地下公路和施工方法与流程

1.本技术涉及公路交通技术领域，具体而言，涉及一种地下公路和施工方法。


背景技术：

2.随着我国公路交通系统的不断扩展，地下公路交通呈现网络化，大断面化，高速化发展，地下交通也逐渐实现全互通或半互通的交通系统。然而地下公路交通与地面公路交通系统的空间和环境的不同带来诸多难点。
3.地下公路往往在山区地下，存在岩层复杂，地下水丰富，地质灾害多发的环境状况，对施工安全性要求高，因此分岔隧道的断面不能过大，大断面隧道的施工和运营安全都有巨大隐患。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种地下公路和地下公路的施工方法，其能够解决现有技术中大断面隧道的施工和运营具有安全隐患的问题。
5.第一方面，本发明提供一种地下公路，包括：
6.主线隧道；
7.分隔结构，分隔结构设置在主线隧道内并沿主线隧道的延伸方向延伸预定距离，以将主线隧道分隔为合流车道和非合流车道；以及
8.匝道隧道，匝道隧道的出口配置有合流段，合流段与合流车道在主线隧道的延伸方向合流交汇且合流段与合流车道处于同一隧道断面内。
9.上述实现的过程中，分隔结构将主线隧道内的车流分隔为主线车流和合流车流，匝道车流经匝道隧道行驶至合流段；合流车流会在合流段和合流车道的交汇处与匝道车流汇合，合流车流和匝道车流在行驶至分隔结构的末端将与主线车流合并。现有技术中，具备匝道的隧道均为地下分岔大断面隧道结构，由于其断面跨度大，故存在施工和运营风险，为此，设置了分隔结构，使其形成为两个小断面结构(可看作非合流车道为一小断面结构，合流段和合流车道为另一小断面结构)，则有利于地下结构的安全可靠，降低施工和运营风险，降低隧道开挖断面，减少成本。同时，通过分隔结构将主线车流和合流车流隔离，在地下交通视距差的情况下可以保证车辆的安全过渡，待合流结束后将车流合并，既不影响交通流速，也保证了合流安全。
10.在可选的实施方式中，分隔结构包括形成于主线隧道内的隧道隔墙。
11.在可选的实施方式中，主线隧道包括并列设置主线合流隧道和主线非合流隧道，主线合流隧道和主线非合流隧道之间的壁面共同限定分隔结构。
12.在可选的实施方式中，分隔结构配置有镂空部，镂空部位于分隔结构的延伸末端。
13.上述实现的过程中，镂空部位于分隔结构的末端，即合流车道和非合流车道的交汇位置，以保证合流车流、匝道车流以及主线车流在交汇处的视距通畅，保证了车流安全地合并。
14.在可选的实施方式中，镂空部包括形成于分隔结构的镂空孔。
15.在可选的实施方式中，在分隔结构的延伸末端，沿主线隧道的延伸方向间隔布置有若干中央分隔墩，相邻的中央分隔墩之间的间隙限定为镂空部。
16.在可选的实施方式中，合流段的车道数量小于匝道隧道的车道数量，在合流段和匝道隧道之间设置有并线或交替通行标志。
17.在可选的实施方式中，主线隧道和匝道隧道的断面轮廓均为马蹄形。
18.第二方面，本发明提供一种地下公路的施工方法，方法施工前述实施方式任一项的地下公路，方法包括以下步骤：
19.分隔结构施工，主线隧道施工至分隔桩号前，转换工法，由主洞双侧壁导坑工法转换为中导洞工法或者无中导洞工法，完成对分隔结构的施工；
20.合流段施工，匝道隧道施工至合流段桩号前，施工小净距段隧道，根据隧道周边围岩和距离情况采用注浆或对拉锚杆形式进行加固；匝道隧道中采用中导洞法或者无中导洞法施工至连拱段，使得主线隧道、匝道隧道和分隔结构呈三连拱断面形式；匝道隧道施工至主线隧道，与主线隧道同断面施工，使得匝道隧道和主线隧道的断面为双连拱断面形式；
21.合并隧道施工，转换工法，由中导洞法或者无中导洞法施工转换为双侧壁导坑工法或者crd工法将主线隧道和匝道隧道合并施工。
22.在可选的实施方式中，在分隔结构施工中，
23.当采用中导洞工法施工时，先行施工分隔结构导洞，待分隔结构的混凝土浇筑完毕并满足设计强度后，施工分隔结构的两侧的导洞和施工主洞；
24.当采用无中导洞工法施工时，将分隔结构和其中一侧的主洞同时施工，待主洞和分隔结构的混凝土浇筑完毕并满足设计强度后方可实施另一侧的主洞。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本实施例中地下公路的示意图；
27.图2为图1中a
‑
a视向的剖视图；
28.图3为图1中b
‑
b视向的剖视图；
29.图4为图1中c
‑
c视向的剖视图；
30.图5为图1中d
‑
d视向的剖视图；
31.图6为本实施例中采用双侧壁导坑工法施工而成的合并隧道的断面图；
32.图7为本实施例中采用crd工法施工而成的合并隧道的断面图。
33.图标：10
‑
主线隧道；11
‑
合流车道；12
‑
非合流车道；
34.20
‑
分隔结构；21
‑
镂空部；22
‑
分隔桩号；
35.30
‑
匝道隧道；31
‑
交替通行标志；
36.40
‑
合流段；41
‑
合流段桩号；42
‑
连拱段；
37.50
‑
合并隧道。
具体实施方式
38.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
42.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
43.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
45.本实施例提供一种地下公路，其能够解决现有技术中大断面隧道的施工和运营具有安全隐患的问题。
46.请参见图1，图1为本实施例中地下公路的示意图。
47.地下公路包括主线隧道10、分隔结构20以及匝道隧道30。
48.分隔结构20设置在主线隧道10内并沿主线隧道10的延伸方向延伸预定距离，以将主线隧道10分隔为合流车道11和非合流车道12。
49.匝道隧道30的出口配置有合流段40，合流段40与合流车道11在主线隧道10的延伸方向合流交汇且合流段40与合流车道11处于同一隧道断面内。
50.主线隧道10具备三个车道，经分隔结构20分隔后，合流车道11具备一个车道，非合流车道12具备两个车道。匝道隧道30具备两个车道，在进入合流段40后与合流车道11共同具备两个车道。合流完成后，即至分隔结构20末端后，主线隧道10和匝道隧道30合并为合并隧道50后，合并隧道50具备四个车道，以供车辆通行。
51.在本技术的一些实施例中，请参见图2，图2为图1中a
‑
a视向的剖视图。主线隧道10的端面宽度满足三车道行车要求，其断面轮廓为马蹄形。示例性地，主线隧道10可采用矿山法施工，断面宽度为16.5m，高为11.8m，结构采用初期支护和二次衬砌复合结构形式，拱顶
和侧墙采用锚杆支护。
52.在本技术的一些实施例中，请参见图3，图3为图1中b
‑
b视向的剖视图。图3中，左侧部分和右侧部分间隔开，左侧部分可看作主线隧道10，右侧部分可看作匝道隧道30。主线隧道10的三个车道被分隔结构20分隔为合流车道11的一个车道和非合流车道12的两个车道。在图3中，主线隧道10的断面轮廓为双连拱马蹄形，施工采用矿山法，连拱左侧断面(非合流车道12的端面)的宽度为12m，高为9.7m，连拱右侧断面(合流车道11的端面)的宽度为8.6m，高为7.4m。匝道隧道30的断面轮廓为马蹄形，施工采用矿山法，匝道隧道30的断面宽度为12.3m，高为9.7m。在图3中，主线隧道10和匝道隧道30均采用初期支护和二次衬砌复合结构形式，拱顶和侧墙采用锚杆支护。
53.在本技术的一些实施例中，请参见图4，图4为图1中c
‑
c视向的剖视图。图4为主线隧道10和匝道隧道30合流断面，左侧部分和右侧部分通过分隔结构20分隔。左侧部分为主线隧道10的非合流车道12，包括两个车道。右侧部分为合流段40(包含合流车道11)，包括两个车道。图4岁展示的主线隧道10和匝道隧道30合流断面轮廓采用双连拱马蹄形，施工采用矿山法，连拱左侧的断面(主线隧道10的非合流车道12断面)宽度为12m，高为9.7m，连拱右侧的断面(合流段40的端面)宽度17～12m，高12～9.7m，随着合流断面的延伸方向逐渐变小直至与主线隧道10的非合流车道12断面一致。
54.在本技术的一些实施例中，请参见图5，图5为图1中d
‑
d视向的剖视图。图5为合并隧道50的断面。合并隧道50的断面宽度满足四车道行车要求，断面轮廓为马蹄形，施工采用矿山法，断面宽度为21m，高为13.5m，结构采用初期支护和二次衬砌复合结构形式，拱顶和侧墙采用锚杆支护。
55.先对下文描述的部分名称进行解释：
56.主线车流指在主线隧道10内的非合流车道12行驶的众多车辆；
57.合流车辆指在主线隧道10内的合流车道11行驶的众多车辆；
58.匝道车流指在匝道隧道30内行驶且驶向合流段40的众多车辆。
59.分隔结构20将主线隧道10内的车流分隔为主线车流和合流车流，匝道车流经匝道隧道30行驶至合流段40；合流车流会在合流段40和合流车道11的交汇处与匝道车流汇合，合流车流和匝道车流在行驶至分隔结构20的末端将与主线车流合并，行驶于合并隧道50中。
60.发明人发现，现有技术中，具备匝道的隧道均为地下分岔大断面隧道结构，由于其断面跨度大，故存在施工和运营风险。为此，发明人认为，设置分隔结构20，使隧道形成为两个小断面结构(可看作非合流车道12为一小断面结构，合流段40和合流车道11为另一小断面结构)，则有利于地下结构的安全可靠，降低施工和运营风险，降低隧道开挖断面，减少成本。同时，通过分隔结构20将主线车流和合流车流隔离，在地下交通视距差的情况下可以保证车辆的安全过渡，待合流结束后将车流合并，既不影响交通流速，也保证了合流安全。需要说明的是，主线隧道10延伸的预定距离可为设计师基于合流效率、合流安全性以及相关规定等进行考虑和计算而得出的长度。
61.本技术的一些实施例中，分隔结构20包括形成于主线隧道10内的隧道隔墙，即，主线隧道10为连拱隧道，分隔结构20为连拱隧道的中隔墙结构，连拱隧道在中隔墙结构两侧的洞室分别包含合流车道11和非合流车道12。
62.本技术的一些实施例中，分隔结构20配置有镂空部21，镂空部21位于分隔结构20的延伸末端。镂空部21位于分隔结构20的末端，即合流车道11和非合流车道12的交汇位置，驾驶人员可透过镂空部21了解被分隔结构20遮挡的情况，以保证合流车流、匝道车流以及主线车流在交汇处的视距通畅，保证了车流安全地合并。
63.在一些实施例中，镂空部21包括形成于分隔结构20的镂空孔。示例性地，分隔结构20沿其延伸方向开设有若干间隔布设的镂空孔，以使得驾驶人员在行驶地过程中，通过若干镂空孔贯穿被分隔结构20遮挡的区域，保证安全地进行合流。
64.在一些实施例中，在分隔结构20的延伸末端，沿主线隧道10的延伸方向间隔布置有若干中央分隔墩，相邻的中央分隔墩之间的间隙限定为镂空部21。驾驶人员在行驶地过程中，通过若干镂空孔贯穿被分隔结构20遮挡的区域，保证安全地进行合流。需要说明的是，沿着中央分隔墩，在地面划线三角地带标线，以保证行车侧向安全。
65.本技术的另一些实施例中，主线隧道10在需要进行分隔的位置分隔为两座独立的隧道，两座独立的隧道包括主线合流隧道和主线非合流隧道，两座独立的隧道之间的建筑结构则可看作分隔结构20。主线合流隧道具有合流车道11，主线非合流隧道具有非合流车道12。
66.在本技术的一些实施例中，匝道隧道30与合流段40之间设置有道路出入口三角地带标线，安全指示轮廓标，以提醒驾驶人员进入合流段40合流。
67.本技术的一些实施例中，合流段40的车道数量小于匝道隧道30的车道数量，示例性地，合流段40的车道数量为一，匝道隧道30的车道的数量为二，因此在合流段40和匝道隧道30之间设置有交替通行标志31(或并线通行标志)，以保证车辆的安全合流。
68.本技术实施例还提供一种地下公路的施工方法，通过该施工方法能够安全高效地施工出上文描述的地下公路，方法包括以下步骤：
69.分隔结构施工，分隔结构施工步骤包括：
70.s1、主线隧道10施工至分隔桩号22前，转换工法，由主洞双侧壁导坑工法转换为中导洞工法或者无中导洞工法，完成对分隔结构20的施工；其中，当采用中导洞工法施工时，先行施工分隔结构20导洞，再进行分隔结构20的混凝土浇筑，待分隔结构20的混凝土浇筑完毕并满足设计强度后，施工分隔结构20的两侧的导洞和施工主洞，即施工合流车道11和非合流车道12；当采用无中导洞工法施工时，将分隔结构20和其中一侧的主洞(合流车道11或非合流车道12)同时施工，待主洞和分隔结构20的混凝土浇筑完毕并满足设计强度后方可实施另一侧的主洞(非合流车道12或合流车道11)。
71.合流段施工，合流段施工步骤包括：
72.s2、匝道隧道30施工至合流段桩号41前，施工小净距段隧道(小净距隧道是指隧道中的中岩墙厚度小于分离式独立双洞的最小净距的特殊隧道布置形式)，根据隧道周边围岩和距离情况采用注浆或对拉锚杆形式进行加固。
73.s3、匝道隧道30采用中导洞法或者无中导洞法施工至连拱段42，使得主线隧道10、匝道隧道30和分隔结构20呈三连拱断面形式。
74.s4、匝道隧道30施工至主线隧道10，与主线隧道10同断面施工，使得匝道隧道30和主线隧道10的断面为双连拱断面形式(如图4)。
75.合并隧道施工，合并隧道施工步骤包括：
76.s5、转换工法，由中导洞法或者无中导洞法施工转换为双侧壁导坑工法或者crd工法(交叉中隔墙法)将主线隧道10和匝道隧道30合并施工，构成合并隧道50。参见图6，图6为采用双侧壁导坑工法施工而成的合并隧道50的断面图。参见图7，图7为采用crd工法施工而成的合并隧道50的断面图。
77.在完成合并隧道50的施工后，可在地下公路内设置交通标牌、标志标线、安全设施，以供车辆安全行驶。
78.需要说明的是，在完成分隔结构20施工后，可对分隔结构20进行镂空部21施工，例如，在分隔结构20开孔，以形成镂空孔，或者说在完成合并隧道50的施工后，浇筑出中央分隔墩。
79.需要说明的是，采用上述地下公路的施工方法而成的地下公路，在不影响交通流量的前提下，将地下分岔大断面隧道结构跨度减小为两个小断面结构(由分隔结构20间隔开而成的两个小断面结构)，有利于地下结构的安全可靠，降低施工和运营风险，降低隧道开挖断面，减少成本。通过分隔结构20将非合流车流和合流车流隔离，在地下交通视距差的情况下可以安全过渡，待合流结束后将车流合并，既不影响交通流速，也保证了合流安全。
80.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。