小净距隧道设计与结构分析

公路工程与运辊・ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　ＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ　ＩＳＳＵＥ　Ｎｏ．１５９　小净距隧道设计訇　结构分析　王耀明．王　飞　（安徽省公路勘测设计院，安徽合肥２３００４１）　摘要：小净距隧道是从工程实践中衍生出来的一种新的结构形式，特别适合于中短隧道。以实际工程为例，对小净距　隧道的设计与结构作一简要分析．其结果可为类似小净距隧道的设计和施工提供参考。　关键词：小净距；隧道设计；中夹岩柱；结构分析　中图分类号：Ｕ４５２．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—４７８６（２００６）１１－０１７２—０４　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｓｍａｌｌ　Ｓｐａｃｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌ　ＷＡＮＧ　Ｙａｏ－ｍｉｎｇ．ＷＡＮＧ　Ｆｅｉ　（Ａｎｈｕｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅ　ｉ　２３００４１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｔｕｎｎｅｌ，　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｆｉｔ　ｆｏｒ　ｍｉｄｄｌｅ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ．Ｔａｋｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ａ　ｓｉｍ—　ｐｌｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｈ　ｃａｎ　ｏｆｆｅｒ　ｒｅｆｅｒ—　ｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｔｕｎｎｅ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｉｎｇ；ｔｕｎｎｅｌ　ｄｅｓｉｇｎ；ｍｉｄｄｌｅ　ｒｏｃｋｙ　ｃｏｌｕｍｎ；ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　６・６・　・６・夺・６・６・６・６・　・６・　・　・６・　・６・　・６・６・６・６・　・６・　・６・６・６・６・　・６・　・　・６・　・　・　・　・６・　・　・　－　・夺・　・６・　Ｑ　、Ｑ　、Ｑ，，以及相应的资金占用量和仓库面积占　本文提出的最优存储模型在求解库存商品较多　用量，计算结果如表１所示。　的配送中心存储问题时．利用库恩一图克条件进行　表１计算结果　了分析求解．可以通过计算机程序快速地得到进货　－Ａｌ　１　Ｏ．１　Ｏ、Ｏ９　Ｏ．Ｏ８　Ｏ．Ｏ７８　５　Ｏ．Ｏ７８　７　批量的最优解，对提高物流配送效率，降低企业成　－Ａ２　２　Ｏ．１　１０　４　４、６　４．７　本具有一定的实际应用价值。　Ｑ－　１　０１４　１　７０９　１　５７３　１　６７６　１　６６８．５　１　６６６．５　参考文献　Ｑｚ　８１６　１　９０５　１　９Ｉ２　１　９９１　１　９９６．９　１　９９５．２　［１】黄洁纲．存储论原理及其应用［Ｍ】．上海：上海科　学技术文献出版社，１９８４．　Ｑ，　２２０　３４９　３２５　３４３　３３９．２　３４１．６　［２】裴金林．多品种生产库存模型的几个问题［ＪＪ．北　资金占用　１４３　３００　２９３　４００　２７６　Ｉｏｏ　３ｏｏ　０５０　３ｏｏ　０６５　２９９　９２５　京：工业工程与管理，２０００，５（５）：５２—５４．　面积占用　６９９　１　２２０　１　１４０　１　２０９　１　２０３．５　１　２０３．４　［３】王永县．运筹学一规划论及网络［Ｍ　Ｊ．北京：清华　由表１可以看出，最后两组值对应的资金占用　大学出版社，１９９３．　量和仓库面积占用数均近似使约束条件（１）式和　（２）式保持等式。因此最优解在Ｑ　＝１６６６，Ｑ２＝１９９５，　作者简介：李俊辉（１９８４一），男，本科，现在北京交通大学　Ｑ，＝３４０附近。　交通运输学院就读．研究方向为运输物流管理。　４结论　收稿日期：２００６—０４—２０　维普资讯 http://www.cqvip.com

１前言　表１分离式双洞间的最小净距　随着我国高等级公路建设的迅猛发展。隧道越　来越多地出现在公路建设中，根据交通部典型示范　的要求，在山区高速公路中应灵活运用技术指标。　目前在山区高等级公路建设中遇到长度为１　Ｏ００ｍ以　下的中、短隧道数量较多。以前在布线时，通常为　了满足规范要求的隧道间距，在道路与隧道接线处　往往设一个三角形过渡区，尤其在碰到鸡爪地形　双洞小净距隧道是介于普通分离式双洞隧道和　连拱隧道之间的一种结构形式，其双洞净距比较　小，净间距一般小于一倍隧道开挖洞跨。目前国内　双洞小间距隧道净间距的取值一般为５ｍ～１５ｍ．主　时，就会出现隧道群方案，桥隧相连，路线线形布　要采用单／双侧导洞法、超前导洞预留光爆层法等　设困难，土地使用量高，工程造价增加等问题：而　施工方法进行施工。在一般小净距隧道的设计中，　建造连拱隧道则存在着诸如施工难度大、工序复　由于考虑到双洞间施工的相互影响，因此其设计参　杂、建设周期长、造价高、结构容易开裂、衬砌漏　数比分离式双洞的设计参数略高。本文以洞身的Ｖ　水等一系列问题。针对这些问题，本文拟提出一种　级围岩段为例，其他衬砌类型不一一例举，其支护　新的设计方法即小净距隧道设计。虽然小净距隧道　参数一般采用￣ｂ５０￣５ｍｍ／］＇，导管超前支护进洞和间　的受力特点比分离式隧道复杂，但从施工的角度出　距为４０ｅｍ、拱部为１２０。的范围布设；系统锚杆采　发，小净距隧道与分离式隧道有很多相同的地方，　用中空注浆锚杆，其长为４．Ｏｍ；　８的钢筋网全断　而且其质量相对容易控制，工程成本大幅度降低，　面设置：Ｃ２５喷射混凝土厚为２５ｃｍ，Ｉ１８工字钢钢　表１为分离式双洞间的最小净距。　架，７５ｃｍ／榀：二次衬砌采用Ｃ２５钢筋混凝土；中　２隧道设计　夹岩柱采用￣ｂ２５ｍｍ水平对拉预应力锚杆进行加同。　２．１隧道设计　Ｖ级围岩衬砌设计如图１所示。　。　Ｊ　一浮　图１　Ｖ级同岩衬砌设计图　２．２中夹岩柱加固技术　行加固，在地质条件较好时，也可采用普通中空　中夹岩柱预加固的目的主要是为了最大限度地　注浆锚杆或砂浆锚杆在内侧（中夹岩柱）加长并进　保证中夹岩柱的完整性．以提高开挖过程中围岩的　行加固。岩柱对穿预应力锚杆加固技术见图２。　自承自稳能力。当中夹岩柱为４ｍ～６ｍ时，宜采用　Ｍ２０砂浆垫层（厚２０ｍｍ）　Ｍ２０砂浆垫层（厚２０　一　＿　，ｎ　）口＇　￣ｂ２５ｍｍ的水平对拉预应力锚杆对其进行加固．若　。　喷射　：　垫板　／、ｒ　定位嚣　垄塑堕厂—　——一堇　垡墨　；　地质条件较差，可加设小导管对中夹岩柱进行注浆　惺凝土　Ｉ　——————］ｒ———］ｒ＿］１｛　ｌＩ　加固，注浆材料应根据地质条件、地下水情况以及　蝶帽／　一张拉自由Ｉ￣ＬＩ４一一　砂浆锚同段Ｌ，２　一Ｉ．张拉自由段　．　￡　¨注浆材料的适用性等确定；当中夹岩柱为６ｍ～１５ｍ　　ｌ—Ｌ＋５００　一　时，宜采用胀壳式低预应力锚杆（仅内侧加长）进　图２岩柱对穿预应力锚杆　　劬召维普资讯 http://www.cqvip.com

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表３最大应力值及拱顶下沉值列表　净距Ｄ＝１４ｍ　净距Ｄ＝８ｍ　１４ｍ时，应采用单／双侧壁导坑法以确保施工安全。　４小净距隧道的合理应用　左洞开挖后　左右洞均开挖后　左洞开挖后　右洞　左右洞均开挖后　左洞　右洞　随着公路勘察设计新理念的推广应用及可持续　发展的需要，节约土地、减少开挖、注重环境保护　越来越重要　尽管小净距隧道具有两端展线难度　左洞　，　有洞　，　左洞　，　右洞　，　左洞　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　ｌ０．４　ｌｌ　４　ｌ１．Ｏ　ｌＯ．６　ｌ２　３　ｌ１　８　小、占地较少、工期较短、造价低的特点，但由于　小净距隧道的中夹岩柱的厚度远小于普通双洞隧　道，且其隧道的围岩稳定与支护结构受力要比普通　中壁岩柱中间位置处　咖ｌ＿５．２６ＭＰａ　中壁岩柱中间位置处　ｌ＿６．０２ＭＰａ　左洞拱　右洞拱　左洞拱　右洞拱　左洞拱　右洞拱　左洞拱　右洞拱　顶下沉　顶下沉　顶下沉　顶下沉　顶下沉　顶下沉　顶下沉　顶下沉　（ｉｆｌｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　分离式隧道复杂的多，所以选择合适的地质条件、　２０．５　２３．９　２４．４　２０．４　２６．４　２６盘　合理的隧道净距、合适的进出口位置是保障小净距　３．３．２计算中左洞开挖先于右洞，其开挖后应力状　隧道施工安全、降低工程造价的关键。　态随净距的变化较小，但对未：开挖的右洞存在一定　一般来说，小净距隧道都比较短，地形、地质　的影响．这种影响随着净距的减小而明显增大，从　情况相对较差，因此需对隧道洞口进行处理，包括　应力云图来看，当净距等于８ｍＨ￣，，左洞开挖将影　对临时边仰坡的加固、对隧道偏压段进行地表预加　响到右洞未开挖岩体的应力重分布，因此施工中开　固等等，否则，偏压会对隧道结构本身产生影响，　挖右洞时应引起重视。　而且施工不当、支护不及时都将有可能引起滑坡等　３．３．３从左右洞开挖后的应力云图及最大应力值来　地质病害。当小净距隧道小于８ｍ后，隧道的开挖　看，在本次计算的两种工况条件下，右洞的开挖均　风险会急剧增加，对施工及结构受力极为不利。在　对已开挖的左洞产生影响：当净距Ｄ＝１４ｍ时，右洞　隧道洞口段地质条件非常差的情况下，选择小净距　的开挖将引起左洞的ｏｒ　增加１．１ＭＰａ，中壁岩柱位置　隧道也是不经济的，例如某高速公路小净距隧道，　应力重叠部分逐渐加大，其中间位置处的最大应力　洞口均为全风化花岗岩，埋深浅，并且净距较小，　值达５．２６ＭＰａ：当净距Ｄ＝８ｍ时，右洞的开挖将引起　仅为３ｍ～４ｍ，隧道围岩几乎无自稳能力，如果采用　左洞的ｏｒ　增加１．８ＭＰａ，中壁岩柱位置应力重叠部分　小净距隧道，其施工风险性极大，且必须采用洞外　进一步增加，其中间位置处的最大应力值达６．０２ＭＰａ。　地表注浆、大管棚进行超前支护，而这样大大的增　从上述分析可以看出，随着两隧道间净距的减　加了隧道的工程造价。因此，选择修建小净距隧道　小，隧道周边围岩的受力越来越大。右洞开挖引起　应该有合适的净距及合理的地质条件。　左洞隧道周边应力的增加，其增幅随着隧道净距的　５结语　减小而上升，特别是中壁岩柱位置，在隧道间净距　通过上述分析可以得出以下几点结论。　减小到８ｍ以后．应力区重叠严重，且从中壁岩柱　５．１小净距隧道的支护衬砌参数仅比普通分离式　中间位置处的应力值变化情况来看，当隧道间净距　双洞隧道的支护衬砌参数略强，但其施工工艺相对　小于８ｍ后，其值增加的幅度将明显加大。　连拱隧道要简单很多，投资也大大节约，因此具有　譬。牛第　吁　ＬＪ　３．３．４隧道开挖后未产生塑性区，隧道拱顶处的位　良好的推广前景。　移，随着净距的减小亦明显加大，通过对其分析可　５．２小净距隧道随着隧道间净距的减小，隧道周　以看出．右洞开挖及净距的变化对隧道的影响规律　边的围岩受力越来越大。对本隧道而言，当隧道净　与３．３．３中分析的结论是一致的。　距小于１４ｍ时．随着净距的减小．其影响逐渐加　由此可见，在小净距隧道开挖过程中，随着净　大：右洞的开挖对左洞的影响随着净距的减小也逐　距的减小，后行洞的开挖会引起现行洞周边围岩应　渐增大，特别当净距减小到８ｍ时，中壁岩柱受到　力的提高。中壁岩柱由于产生了应力重叠区，使得　叠加影响应力明显增大，并处于最不利的受力状　其受力状态处于十分不利位置，特别当隧道间净距　态。随着隧道净距的减小，拱顶位移明显增大，围　减小到８ｍ以后，中壁岩柱中间位置处的应力值将　岩的稳定性变得越来越差。　明显增大，在实际工程中应给予高度重视，采取必　５．３小净距隧道修建的成败关键是如何保证中夹　要的加强围岩的措施。因此，在左右线净间距小于　岩的稳定，如何有效地减少对中夹岩的扰动，并采　一　ＴＡＮＤ　ＤＩ维普资讯 http://www.cqvip.com

天然笺汔车燃料颇射器的结构　分析与探讨　谢　莉　．孙　岐ｚ　（１．内蒙古大学职业技术学院，内蒙古呼和浩特０１００２３；２．内蒙古农牧业机械化研究所，内蒙古呼和浩特０１００２０）　摘要：针对天然气汽车燃料喷射器的结构特点，对其工作性能和控制方式进行分析与研究，并对目前存在的一些技术问　题进行分析，可为减少汽车尾气中有害排放物、保护城市环境以及寻求清洁燃料提出解决方案。　关键词：天然气；燃料喷射器；电磁线圈；延迟现象　中图分类号：Ｕ４６４．１７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—４７８６（２００６）ｌ１－０１７６—０３　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｆｕｅｌ　Ｅｊｅｃｔｏｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｂａｓｅｄ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ＸＩＥ　Ｌｉ　，ＳＵＮ　Ｑｉ　（１．Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ＣｏＨｅｇｅ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ　０１００２３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｇｏｌｉａ　Ａｎｉｍａｌ　Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｏｈｈｏｔ　０１００２０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｆｕｅｌ　ｅｊｅｃｔｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｂａｓｅｄ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｉｔｓ　ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｎｅｗ　ｓｏｌｖｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈａｒｍ—　ｆｕｌ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｅｘｈａｕｓｔ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ　ｕｒｂａｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｌｏｏｋｉｎｇ　ｆｏｒ　ｃｌｅａｎ　ｆｕｅ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ；ｆｕｅｌ　ｅｊｅｃｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｏｉｌ；ｄｅｌａｙ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ　取一定的加固措施则可以保证其稳定和支护结构　［２］ＪＴＧ　０４２—９４，公路隧道施工技术规范【Ｓ］．　的安全。　［３】王梦恕．地下工程浅埋暗挖技术通论［ＭＩ．安徽：　５．４小净距隧道在Ⅳ级以下围岩的净距一般不要　安徽教育出版社，２００４．　过小，且当中夹岩的受力状态在岩柱长小于等于８．０　［４］潘昌实．隧道力学数值方法［Ｍ］．北京：中国铁　ｍ时，其安全系数将大大降低，工程风险急剧增　道出版社．１９９５．　加，相应的围岩加固难度也会增加，并且经济性　［５］关宝树．隧道力学概论［Ｍ］．成都：西南交通大学　也会大大降低。　出版社．１９９３．　５．５小净距隧道修建技术的推广和应用，已经取　［６］中国公路学会隧道工程分会．２００３年全国公路　得了可观的经济和社会效益，但在选择运用该结　隧道学术会议论文集［Ｃ】．北京：人民交通出版社，　构形式时，应同分离式隧道、连拱隧道进行综合　２００３．　比较，并应具有较理想的地质条件、合理的隧道　【７］中国公路学会隧道工程分会．２００５年全国公路　净距、合适的进出口位置，以降低修建隧道的施　隧道学术会议论文集［Ｃ】．北京：人民交通出版社，　工风险性及工程造价。　２００５．　参考文献　【１１　ＪＴＧ　Ｄ７０—２００４，公路隧道设计规范『Ｓ１．　收稿日期：２００６－０４－０７