单管圆隧道结构的改善及相关专利介绍万芳

单管（圆）隧道结构的改善及相关专利介绍

在隧道建设中，随着盾构法的应用，隧道的外径达到10m以上，为了满足相应规范对于车辆通行限界的要求，以及早期盾构法圆形隧道在结构方面的一些特殊要求，一般在其横断面内只设有一层车道板，圆隧道上部、下部除了用于通风和电缆敷设还有一定的富裕空间，大直径圆隧道的空间一直没有得到充分的利用。 目前在隧道工程界，出于对隧道空间综合利用的考虑，开始对双层隧道投入更多的关注。相关的研究也表明，单管双层隧道是一种结构受力好、状态好、施工安全的新型结构，这一结构形式的隧道能够有效地解决地段紧张、交通量大等问题，具有造价低、对环境破坏程度小等优势[4]，也是实现盾构隧道建筑空间有效利用的手段之一。 在具体的工程实践方面，双层隧道的建设尚处于起步阶段，其中法国中央省A86号高速公路上位于Varsaille和Rueil－Malmaison之间的一段回字型弯路，为一条10km隧道所代替。该隧道为世界上首座小直径双层车行道公路隧道。隧道的设计为小直径双层车行道，每层宽为8.72m，各设三车道，隧道总宽度为10.07m，专供轻型车辆使用，整个隧道可提供六个小型车车道，较以往常规的布置方式，隧道的通行能力得到大大提高，隧道空间得到更为有效的利用[3、5、7]。 我国在上海越江通道的建设中，针对盾构法隧道的特点，并且根据公路建筑限界的要求，布置了双层车道，提出了等直径和不等直径双连DOT（双圆隧道）盾构法隧道建造双层车道的方案[1]。这些设计方案在国内第一条双层式隧道——复兴东路隧道的建设中得以实施[2、6]，提高了越江隧道的空间综合利用能力，有效了缓解了越江交通的紧张状况。与A86号高速公路隧道相比，复兴东路隧道为双层3车道，上面两车道为小车通行，下层为较大型车辆通行，而不局限于小型车辆通行。 另外，在相关的专利方面，通过对国内外专利数据库进行检索可知，涉及单圆（管）隧道双层结构的专利主要集中在我国，且申请人均为上海市隧道工程轨道交通设计研究院（见附表）。其中CN1470743A（授权公告号）涉及一种单管圆隧道双层结构的施工方法。该方法主要包括管片的预制、管片拼装、车道板的预制、上层车道板的放置安装、底层车道板的放置安装，以及衬砌圆环的纵向拼接，其中管片预制时，位于隧道两侧的管片上增设有牛腿结构。其特点是施工简单合理、工程成本低，车道板支承占用空间小。 CN2613590Y特别涉及一种隧道逃生通道的结构设置。该设置主要包括来回两条隧道的组成单元，即衬砌圆环，以及置于其中的车道板，在两个隧道对应位置的衬砌圆环之间，设置有横向连接通道，通道与衬砌圆环之间的接通口位于车道板上方，通道的延伸方向与衬砌圆环的中心线垂直，通道与衬砌圆环之间的连接通过钢筋混凝土现浇完成。其优点是疏散路径明确，没有高差，疏散距离短，确保了疏散和救援的迅速、安全。 CN3355863Y详细地介绍了“带通道的隧道衬砌圆环”的结构形式，该隧道的除了具有通道之外，其余结构与3391068“隧道衬砌圆环”相似，具有8块管片，其中两块具有牛腿结构，用于上层车道板的安装。

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