不良地質(zhì)地段隧道洞口設(shè)計(jì)

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1、不良地質(zhì)地段隧道洞口設(shè)計(jì)鄭鴻英1金理強(qiáng)1金美海2（1江西省上饒市交通投資集團(tuán)有限公司上饒334000（2重慶交通大學(xué)重慶400074）摘要：文章結(jié)合丹本高速公路道扎子隧道洞口設(shè)計(jì)情況，詳細(xì)介紹了不良地質(zhì)地段隧道洞口設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)上的著眼點(diǎn)和問題對(duì)策。針對(duì)洞口段地形地質(zhì)條件的復(fù)雜性，對(duì)不良地質(zhì)地段隧道洞口設(shè)計(jì)進(jìn)行了必要性探討，以供同類設(shè)計(jì)提供借鑒。關(guān)鍵詞：隧道工程;洞口設(shè)計(jì)；不良地質(zhì)地段；著眼點(diǎn)；對(duì)策650前言我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，75%的國(guó)土是山地或重丘，西部地區(qū)山地面積達(dá)90%以上，隨著西部大開發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略逐步實(shí)施，高速公路建設(shè)已進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，公路隧道的建設(shè)將會(huì)進(jìn)一步增加。洞口設(shè)計(jì)

2、是隧道洞口段、洞門以及其前后道路區(qū)間的一部分等設(shè)計(jì)的總稱。隧道洞口是整個(gè)隧道的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中洞口動(dòng)態(tài)與隧道一般地段的動(dòng)態(tài)是不同的，有其特殊的問題。洞口設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣直接關(guān)系到隧道的安全進(jìn)洞及今后的運(yùn)營(yíng)安全，尤其在不良地質(zhì)地段隧道洞口的設(shè)計(jì)更是需要得到充分的重視。洞口部位一般來說，地形和地質(zhì)等的圍巖條件都是不穩(wěn)定的，且洞口段埋深小、難于形成承載拱，由于地形、地質(zhì)、地下水、降雨等條件，易引發(fā)施工時(shí)的崩塌、滑動(dòng)、地表面下沉、偏壓、掌子面崩塌等，同時(shí)也易受落石、雪崩、泥石流等自然氣象災(zāi)害的影響，如何采取優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案和有效的施工方法對(duì)隧道的安全進(jìn)洞以及今后的運(yùn)營(yíng)安全都具有至關(guān)重要的作用。2

3、洞口位置的選擇與設(shè)計(jì)原則圖1標(biāo)準(zhǔn)的洞口段范圍1、隧道洞口應(yīng)選擇在穩(wěn)定的地層中，不宜設(shè)在滑坡、崩塌、巖堆、危巖落石、泥石流等不良地質(zhì)及排水困難的溝谷低洼處或不穩(wěn)定的懸崖峭壁下。2、應(yīng)遵循早進(jìn)晚出的原則，合理選擇洞口位置，避免在洞口形成高邊坡和高仰坡。3、盡量減少對(duì)巖體的擾動(dòng)，以提高洞口段巖體和邊仰坡的穩(wěn)定性，減少地質(zhì)災(zāi)害。4、隧道洞口軸線應(yīng)盡量與地形等高線正交或接近正交。當(dāng)不能做到正交或接近正交時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)隧道，修建單壓或偏壓明洞，并應(yīng)加強(qiáng)單偏壓明洞的進(jìn)洞措施。5、在地質(zhì)條件較差地段明洞寧長(zhǎng)勿短，并應(yīng)重視洞口和明洞的施工方法及程序。路線沿河傍山地段，當(dāng)以隧道通過時(shí)，其位置宜向山側(cè)內(nèi)移，避

4、免一側(cè)洞壁過薄、河流沖刷和不良地質(zhì)對(duì)隧道穩(wěn)定的不利影響。6、做好洞口地下水、地表截排水工程。7、洞口段要根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件、周邊環(huán)境等考慮與周邊景觀的自然協(xié)調(diào)。3洞口段設(shè)計(jì)上的著眼點(diǎn)和對(duì)策3．1洞口段可能出現(xiàn)的問題和設(shè)計(jì)上的著眼點(diǎn)表1問題著眼點(diǎn)坡面崩塌、滑動(dòng)洞口開挖和伴隨隧道開挖引起的周邊圍巖的松弛是誘發(fā)滑動(dòng)、坡面崩塌的原因。因隧道開挖有可能發(fā)生滑動(dòng)、坡面崩塌時(shí)，應(yīng)在隧道開挖之前、對(duì)坡面進(jìn)行處理，隧道開挖時(shí)也要采用輔助工法。要特別注意防止隧道軸向滑動(dòng)的對(duì)策偏壓因坡面與隧道軸線位置的關(guān)系，會(huì)有偏壓作用，可能產(chǎn)生彎矩和很大的應(yīng)力。應(yīng)在洞口采取不產(chǎn)生偏壓的對(duì)策基底承載力不足洞口段因埋深小，隧道受到

5、全土柱的荷載作用。另外，因洞口圍巖多為未固結(jié)堆積物和風(fēng)化帶，同時(shí)多有涌水，因此，基底承載力不足會(huì)引起地表下沉和變異。因此，要采用能提高基底承載力的工法和對(duì)策地表下沉洞口段因埋深小，承載力不足，掌子面自穩(wěn)有問題等，易于產(chǎn)生地表下沉。在對(duì)下沉有限制的情況下，應(yīng)采用相應(yīng)對(duì)策，必要時(shí)要采取輔助工程和加強(qiáng)措施落石、泥石流、雪崩洞口段處于不受落石、泥石流、雪崩影響的位置是非常重要的，不得已時(shí)，要考慮災(zāi)害的影響，研究采取實(shí)施充分對(duì)策的措施掌子面崩塌洞口段一般圍巖強(qiáng)度低，固結(jié)度低，同時(shí)即使硬巖也因受到斷層和破碎帶的影響，裂隙發(fā)育，掌子面自穩(wěn)性差。因此，在不能充分期待掌子面自穩(wěn)時(shí)，要采用能防止掌子面崩塌

6、的開挖方法和輔助工程3．2洞口設(shè)計(jì)中的問題和對(duì)策65表2問題對(duì)策滑坡坡面崩塌地表下沉掌子面崩塌偏壓承載力不足備注坡面防護(hù)OO擋墻OOOO偏壓擋墻挖土、填土OOO表面垂直錨桿OOO錨索OO抗滑樁OO深基礎(chǔ)、H樁、鋼管樁排水措施（地表、洞內(nèi)）OOO圍巖壓漿（地表、洞內(nèi)）OOO圍巖改良（地表、洞內(nèi)）掌子面穩(wěn)定措施OO噴混凝土、錨桿、管棚等超前支護(hù)管棚、水平旋噴等臨時(shí)封閉（仰拱）OOO洞口延長(zhǎng)、填土4設(shè)計(jì)實(shí)例分析道扎子隧道道扎子隧道位于遼寧省丹東至本溪高速公路上的道扎子隧道與304國(guó)道立體交叉，為上、下行分離的4車道高速公路隧道，其中右線長(zhǎng)350m，隧道凈寬10.5m,凈高5.5m，最大埋深約

7、75m。因線路環(huán)境復(fù)雜，該隧道右線被迫從304國(guó)道路基下穿，但其進(jìn)口段約40m為早期修建該國(guó)道時(shí)的棄渣，進(jìn)口地質(zhì)坡角約300，隧道軸線與坡面呈45度斜交。隧道成洞面拱頂離304國(guó)道路面垂直距離約為15m，與304國(guó)道水平距離約為20m。304國(guó)道約有2/5修筑于百m的裂紋帶，裂縫寬0.3cm~2cm，推測(cè)裂紋處為填挖分界線，填方側(cè)出現(xiàn)沉降2cm~3cm。本設(shè)計(jì)采用了抗滑鋼管樁、坡面鋼管注漿加固、超前長(zhǎng)管棚、自鉆式錨桿等綜合處理措施成功進(jìn)洞，在保