改扩建细则宣贯材料-隧道.ppt

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1、高速公路改扩建设计细则各专业主要条文解读,编写组2015年3月,一、调查与评价二、路线及交叉三、路基、路面四、桥 涵五、隧 道六、交通组织,10.1 一般规定10.1.1 改扩建隧道设计，应综合考虑原隧道的现状、洞外接线条件、建设标准、改扩建难易程度、交通量及组成、施工交通组织及营运安全等因素，进行隧道分离增建、原位扩挖及其组合等多方案比选。,条文说明解读：A、隧道的改扩建与新线隧道的建设具有明显不同的特点，既有隧道需部分或全部利用，且一般要维持既有隧道正常通行的基础上建设，故除考虑自然地形地质环境条件外，增建或扩挖隧道对既有隧道结构安全和正常交通的影响给改扩建方案的确定和施工带来的难度等制约

2、因素需重点考虑。B、改扩建方案的形式较多，以双向四车道分离式隧道改扩建为八车道隧道为例，一般采用原隧道的两侧增建隧道方案，也可一侧增建及扩挖隧道方案,其主要方案组合如表10-1所示。对隧道地质条件好，原隧道净距大，经论证也可在两原隧道之间新建隧道，节约建设用地。,方案一：增建两个双车道隧道,方案二：增建一个四车道隧道,方案三：增建四车道隧道+原位扩挖（废弃一老洞）,方案四：原位扩挖,变化-方案三：增建四车道隧道+原位扩挖（废弃一老洞）,10.1 一般规定10.1.2 分离增建隧道、原位扩挖隧道设计应符合现行公路隧道设计规范（JTG D70）的规定；原隧道利用时可符合原设计标准的规定。,条文说明

3、解读：A、隧道改扩建的增建、原位扩挖工程为新建工程，因此应按新建工程进行设计，满足公路隧道设计规范（JTG D70）新建工程相应的规定。B、公路隧道设计规范（JTG D70）等规范历经多次修编，建筑限界组成与宽度、结构设计、平纵面等标准和技术规定各版本不尽相同，对运营多年、运行状况好的既有隧道若按现行标准、规范改造则代价大，甚至需全部拆除，故为减少改扩建工程量，节约投资，规定对既有隧道可采用原设计技术标准。C、目前，按公路隧道设计规范（JTJ 026-90）和（JTG D70-2004）这两版规范修建的高速公路隧道，其建筑限界如图10-1和图10-2。其建筑限界组成表10-2和表10-3。,1

4、0.1 一般规定10.1.3 当设计速度提升时，对利用的既有隧道应重新确定建筑限界。,条文说明解读：隧道改扩建需设计速度提升时，需核实其路段内原有隧道的限界是否满足对应设计速度的要求。一般发生在既有隧道由大、小车混行调整为只行驶小车的情况，若不能满足则维持原设计速度。,10.1.4 既有隧道维修加固不应侵入建筑限界。,条文说明解读：对利用的既有隧道维修加固，一般在增建隧道修建完成并投入使用后进行，故有条件采取各种措施，使加固工程不侵入建筑限界。对采用常规加固措施会出现侵入建筑限界情况时，应考虑局部拆除重新施作衬砌等以确保不侵建筑限界。,10.1 一般规定10.1.5 应综合考虑增建隧道、扩挖隧

5、道与利用的既有隧道之间土建设计的总体布局，以及和交通工程及附属设施设计的协调。,条文说明解读：A、采用分离增建或增建与原位扩挖组合进行改扩建时，需综合考虑增建隧道、扩挖隧道与原隧道平纵位置关系、施工交通组织、运营安全与防灾救援等方面，尽量减少隧道间距过近带来的应力重分布、爆破施工等不利影响，再次基础上合理确定隧道间距、支护参数、施工方案、辅助施工措施等土建设计。B、各隧道运营交通组织和通风、照明、供电、监控防灾等交通工程与附属设施，也要协调考虑，不能相互孤立。,10.1.6 增建隧道、扩挖隧道与既有隧道互为逃生通道时，其横向通道的设置应符合新建隧道的规定。,条文解读：增建隧道、扩挖隧道与互为逃

6、生通道的既有隧道间应设置车行、人行横通道，其相关技术要求与新建隧道工程要求相同，以方便日常养护和灾害情况下的逃生救援。,10.1 一般规定10.1.7 同向分行的两个隧道间，洞外应设置联络道及交通诱导设施。,条文说明解读：A、单方向行车采用两个隧道分行较单方向单洞行驶交通组织复杂，目前这方面的经验少。但基于对既有隧道的利用后的改扩建，单方向行车采用两个隧道分行将成为比较普遍的现象。为减少驾驶员自由选择方向带来的安全和交通量不均衡等问题，设计需有明确的分线交通组织设计，设置必要的交通分流诱导设施等，以有效交通组织，增加交通安全性。B、为方便日常养护管理和事故时的交通疏散与救援，同向分行的两个隧道

7、洞外一定距离应设置联络道。,10.8 既有隧道的机电工程升级改造应在满足现行标准要求基础上一次设计，但可根据交通量增长分期实施。,条文说明 交通量的增长是逐渐积累的过程，因而，对能耗较大的通风、照明等设施，可根据交通量增长分期实施，节约费用。,10.2 分离增建隧道10.2.1 增建隧道设计应符合下列规定：1 增建隧道与既有隧道净距宜按两洞结构彼此不产生有害影响的原则布置。2 小净距时，应按小净距隧道围岩压力验算既有隧道结构的安全性，必要时应采取增大隧道净距、设置隔断墙、原隧道结构加固或围岩加固等技术措施。3 应根据围岩扰动影响与爆破振速控制要求，合理确定增建隧道的支护参数、施工方法、循环进尺

8、及单段爆破药量等。4 应提出对既有隧道进行爆破振速、裂缝变化、设施松动等的监测要求。5 应对既有隧道内的灯具、风机、监控设备等进行隐患排查及必要的加固。6 既有隧道病害严重或受围岩扰动、爆破振动安全影响大时，应采取临时加固等措施。,10.2 分离增建隧道10.2.1 增建隧道设计应符合下列规定：,条文说明解读：A、增建隧道在交通量大、需正常营运的原隧道边施工，若与既有隧道间净距选择不当，可能会引起原隧道围岩的应力重分布和变形，会对原隧道的结构安全及运营安全带来较大影响，同时影响增建隧道施工的进度。因此，合理确定增建隧道与原隧道的间距就显得很重要。有条件时，优先考虑按公路隧道设计规范（JTG D

9、70）中分离式独立隧道间距规定考虑增建隧道与原隧道的间距设置。B、当增建隧道与原隧道为小净距时，净距越小，对原隧道结构安全影响就越大。故应对原隧道结构按小净距隧道荷载验算其安全性，若不满足安全要求又难以对原隧道进行加固时，应增大净距，必要时采取设置隔断墙、进行围岩加固等手段减弱对原隧道的影响。,10.2 分离增建隧道10.2.1 增建隧道设计应符合下列规定：,条文说明解读：C、应力重分布影响可忽略情况下，改扩建施工的爆破振动对既有隧道的不利影响往往成为隧道改扩建施工的控制因素，一般可通过实时监测既有隧道的爆破振速、裂缝变化、设施松动等情况，来动态调整施工参数（施工方法、循环进尺、单段爆破药量等

10、），及时进行现场隐患排查和必要加固。根据工程实践，爆破振动速度一般可在5cm/s20cm/s范围内取值，病害严重段取小值。必要时，可对既有隧道的交通流采取临时管制的措施：爆破时暂时封闭隧道，爆破完成并对既有隧道内进行安全检查确认不影响正常通行后，再开放交通。,10.2 分离增建隧道10.2.2 增建隧道与既有隧道间汽车横通道和人行横通道的设计，除满足现行标准要求外，尚应符合下列规定：1 应避开不良地质段和既有隧道的坍方地段。2 增建横通道结构外缘与既有隧道施工缝或变形缝间距应不小于1m。3 当拆除既有衬砌结构时，拆除范围与增建横通道结构外缘及与既有隧道施工缝或变形缝的间距均应不小于2m。4 既

11、有隧道衬砌接缝处应进行凿毛处理，采用的防排水设施应与既有隧道可靠连接。5 应采取微震爆破、机械开挖等方法，减少爆破振动对既有隧道结构的影响。,条文说明 增建的汽车横通道、人行横通道及与原隧道的连接节点段，受力复杂，是隧道改扩建技术难点，需精细设计与施工，慎重处理好各环节的细节。原隧道拆除范围规定主要考虑结构受力需要，并兼顾与原隧道施工缝、变形缝的距离。,10.3 扩挖隧道10.3.1 隧道扩挖方案应考虑地质状况、施工安全、相邻隧道运营、交通组织等因素，综合分析制定。10.3.2 扩挖隧道宜采用单侧扩挖。受条件限制或两车道扩挖成三车道时，也可在既有隧道的两侧扩挖或周围扩挖。如图。,条文说明解读：

12、A、扩挖隧道有单侧扩挖、两侧扩挖和周围扩挖三种形式。三种形式扩挖因施工方案不同，因而对围岩的影响也是不同的。从对三种扩挖形式位于、围岩段的施工模拟来看，单侧扩挖的围岩位移分布及围岩屈服范围均优于另外两种；从与相邻隧道的净距来看，单侧扩挖距相邻隧道净距大，与原相邻隧道相互影响小；从与洞外接线衔接来看，可方便的与最常见的路基两侧拓宽方式衔接。B、下表列举了国内一些原位扩挖隧道的工程实例。从工程实例来看，扩挖断面相对于原隧道增加不多时，采取双侧加宽的居多，增加较多时，采用单侧加宽的居多。故提出高速公路扩挖隧道宜位于原隧道的单侧扩挖。,10.3 扩挖隧道10.3.2 扩挖隧道宜采用单侧扩挖。受条件限制

13、或两车道扩挖成三车道时，也可在既有隧道的两侧扩挖或周围扩挖。如图。,10.3 扩挖隧道,10.3 扩挖隧道10.3.3 扩挖隧道施工对相邻的原隧道爆破振动和结构内力存在明显影响时，对原隧道应采取与条相同的技术措施。10.3.4 扩挖隧道的纵面设计高程应满足与相邻的既有隧道间车行、人行横通道的纵坡设置要求。,条文说明解读：A、目前扩挖隧道施工实例不多，但原隧道支护结构拆除后的围岩稳定性及爆破振动对原隧道前方结构的破坏带来的安全问题比较突出。特别是原隧道发生过坍方、二次衬砌厚度不足、衬砌背后存在空洞等情况对扩挖施工安全影响较大，需要充分调查了解，必要时采用地质雷达、局部径向钻孔等措施，以便采取必要

14、的空洞回填、超前预加固和临时加固等安全措施。为防止原隧道拆除、爆破不当时，前方可能出现坍塌的意外情况，施工时也可在掘进工作面的前方设置可移动式台车进行防护。,条文说明解读：B、扩挖隧道施工时，应利用原隧道形成的临空面，类似于大断面新建隧道的超前导坑或导洞的作用。以高速公路四车道改八车道为例，单侧扩挖隧道时（图10-4），、级围岩一般先施工原隧道一侧，形成单（双）侧壁导坑法，对级围岩可采用单侧壁导坑法或台阶法开挖，对、级围岩，则可采用全断面开挖法。,10.3 扩挖隧道10.3.5 应探明原隧道衬砌缺陷，必要时采取空洞回填、超前预加固和临时加固等技术措施。既有隧道单侧扩挖时，宜先扩挖既有隧道一侧。

15、,10.3 扩挖隧道10.3.6 原隧道支护结构的拆除及扩挖爆破施工应符合下列规定：1 应根据原隧道的结构型式、结构状况、围岩条件等合理确定支护结构的拆除与扩挖施工方案。2 扩挖施工的循环进尺与支护结构拆除分段长度宜相同。级围岩宜为0.5m1.0m，级围岩宜为1.0m1.5m，级围岩宜为2.0m2.5m。3 爆破施工应考虑原隧道的结构稳定。距掌子面1倍洞径处，垂直向爆破振速宜为5cm/s20cm/s。4 支护结构的拆除宜采用机械破除方式。,10.3 扩挖隧道10.3.7 扩挖隧道围岩压力计算应符合下列规定：1 原隧道施工发生过坍方，坍方高度不大于按现行规范计算得出的围岩垂直均布压力等效高度时，

16、应参照新建隧道计算围岩压力，大于时应按坍方体高度计算围岩压力。2 扩挖隧道与相邻隧道为小净距时，应按小净距隧道考虑围岩压力。3 单侧扩挖应考虑围岩偏压对支护结构的影响。条文说明解读：A、扩挖隧道不同于新建隧道，其围岩压力要考虑原隧道施工造成的坍方规模、既有隧道病害等情况，参考新建工程合理确定。B、既有隧道施工过程中发生了坍方时，应详细调查、勘探既有隧道施工时的坍方及其规模，根据其具体情况考虑坍方对扩挖隧道的影响。若既有隧道正常施工，对围岩扰动不大，运营期间隧道结构未产生结构性裂缝，对扩挖隧道按独立隧道设计时，可以按新建隧道计算围岩压力。既有隧道有严重病害时，往往围岩地质与水文条件发生了劣化，应

17、适当考虑增大荷载进行扩挖隧道的结构计算。,10.3 扩挖隧道10.3.7 扩挖隧道围岩压力计算应符合下列规定：条文说明解读：C、由于早期既有隧道一般按独立单洞隧道设计，应对原隧道结构按小净距隧道荷载验算其安全性。荷载计算公式参照公路隧道设计细则规定。D、根据福建福厦高速公路大帽山隧道的监测结果，由于扩挖的不对称性，存在围岩竖直与水平压力的非对称性，其中两侧水平压力可有一倍的差距。因此，单侧扩挖采用分部开挖施工时，应考虑围岩偏压对支护结构的影响。10.3.8 单洞四车道扩挖隧道支护结构应采用复合式衬砌设计，结构设计应满足现行公路隧道设计规范（JTG D70）中的相关要求。条文说明解读：目前四车道

18、隧道工程扩挖施工实例不多，其技术参数还需要在工程实践中进一步总结。,10.4 隧道维修加固 10.4.1 应根据对既有隧道的调查、专项检查及评价结果，提出对既有隧道的维修加固方案。判定结构情况正常、轻微破损时，可暂不处治，但应进行监测或观测；判定结构破坏至严重破坏时，应采取加固措施。条文说明解读：C、既有隧道是否维修加固，一般按公路隧道养护技术规范（JTG H12）和本细则的要求进行全面调查、专项检查和评价后确定。具体评价分类的判定可按公路隧道养护技术规范（JTG H12）进行。判定隧道结构处于安全或基本安全的状态可暂不作加固，但可在设置相关监测或观测项目的基础上，作修旧如新的改造。B、鉴于实

19、际工程的复杂性，邻近的增建隧道、扩挖隧道爆破施工也可能会对既有隧道造成一定破坏，因此，实际工程中，可考虑部分的加固工程量。对判定为1A、2A、3A类的既有隧道，应将既有隧道的加固纳入改扩建工程中。10.4.2 原隧道维修加固应包括隧道衬砌结构加固、衬砌背后空洞回填、裂缝修补、渗漏水治理、路面维修加固及附属工程维修改造等。,10.4 隧道维修加固 10.4.3 既有隧道维修加固设计除应满足现行相关规范外，还应符合下列规定：1 应不破坏原隧道主体结构的完整性，不堵塞原排水系统。2 宜在相邻的增建隧道、扩挖隧道施工完成后进行。既有隧道病害严重不能保证施工期的营运安全时，应采取加固措施或封闭施工等。3

20、 应根据通风、照明、消防、监控等设施改造需求，做好预留、预埋设计。条文说明解读：A、破坏既有隧道结构完整性基础上进行结构加固，加固工程与既有隧道结构的连接部位因容易产生施工缺陷而导致薄弱环节，结构整体承载能力差，故对既有隧道衬砌的维修加固方案应以减少对原隧道结构的破坏为原则。B、排水系统不畅容易导致渗漏水病害和增大隧道结构荷载，故规定维修不能堵塞原有排水系统。C、在增建、扩挖隧道施工完成并开放交通后，再进行原隧道的维修加固施工，对交通营运影响较小。原隧道病害严重时，可先期采取必要的临时加固措施。当可封道施工时，改扩建工程施工可同步进行。,5 总体设计5.2 总体设计要点 5.2.7 隧道路段宜采用分离增建的形式加宽。受条件限制时，中短隧道可采用原位扩挖隧道方案。分离增建的长、特长隧道，不宜采用单洞四车道方案。条文说明解读：A、既有隧道工程造价不低，废弃将带来巨额浪费，同时分离增建方式可在改扩建施工期间维持既有隧道的正常通行，减少施工期间的交通压力。故推荐对既有隧道予以充分利用的分离增建的隧道改扩建方案。B、从已有工程实践来看，原位扩挖隧道对既有交通影响较大，施工工序复杂、不确定施工风险多，故提出只有当条件受限制，分离增建方案不具有优势时，中短隧道可采用原位扩挖。C、长、特长的单洞四车道隧道相比两个双车道隧道，其造价高，施工风险大，故提出了不宜采用单洞四车道隧道的增建方案。,