小净距隧道定义与分类

小净距隧道定义与分类在工程设计和施工中，对小净距隧道的理解偏差，导致小净距隧道设计与施工措施以及造价的偏差。因此，什么是小净距隧道、不同围岩、不同净距的小净距隧道如何分类，不同类型的小净距如何处理，是目前工程师们想知道也是工程建设必须明确的关键问题。对小净距隧道的认识，可以从广义的角度、施工力学的角度上去定义与认识。现行《公路隧道设计规范)对分离式隧道水平净距在布线上做了原则性的规定，一般要求净距不小于表1限值。规范认为“小净距隧道是指隧道中间岩柱厚度小于表1建议值的特殊隧道布置形式”。有的学者研究认为：小净距隧道中间岩柱的合理厚度是能保证小净距隧道施工过程中岩柱的塑性区不重叠，该中岩柱的厚度即为小净距隧道的合理净距。并认为V级围岩的合理净距应大于0.75B，Ⅳ级围岩的合理净距应大于0.50B，Ⅲ级围岩的合理净距应大于0.30B。广义上可认为隧道净距小于表1限值时均为小净距隧道，但从相邻隧道的空间关系上看，小净距隧道又可分为错台、交叉重叠及平行三种基本型式。面对目前突破表1净距限值的公路隧道工程越来越多，仅仅依靠这样一个标准来认定小净距隧道，而不考虑隧道的空间关系、不同小净距隧道的净距大小、施工方法以及爆破振动等因素的影响，显然是不合理的。因此，对小净距隧道如何定义与分类是一个需要深入研究的问题。初步研究表明，隧道净距在1.5B以上时，小净距隧道一般可采取施工控制措施，而不需特殊加固设汁；而隧道净距在1.5B以下时，应根据不同的围岩和净距，对小净距隧道分类处理。因此，小净距隧道设计首先应确定合理的净距，其次是不同类别的小净距应采取不同的对策措施。通过计算发现(图1为中岩柱塑性区随净距的变化图)，随着两隧道净距的减小，中夹岩墙的塑性区范围明显增加，当净距较小时岩墙出现贯通的塑性区。当隧道净距为2m、3m时，岩墙塑性区完全贯通；当两隧道净距增加至12m时，岩墙塑性区与单洞开挖时接近。同时，塑性区的大小与隧道的埋深以及围岩的类别有关。一般来讲，随着隧道埋深的增加，塑性区加大；随着围岩类别降低，塑性区增加。理论计算同时表明(图2为中岩柱竖向应力随隧道净距的变化图)，随着两隧道净距的减小，岩墙中应力的大小和分布均将发生显著的变化。随着净距的减小，岩墙中的竖向应力急剧增加，应力分布向岩墙中部集中，表现为中部大，两边小；随着净距的增加，应力大小明显减小而趋于单洞的情况，岩墙上应力分布趋于平缓，表现为中部小，两边大。中夹岩墙的竖向应力随着隧道埋深的增加而增大，但是竖向应力集中系数却逐渐减小而趋于某一固定值。笔者认为，双洞中岩柱厚度小于规范规定的最小值时，可认为是广义上的小净距隧道。小净距隧道应根据隧道的净距、围岩级别等因素，采取分类设计和施工措施。只有在双洞隧道中岩柱厚度较小，在后行洞施工时会危及到中岩柱稳定情况下，才对中岩柱和隧道衬砌结构采取加强和加固措施。这样的中岩柱确定的双洞小净距隧道认为是力学行为上需要处理的小净距隧道。