[01080038]复杂条件下连拱隧道新型洞口结构型式及进洞施工安全控制技术

1、主要技术内容：该项目属于隧道与地下工程科学领域。以复杂地形与环境条件下山区高速公路洞口段浅理隧道为工程背景，紧密结合湖南省常吉高速公路隧道工程建设，针对连拱隧道进口段浅覆4.5m下穿319国道和偏压洞口段半路半隧结构施工力学行为和风险问题，针对性地开展了双层管棚纵向变形和受力、隧道支护结构、偏压半路半隧山体稳定及耳墙位移和内力、浅覆软弱围岩加固及“零仰坡”进洞技术等现场试验及理论分析工作，为隧道工程安全施工和既有线正常运营提供了技术保障，推广应用干多个类似隧道工程。主要研究内容：(1)复杂环境下浅覆隧道下穿既有公路施工力学行为与控制技术；(2)基于Pasternak弹性地基梁和壳体模型的管棚纵向作用机理研究；(3)复杂地形下半路半隧和半明半暗隧道施工力学特性与安全控制技术；(4)洞口段浅覆隧道软弱围岩地层加固及零仰坡进洞技术。2、授权专利情况：结合洞口段浅覆隧道软弱围岩地层加固技术研究，获得一项实用新型专利：阳军生，钟放平，等一种注浆管，实用新型专利(专利号：201020684796.4)。3、技术经济指标：(1)建立了基于Pasternak地基上管棚弹性地基梁和壳体理论模型，提出了管棚挠度曲线、接触应力等的计算方法。(2)应用极限平衡理论获得接触应力下掌子面安全系数，提出了管棚支护效果评价方法。(3)基于隧道施工力学特性现场试验和数值模拟结果，揭示了隧道下穿既有公路双层管棚作用机理，提出了既有线正常运营的安全控制技术。(4)提出了适用于线璐与地形等高线斜交进洞的高偏压半路半隧进洞技术和联合加固方法，避免了大开挖及对环境破坏，解决了浅理高偏压连拱隧道安全进洞的技术难题。(5)通过2005年至2011年期间对依托工程运营状态进行长达6年的跟踪监测，隧道结构受力状态良好，对类似工程设计和施工具有重要的指导意义。4、应用及效益情况：(1)在高速公路修筑密度加大，不可避免地出现公路相互交叉和斜交进洞问题，该项目研究成果在类似工程中具有很大应用前景，已在湖南常吉高速公路土江冲隧道、殿会坪隧道，湖南长湘及炎汝高速公路李李家冲、邓家湾隧道等地段进洞施工中得到了推广使用。其中，仅土江冲隧道，成果应用使隧道的建设成本得到有效控制，保证了隧道施工安全，同时319国道正常运营末受影响，仅在建设成本上2005年、2006年分别节支586.7万元、1368.9万元。(2)浅覆隧道软弱围岩地层加固技术，己申请获得国家实用新型专利；(3)累计公开发表与该项目相关论文17篇，其中被被SCI和EI收录共5篇。项目在湖南省长湘高速公路、炎汝高速公路等30多座隧道洞口段施工中获得了成功应用，取得了良好的技术经济、安全效果。