廣西地區公路小凈距隧道合理凈距研究

中圖分類號：U459.2 文獻標識碼：A DOl：10.13282/j.cnki.Wccst.2025.03.046

文章編號：1673-4874（2025）03-0160-05

0 引言

廣西地區山嶺和丘陵的總面積約占到全區陸地總面積的 74% 以上，地形地貌及地質條件總體比較復雜，在滿足設計車速和安全舒適的前提下，如何協調線形指標、地形地貌條件、地質條件及保護生態環境之間關系是公路設計最重要的技術問題之一。尤其是在隧道洞口段，有時候為了繞避特殊的地質條件，或是適應復雜狹窄的地形條件并節省耕地占用，或是遭遇橋隧相接的線形限制，常常不得不減少左右洞布設成小凈距隧道形式，以期在一定程度上實現展線效果的同時降低隧道工程造價，又能減小洞口占地，保護生態環境。但是，如何確定合理凈距控制左右洞室線間距，使得既可以盡量減小線間距，又不會使左右洞相互影響過大而大幅增加支護強度，一直都是困擾設計人員的技術難題之一。

目前，小凈距隧道在國內外已有非常廣泛的應用，相關的研究成果也十分豐富。日本鐵道技術學會早在20世紀70年代就發表了《關于平行隧道研究的報告》，隨后在1987年出版了《近接施工的設計與指南》，總結了小凈距隧道相互影響的基本條件、影響范圍及施工對策等[1]。1993年，SolimanE.等[2]采用二維及三維有限元方法研究了小凈距盾構隧道的應力、位移。國內小凈距研究始于20世紀80年代，朱敬民等[3-4]采用模型試驗方法研究并設計了重慶菜袁路雙線隧道。劉艷青、鐘世航等[5-6利用有限元數值分析及現場監測方法研究了我國第一座超小凈距的并行隧道一一寧波招寶山隧道。張妞采用有限元軟件MidasGTS研究了芷銅高速公路寨子界隧道軟弱圍巖段小凈距的合理凈距大小和中夾巖墻加固技術。吳開華等8在普式理論的基礎上，通過分析計算模型截面形心的手段研究三孔小凈距隧道附加圍巖壓力的非對稱性質。李偉等9基于正交試驗設計方法和數值模擬計算手段對某四洞并行山嶺隧道群開挖穩定性的影響進行了研究。

總體來說，國外尤其是日本對小凈距隧道的研究起步很早，技術上已經成熟，國內相對晚得多。隨著近些年來隧道建設經驗不斷積累，研究成果越來越豐富，各地區制定了各自的設計與施工的技術標準，但針對廣西地區特定地形、地質環境的研究成果很少，至今也沒制定相關的技術標準。隨著廣西地區新一輪規劃的公路建設工程的大力推進，已有的成果顯然不能滿足設計和施工技術需求，亟須進行更全面和深入的研究。

調研分析

1.1工程實例調研分析

目前國內已有很多成功建設的小凈距隧道，通過文獻調研、現場調研的國內13座小凈距隧道的情況如表1所示。

從表1看，雙洞線間距一般在 16～32m ，扣除左右設計基線至開挖輪廓各約為 5m ，實際凈距為 6～22m 合理凈距大致在0. 5B～1.5B（B 為隧道開挖跨度），受地質條件影響較大。地質條件較好時，合理凈距很小，如寧波招寶山隧道、成昆鐵路關村壩車站隧道，主要為堅硬的灰巖，圍巖條件總體較好，凈距 lt;0.5B ；地質條件較差時，如石太鐵路復線東塔寺3號隧道、寶蘭線東崗鎮隧道，凈距接近 2.0B 0

1.2 規范規程調研分析

《日本近接隧道指南》給出了比較明確的小凈距隧道合理凈距，即如果后建隧道比先建隧道位置高，則小凈距隧道合理凈距在 （1.0～2.5）B ，如果后建隧道比先建隧道位置低，則小凈距隧道合理凈距在 （1.5～2.5）B 。我國的《公路隧道設計規范》（JTGD70一2004）[10]第4.3.2條規定了分離式獨立雙洞的最小凈距，即小凈距隧道合理凈距的上限值，但控制得很寬泛，在實際工程中較少直接采用。我國的《公路隧道設計細則》JTG/TD70一2010）[11]第4.4.3條建議雙車道小凈距隧道合理凈距為 ，三車道小凈距隧道合理凈距為 8～20m（0.5B～1.5B） 。最新版的《公路隧道設計規范第一冊：土建工程》（JTG 3370.1—2018）[12]第4.3.3條建議小凈距隧道合理凈距（即分離式隧道兩洞凈距）為 0.8～2.0B 0

綜合上述調研分析結果，V級圍巖則按照各規范的綜合結果取值為 （1.0～1.5）B 。條件最好的Ⅲ級圍巖可采用《公路隧道設計規范第一冊：土建工程》（JTG3370.1—2018）建議的最小值 0.8B 取值，條件最差的Ⅲ級圍巖按I級圍巖下限 1. 0B 取值，即Ⅲ級圍巖的綜合結果取值為 （0.8～1.0）B 。同理，條件最差的V級圍巖及以下按《公路隧道設計規范》JTGD70一2004）給出的 2.5B 取值，條件最好的V級圍巖按按N級圍巖上限 1.5B 取值，即V級圍巖的綜合結果取值為 （1.5～2.5）B 。故小凈距隧道合理凈距可根據圍巖級別確定為（見表2）：

2小凈距隧道合理凈距的數值分析

采用MIDASGTXNX軟件對小凈距隧道進行開挖支護分析，以此分析小凈距隧道的合理凈距。

2.1計算模型

對一般淺埋及深埋小凈距隧道，計算模型采用了圖1、圖2所示的平面矩形模型，計算模型的左右側邊界設置水平方向的約束，底部邊界設置水平及豎直方向的約束，頂部自由。

對淺埋偏壓小凈距隧道，計算模型采用了如圖3、圖4所示的平面模型，計算模型的左右側邊界設置水平方向的約束，底部邊界設置水平及豎直方向的約束，頂部自由。

2.2計算參數

圍巖計算參數根據廣西地區某高速公路7個隧道的

圍巖勘察及設計資料，同時考慮《公路隧道設計細則》（JTG/TD70一2010）綜合確定，如表3至表5所示。

2.3 計算工況

共考慮了V級淺埋偏壓段（凈距0.5B、0.75B、1.0B、1.25B、1.5B、2.0B、3.0B）、V級一般淺埋段（凈距0.5B、0.75B、1.0B、1.25B、1.5B、2.0B）、V級深埋段（凈距O.5B、0.75B、1.OB、1.25B、1.5B、2.0B）、Ⅳ級淺埋段（凈距0.5B、0.75B、1.OB、1.25B、1.5B、2.OB）、V級深埋段（凈距0.5B、0.75B、1.0B、1.25B、1.5B、2.0B）等31種工況。

2.4計算結果

計算得到的塑性區結果如圖5至圖9所示。

由圖5可知，V級淺埋偏壓段左右洞凈距為 0.5B 、0.75B時，左右洞之間的塑性破壞區和松弛區基本上連通成為整體，說明這種情況下對左右洞室影響很大；左右洞凈距為1.0B、1.25B、1.5B、2.0B時，左右洞之間仍有塑性破壞區和松弛區，但未連成整體，說明這種情況下對左右洞室之間有一定影響；左右洞凈距為3.0B時，左右洞之間已無塑性破壞區，說明對左右洞室之間基本無影響。

由圖6可知，V級一般淺埋段左右洞凈距為 0.5B 、0.75B、1.0B、1.25B時，左右洞之間的塑性破壞區和松弛區基本上連通成為整體，說明這種情況下對左右洞室影響很大；左右洞凈距為1.5B時，左右洞之間仍有塑性破壞區和松弛區，但未連成整體，說明這種情況下對左右洞室之間有一定影響；左右洞凈距為2.0B時，左右洞之間已無塑性破壞區，說明對左右洞室之間基本無影響。

由圖7可知，V級深埋段左右洞凈距為 0.5B 、0.75B、1.0B時，左右洞之間的塑性破壞區和松弛區基本上連通成為整體，說明這種情況下對左右洞室影響很大；

左右洞凈距為1.25B、1.5B、2.0B時，左右洞之間仍有塑性破壞區和松弛區，但未連成整體，說明這種情況下對左右洞室之間有一定影響。

由圖8可知，I級淺埋段左右洞凈距為 0.5B 0.75B，1.0B，1.25B 時，左右洞之間的塑性破壞區和松弛區基本上連通成為整體，說明這種情況下對左右洞室影響很大；左右洞凈距為1.5B時，左右洞之間仍有塑性破壞區和松弛區，但未連成整體，說明這種情況下對左右洞室之間有一定影響；左右洞凈距為2.0B時，左右洞之間已無塑性破壞區，說明對左右洞室之間基本無影響。

由圖9可知，N級深埋段左右洞凈距為 0.5B 0.75B，1.0B 時，左右洞之間的塑性破壞區和松弛區基本上連通成為整體，說明這種情況下對左右洞室影響很大；左右洞凈距為1.25B、1.5B時，左右洞之間仍有塑性破壞區和松弛區，但未連成整體，說明這種情況下對左右洞室之間有一定影響；左右洞凈距為2.0B時，左右洞之間已無塑性破壞區，說明對左右洞室之間基本無影響。

綜合上述分析可以得出小凈距隧道合理凈距分析結果如表6所示。

綜合工程實例調研、規范調研和數值分析結果，確定小凈距合理凈距如表7所示。

3結語

本文所述研究成果已經納入到廣西地區多個項目隧道的設計文件中，經過大量的實踐證明結果較為合理。

不過，該研究成果主要是基于兩車道隧道而言，隨著三車道隧道在廣西地區越來越多，需要進一步研究三車道小凈距隧道的合理凈距。

參考文獻

[1]劉明高.小凈距隧道合理凈距及其施工方法研究[D].北京：北京工業大學，2007.

[2]SolimanE.，H.Duddeck，H.Ahrens.Two-and three-dimensional analysisofcloselyspaceddouble-tube tunnels[J].Tunnellingamp;UndergroundSpaceTechnology，1993，8（1）：13-18.

[3]朱敬民，王立維.層狀巖體中地下工程復合襯砌模型試驗研究[J].重慶建筑工程學院學報，1991，13（1）：1-14.

[4]朱敬民，顧金才.重慶菜袁路隧道模擬設計[J].重慶建筑工程學院學報，1989，11（1）：41-47.

[5]劉艷青，鐘世航，盧汝綏，等.小凈距并行隧道力學狀態的試驗研究LJ].巖石力學與工程學報，2000（5）：590-594.

[6]鐘世航.并行隧道超小凈距施工技術[C]//中國土木工程學會隧道及地下工程分會年會， 2000：32-36 （2

[7]張妞.軟弱圍巖小凈距隧道合理凈距以及中巖墻加固技術研究[D].長沙：長沙理工大學，2024.

[8]吳開華，石恩嶺，俞洪政，等.非對稱三孔小凈距隧道圍巖壓力分析[J.地下空間與工程學報，2022，18（增刊1：65-73

[9]李偉，楊琨，施劭矗，等.四洞并行公路隧道群開挖穩定性影響因素研究[J].西部探礦工程，2022，34（1）：195-199

[10重慶交通科研設計院.公路隧道設計規范：JTGD70一2004S北京：人民交通出版社，2004：16.

[11中交第二公路勘察設計研究院有限公司.公路隧道設計細則：JTG/TD70-2010S.北京：人民交通出版社，2010：28.

[12]中華人民共和國交通運輸部.公路隧道設計規范第一冊：土建工程：JTG3370.1—2018[S].北京：人民交通出版社，2019：15.