《交通标准化》２００６年第１１期
ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．１１，２００６
ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮＩＳＳＵＥＮｏ．１５９
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ＪＢＨ王耀明，
王
飞
（安徽省公路勘测设计院，安徽合肥２３００４１）
摘要：小净距隧道是从工程实践中衍生出来的一种新的结构形式，特别适合于中短隧道。以实际工程为例，对小净距
隧道的设计与结构作一简要分析，其结果可为类似小净距隧道的设计和施工提供参考。
关键词：小净距；隧道设计；中夹岩柱；结构分析中图分类号：Ｕ４５２．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－４７８６（２００６）１１－０１７２－０４
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｍａｌｌＳｐａｃｉｎｇＴｕｎｎｅｌ
ＷＡＮＧＹａｏ－ｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＦｅｉ
（ＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＨｉｇｈｗａｙＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００４１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｍａｌｌｓｐａｃｉｎｇｔｕｎｎｅｌｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｉｓａｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｕｎｎｅｌ，
ｗｈｉｃｈｉｓｆｉｔｆｏｒｍｉｄｄｌｅａｎｄｓｍａｌｌｓｐａｃｉｎｇｔｕｎｎｅｌｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ．Ｔａｋｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｐｒｏｊｅｃｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｓｉｍ－ｐｌｙａｎａｌｙｓｉｓｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｍａｌｌｓｐａｃｉｎｇｔｕｎｎｅｌｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｃａｎｏｆｆｅｒｒｅｆｅｒ－ｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｓｍａｌｌｓｐａｃｉｎｇｔｕｎｎｅｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌｓｐａｃｉｎｇ；ｔｕｎｎｅｌｄｅｓｉｇｎ；ｍｉｄｄｌｅｒｏｃｋｙｃｏｌｕｍｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ公路工程与运输
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３，以及相应的资金占用量和仓库面积占用量，计算结果如表１所示。
由表１可以看出，最后两组值对应的资金占用量和仓库面积占用数均近似使约束条件（１）式和（２）式保持等式。因此最优解在Ｑ１＝１６６６，Ｑ２＝１９９５，
Ｑ３＝３４０附近。４结论
本文提出的最优存储模型在求解库存商品较多的配送中心存储问题时，利用库恩－图克条件进行了分析求解，可以通过计算机程序快速地得到进货批量的最优解，对提高物流配送效率，降低企业成本具有一定的实际应用价值。参考文献
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学技术文献出版社，１９８４．
［２］裴金林．多品种生产库存模型的几个问题［Ｊ］．北京：工业工程与管理，２０００，５（５）：５２－５４．
［３］王永县．运筹学－规划论及网络［Ｍ］．北京：清华
大学出版社，１９９３．
作者简介：李俊辉（１９８４－），男，本科，现在北京交通大学交通运输学院就读，研究方向为运输物流管理。收稿日期：２００６－０４－２０
表１计算结果
－λ１１０．１０．０９０．０８０．０７８５０．０７８７－λ２２０．１１０４４．６４．７Ｑ１１０１４１７０９１５７３１６７６１６６８．５１６６６．５Ｑ２８１６１９０５１９１２１９９１１９９６．９１９９５．２Ｑ３
２２０
３４９
３２５
３４３
３３９．２
３４１．６
资金占用１４３３００２９３４００２７６１００３０００５０３０００６５２９９９２５面积占用
６９９１２２０１１４０１２０９１２０３．５１２０３．４
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""小净距隧道设计与
结构分析
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ＪＢＨ图２
岩柱对穿预应力锚杆
图
１Ⅴ级围岩衬砌设计图
公路工程与运输
１前言
随着我国高等级公路建设的迅猛发展，隧道越
来越多地出现在公路建设中，根据交通部典型示范的要求，在山区高速公路中应灵活运用技术指标。目前在山区高等级公路建设中遇到长度为１０００ｍ以下的中、短隧道数量较多。以前在布线时，通常为了满足规范要求的隧道间距，在道路与隧道接线处往往设一个三角形过渡区，尤其在碰到鸡爪地形时，就会出现隧道群方案，桥隧相连，路线线形布设困难，土地使用量高，工程造价增加等问题；而建造连拱隧道则存在着诸如施工难度大、工序复杂、建设周期长、造价高、结构容易开裂、衬砌漏水等一系列问题。针对这些问题，本文拟提出一种新的设计方法即小净距隧道设计。虽然小净距隧道的受力特点比分离式隧道复杂，但从施工的角度出发，小净距隧道与分离式隧道有很多相同的地方，而且其质量相对容易控制，工程成本大幅度降低，表１为分离式独立双洞间的最小净距。
２隧道设计２．１
隧道设计
双洞小净距隧道是介于普通分离式双洞隧道和连拱隧道之间的一种结构形式，其双洞净距比较小，净间距一般小于一倍隧道开挖洞跨。目前国内双洞小间距隧道净间距的取值一般为５ｍ～１５ｍ，主要采用单／双侧导洞法、超前导洞预留光爆层法等施工方法进行施工。在一般小净距隧道的设计中，由于考虑到双洞间施工的相互影响，因此其设计参数比分离式双洞的设计参数略高。本文以洞身的Ⅴ级围岩段为例，其他衬砌类型不一一例举，其支护参数一般采用"５０×５ｍｍ小导管超前支护进洞和间距为４０ｃｍ、拱部为１２０°的范围布设；系统锚杆采用中空注浆锚杆，其长为４．０ｍ；"８的钢筋网全断面设置；Ｃ２５喷射混凝土厚为２５ｃｍ，Ｉ１８工字钢钢架，７５ｃｍ／榀；二次衬砌采用Ｃ２５钢筋混凝土；中夹岩柱采用"２５ｍｍ水平对拉预应力锚杆进行加固。
Ⅴ级围岩衬砌设计如图１所示。
表１
分离式独立双洞间的最小净距
围岩级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ最小净距（ｍ）
１．０Ｂ
１．５Ｂ
２．０Ｂ
２．５Ｂ
３．５Ｂ
４．０Ｂ
注：Ｂ为隧道开挖断面宽度
２．２中夹岩柱加固技术
中夹岩柱预加固的目的主要是为了最大限度地
保证中夹岩柱的完整性，以提高开挖过程中围岩的自承自稳能力。当中夹岩柱为４ｍ～６ｍ时，宜采用
!２５ｍｍ的水平对拉预应力锚杆对其进行加固，若
地质条件较差，可加设小导管对中夹岩柱进行注浆加固，注浆材料应根据地质条件、地下水情况以及注浆材料的适用性等确定；当中夹岩柱为６ｍ～１５ｍ时，宜采用胀壳式低预应力锚杆（仅内侧加长）进
行加固，在地质条件较好时，也可采用普通中空注浆锚杆或砂浆锚杆在内侧（中夹岩柱）加长并进行加固。岩柱对穿预应力锚杆加固技术见图２。
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ＪＢＨ考虑到洞口段两洞间的相互影响，应尽量将隧道的暗洞位置调整在一个断面上，以有利于隧道开挖过程中围岩的稳定，确保安全进洞；对于受地形制约不能同时进洞的隧道，应尽量减少后行洞侧临时边坡的开挖，并采取注浆的手段对后行洞的围岩进行加固，保证后行洞的施工安全。
３小净距隧道的结构分析３．１
小净距隧道概况
下面以安徽省安庆至景德镇高速公路中的青潭
小净距隧道为例，对其进行结构计算分析。该隧道的设计时速为８０ｋｍ／ｈ，双向四车道，隧道净宽为
１３ｍ，净高为９．７ｍ，隧道长度约为４７０ｍ，最大埋深
约为８０ｍ，隧道内岩为变质粉砂岩，其设计主要采
用Ⅵ、Ⅲ级围岩，隧道左右线净间距在８ｍ～１４ｍ。下面仅分析在Ⅵ级围岩条件下，１４ｍ、８ｍ两种工况的小净距隧道的受力状况。
３．２有限元模型的建立３．２．１
计算模型
计算模型分别取净距为１４ｍ、８ｍ两种工况进行
计算分析，其模型建立如图３、图４所示。
考虑确定模型的合理计算范围是保证精度的一个重要方面。本次计算所确定的模型范围是在充分考虑隧道附近地质环境的基础上，以及尽量减少所谓的“边界效应”的前提下，建立时选取了
３～５倍洞径（３Ｄ～５Ｄ）的计算范围，长度方向（Ｚ轴）沿洞轴取６０ｍ、宽度（Ｘ轴）方向取１２０ｍ（含隧道截面及中壁岩柱）、高度（Ｙ轴）方向取７０ｍ（含隧道截面、３～５倍洞径）作为本次计算的范围。该模型共划分为近４８００个节点、３９００个单元。
计算时考虑隧道最不利的状况，即在最大埋深时以自重应力为主对其进行分析，并在模型顶部（Ｙ方向）方向施加自重应力σｙ＝γ
ｈ＝２．０７ＭＰａ，模型右侧施加侧向应力σｘ＝μ１－μ
σｙ
＝０．９８ＭＰａ，模型其余边界施加相应方向的约束以约束其位移。
３．２．２计算方案及参数的选取
计算主要考察净距改变后，围岩受力的变化规
律，因此在计算过程中，先开挖左洞，待左洞开挖完毕后再开挖右洞，并借此考察右洞开挖对左洞的影响。计算中，物理力学参数是在本隧道室内试验资料综合分析的基础上选取的，由于本隧道是以变质粉砂岩为主，因此以该类岩石的物理力学参数值作为计算中的参数（见表２）。
３．３计算结果分析
计算时，分别列出了各种工况下左洞开挖及左
右洞均开挖后的应力云图（见图５～图８）
，
以及最大应力值及拱顶下沉的变化（见表３）。考虑到空间效应的影响，应力云图及各项取值均取自模型的中间位置。
综合应力云图、最大应力值及拱顶下沉值的变化规律，现分析总结如下。
３．３．１开挖后的隧道，总体处于受压应力状态，
其最大应力值位于两侧拱脚处。
图３计算模型Ⅰ（净距为１４ｍ）图４计算模型Ⅱ（净距为８ｍ）
表２
围岩及材料计算物理力学参数
材料名称
弹性模量（ＭＰａ）泊松比
容重γ（ｋＮ／ｍ）内摩擦
角（°）
粘聚力
（ｋＰａ）
围岩２５０００．３０２３３６２００Ｃ２５混凝土２８５０００．１６７２５７８３６００Ｃ２５喷射混凝土
２６０００－－－－锚杆
２００
０００
－
－
－
－
公路工程与运输
（以压为正，单位：Ｐａ，净间距：８ｍ）（以压为正，单位：Ｐａ，净间距：８ｍ）
图７
左洞开挖后σ１图
图８左右洞开挖后σ１图
１０６Ｅ＋０８
９４５Ｅ＋０７８２８Ｅ＋０７７１０Ｅ＋０７５９３Ｅ＋０７４７５Ｅ＋０７
３５８Ｅ＋０７２４１Ｅ＋０７１２３Ｅ＋０７５６７９２
１２３Ｅ＋０８
１０９Ｅ＋０８９５５Ｅ＋０７８１９Ｅ＋０７６８４Ｅ＋０７
５４８Ｅ＋０７４１３Ｅ＋０７２７７Ｅ＋０７１４２Ｅ＋０７６２８７４
（以压为正，单位：Ｐａ，净间距：１４ｍ）
（以压为正，单位：Ｐａ，净间距：１４ｍ）
图５左洞开挖后σ１图
图６左右洞开挖后σ１图
１０４Ｅ＋０８
９２５Ｅ＋０７８１０Ｅ＋０７６９５Ｅ＋０７５８０Ｅ＋０７４６５Ｅ＋０７３５０Ｅ＋０７２３６Ｅ＋０７１２１Ｅ＋０７５７３４７
１１４Ｅ＋０８１０１Ｅ＋０８８８６Ｅ＋０７７６０Ｅ＋０７６３４Ｅ＋０７５０９Ｅ＋０７３８３Ｅ＋０７２５８Ｅ＋０７１３２Ｅ＋０７６１９００
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ＪＢＨ表３最大应力值及拱顶下沉值列表
净距Ｄ＝１４ｍ
净距Ｄ＝８ｍ
左洞开挖后左右洞均开挖后左洞开挖后左右洞均开挖后左洞σ１（ＭＰａ）
右洞σ１（ＭＰａ）
左洞σ１（ＭＰａ）
右洞σ１（ＭＰａ）
左洞σ１（ＭＰａ）
右洞σ１（ＭＰａ）
左洞σ１（ＭＰａ）
右洞σ１（ＭＰａ）
１０．４－１１．４１１．０１０．６－１２．３１１．８
中壁岩柱中间位置处σｍａｘ＝５．２６ＭＰａ中壁岩柱中间位置处σｍａｘ＝６．０２ＭＰａ左洞拱
顶下沉（ｍｍ）
右洞拱顶下沉（ｍｍ）
左洞拱顶下沉（ｍｍ）
右洞拱顶下沉（ｍｍ）
左洞拱顶下沉（ｍｍ）
右洞拱顶下沉（ｍｍ）
左洞拱顶下沉（ｍｍ）
右洞拱顶下沉（ｍｍ）
２０．５－２３．９２４．４２０．４－２６．４２６．８
３．３．２计算中左洞开挖先于右洞，其开挖后应力状
态随净距的变化较小，但对未开挖的右洞存在一定的影响，这种影响随着净距的减小而明显增大，从应力云图来看，当净距等于８ｍ时，左洞开挖将影响到右洞未开挖岩体的应力重分布，因此施工中开挖右洞时应引起重视。
３．３．３从左右洞开挖后的应力云图及最大应力值来
看，在本次计算的两种工况条件下，右洞的开挖均对已开挖的左洞产生影响：当净距Ｄ＝１４ｍ时，右洞的开挖将引起左洞的σ１增加１．１ＭＰａ，中壁岩柱位置应力重叠部分逐渐加大，其中间位置处的最大应力值达５．２６ＭＰａ；当净距Ｄ＝８ｍ时，右洞的开挖将引起左洞的σ１增加１．８ＭＰａ，中壁岩柱位置应力重叠部分进一步增加，其中间位置处的最大应力值达６．０２ＭＰａ。
从上述分析可以看出，随着两隧道间净距的减小，隧道周边围岩的受力越来越大。右洞开挖引起左洞隧道周边应力的增加，其增幅随着隧道净距的减小而上升，特别是中壁岩柱位置，在隧道间净距减小到８ｍ以后，应力区重叠严重，且从中壁岩柱中间位置处的应力值变化情况来看，当隧道间净距小于８ｍ后，其值增加的幅度将明显加大。
３．３．４隧道开挖后未产生塑性区，隧道拱顶处的位
移，随着净距的减小亦明显加大，通过对其分析可以看出，右洞开挖及净距的变化对隧道的影响规律与３．３．３中分析的结论是一致的。
由此可见，在小净距隧道开挖过程中，随着净距的减小，后行洞的开挖会引起现行洞周边围岩应力的提高。中壁岩柱由于产生了应力重叠区，使得其受力状态处于十分不利位置，特别当隧道间净距减小到８ｍ以后，中壁岩柱中间位置处的应力值将明显增大，在实际工程中应给予高度重视，采取必要的加强围岩的措施。因此，在左右线净间距小于
１４ｍ时，应采用单／双侧壁导坑法以确保施工安全。４小净距隧道的合理应用
随着公路勘察设计新理念的推广应用及可持续发展的需要，节约土地、减少开挖、注重环境保护越来越重要。尽管小净距隧道具有两端展线难度小、占地较少、工期较短、造价低的特点，但由于小净距隧道的中夹岩柱的厚度远小于普通双洞隧道，且其隧道的围岩稳定与支护结构受力要比普通分离式隧道复杂的多，所以选择合适的地质条件、合理的隧道净距、合适的进出口位置是保障小净距隧道施工安全、降低工程造价的关键。
一般来说，小净距隧道都比较短，地形、地质情况相对较差，因此需对隧道洞口进行处理，包括对临时边仰坡的加固、对隧道偏压段进行地表预加固等等，否则，偏压会对隧道结构本身产生影响，而且施工不当、支护不及时都将有可能引起滑坡等地质病害。当小净距隧道小于８ｍ后，隧道的开挖风险会急剧增加，对施工及结构受力极为不利。在隧道洞口段地质条件非常差的情况下，选择小净距隧道也是不经济的，例如某高速公路小净距隧道，洞口均为全风化花岗岩，埋深浅，并且净距较小，仅为３ｍ～４ｍ，隧道围岩几乎无自稳能力，如果采用小净距隧道，其施工风险性极大，且必须采用洞外地表注浆、大管棚进行超前支护，而这样大大的增加了隧道的工程造价。因此，选择修建小净距隧道应该有合适的净距及合理的地质条件。
５结语
通过上述分析可以得出以下几点结论。５．１
小净距隧道的支护衬砌参数仅比普通分离式
双洞隧道的支护衬砌参数略强，但其施工工艺相对连拱隧道要简单很多，投资也大大节约，因此具有良好的推广前景。
５．２小净距隧道随着隧道间净距的减小，隧道周
边的围岩受力越来越大。对本隧道而言，当隧道净距小于１４ｍ时，随着净距的减小，其影响逐渐加大；右洞的开挖对左洞的影响随着净距的减小也逐渐增大，特别当净距减小到８ｍ时，中壁岩柱受到叠加影响应力明显增大，并处于最不利的受力状态。随着隧道净距的减小，拱顶位移明显增大，围岩的稳定性变得越来越差。
５．３小净距隧道修建的成败关键是如何保证中夹
岩的稳定，如何有效地减少对中夹岩的扰动，并采
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ＪＢＨＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＦｕｅｌＥｊｅｃｔｏｒＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ
ＮａｔｕｒａｌＧａｓＢａｓｅｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
ＸＩＥＬｉ１，ＳＵＮＱｉ２
（１．Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００２３，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｎｅｒＭｏｇｏｌｉａＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙ
ＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｅｒｖｉｃｅｂｅｈａｖｉｏｕｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｏｆｆｕｅｌｅｊｅｃｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｂａｓｅｄａｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｓｏｌｖｅｓｃｈｅｍｅｆｏｒｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｈａｒｍ－ｆｕｌａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｘｈａｕｓｔ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｌｏｏｋｉｎｇｆｏｒｃｌｅａｎｆｕｅｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌｇａｓ；ｆｕｅｌｅｊｅｃｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｉｌ；ｄｅｌａｙｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ谢
莉１，孙
岐２
（１．内蒙古大学职业技术学院，内蒙古呼和浩特０１００２３；２．内蒙古农牧业机械化研究所，内蒙古呼和浩特０１００２０）
摘要：针对天然气汽车燃料喷射器的结构特点，对其工作性能和控制方式进行分析与研究，并对目前存在的一些技术问
题进行分析，可为减少汽车尾气中有害排放物、保护城市环境以及寻求清洁燃料提出解决方案。
关键词：天然气；燃料喷射器；电磁线圈；延迟现象中图分类号：Ｕ４６４．１７４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－４７８６（２００６）１１－０１７６－０３
取一定的加固措施则可以保证其稳定和支护结构的安全。
５．４小净距隧道在Ⅳ级以下围岩的净距一般不要
过小，且当中夹岩的受力状态在岩柱长小于等于８．０
ｍ时，其安全系数将大大降低，工程风险急剧增
加，相应的围岩加固难度也会增加，并且经济性也会大大降低。
５．５小净距隧道修建技术的推广和应用，已经取
得了可观的经济和社会效益，但在选择运用该结构形式时，应同分离式隧道、连拱隧道进行综合比较，并应具有较理想的地质条件、合理的隧道净距、合适的进出口位置，以降低修建隧道的施工风险性及工程造价。参考文献
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隧道学术会议论文集［Ｃ］．北京：人民交通出版社，
２００３．
［７］中国公路学会隧道工程分会．２００５年全国公路隧道学术会议论文集［Ｃ］．北京：人民交通出版社，２００５．
收稿日期：２００６－０４－０７
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天然气汽车燃料喷射器的结构
分析与探讨
汽车与船舶
１７６