通渝公路隧道工程设计

通渝隧道目前是重庆最长(4279m)、国内埋深最大(1200m)、工程地质条件最复杂(高地应力、岩爆、岩溶、煤层瓦斯)的单洞双向行驶的长大公路隧道。本文以隧道设计为例，详细介绍了隧道在各种不良地质条件下土建结构设计上的措施，以及防灾、机电附属工程设计。     

深埋长大公路隧道高地应力岩爆和岩溶涌突水问题及对策

对二郎山和华蓥山隧道在建设过程中的高地应力岩爆与岩溶涌突水问题进行了研究，概述了二郎山隧道地应力场，岩爆及围岩变形的监测预报，并对华蓥山隧道岩溶涌突水的特征，原因及对隧道的影响进行了研究：提出了岩爆和涌突水的防治措施，并予以实施。     

川藏公路二郎山隧道高地应力与岩爆问题研究

 博士学位论文摘要　通过两组钻孔应力解除法地应力实测和6 组地应力Kaiser 效应测试, 查明了工程岩体内的空间应力状态为潜在走滑型, 其中R1 方向为N 66. 9°～ N 85°W , 它与水平面的夹角介于20°～ 40°之间, R1max 为35. 3M Pa。岩体应力场数值模拟结果进一步表明, 研究区单斜层状各向异性岩层在自重应力和一定量级的NWW 向区域构造应力(8. 9M Pa) 共同作用下, 结果在隧道中部相对坚硬完整、弹模值较高的砂岩、粉砂岩、灰岩、部分砂质泥岩和软质岩层内的硬脆性夹层中形成了相对意义上的高地应力; 此外, 发育产状为N 40°～ 60°W öN E∠60°～ 85°的次级断裂构造(ESR 测年值为55×104 a) 两侧10～ 20m 距离以外地段, 由于其后期张扭性构造活动, 也普遍存在着可以导致岩爆发生的局部高地应力现象。岩爆类型划分研究中, 首先根据高地应力的成因, 将岩爆类型划分为自重应力型、构造应力型、变异应力型和综合应力型四大类; 然后依据具体应力条件, 并结合岩爆特征等内容, 再将岩爆划分成8 个亚类。岩爆烈度分级研究中, 突出了现场容易判别的岩爆标志, 主要依据岩爆声响、运动特征、岩块形态特征、断口特征、发生部位、时效特征、影响深度以及对工程的危害性等内容, 将岩爆烈度划分为轻微、中等、强烈、剧烈四级(RM S 方案)。通过现场跟踪调研、岩爆断口扫描电镜分析、岩爆岩石力学试验研究, 岩爆力学机制大体上可归纳为压致拉裂型、压致剪切拉裂型、弯曲鼓折(溃屈) 型等三种基本方式, 也可以多种组合方式出现。不同的破裂机制不仅与围岩应力状态有关, 而且也与岩体的性能和结构构造、开挖条件等诸多因素有关。根据施工中记录的200 多次岩爆资料, 详细总结了该隧道岩爆发生的基本规律, 并且采用“地质超前预报法”、“RHöR b 判据现场测定预报法”这两种较为实用、有效的方法, 对其岩爆预报问题作了有益的探讨。最后提出了与RM S 方案相对应的各级岩爆防治措施, 并且取得了良好的应用效果。     

二郎山公路隧道地应力测试研究

通过对2组钻孔应力解除法地应力的测试和6组Kaiser效应地应力的测试，查明了二郎山深埋特长公路隧道工程岩体内地应力的总体状态为潜在走滑型，隧道中部测得的地应力量级普遍较高，最大主应力高达35.5MPa，因而，施工过程中须高度重视其高地应力与岩爆问题。     

通渝隧道围岩变形和岩爆的数值模拟

运用数值模拟手段，对重庆市通渝隧道在大埋深环境下的围岩应力分布特征进行了模拟分析，并就可能发生围岩大变形或岩爆的部位进行了预测。模拟计算的结果表明通渝隧道在大埋深环境下在两帮和边拱部位将出现岩爆，如果围岩是软弱岩层时，则可能发生Ⅱ级以上大变形。     

非煤系瓦斯公路隧道设计

介绍成安渝高速龙泉山4#隧道的设计方法，论述非煤层瓦斯公路隧道设计的特点及相应的工程措施。     

高地应力区公路隧道不同围岩类别的变形特征及应用实践

以川藏公司二郎山隧道工程实践为典型实例,依据施工地质围岩分类,分析了高地应力区公路隧道不同围岩类别的变形特征,为围岩稳定性评价和支护措施优化提供了信息。     

高地应力隧道岩爆破坏特征物理模型试验研究

采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处局部出现拉应变;同时,声发射能量表现出剧烈增大现象,在应变、声发射特征这两方面均表现出高应力区隧道岩爆的征兆。高地应力条件下(侧压力系数λ=2),隧道拱顶和拱底压应力集中明显而最早发生破坏,拱墙出现拉应力作用,产生张拉裂缝。围岩脆性破坏从颗粒弹射开始,随后变为碎块剥落和裂缝扩展,其变形破坏特征表现出一定的岩爆特性。     

终南山公路隧道岩爆特征与处理措施

介绍了终南山公路隧道的特殊地质情况、岩爆发生条件及岩爆情况,分析了岩爆与岩性、开挖等的特征关系,提出了钻爆法施工通过岩爆地段应采取的工程处理措施,以供类似隧道工程岩爆段的施工参考。     

膨胀岩公路隧道结构设计与施工稳定性分析

膨胀岩是遇水发生物理及化学反应,引起岩石含水量及岩性发生变化,且体积发生膨胀的一类岩石。为研究公路隧道在膨胀性围岩段的结构稳定性,依托大华岭特长公路隧道,对膨胀岩隧道的膨胀岩等级判别、结构设计和施工稳定性等方面进行了综合分析。通过对隧道施工过程的数值模拟分析,结果表明,结构的薄弱部位为分步开挖的交接处,尽管应力集中现象及围岩塑性区没有影响结构的安全性能,但在结构设计和施工中仍然要注意设置锁脚锚杆,并严格控制钢架接头的质量及喷射混凝土的厚度。如今该隧道已成功运营,进一步说明文中论述的结构设计参数及施工方案是合理的。     

公路隧道排水设计若干问题探讨

随着社会经济的不断发展,我国的公路运输行业也在不断发展和完善。隧道作为常见的公路运输方式,建设规模越来越朝着高等级、高覆盖率的方向发展。所以,隧道的排水性能也变得越来越高。     

公路隧道揭煤防突技术及实践

针对以往公路瓦斯隧道揭煤依据已过时的现状,为提高公路瓦斯隧道的揭煤安全性,本文介绍了一套基于新的《防治煤与瓦斯突出规定》的隧道揭煤防突技术体系,该体系以“区域防突措施先行,局部防突措施补充”为总体原则,将整个揭煤过程分为区域综合防突措施阶段、局部综合防突措施阶段和过煤门阶段,并介绍了每个阶段的具体工艺方法和操作要领,最后以发耳隧道M4煤层揭煤为例,详细地介绍了隧道揭煤的全过程的探煤、瓦斯预抽、效果评价、安全防护及通风监控等过程,对今后大断面公路隧道揭煤工作具有一定的借鉴意义。     

公路隧道通风设计的理念与方法

分析了公路隧道通风设计存在的主要问题,提出隧道通风可靠性设计的理念,建立了基于服务水平的通风设计法—红灯设计法。对于交通量和控制车速这两个通风参数的选取,应采用交通工程的理论与方法来确定,从而达到既满足规范要求,又满足运营需要与节约工程投资的目的。     

城市公路隧道设计和施工中的几个问题

城市公路隧道是城市开发地下空间的组成部分。本文根据笔者参加东港隧道的实践，对该公路隧道的选线定点、结构设计和施工中的几个问题进行了技术总结。     

公路隧道软弱围岩开挖方法研究

以漳龙高速公路龙岩段乌石山隧道软弱围岩施工为对象,基于公路隧道开挖常用的全断面法、上下台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁小导坑法进行数值计算和理论分析,研究开挖方式对围岩的变形量、应力场、塑性区以及洞周整体稳定性的影响,从力学的角度选择最适合在公路隧道软弱围岩地层的开挖方法,为隧道的合理支护和施工安全提供依据。     

高等级长大公路隧道设计的探讨

高等级长大公路隧道的设计是一个系统工程 ,涉及内容较多 ,所包括内容有土建工程设计和设备系统工程设计 ,给设计工作增加了很大难度。本文根据合肥至芜湖高速公路试刀山隧道 ,对高等级长大公路隧道的设计体系进行了有益的探讨 ,并对设计中采用的新技术、新工艺进行了介绍     

云南省某高速公路隧道岩溶段处治技术研究

以云南省某高速公路隧道岩溶段为研究背景,以隧道的勘察设计资料及岩溶段揭露的整个过程为基础,研究了隧道岩溶发育规律,运用TGP、地质雷达和超前地质钻孔等预报技术进行了溶洞段超前地质预报,综合分析后得出了该溶洞的发育情况,结合数值分析的成果提出了一种新的溶洞处理方法,即将该段岩溶处治方案分为洞内和地表两部分,洞内处治采取超前地质预报+超前局部断面帷幕注浆+超前预支护+旋喷桩基底加固+衬砌结构加强+确保防排水体系+监测等技术措施的综合手段;地表处治采用周围截排水+底部挂网喷混封闭+水泥土+土石回填+表面封闭+监测等技术手段。经过施工及现场监控量测结果表明,这项新的溶洞处理方案能够保证围岩的稳定性及施工的安全性,为岩溶隧道的处理提供了参考和借鉴。     

超大断面公路隧道的设计与研究

针对某城市高速公路4座八车道超大断面公路隧道进行了设计和研究。隧道沿线范围内的地层为:人工填土层(Qml)、第四系坡洪积层(Qdl pl)、第四系残积层(Qel)、燕山期粗粒花岗岩(γ53)及震旦系混合花岗岩(Z)。地质条件差,隧道覆被厚度较浅。隧道内轮廓净宽为18.65m,净高为9.16m,高宽比为0.48,隧道净空面积136.42m2,为宽大断面隧道,设计与施工难度大。经结构计算和工程类比并多方案比选,推荐采用三心圆曲墙断面;通过研究和设计,确定了支护与衬砌参数、开挖步骤等。     

三车道大断面公路隧道研究现状综述

随着我国高等级公路的发展 ,三车道大断面公路隧道将成为高等级公路隧道的重要组成部分。本文从设计、施工与围岩稳定性、动态施工过程、仿真物理模拟和数值模拟技术等方面详细地阐述了国内外三车道大断面公路隧道的研究现状。