巖溶區(qū)隧道設計研究[權威資料]

巖溶區(qū)隧道設計研究 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：巖溶地區(qū)修建隧道是復雜、系統(tǒng)的，雖然從設計理念、設計措施等方面可以降低隧道修建的風險，但還應從巖溶勘探手段、對巖溶認識了解上有新的突破，為公路線路選線、隧道修建提供更可靠的依據(jù)，提高巖溶地區(qū)隧道的質(zhì)量，保證線路運營安全。 關鍵詞：公路隧道；巖溶地區(qū)；設計 Abstract: the karst area to build a tunnel is complex, the system, although the design concept, design measures, can reduce the risk of tunnel construction, but also should from the karst exploration method, the karst know new breakthroughs, for highway line route, tunnel construction to provide more reliable basis, improve the quality of the tunnel karst region, ensure the safety line operation. Keywords: highway tunnel； Karst region； design U459.2A 1 前言 隨著我國公路建設的不斷發(fā)展，公路路網(wǎng)規(guī)劃的不斷實施，在巖溶地區(qū)修建的隧道越來越多，尤其是在西南山區(qū)，諸多長大復雜巖溶隧道正在修建或即將修建。由于巖溶的復雜性、發(fā)育的不規(guī)律性， 在巖溶地區(qū)修建隧道風險高。降低巖溶隧道的建設風險，保證工程安全有序施工，以及提高巖溶隧道工程質(zhì)量，確保巖溶地區(qū)隧道長期的運營安全，是巖溶地區(qū)隧道設計的基本思想。圍繞這一基本思想，在近幾年巖溶地區(qū)隧道設計中，針對巖溶風險、巖溶及巖溶水的處理、襯砌結(jié)構、施工安全措施等方面積累了較多經(jīng)驗，也有不少教訓，值得思考。 2 巖溶發(fā)育的類型及對工程的影響 2.1 按巖溶發(fā)育條件分類 巖溶發(fā)育的條件是巖石的可溶性與裂隙性，以及水的侵蝕性及其流通條件。因此設計時，一般可把巖溶類型歸結(jié)為以下幾類： 1）地下水沿層面流動，形成沿地層走向，即沿層面發(fā)育的巖溶。 一般可溶巖和非可溶巖接觸帶、不同地層可溶巖接觸帶、同一種地層中可溶巖內(nèi)沿層面推測至地表且地表洼地、落水洞、槽谷等巖溶現(xiàn)象明顯等，且?guī)r層傾角陡的比傾角緩的巖溶相對發(fā)育。隧道通過這些地段可能發(fā)生災害的風險高。 2）地下水沿節(jié)理裂隙及其密集帶運移，形成沿節(jié)理裂隙發(fā)育的巖溶。 3）沿斷層發(fā)育的巖溶，張性斷層附近的巖溶發(fā)育程度較強，而壓性斷層附近發(fā)育程度相對較弱。 2.2 按巖溶地區(qū)地下水垂直分帶進行分類 巖溶發(fā)育的垂直分帶性取決于巖溶地區(qū)水文地質(zhì)的垂直分帶，一般在巖性單一的可容巖中，地下水具有三個分帶，對應的巖溶發(fā)育有以下特點： 1）垂直滲流帶 位于地下水排泄基準面以上，為臨時性地下水運動帶，以垂直運動為主，地表水通過裂隙垂直向下運動。巖溶形態(tài)以漏斗、落水洞等為主，局部可能形成水平溶洞。 2）季節(jié)交替帶 地下水運動隨季節(jié)變化，呈周期性交替。干季時地下水位降低，為垂直運動；雨季時地下水位上升，為水平運動。在此帶中巖溶發(fā)育最強烈，常形成復雜的大型溶洞、暗河、地下湖 等。隧道通過此地段時具有極高的風險。 3）水平徑流帶 位于地下水排泄基準面附近，地下水的運動相當強烈，常沿裂隙及層面發(fā)育大量水平和傾斜的溶洞，構成互相連通的地下通道。工程位于此帶時，其對工程的危害和影響大，風險極高。 3 巖溶區(qū)隧道設計 基于對巖溶發(fā)育的特點及巖溶對工程的影響分析，設計時應從隧道通過巖溶區(qū)的位置、巖溶水的處理原則及結(jié)構設計等方面綜合考慮，以控制并降低其風險，確保隧道安全。 3.1 巖溶地區(qū)隧道位置確定 從巖溶在地下水垂直分帶上發(fā)育特點 上分析，以及巖溶地區(qū)隧道修建經(jīng)驗表明，線路選線設計時，隧道位置應盡量選擇在巖溶不發(fā)育地段通過；當受條件限制時線路應采用高線位，以隧道通過巖溶水垂直滲流帶為宜，盡量避免穿越巖溶水水平徑流帶。對于季節(jié)交替帶、深部緩流帶則應慎重對待，尤其是深部緩流帶中巖溶一般不發(fā)育，對隧道修建影響?。坏珬l件適宜時也能形成相當規(guī)模的溶洞，對工程的危害極大。因此當線路要穿過此帶時，地質(zhì)勘探應重點查明有無規(guī)模較大的溶洞發(fā)育，若存在這類情況，線路選線時應盡量避免。巖溶隧道線路坡度宜采用人字坡，為保證排水順暢，富水巖溶隧道宜優(yōu)先選用大坡度 線路方案。 3.2 隧道巖溶水的處理 （ 1）隧道內(nèi)巖溶水處理一般 “ 宜疏不宜堵 ” ，由于巖溶水發(fā)育的不規(guī)律性，建立排水系統(tǒng)應注意以下問題。 施工中揭示出的巖溶暗河水隨著暗河通道上游充填物不斷流失，管道被洗通，吸附影響范圍加大，在后期水量還可能增大，在利用人工構筑物引排、選擇過水斷面時，應考慮過水能力有足夠的富余量作為安全儲備。 采用恢復巖溶通道排水的方案時，宜對巖溶通道做詳細調(diào)查和觀測，包括連通試驗等，且?guī)r溶通道具有完整洞壁、沉積物少、下游流程短的特點，同時還宜預留排泄 不暢時的補救條件。 泄水洞過水斷面、坡度等的確定，除考慮過水能力、防沖刷、沖淤條件外，應充分考慮施工作業(yè)要求、人員逃生需要的要求。 強化洞口排水系統(tǒng)的處理，避免排水影響洞口環(huán)境。 （ 2）對于地下水發(fā)育且隧道修建對生態(tài)環(huán)境或工程環(huán)境可能產(chǎn)生不利影響的水塘、水庫影響地段，采取 “ 以堵為主，限量排放 ” 的原則。 （ 3）對于環(huán)境保護要求低、但施工期間可能發(fā)生如突水、突泥等危害地段，圍巖破碎時應采取超前注漿加固圍巖，以改善圍巖的力學性質(zhì)，避免固體物質(zhì)流失，減少地下水涌出；當圍巖 完整穩(wěn)定，可通過超前鉆孔引排地下水，減小水量，以避免突水的發(fā)生。 3.3 襯砌結(jié)構 大量的工程實踐表明，對于巖溶地區(qū)隧道，尤其是巖溶發(fā)育地段，襯砌的選用應慎重。 （ 1）襯砌結(jié)構應適應揭示的圍巖狀況及巖溶水環(huán)境隧道襯砌結(jié)構適用于揭示圍巖的狀況及巖溶水環(huán)境條件是設計必須的。對地表環(huán)境有影響需采取堵水措施地段，應采用防水型襯砌，其襯砌結(jié)構須適應一定的水壓；排水地段則采用排水型襯砌，為防止串水，宜設置分區(qū)防水系統(tǒng)。 （ 2）襯砌結(jié)構應適應巖溶水可能變化的環(huán)境在排水條件下，襯砌選擇 時應重視巖溶及巖溶水發(fā)育的不規(guī)律性的影響，從地形條件、巖溶發(fā)育程度、排水系統(tǒng)的有效性、運營后環(huán)境條件可能的變化等方面分析隧道工作環(huán)境可能存在的不利條件，評估襯砌結(jié)構的可靠性和安全性，并選擇適宜的加強襯砌結(jié)構。 應重視地表巖溶發(fā)育的特點及巖溶發(fā)育的規(guī)模。對于地表徑流條件較差、而巖溶洼地、漏斗、槽谷等發(fā)育地段，襯砌結(jié)構選擇時應考慮雨季或暴雨等條件下可能的地下水量、水壓等的變化。 應考慮隧道排水系統(tǒng)的可靠性和有效性以及巖溶水量變化的滯后性。隨著時間的推移，巖溶管道的洗通，襲奪地下水影響范圍 擴大，水量等會加大。地下水環(huán)境的改變，產(chǎn)生了襯砌結(jié)構所不能適應的靜水、動水壓力。 襯砌設計應考慮地表環(huán)境可能的變化，尤其應重視隧道區(qū)域內(nèi)水利設施、地方工礦企業(yè)的建設和規(guī)劃，其可能造成地表徑流條件變化而導致地下水環(huán)境條件變化。 3.4 輔助坑道設置 1）巖溶地區(qū)隧道輔助坑道型式的選擇，宜滿足順坡排水需要，設計時應優(yōu)先選擇橫洞或平導，以降低施工風險。在有可能發(fā)生突水、突泥的隧道區(qū)段，不宜設置承當施工任務的斜井；當不可避免時，應采取防止突水突泥措施，并配置有足夠安全儲備能力的機械 排水系統(tǒng)。 2）巖溶地區(qū)橫洞、平導設計時，合理確定輔助坑道與正洞的高程關系。輔助坑道坑底高程通常由施工運輸?shù)男枰_定，而在巖溶地區(qū)排水需要是控制其坑底高程的關鍵因素。由于平導與正洞的高程關系確定時對排水能力重視不夠，造成平導排水適應能力差，在施工中對平導進行再次降坡落低，造成施工難度加大。因此在巖溶地區(qū)，輔助坑道坑底高程一般應低于對應正洞水溝溝底高程 0.40.8m，當隧道涌水量大時，還應進行過水能力檢算以確定輔助坑道與正洞的關系。 3）橫洞與平導選擇時，應高度重視地下水的來源方向。平導 宜設立在地下水來源側(cè)，以截流地下水；當條件限制只能在地下水的下游側(cè)設置輔助坑道時，應從高程關系上預留設置跨線排水通道的條件。 3.5 安全措施 在重視超前地質(zhì)預測預報工作條件下，還應重視以下工作：施工組織設計時，各施工工區(qū)宜盡量實現(xiàn)順坡施工，必要時可通過輔助坑道設置實現(xiàn)其順坡施工條件。洞口排水系統(tǒng)設置應暢通，防止突水對洞口場地和下游居民造成危害。洞口排水系統(tǒng)能力應適應該洞口工區(qū)可能的最大涌水量。反坡施工段應進行抽排水能力的設置，根據(jù)已往的設置經(jīng)驗，反坡施工工區(qū)抽水能力配置不應小于 2104 m3/d，抽水泵站設置間距宜為 600 800m，積水倉規(guī)模不小于 100m3，抽水管徑 200300mm。 4 結(jié)束語 巖溶地區(qū)隧道修建中出現(xiàn)的問題較多，尤其是巖溶水對施工安全、結(jié)構安全、運營安全的危害，并嚴重影響建設工期和工程投資。為此從巖溶發(fā)育的類型、巖溶對隧道工程的影響和危害等方面進行了分析。并對巖溶地區(qū)隧道工程設計理念、設計技術等進行了系統(tǒng)分析，提出了巖溶地區(qū)隧道工程的選線應盡量避開巖溶水的徑流帶及深部緩流帶的建議；針對巖溶危害，在隧道結(jié)構設計時應結(jié)合安全評價，采取適宜的加強措施；巖 溶水一般宜按 “ 宜疏不宜堵 ” 原則治理，輔助坑道、洞口設置等應重視對巖溶水引排的適應性。 參考文獻 1黃波，烏石山隧道洞口病害整治設計與施工 J； 2JTG D 70-2004 公路隧道設計規(guī)范，北京 :人民交通出版社 ,2004 3JTG F 60-2009 公路隧道施工技術規(guī)范，北京 :人民交通出版社 ,2009 4張民慶 .巖溶隧道安全施工 R. 閱讀相關文檔 :化學灌漿在軟土地基加固中的應用 論當前房地產(chǎn)行業(yè)企業(yè)管理存在的問題及建議 橋梁工程鉆孔灌注樁施工 “ 堵管 ” 事故的多種處理方法 淺談住宅小區(qū)中心花園景觀設計 關于當前城建檔案信息化建設的思考 市政道路瀝青路面平整度的施工質(zhì)量控制 Hanbamtota 國際機場跑道瀝青混凝土施工質(zhì)量控制淺析 淺談無砟軌道凸臺樹脂灌注工藝技術 設計語意學在新鄉(xiāng)土主義概念下酒店設計中的應用 筏