)，形成左側(cè)低、右側(cè)高的傾斜型式（見圖 4），重心方向與臺(tái)車設(shè)計(jì) 不一致，改變了襯砌臺(tái)車 的受力結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致兩側(cè)側(cè) 壓不同，施工過程中臺(tái)車 不穩(wěn)和變形量加大的嚴(yán)重 后果。 設(shè) 計(jì) 線 路 圖圖4 4 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 襯砌臺(tái)車旋轉(zhuǎn)示意圖 11 三、.隧道旋轉(zhuǎn)施工解決方案 為了減少放樣和支護(hù)、襯砌施工難度，經(jīng)過對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)隧 道旋轉(zhuǎn)后斷面輪廓變化不多。特別是單心圓隧道斷面，旋轉(zhuǎn)后只 有斷面

7、位置和斷面圓心位置發(fā)生變化，斷面輪廓不變。（三心圓 隧道斷面旋轉(zhuǎn)前后斷面位置、 主圓心位置變化，內(nèi)輪廓線 只在兩側(cè)邊墻位置有微量變 化，在施工誤差（5cm）之 內(nèi)，通過施工調(diào)整能滿足內(nèi) 凈空需要。）由此通過平移 和抬高斷面位置解決了隧道 旋轉(zhuǎn)施工困難問題。旋轉(zhuǎn)前 后斷面重合對(duì)比情況見下圖5。 圖圖5 5 隧道斷面重合比較圖 隧道斷面重合比較圖 隧 道 中 線 設(shè) 計(jì) 線 路 隧道限界隧道限界 路 線 計(jì) 設(shè) 線 中 道 隧 12 1、測量放樣方案 隧道設(shè)計(jì)測量基線不變，斷面旋轉(zhuǎn)后，計(jì)算旋轉(zhuǎn)前后圓心變 化參數(shù)H和L，見圖6。根據(jù)該參數(shù)確定隧道斷面旋轉(zhuǎn)前后平移和抬 高數(shù)量。隧道全斷面平移和抬高后到

8、達(dá)旋轉(zhuǎn)后斷面位置且與旋轉(zhuǎn) 后斷面吻合（仰拱有偏差， 按旋轉(zhuǎn)斷面施工）。施工 放樣測量按平移距離L測 設(shè)隧道中線，圓心控制按 平移L后抬高H測設(shè)。 。 圖圖6 6 隧道旋轉(zhuǎn)圓心變化情況圖 隧道旋轉(zhuǎn)圓心變化情況圖 -2% 4% 線 計(jì) 隧 道 中 設(shè) 線 路 隧道限界 17.46 6.75 13 2、開挖及支護(hù)方案 隧道開挖仰拱按旋轉(zhuǎn)后斷面開挖，上部按平移抬高后斷面開 挖，控制兩側(cè)墻腳高程。支護(hù)按平移抬高斷面進(jìn)行，鋼架加工時(shí) 控制兩側(cè)邊墻段長度。架設(shè)按正常斷面進(jìn)行，定位方便，穩(wěn)定性 好，有利于保證施工安全。 3、隧道二次襯砌方案 通過平移和抬高隧道整體斷面和旋轉(zhuǎn)斷面重合比較（見圖5）， 隧道上部斷

9、面完全重合，仰拱部位有少量差異，由此仰拱和兩側(cè) 矮邊墻按旋轉(zhuǎn)后斷面施工，上部二次襯砌按平移抬高后正常斷面 施工。二次襯砌施工時(shí)，將襯砌臺(tái)車按放樣變化參數(shù)平移L，然后 整體抬高H，按正常斷面將模板支撐到位即滿足旋轉(zhuǎn)隧道斷面和限 界要求。采用平移和抬高方案保證襯砌臺(tái)車兩側(cè)行走軌道高度一 致，臺(tái)車處于水平位置，方便模板支設(shè)、臺(tái)車行走和保證施工安 全。 14 四、工程實(shí)例 國家重點(diǎn)工程杭州至蘭州高速公路重慶奉節(jié)至云陽段分界梁 隧道位于重慶市奉節(jié)縣朱衣鎮(zhèn)黃井村，隧道全長5080m，我單位施 工進(jìn)口段2440m。隧道設(shè)計(jì)為雙向四車道左右線分離式，隧道線間 距為35m，設(shè)計(jì)為三心圓形斷面，凈高7.0m，凈寬

10、10.8m，限界高 度5.0m，限寬10.25m。隧道進(jìn)口段曲線半徑R=760m；隧道進(jìn)口左 線位于圓曲線段長度為332.083m，緩和曲線段長度為120.811m； 右線進(jìn)口位于圓曲線段長度為344.419m，緩和曲線段長度為 120.811m。右線隧道旋轉(zhuǎn)段長度為350m，隧道設(shè)計(jì)沿設(shè)計(jì)基點(diǎn)向 左旋轉(zhuǎn)4%。 根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)參數(shù)，隧道旋轉(zhuǎn)4%后，各部位高差計(jì) 算如下： 15 序號(hào)部 位旋轉(zhuǎn)前后差值備 注 1隧道內(nèi)輪廓圓心 橫向：左6.75cm； 豎向：上17.46cm 2路面左側(cè)邊緣0設(shè)計(jì)基點(diǎn) 3路面右側(cè)邊緣52.5cm 正常路面-2%路面橫坡，旋轉(zhuǎn) 后路面橫坡4% 4右側(cè)仰拱頂面40

11、.4cm設(shè)計(jì)仰拱頂面 5襯砌臺(tái)車右側(cè)邊模底緣38.6cm 右側(cè)矮邊墻頂面旋轉(zhuǎn)前后高 差 6襯砌臺(tái)車行走軌道高差18cm旋轉(zhuǎn)后左右側(cè)軌道高差 表表1 1 旋轉(zhuǎn)前后各部位高差表旋轉(zhuǎn)前后各部位高差表 16 根據(jù)計(jì)算在旋轉(zhuǎn)段隧道主圓心位置變化H=17.46cm，L=6.75cm， 由此在開挖放樣時(shí)，直接將原設(shè)計(jì)的隧道圓心向左平移6.75cm， 抬高17.64cm按正常隧道斷面放樣，二次襯砌施工時(shí)，將襯砌臺(tái)車 中線平移6.75cm，同時(shí)整體抬高17.64cm，解決了隧道旋轉(zhuǎn)施工困 難問題。目前該段隧道襯砌已全部完成，通過對(duì)襯砌后內(nèi)輪廓線 的測量，其精度完全滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 17 五、結(jié)語 隧道旋轉(zhuǎn)問題是一個(gè)經(jīng)常遇到的問題，隧道開工前認(rèn)真審核 設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)于位于曲線段隧道應(yīng)認(rèn)真計(jì)算其超高值，核對(duì)隧道 限界是否滿足要求，不能滿足則需要考慮隧道旋轉(zhuǎn)問題。審核圖 紙同時(shí)確定設(shè)計(jì)采取的旋轉(zhuǎn)方式和旋轉(zhuǎn)參數(shù)，在曲線段施工時(shí)按 上述方法放樣