巖溶區(qū)隧道設(shè)計(jì)研究[權(quán)威資料]

巖溶區(qū)隧道設(shè)計(jì)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(fù)雜、系統(tǒng)的，雖然從設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)措施等方面可以降低隧道修建的風(fēng)險(xiǎn)，但還應(yīng)從巖溶勘探手段、對(duì)巖溶認(rèn)識(shí)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(yùn)營(yíng)安全。 關(guān)鍵詞：公路隧道；巖溶地區(qū)；設(shè)計(jì) 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(guó)公路建設(shè)的不斷發(fā)展，公路路網(wǎng)規(guī)劃的不斷實(shí)施，在巖溶地區(qū)修建的隧道越來(lái)越多，尤其是在西南山區(qū)，諸多長(zhǎng)大復(fù)雜巖溶隧道正在修建或即將修建。由于巖溶的復(fù)雜性、發(fā)育的不規(guī)律性， 在巖溶地區(qū)修建隧道風(fēng)險(xiǎn)高。降低巖溶隧道的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，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(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)安全，是巖溶地區(qū)隧道設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中，針對(duì)巖溶風(fēng)險(xiǎn)、巖溶及巖溶水的處理、襯砌結(jié)構(gòu)、施工安全措施等方面積累了較多經(jīng)驗(yàn)，也有不少教訓(xùn)，值得思考。 2 巖溶發(fā)育的類(lèi)型及對(duì)工程的影響 2.1 按巖溶發(fā)育條件分類(lèi) 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(shè)計(jì)時(shí)，一般可把巖溶類(lèi)型歸結(jié)為以下幾類(lèi)： 1）地下水沿層面流動(dòng)，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(cè)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(duì)發(fā)育。隧道通過(guò)這些地段可能發(fā)生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)高。 2）地下水沿節(jié)理裂隙及其密集帶運(yùn)移，形成沿節(jié)理裂隙發(fā)育的巖溶。 3）沿?cái)鄬影l(fā)育的巖溶，張性斷層附近的巖溶發(fā)育程度較強(qiáng)，而壓性斷層附近發(fā)育程度相對(duì)較弱。 2.2 按巖溶地區(qū)地下水垂直分帶進(jìn)行分類(lèi) 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(gè)分帶，對(duì)應(yīng)的巖溶發(fā)育有以下特點(diǎn)： 1）垂直滲流帶 位于地下水排泄基準(zhǔn)面以上，為臨時(shí)性地下水運(yùn)動(dòng)帶，以垂直運(yùn)動(dòng)為主，地表水通過(guò)裂隙垂直向下運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)隨季節(jié)變化，呈周期性交替。干季時(shí)地下水位降低，為垂直運(yùn)動(dòng)；雨季時(shí)地下水位上升，為水平運(yùn)動(dòng)。在此帶中巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈，常形成復(fù)雜的大型溶洞、暗河、地下湖 等。隧道通過(guò)此地段時(shí)具有極高的風(fēng)險(xiǎn)。 3）水平徑流帶 位于地下水排泄基準(zhǔn)面附近，地下水的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，常沿裂隙及層面發(fā)育大量水平和傾斜的溶洞，構(gòu)成互相連通的地下通道。工程位于此帶時(shí)，其對(duì)工程的危害和影響大，風(fēng)險(xiǎn)極高。 3 巖溶區(qū)隧道設(shè)計(jì) 基于對(duì)巖溶發(fā)育的特點(diǎn)及巖溶對(duì)工程的影響分析，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從隧道通過(guò)巖溶區(qū)的位置、巖溶水的處理原則及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面綜合考慮，以控制并降低其風(fēng)險(xiǎn)，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(diǎn) 上分析，以及巖溶地區(qū)隧道修建經(jīng)驗(yàn)表明，線路選線設(shè)計(jì)時(shí)，隧道位置應(yīng)盡量選擇在巖溶不發(fā)育地段通過(guò)；當(dāng)受條件限制時(shí)線路應(yīng)采用高線位，以隧道通過(guò)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(duì)于季節(jié)交替帶、深部緩流帶則應(yīng)慎重對(duì)待，尤其是深部緩流帶中巖溶一般不發(fā)育，對(duì)隧道修建影響??；但條件適宜時(shí)也能形成相當(dāng)規(guī)模的溶洞，對(duì)工程的危害極大。因此當(dāng)線路要穿過(guò)此帶時(shí)，地質(zhì)勘探應(yīng)重點(diǎn)查明有無(wú)規(guī)模較大的溶洞發(fā)育，若存在這類(lèi)情況，線路選線時(shí)應(yīng)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(yīng)注意以下問(wèn)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(gòu)筑物引排、選擇過(guò)水?dāng)嗝鏁r(shí)，應(yīng)考慮過(guò)水能力有足夠的富余量作為安全儲(chǔ)備。 采用恢復(fù)巖溶通道排水的方案時(shí)，宜對(duì)巖溶通道做詳細(xì)調(diào)查和觀測(cè)，包括連通試驗(yàn)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(diǎn)，同時(shí)還宜預(yù)留排泄 不暢時(shí)的補(bǔ)救條件。 泄水洞過(guò)水?dāng)嗝妗⑵露鹊鹊拇_定，除考慮過(guò)水能力、防沖刷、沖淤條件外，應(yīng)充分考慮施工作業(yè)要求、人員逃生需要的要求。 強(qiáng)化洞口排水系統(tǒng)的處理，避免排水影響洞口環(huán)境。 （ 2）對(duì)于地下水發(fā)育且隧道修建對(duì)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(kù)影響地段，采取 “ 以堵為主，限量排放 ” 的原則。 （ 3）對(duì)于環(huán)境保護(hù)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(shí)應(yīng)采取超前注漿加固圍巖，以改善圍巖的力學(xué)性質(zhì)，避免固體物質(zhì)流失，減少地下水涌出；當(dāng)圍巖 完整穩(wěn)定，可通過(guò)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(gòu) 大量的工程實(shí)踐表明，對(duì)于巖溶地區(qū)隧道，尤其是巖溶發(fā)育地段，襯砌的選用應(yīng)慎重。 （ 1）襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)揭示的圍巖狀況及巖溶水環(huán)境隧道襯砌結(jié)構(gòu)適用于揭示圍巖的狀況及巖溶水環(huán)境條件是設(shè)計(jì)必須的。對(duì)地表環(huán)境有影響需采取堵水措施地段，應(yīng)采用防水型襯砌，其襯砌結(jié)構(gòu)須適應(yīng)一定的水壓；排水地段則采用排水型襯砌，為防止串水，宜設(shè)置分區(qū)防水系統(tǒng)。 （ 2）襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)巖溶水可能變化的環(huán)境在排水條件下，襯砌選擇 時(shí)應(yīng)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(yùn)營(yíng)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(píng)估襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性，并選擇適宜的加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)。 應(yīng)重視地表巖溶發(fā)育的特點(diǎn)及巖溶發(fā)育的規(guī)模。對(duì)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(gòu)選擇時(shí)應(yīng)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(yīng)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(shí)間的推移，巖溶管道的洗通，襲奪地下水影響范圍 擴(kuò)大，水量等會(huì)加大。地下水環(huán)境的改變，產(chǎn)生了襯砌結(jié)構(gòu)所不能適應(yīng)的靜水、動(dòng)水壓力。 襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)考慮地表環(huán)境可能的變化，尤其應(yīng)重視隧道區(qū)域內(nèi)水利設(shè)施、地方工礦企業(yè)的建設(shè)和規(guī)劃，其可能造成地表徑流條件變化而導(dǎo)致地下水環(huán)境條件變化。 3.4 輔助坑道設(shè)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇橫洞或平導(dǎo)，以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。在有可能發(fā)生突水、突泥的隧道區(qū)段，不宜設(shè)置承當(dāng)施工任務(wù)的斜井；當(dāng)不可避免時(shí)，應(yīng)采取防止突水突泥措施，并配置有足夠安全儲(chǔ)備能力的機(jī)械 排水系統(tǒng)。 2）巖溶地區(qū)橫洞、平導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)，合理確定輔助坑道與正洞的高程關(guān)系。輔助坑道坑底高程通常由施工運(yùn)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(guān)鍵因素。由于平導(dǎo)與正洞的高程關(guān)系確定時(shí)對(duì)排水能力重視不夠，造成平導(dǎo)排水適應(yīng)能力差，在施工中對(duì)平導(dǎo)進(jìn)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(yīng)低于對(duì)應(yīng)正洞水溝溝底高程 0.40.8m，當(dāng)隧道涌水量大時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行過(guò)水能力檢算以確定輔助坑道與正洞的關(guān)系。 3）橫洞與平導(dǎo)選擇時(shí)，應(yīng)高度重視地下水的來(lái)源方向。平導(dǎo) 宜設(shè)立在地下水來(lái)源側(cè)，以截流地下水；當(dāng)條件限制只能在地下水的下游側(cè)設(shè)置輔助坑道時(shí)，應(yīng)從高程關(guān)系上預(yù)留設(shè)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(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作條件下，還應(yīng)重視以下工作：施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，各施工工區(qū)宜盡量實(shí)現(xiàn)順坡施工，必要時(shí)可通過(guò)輔助坑道設(shè)置實(shí)現(xiàn)其順坡施工條件。洞口排水系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)暢通，防止突水對(duì)洞口場(chǎng)地和下游居民造成危害。洞口排水系統(tǒng)能力應(yīng)適應(yīng)該洞口工區(qū)可能的最大涌水量。反坡施工段應(yīng)進(jìn)行抽排水能力的設(shè)置，根據(jù)已往的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)，反坡施工工區(qū)抽水能力配置不應(yīng)小于 2104 m3/d，抽水泵站設(shè)置間距宜為 600 800m，積水倉(cāng)規(guī)模不小于 100m3，抽水管徑 200300mm。 4 結(jié)束語(yǔ) 巖溶地區(qū)隧道修建中出現(xiàn)的問(wèn)題較多，尤其是巖溶水對(duì)施工安全、結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)營(yíng)安全的危害，并嚴(yán)重影響建設(shè)工期和工程投資。為此從巖溶發(fā)育的類(lèi)型、巖溶對(duì)隧道工程的影響和危害等方面進(jìn)行了分析。并對(duì)巖溶地區(qū)隧道工程設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)技術(shù)等進(jìn)行了系統(tǒng)分析，提出了巖溶地區(qū)隧道工程的選線應(yīng)盡量避開(kāi)巖溶水的徑流帶及深部緩流帶的建議；針對(duì)巖溶危害，在隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合安全評(píng)價(jià)，采取適宜的加強(qiáng)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(shè)置等應(yīng)重視對(duì)巖溶水引排的適應(yīng)性。 參考文獻(xiàn) 1黃波，烏石山隧道洞口病害整治設(shè)計(jì)與施工 J； 2JTG D 70-2004 公路隧道設(shè)計(jì)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(shù)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(guān)文檔 :化學(xué)灌漿在軟土地基加固中的應(yīng)用 論當(dāng)前房地產(chǎn)行業(yè)企業(yè)管理存在的問(wèn)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(shè)計(jì) 關(guān)于當(dāng)前城建檔案信息化建設(shè)的思考 市政道路瀝青路面平整度的施工質(zhì)量控制 Hanbamtota 國(guó)際機(jī)場(chǎng)跑道瀝青混凝土施工質(zhì)量控制淺析 淺談無(wú)砟軌道凸臺(tái)樹(shù)脂灌注工藝技術(shù) 設(shè)計(jì)語(yǔ)意學(xué)在新鄉(xiāng)土主義概念下酒店設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 筏