长大公路隧道设计建造的难题与创新探索

1

作者 曹校勇(文/图) 王万平(文/图) +2 位作者 岳林博(文/图) 李卓(文/图) 李建斐(文/图) 《中国公路》 2024年第20期22-27,共6页

二十多年来,我国公路的建设发展十分迅速,公路隧道的建设也随着公路建设和道路等级的提高不断向长大发展。截至2023年底,我国投入运营的10公里以上公路隧道有25座,正在建设的有31座。公路隧道工程建设的技术进步不仅体现在隧道长度、断... 二十多年来,我国公路的建设发展十分迅速,公路隧道的建设也随着公路建设和道路等级的提高不断向长大发展。截至2023年底,我国投入运营的10公里以上公路隧道有25座,正在建设的有31座。公路隧道工程建设的技术进步不仅体现在隧道长度、断面跨度的增长,还体现在克服复杂地质条件和恶劣气候环境带来的影响。随着交通强国战略和“一带一路”倡议的实施推进,我国在高寒高海拔、高地应力软岩、富水岩溶、高地温、强岩爆、高瓦斯等地区修建了一大批重难点公路隧道工程,也提出了诸多隧道修建理念、设计方法和施工技术。随着工程的推进,在隧道地质勘察、设计、特长公路隧道防灾救援、运维中也涌现出很多问题和挑战亟需解决。 展开更多

关键词 公路隧道工程 隧道长度 长大公路隧道 防灾救援 道路等级 恶劣气候 隧道修建 地质勘察

下载PDF 职称材料

类岩材料非圆孔定向胀裂特征研究

2

作者 范祥 李龙 +2 位作者 黄旭飞 曹校勇 谢永利 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期793-803,共11页

采用自行设计的劈裂器,对含有非圆孔混凝土试样进行了胀裂试验,研究了不同孔洞形状试件破坏荷载特征、裂纹扩展规律及孔周应力分布情况。结果表明:与圆形孔洞试件相比,椭圆孔、矩形孔和菱形孔试件峰值荷载均显著降低,荷载减小比例为28.2... 采用自行设计的劈裂器,对含有非圆孔混凝土试样进行了胀裂试验,研究了不同孔洞形状试件破坏荷载特征、裂纹扩展规律及孔周应力分布情况。结果表明:与圆形孔洞试件相比,椭圆孔、矩形孔和菱形孔试件峰值荷载均显著降低,荷载减小比例为28.2%~70.3%;椭圆孔洞、矩形孔洞和菱形孔洞对裂纹的萌生均产生了导向作用,椭圆孔洞与菱形孔洞对裂纹的导向作用随着长短轴(对角线)比值的增大而增强,而矩形孔洞导向作用随边长比值的改变变化不显著;从裂纹导向效果来看,菱形孔洞优于椭圆孔洞,椭圆孔洞优于矩形孔洞;改变孔洞形状产生了明显的拉应力集中现象,椭圆孔洞长轴端点拉应力集中程度随着长短轴比值的增大而增大;矩形孔洞4个尖端拉应力集中程度随着边长比值的增大呈现出先减小再增大的规律;菱形孔洞拉应力集中程度随着对角线比值的增大表现出先增大再减小的变化趋势。 展开更多

关键词 定向胀裂 扩展有限元 裂纹扩展 孔洞形状 应力分布

原文传递

羊桥坝隧道大型干溶洞处理方案研究 被引量：15

3

作者 曹校勇 张龙 林永锋 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2014年第4期185-190,共6页

受勘察手段限制,岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,带来施工、运营风险。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,根据溶洞现状及补充勘察资料,提出了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和... 受勘察手段限制,岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,带来施工、运营风险。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,根据溶洞现状及补充勘察资料,提出了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和5种改线方案;通过在地质条件、施工风险、工程造价、工期等方面对诸方案进行综合比较,最终推荐采用新增费用最少、工期最短的左线左偏绕避溶洞方案。由于采用了该方案,在施工中未再遇大型溶洞,达到了规避地质风险、确保施工安全、节约造价、工期可控的效果。 展开更多

关键词 高速公路隧道 溶洞处理 绕避方案 补充勘察

下载PDF 职称材料

公路桥梁伸入隧道方案探讨 被引量：7

4

作者 曹校勇 张武祥 +1 位作者 刘杨 韩常领 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2010年第2期33-36,共4页

包(头)茂(名)高速公路陕西境柞水至小河段出现多处桥隧相接,文章对项目中采用的桥梁伸入隧道方案进行了分析,介绍了桥梁伸入隧道方案设计施工中可能出现的问题及处理措施,如隧道断面加宽、隧道内排水系统出水口通畅、洞外管线进洞、隧... 包(头)茂(名)高速公路陕西境柞水至小河段出现多处桥隧相接,文章对项目中采用的桥梁伸入隧道方案进行了分析,介绍了桥梁伸入隧道方案设计施工中可能出现的问题及处理措施,如隧道断面加宽、隧道内排水系统出水口通畅、洞外管线进洞、隧道和桥台施工干扰、桥梁跨径布置等。桥梁伸入隧道方案可避免洞口高边坡,有利于环境保护,对开拓设计思路、提高选线的灵活性有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 高速公路 桥梁进洞 方案分析 技术措施

下载PDF 职称材料

对隧道“零开挖”进洞方案的再认识 被引量：3

5

作者 曹校勇 史彦文 +1 位作者 师伟 韩常领 《中外公路》 北大核心 2009年第4期390-392,共3页

阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计,法国隧道专家提出了大开挖进洞方案,这与近年国内公认的基于环境保护的"零开挖"进洞方案在解决问题的思路上有较大出入。该文就两种进洞方案在东西高速公路项目中的应用情况及各自... 阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计,法国隧道专家提出了大开挖进洞方案,这与近年国内公认的基于环境保护的"零开挖"进洞方案在解决问题的思路上有较大出入。该文就两种进洞方案在东西高速公路项目中的应用情况及各自的使用条件进行了简单对比分析,期望能开拓进洞方案设计思路,避免千篇一律。 展开更多

关键词 隧道 零开挖 进洞方案 再认识

下载PDF 职称材料

漂卵石隧道自进式中空注浆锚杆力学性能测试分析 被引量：3

6

作者 曹校勇 冯志华 +2 位作者 史彦文 宋飞庭 赖金星 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期125-132,171,共9页

为研究锚杆在漂卵石隧道中的支护效果,文章依托西藏某漂卵石隧道工程对锚杆进行了打入试验与拉拔试验。试验结果表明,原设计φ25锚杆平均打入深度只有1.50 m,为设计长度的42.7%,打入到极限深度时发生扭转破坏或发生空转而无法继续钻进;... 为研究锚杆在漂卵石隧道中的支护效果,文章依托西藏某漂卵石隧道工程对锚杆进行了打入试验与拉拔试验。试验结果表明,原设计φ25锚杆平均打入深度只有1.50 m,为设计长度的42.7%,打入到极限深度时发生扭转破坏或发生空转而无法继续钻进;原设计φ51不带钻头锚杆的平均打入深度只有1.15m,为设计长度的38.3%,均以无法继续钻进而终止;不带钻头的情况下φ25锚杆打入深度较带钻头锚杆打入深度提高23.1%,φ51锚杆打入深度较带钻头锚杆打入深度提高95.2%;φ25锚杆拉拔力平均值接近设计值50 kN,但却无法发挥锚固作用。依据锚杆测试结果,确定了4项施工支护优化措施,包括:(1)取消系统锚杆,减小围岩扰动;(2)取消锚杆钻头,改为直接打入;(3)将锁脚锚杆由1组调整为2组,保证总体支撑深度;(4)超前锚杆由2.5m长的φ51锚杆调整为1.8m长的φ25锚杆。监测结果显示,方案调整后隧道收敛变形小幅增加,拱顶沉降明显减小,隧道施工速度明显加快,整体安全性得到提高。 展开更多

关键词 漂卵石地层 公路隧道 自进式中空注浆锚杆 现场测试 支护优化

下载PDF 职称材料

复杂地层中基于流固耦合的盾构隧道开挖面稳定性研究 被引量：3

7

作者 曹校勇 刘永强 +1 位作者 孙海东 李铎 《施工技术（中英文）》 CAS 2022年第21期30-34,共5页

为研究水下隧道泥水盾构开挖面稳定性,依托中宁穿黄隧道工程,选取盾构区间隧道覆土厚度最小、覆土厚度最大、百年一遇洪水情况作为计算工况,采用有限差分软件FLAC 3D进行流固耦合模拟分析,研究不同工况、泥浆支护压力比下地层孔隙水压... 为研究水下隧道泥水盾构开挖面稳定性,依托中宁穿黄隧道工程,选取盾构区间隧道覆土厚度最小、覆土厚度最大、百年一遇洪水情况作为计算工况,采用有限差分软件FLAC 3D进行流固耦合模拟分析,研究不同工况、泥浆支护压力比下地层孔隙水压力、地层竖向应力、地表位移变化规律。研究结果表明,当泥浆支护压力比为1.0时,监测点位置的地层孔隙水压力和开挖面中心上方地表纵向位移更接近原始状态;当泥浆支护压力比为0.9时,监测点位置的地层竖向应力更接近原始状态;不同泥浆支护压力比下,随着距开挖面距离的增大,监测点位置的地层孔隙水压力、竖向应力均逐渐恢复到原始状态;开挖面中心上方地表纵向位移与泥浆支护压力比基本呈线性关系。 展开更多

关键词 隧道 泥水盾构 流固耦合 稳定性 支护压力比 数值模拟

下载PDF 职称材料

阿尔及利亚东西高速公路隧道防排水设计与国内的对比分析 被引量：2

8

作者 曹校勇 师伟 +1 位作者 韩常领 徐智 《公路隧道》 2014年第4期21-23,共3页

阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计,本文主要介绍了东西高速公路隧道防排水设计的特点及其与国内设计的差异。本项目防排水设计中采取的洞口设置油水分离池,洞内边沟设置虹吸井等措施,以及重视隧道路面基层排水、细节设计和防... 阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计,本文主要介绍了东西高速公路隧道防排水设计的特点及其与国内设计的差异。本项目防排水设计中采取的洞口设置油水分离池,洞内边沟设置虹吸井等措施,以及重视隧道路面基层排水、细节设计和防排水材料耐久性的理念与国内有所不同,希望本文能对国内防排水技术的完善和发展有所裨益。 展开更多

关键词 公路隧道 防排水 设计

下载PDF 职称材料

浅谈项目盈利能力关键因素 被引量：2

9

作者 曹校勇 薛军峰 刘新华 《山西建筑》 2010年第24期268-269,共2页

指出获取项目是企业生存的前提,项目盈利是企业发展的基础,要实现项目盈利,必须了解并控制好影响项目盈利的关键因素,从投标和建设两个阶段分析了影响项目盈利能力的一些关键因素,以期能为项目管理者提供借鉴。

关键词 项目 盈利 关键因素

下载PDF 职称材料

“零开挖”进洞方案适用条件探讨 被引量：4

10

作者 曹校勇 《公路隧道》 2013年第4期46-49,共4页

隧道应遵循"早进洞、晚出洞"的原则,不得大挖大刷,确保边坡和仰坡的稳定,作为《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)中的强制性条文,这一隧道洞口设计原则在近年来的公路建设中得到了较好的贯彻执行,取得了巨大的经济效益、生... 隧道应遵循"早进洞、晚出洞"的原则,不得大挖大刷,确保边坡和仰坡的稳定,作为《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)中的强制性条文,这一隧道洞口设计原则在近年来的公路建设中得到了较好的贯彻执行,取得了巨大的经济效益、生态效益和社会效益,同时也存在一些失败的案例没有引起业内足够重视。本文分析了一些隧道洞口进洞方案的经验教训,期望对地质条件复杂的洞口,在确定进洞方案时进行多方案经济技术比较,不轻易舍弃大开挖进洞方案,避免盲目采用"零开挖"进洞方案。 展开更多

关键词 隧道 零开挖 进洞方案 适用条件 探讨

下载PDF 职称材料

阿尔及利亚东西高速公路隧道安全洞室设计与施工

11

作者 曹校勇 史彦文 韩常领 《公路隧道》 2010年第3期46-49,共4页

阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计。本文介绍了东西高速公路隧道安全洞室设计过程、设计施工方案。本项目洞室采用先施工主洞二次衬砌,再进行洞室开挖支护的方案,并强调支护衬砌设计应与施工方案紧密配合。

关键词 公路隧道 安全洞室 设计 施工

下载PDF 职称材料

灰土挤密桩加固黄土隧道受力与变形性状分析 被引量：5

12

作者 单超 甘露 +2 位作者 王亚东 曹校勇 赖金星 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期86-95,共10页

兰州地区黄土土质疏松、孔隙比大、强度低,普遍具有严重的湿陷性、高压缩性和动力易损性,在增加正压力或孔隙水压力时,极易引起隧道底部及建筑物地基的破坏。为解决兰州绕城高速某大断面黄土隧道底部变形过大的问题,文章选择灰土挤密桩... 兰州地区黄土土质疏松、孔隙比大、强度低,普遍具有严重的湿陷性、高压缩性和动力易损性,在增加正压力或孔隙水压力时,极易引起隧道底部及建筑物地基的破坏。为解决兰州绕城高速某大断面黄土隧道底部变形过大的问题,文章选择灰土挤密桩作为加固手段,采用三维数值方法对隧底未处理条件下和采用灰土挤密桩加固后的围岩变形与受力特征进行研究。结果表明:隧底开挖后主要产生隆起,并随开挖方向逐渐增大,起点拱脚处产生下沉,位移最大值出现在隧底中心处;采用灰土挤密桩加固后,其桩身轴力、桩身应力和桩身位移在水平方向均呈现出两边小、中间大的规律,且随开挖方向逐渐增大,桩身承担了隧道开挖产生的大部分荷载,隧底受力与变形均有所减小;灰土挤密桩加固后的隧底位移值减小了32.0%~34.4%,灰土挤密桩能够很好地提高黄土隧道隧底承载力和抵抗变形的能力。 展开更多

关键词 兰州 黄土隧道 灰土挤密桩 受力与变形 数值模拟

下载PDF 职称材料

RMR围岩分级法与中国公路隧道围岩分级方法对比 被引量：14

13

作者 师伟 史彦文 +1 位作者 韩常领 曹校勇 《中外公路》 北大核心 2009年第4期383-386,共4页

阿尔及利亚东西高速公路采用欧洲标准设计,隧道采用Bieniawski的岩体分级方法(RMR法),我国现行《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中围岩分级方法作为参考。该文详细介绍了RMR法的评级过程和评分标准,并把RMR岩体分级方法和《公路隧道... 阿尔及利亚东西高速公路采用欧洲标准设计,隧道采用Bieniawski的岩体分级方法(RMR法),我国现行《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中围岩分级方法作为参考。该文详细介绍了RMR法的评级过程和评分标准,并把RMR岩体分级方法和《公路隧道设计规范》中围岩分级方法进行对比,可为以后采用欧洲标准设计的隧道围岩分级提供参考。 展开更多

关键词 东西高速公路 围岩分级 RMR法 对比

下载PDF 职称材料

大断面公路隧道主洞与车行横洞交叉口数值模拟分析 被引量：17

14

作者 史彦文 曹校勇 韩常领 《中外公路》 北大核心 2009年第4期405-409,共5页

大断面公路隧道主洞与车行横洞交叉口受力复杂,论文选取正在建设的阿尔及利亚东西高速公路T2隧道的车行横洞为研究对象,根据地质勘查提供的支护参数,采用MI-DAS/GTS真实模拟了隧道主洞和车行横洞施工的全过程。通过对主洞二次衬砌的受... 大断面公路隧道主洞与车行横洞交叉口受力复杂,论文选取正在建设的阿尔及利亚东西高速公路T2隧道的车行横洞为研究对象,根据地质勘查提供的支护参数,采用MI-DAS/GTS真实模拟了隧道主洞和车行横洞施工的全过程。通过对主洞二次衬砌的受力状态分析,评价了衬砌结构的安全性。 展开更多

关键词 隧道 横洞 数值计算 二次衬砌

下载PDF 职称材料

阿尔及利亚东西高速公路(中标段)隧道防排水设计 被引量：1

15

作者 徐智 王红梅 曹校勇 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2009年第6期96-101,共6页

文章结合阿尔及利亚东西高速公路隧道工程实例,较为系统地介绍了隧道防排水的设计依据、设计原则、设计内容、设计要求,以及部分防水材料的性能、安装及检测等。由于本项目主要依据欧洲标准设计,通过此工程设计成果将欧洲标准对隧道防... 文章结合阿尔及利亚东西高速公路隧道工程实例,较为系统地介绍了隧道防排水的设计依据、设计原则、设计内容、设计要求,以及部分防水材料的性能、安装及检测等。由于本项目主要依据欧洲标准设计,通过此工程设计成果将欧洲标准对隧道防排水设计的要求介绍给读者,对以后的隧道防排水设计有所裨益。 展开更多

关键词 公路隧道 防排水 方案设计 防水材料

下载PDF 职称材料

考虑隧道开挖时间影响的一种支护结构计算方法 被引量：1

16

作者 白浪峰 曹校勇 徐平 《水利与建筑工程学报》 2020年第1期222-227,共6页

基于硬化土模型,针对公路山岭隧道的初期支护结构,建立地层结构法数值模型,分析初期支护结构在施工过程中的安全性。由于隧道开挖的时空效应影响显著,采用二维平面应变模型的关键因素是如何确定围岩的应力释放系数,通过结合土体反力曲线... 基于硬化土模型,针对公路山岭隧道的初期支护结构,建立地层结构法数值模型,分析初期支护结构在施工过程中的安全性。由于隧道开挖的时空效应影响显著,采用二维平面应变模型的关键因素是如何确定围岩的应力释放系数,通过结合土体反力曲线(GRC)及纵面变形曲线(LDP),推导出支护结构不同施工阶段的应力释放系数,并采用内力包络图来分析每一施工步支护结构是否安全。所述方法在满足隧道精细化设计的同时,便捷有效,对隧道设计和施工有重要的指导意义。 展开更多

关键词 隧道 时空效应 硬化土 应力释放 土体反力曲线 纵面变形曲线

下载PDF 职称材料

羊桥坝隧道遭遇巨型溶洞处理方案研究 被引量：4

17

作者 张龙 曹校勇 《公路隧道》 2015年第2期19-24,共6页

在设计阶段由于受勘察手段的限制,隧道地质情况不可能完全察明,在岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,施工中存在一定的安全风险,如果处理不当可能给后期运营带来一定隐患。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现... 在设计阶段由于受勘察手段的限制,隧道地质情况不可能完全察明,在岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,施工中存在一定的安全风险,如果处理不当可能给后期运营带来一定隐患。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,溶洞最大长度267m,最大宽度180m,最大高度120m(设计标高至溶洞顶约70m,至溶洞底约50m)。根据溶洞现状及补充勘察资料,研究了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和5种改线方案。从地质条件、施工风险、工程造价、工期等方面对诸方案进行综合比较,最终采用新增费用最少、工期最短的左线左偏绕避溶洞方案,并用于工程实践,达到了规避地质风险、确保施工安全、节约造价、工期可控的效果。 展开更多

关键词 羊桥坝隧道 巨型溶洞 方案研究 绕避

下载PDF 职称材料

钻孔测斜仪在隧道仰坡位移监测中的应用 被引量：1

18

作者 孙海东 杨绍战 +1 位作者 曹校勇 寇宝文 《价值工程》 2019年第18期116-118,共3页

介绍了测斜仪的工作原理及其在隧道仰坡位移监测中的应用。根据累计位移-深度曲线,可对滑动面的分布情况作出判断。以阿尔及利亚贝佳亚港口至哈尼夫互通100km连接线Sidi Aich隧道为例,对隧道仰坡进行位移监测,说明测斜仪在仰坡位移监测... 介绍了测斜仪的工作原理及其在隧道仰坡位移监测中的应用。根据累计位移-深度曲线,可对滑动面的分布情况作出判断。以阿尔及利亚贝佳亚港口至哈尼夫互通100km连接线Sidi Aich隧道为例,对隧道仰坡进行位移监测,说明测斜仪在仰坡位移监测中的应用是可行的。 展开更多

关键词 测斜仪 隧道仰坡 变形监测

下载PDF 职称材料

浅谈公路滑坡分析评价的若干问题

19

作者 徐克逊 王万平 曹校勇 《矿产勘查》 2002年第8期49-51,共3页

论述公路与滑坡稳定性的关系 ,指出滑坡定性和定量评价方法存在的问题。

关键词 公路滑坡 稳定性 评价

下载PDF 职称材料

松散堆积体隧道压力拱效应试验与数值模拟 被引量：17

20

作者 昝文博 赖金星 +3 位作者 邱军领 曹校勇 冯志华 宋飞庭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1666-1674,I0004,共10页

以国道318线某堆积体隧道工程为背景,采用相似模型试验和有限元数值仿真相结合的方法研究松散堆积体隧道开挖引起的围岩应力扰动特征与压力拱形成机理,详细分析围岩径、环向应力变化及其压力拱的形成与稳定机制。结果表明:拱部围岩松动... 以国道318线某堆积体隧道工程为背景,采用相似模型试验和有限元数值仿真相结合的方法研究松散堆积体隧道开挖引起的围岩应力扰动特征与压力拱形成机理,详细分析围岩径、环向应力变化及其压力拱的形成与稳定机制。结果表明:拱部围岩松动范围和松弛幅度均较大且已经延伸至地表,而边墙部位扰动深度较小但松弛幅度较大;拱部120°范围内围岩表现出明显的径向松动和环向成拱效应,边墙部位0~0.55倍开挖跨度范围内的围岩径向和环向应力显著增大形成高度应力集中区,承担着压力拱及其上的围岩荷重。围岩成拱系数具有显著的空间变化规律,其中拱顶成拱系数最大且随掌子面开挖近似呈线性增大,边墙成拱系数次之但受开挖空间效应的影响范围很小,30°~60°范围的成拱系数只在掌子面前后6 m范围内开挖时增长较大但很快便趋于稳定;试验和计算压力拱形状均呈尖拱形,它的形成对于维持洞室的稳定和减小支护结构的受力具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 隧道工程 松散堆积体 围岩应力 压力拱 数值模拟

原文传递