学习情境二-隧道的勘察与总体设计
59页1、,隧道工程,重庆工程职业技术学院建筑工程学院,主讲:莫勇刚,学习情境二 隧道的勘察与总体设计,2.1 隧道地质、水文勘察,主要学习内容: 1、地质勘察1)地形、地貌 2)地质构造 3)地质岩性 4)特殊地质、不良地质 2、水文勘察,一、地质勘察隧道的勘察一般都采用两阶段勘测,即初步勘察与详细勘察。对地形地质条件简单的中、短隧道采用一阶段勘测,但勘测工作应按相应要求和深度,提供施工图设计所需资料。地形地质条件特别复杂的长大隧道也可采用多阶段勘测。,1、初步勘察的基本内容 (1)地形、地貌 了解隧道通过地带的自然地理概况,查明有关控制点的海拔。地形、地貌是由构造应力及外界长期影响的结果。,(2)地质构造 地质构造表现的形态有:单斜、褶曲、断层、节理及其他面状、线状构造等,需查明其组合方式。,褶皱,断层,节理,(3)地质岩性查明隧道通过区域的地层层序、岩性、成因、年代、产状、状态、分布规律及其接触关系、接触面特征,岩层风化破碎程度及抗风能力的强弱。,(4)特殊地质、不良地质特殊地质、不良地质地区,须查明发生发展的原因、类型、范围、并推断其今后的发展趋势对隧道的影响,提出整治意见及初步设计所需
2、的资料。,二、水文勘察隧道与地下水的影响关系,主要出现两种情况:一是隧道内涌水,这将恶化围岩稳定状态,导致施工困难,增加工程造价;二是地表枯水,造成工业用水及饮水困难。,2.2 隧道位置的选择,主要学习内容: 1、按地形及地质条件进行选择 2、不良地质段隧道位置的选择 3、按线路类别进行选择 4、隧道洞口位置的选择,一、按地形及地质条件进行选择 1. 按地形条件进行选择1)克服高程障碍a. 绕行方案 b. 深堑方案 c. 隧道方案,2)克服平面障碍a. 沿河傍山绕行方案 b. 隧道直穿方案,2. 按地质条件进行选择 1)单斜构造与隧道位置的选择 a. 水平或缓倾角岩层当隧道通过坚硬的厚层岩层时,较为稳定。若通过很薄的岩层,则施工时顶部易产生掉块现象,此时,以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。如图2.2.2所示。 b. 陡倾角岩层陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在,当有软弱夹层伴以有害节理切割时,易产生坍方和顺层滑动;在此情况下,如以明洞通过时应慎重对待,图2.2.2 缓倾角岩层隧道位置的选择,c. 直立岩层 隧道通过直立岩层时,其中线宜垂直于岩层的走向穿过,在隧道开挖过程中,易产生坍塌,
3、甚至会导致大的坍力,致使地面形成“天窗”。,直立岩层中隧道位置的选择,2)褶皱构造与隧道位置的选择褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型,当隧道通过褶皱构造时,应尽量避免将隧道置于向斜或背斜的轴部(a)、(b),而应将隧道置于翼部(c),则隧道所处的地质条件类似单斜构造。如图2.2.5所示。,3)断裂构造,接触带与隧道位置的选择在选择隧道位置时,切忌沿着(或靠近平行)断层带或破碎带修建隧道,特别是对于区域性大断裂,尤应注意绕避。当隧道线路必须通过断层带时,应尽量使线路与断层走向正交,同时应避开严重破碎带,并应使通过断层的地段最短。,二、不良地质段隧道位置的选择 1. 滑坡地区采用隧道避开滑坡时,应使隧道洞身埋藏在滑床(可能的滑动面)以下一定厚度的稳固地层中,以确保施工及运营过程中滑坡滑动时不致影响隧道安全。如图2.2.7所示。,2. 岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区选择隧道位置时,应避免从不稳定的岩堆、崩坍、错落、堆积层地区中通过,应将洞身置于稳定的地层,当隧道必须通过时,首先应分析并确认其具有稳定性,且一定要采取有效可靠的工程措施,方得以在如图2.2.8、2.2.9所示位置通过。,
4、3. 泥石流当线路通过泥石流地区时,首先应充分预计和判明泥石流的成因、规模、发展趋势和冲、淤变化规律,论证以路基、桥梁通过或者以隧道等方式绕道的合理性,并判定工程安全度,以决定隧道方案的可行性。当隧道(明洞)洞口位置毗邻泥石流沟时,应注意适当延长以避免泥石流可能扩散范围的影响。,4. 溶洞地区当隧道通过岩溶地区时,应力求避免穿越岩溶严重发育的网状洞穴区、巨大空洞区及有利于岩溶发育的构造带,尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳酸盐岩(可溶岩与非可溶岩)的接触带。当不可能时,应选择在较狭窄地段,以垂直或大角度穿过,使通过岩溶地段为最短。,5. 瓦斯地区隧道开挖时,有害气体如甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)逸出;轻则致人窒息,重则引起爆炸,危害甚大。选择隧道位置时,最好能避开。不得已时,应做好通风稀释的措施。 6. 黄土地区黄土具有干燥时甚坚固,遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。,三、按线路类别进行选择 1. 越岭线上隧道位置的选择 1)隧道平面位置的选择当线路必须跨越分水岭时,分水岭的山脊线上总会有高程较低处,称之为“垭口”。一般情况下,常常有
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