图3.5 道路对洞身稳定的影响示意图
③沿河、傍山隧道,应综合考虑地形、地质、造价、施工、营运效益及安全等条件,对沿河绕行短隧道群方案与裁弯取直的长隧道进行全面综合比较。在条件相似的情况下,宜优先考虑长隧道方案。
④对隧道洞顶覆盖层薄、难以用钻爆法修建隧道的地段,受坍方、落石、泥石流或雪害等威胁的洞口地段,公路、铁路、沟渠等必须通过隧道上方、又不宜做暗洞或立交桥的地段,应考虑设置明洞或棚洞。
⑤对傍山路线的高陡边坡半路堑地段,当路基边坡处治较困难时,宜将路线内移采用隧道或明洞方案,但在滑坡地段不宜修建明洞。
3.1.2 位置的选择
隧道位置的选择应根据路线总体规划、交通运输条件及周边环境和地形变化条件确定,选在对环境影响小、利于隧道出渣和隧道施工场地布置、利于设置防灾救援系统和管理养护等设施的路段。隧道位置的选择应充分考虑隧道穿越的工程地质和水文地质条件。隧道位置应选择在岩性好、结构稳定的地层中。当受条件限制无法绕避不良地质区时,隧道应尽量缩短其通过长度,同时应采取可靠的工程处理措施以确保隧道施工和运营安全。隧道位置的选择应严格执行国家的枟水法枠枟土地法枠枟森林法枠枟环境保护法枠等法律、法规对公路工程建设的相应规定,应严格保护耕地,特别是基本农田。隧道位置的选择要结合隧道接线端的构造物布设情况,做好路线各控制点的衔接处理,保证隧道内外线形顺畅、协调一致。隧道洞身和洞门是不可分割的整体,隧道位置选择时,应重视洞口位置的选定,并考虑辅助通道和运营通风的设置条件和要求。
1)一般地质条件下隧道位置的选择
隧道位置应选择在地质构造简单、岩性较好的稳固地层中通过,尽量避免通过断层、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、陷穴以及偏压显著、地下水丰富等地质不良地段。当绕避有困难时,应采取必要的工程处治措施。
无论是沿河(溪)线还是越岭线,地质条件对隧道位置的选择往往起决定性作用。好的地层对施工和营运均有利,也可节省投资。对岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段,应避免穿越,以免增大投资,造成施工与营运的困难,影响隧道安全,留下后患。若不能绕避而必须通过时,应采取可靠的工程处理措施,以确保隧道施工及营运安全。常见的不良地质条件有滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤、地下水发育等地质条件。
(1)单斜地质构造隧道位置的选择
①隧道穿过水平或缓倾角岩层,宜选择坚硬不透水厚岩层作为顶板,以防止在薄岩层施工时顶部产生掉块现象。
②陡倾角岩层一般有偏压存在,当有软弱夹层或有害节理时,易产生坍塌和顺层滑动。隧道开挖造成临空后,洞壁如有两组以上结构软弱面或节理裂隙为有害组合时,易引起较大的偏压或顺层滑塌,因此隧道应布置于岩性较好的单一岩层中。
③隧道通过直立岩层时,隧道轴线宜垂直于岩层的走向穿过。当隧道轴线不可避免与岩层走向平行时,应避免穿过软弱夹层和不同岩层接触地带。
(2)褶皱地质构造隧道位置的选择
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,应将隧道位置调整至翼部。当对隧道通过向斜和背斜轴部作比较时,背斜略好于向斜。若向斜处于含水层中,洞身开挖所出现涌水和坍塌比背斜严重。
(3)断裂、接触带构造隧道位置的选择
断裂构造及不同岩层的接触带,其裂隙发育,地下水也较多,隧道开挖时易发生坍塌涌水。因此,隧道穿过断裂及其接触带时,应尽量使隧道轴线以大角度通过,并避开其中严重的破碎地段。
(4)滑坡、错落
滑坡、错落对隧道的危害很大,因此在隧道通过滑坡地区时,必须查明滑坡类型、范围、深度、滑动方向及发生发展原因和规律,以及地下水情况等。隧道洞身应尽量避免从滑坡、错落体内通过。当隧道必须通过时,应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定厚度的稳固地层中,如图3.6所示的乙。
(5)松散堆积层
堆积层常处在暂时稳定状态,一旦扰动,稳定即会丧失而造成崩坍。在这种地质条件下,隧道应避开不稳定、松散的堆积层,而应使洞身处于基岩中,并具有足够的安全厚度,如图3.7所示的甲。
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