小净距隧道是一种介于普通分离式双洞隧道和连拱隧道的结构形式，在工程应用中具有以下优点:(1)其成本和施工技术与普通分离式双洞隧道相比差异较小(2)与连拱隧道相比成本远低，同时施工技术也简单(3)有利于公路整体线型规划和线型优化。基于上述因素，该结构形式广泛应用于中、短隧道设计。但是，由于小净距隧道的中夹岩厚度比普通的双洞隧道小(一般只有5m~8m)，小净距隧道的围岩稳定和支护结构的力比普通的分离隧道复杂，与连拱隧道相比具有自己的特征。为了保证该结构形式成功应用于道路建设，需要采取一定的工程措施来保证围岩的稳定性和支撑结构的安全性。

1前言

随着我国高档公路建设的发展，隧道的修建技术越来越受到建设单位、设计单位的重视，目前在山区高档公路建设中遇到了大量的中、短隧道建设问题，其长度一般在500米以下，有时甚至只有100米以上。过去，如果在设计中遇到短隧道，通常与高边坡方案进行比较，但近年来在道路建设中强调环境保护，建设高边坡本身也不一定节约投资，运营中维护工作量大等问题，因此现在设计中尽量减少高边坡工程。选择普通分离式双孔隧道时，根据《道路隧道设计规范》JTJ痛029-90第2.6.3条对并行道路隧道净距的规定:高速公路、一级道路、一般应设计为上下分离的独立隧道。两相邻隧道最小的净距离可以根据围岩类别、截面尺寸、施工方法、爆破振动影响等因素确定，一般情况可以根据2.6.3导游表的规定选择。由于净距离的存在，道路和隧道连接时需要三角形过渡区。

以三种围岩隧道为例，净距离要求为2.5~3.0倍毛孔径，一般双车道隧道毛孔挖掘约为12.5m左右，净距离为31m~38m，另外《道路隧道设计规范》第2.7.2隧道两端平面线形与路线线形一致的最小长度如表2.7.2，这意味着道路接近隧道时左右同幅分离。如果隧道两端平面线形与路线形相一致的最小长度，两端平面线形与路线形相一致的长度和上述过渡段的长度一般在200m以上。

对于1000m以上的长度、特长隧道，建设部门可能不介意。隧道短(300m以下)，规划设计中出现短隧道群，线路无法展开，土地使用量高，建设部门必须考虑这部分土地使用费。此外，线路上出现大量短隧道群，给线路规划带来很多不便。修建连拱隧道时，中隔墙只有2.0m左右，但该结构形式存在以下问题:(1)对地质条件要求严格，iii类以下围岩难以建设(2)施工难易度高，建设周期长(3)成本是普通分离式双洞隧道建设成本的2倍以上(4)由于该结构形式和施工技术难以克服，隧道建设后结构不开裂，难以保证不渗水。

邻近隧道的最小净距(规范表2.6.3)。经过多年隧道建设的实践，建设、设计部门提出了一定的工程措施，适当加强并行隧道之间的围岩(中夹岩)，将净距缩小到4~8m，同时隧道自身建设成本不明显增加。这样，道路接近隧道时左右宽度小，路线形状好，占地面积少的同时，与拱形隧道相比，建设成本大幅度降低。这在某种意义上扩大了现行道路隧道设计规范，作为新的隧道结构应用于道路建设。

2理论分析与数值模拟

公路隧道设计规范中要求的并行双孔隧道最小净距离的原因主要考虑将两个相邻隧道分别放置在围岩压力的相互影响和施工影响范围以外，或者其间的岩柱具有足够的强度和稳定性针对上述小净距隧道问题，我们应用结构分析手段探索在净距仅为4~8m的情况下围岩和支护结构的受力特性。结构分析不可以完全评估围墙的安全系数，但可以对各部位围墙的相对安全系数进行比较准确的估算。

结构分析所选用的软件是2D-σ，围岩的力学参数选取在没有具体工程实例的情况下采用规范所列各类围岩力学参数的中间值，这样做的目的是为了探索普通情况下小净距隧道的围岩与支护结构的力学特性。经分析得到下述结果：

（1）对于普通Ⅱ类围岩段，如果不加支护在双洞隧道上半断面开挖时，在中夹岩处出现一个蝶形塑性区（见图1 中黄线内区域），说明对于Ⅱ类围岩开挖中如不采用合理的开挖方法和预加固措施在隧道开挖过程中围岩就失稳。在围岩进行预加固的前提下，采用合理的开挖方法，经重新分析，可以看出Ⅱ类围岩段中夹岩处的塑性区大为减小（见图2 中黄线内区域），但是此时围岩已经过加固，支护结构未出现破坏，说明对于Ⅱ类围岩经过合理的加固是可以保证围岩稳定和初期支护安全的。在结构分析中，可以看出ⅱ类深埋段中夹岩的力比ⅱ类围岩浅埋段的力更严重。

(2)对于普通iii类围岩段，结构分析的结果与ii类围岩段相似，但围岩的塑性区比ii类围岩小(见图3)，iii类围岩段对中夹岩的预加强和采用合理的施工方法也是必要的。结构分析中同时对Ⅲ类硬质围岩深埋段进行结构分析，得出的结果表明深埋对中夹岩的影响不象Ⅱ类围岩埋深时对中夹岩的影响那么大。

(3)对于普通iv类围岩段，结构分析结果表明，在净距离只有4m的情况下，采用全断面施工基本上不出现塑性区域，但中夹岩部围岩的安全系数一般在1.5~3.0门之间，相当于其他部位的1/2~1/3(见图4)。说明iv类围岩中夹石的安全只比临界安全稍高，施工中不注意中夹石的保护，不控制爆破和光面爆破也会发生围岩的不稳定现象。

(4)对于普通的v类围岩段，结构分析表明，隧道在双孔全断面同时挖掘时，夹岩的安全系数一般在3.0以上，考虑到施工爆破对夹岩松动的影响，可以适当加强。

3 结构设计

根据结构分析结果可以得出下列结论：（1）由于小净距隧道中夹岩的厚度远小于普通分离式双洞隧道的中夹岩厚度，隧道施工中该处二次应力场在此叠加，出现应力集中，设计中应重点对该处进行加固；（2）除中夹岩处以外的围岩同时由于左、右洞二次应力的叠加，它的受力也比同样围岩条件下普通分离式双洞隧道更为严峻一些，是结构需要加固的次重要部位。

结构设计中ii、iii类围栏，一般采用以下措施加强:(1)预注浆，注浆范围应从左拱到右侧墙脚，右拱从右拱到左侧墙脚(2)中夹支持的混凝土、钢支撑设计参数略强于普通双洞隧道的参数(3)中夹岩深层围岩加固主要采用贯穿两洞的水平预应力拉动锚杆，施工范围建议从左洞右侧拱到右侧墙脚，右洞从左侧拱到左侧墙脚(见图2、3)这里值得一提的是，对中夹岩深层的加固不提倡多于两种加固措施。例如，对中夹岩的深层加固设计中预注浆、系统锚杆和对拉锚杆。在修改设计中取消了系统锚，主要考虑到围栏的反复加固，反而会削弱围栏的整体强度。（4）对中夹岩以外的围岩加固同普通双洞隧道的相同部位，设计参数略有加强。

对于Ⅳ、Ⅴ类围岩，结构分析表明中夹岩处一般不会出现塑性区，对中夹岩的加固在Ⅳ类围岩条件下建议将系统锚杆加长0.5～1.0m，其它部位的初期支护参数可参照同类围岩条件下的普通分离式双洞隧道设计参数，或略有加强。对于v类围岩，建议在中夹岩增设系统锚杆，其他设计参数参考同类围岩条件下的普通分离式双孔隧道设计参数。

4施工方法

小净距隧道在某种意义上可以更好地体现新奥法建筑隧道的特点，通过保护和加充分发挥围岩的自我承受能力，同时小净距隧道是施工性强的隧道结构形式。为保证结构和施工安全，结合结构分析结果，提出不同围岩条件下的施工方法。

(1)对于ii、iii类围岩，根据小净距隧道的力量特征，通常建议采用正向单侧墙导洞的开孔方法，施工工序由左孔先开挖制定，右孔先行时，将左、右孔的施工顺序调整即可，左、右孔开挖工序的横截面布置为图5在此强调的是，a)光面爆破和控制爆破是ii、iii类围岩段建设小净距隧道成功的重要因素之一b)拉动锚杆的施加必须强调及时性，通常在先挖洞后立即施加c)ii、iii类围岩条件下，左、右孔在同一桩号是毛孔现象

(2)对于iv、v类围墙，隧道开挖为了尽量减少围墙的干扰，不应采用普通分离式双孔隧道常用的全断面开挖方法，建议采用先进导坑预约光爆层的开挖方法，该方法一方面具有良好的光爆效果，对围墙的干扰小，开挖效率也高。左、右孔挖掘工序的横断面配置如图7所示，平面配置如图8所示。

(3)关于小净距隧道施工的监测测量，ii、iii类围岩除采用普通分离式双洞隧道的必测和选项外，还建议采用中夹岩的力学性能测试手段。例如围岩松动圈测试、围岩内部位移、后行孔爆破对前行孔二次衬垫的影响等。小净距隧道的二次衬砌施工时间应在左、右孔同桩号围岩和初期支护的力、变形基本稳定后进行。

5结论

(1)小净距隧道建设成败的关键是如何保证中石的稳定，理论分析和工程实践表明，有效减少中石的干扰，采取合理的加固措施可以保证其稳定和支撑结构的安全。

(2)小净距隧道的支护参数略强于传统分离式双孔隧道的设计参数，施工比连拱隧道方便。

(3)小净距隧道ii、iii类围岩条件下的净距离一般不太小，分析净距离为3m时，中夹岩的力量状态远远高于4m的净距离时，相应的围岩加固难以处理，因此对净距离的选择提出极端

(4)从京福高速公路南平段隧道投资统计资料来看(双孔每延米计)，小净距隧道的平均成本是普通分离式双孔隧道的1.52倍，连拱隧道的成本是普通分离式双孔隧道的2.91倍，小净距隧道建设的经济性明显。

(5)目前，小净距隧道在ii、iii类围岩条件下的施工挖掘建议采用单侧墙导坑法，国内施工公司习惯在ii、iii类围岩条件下采用上、下导坑法或环形挖掘预约核心土法，因此施工公司建议小净距隧道施工采用上述两种常用挖掘方法类似的建议还有很多，这些需要在今后的研究中解决。