不良地质地段隧道洞口设计探讨.doc

不良地质地段隧道洞口设计 郑鸿英1 金理强1 金美海2 （1江西省上饶市交通投资集团有限公司 上饶 334000 （2重庆交通大学 重庆 400074） 摘 要：文章结合丹本高速公路道扎子隧道洞口设计情况，详细介绍了不良地质地段隧道洞口 设计要点、设计上的着眼点和问题对策。针对洞口段地形地质条件的复杂性，对不良地质地段 隧道洞口设计进行了必要性探讨，以供同类设计提供借鉴。 关键词：隧道工程;洞口设计；不良地质地段；着眼点；对策  0 前 言 我国是一个多山的国家，75%的国土是山地或重丘，西部地区山地面积达90%以上，随着西部大开发发展战略逐步实施，高速公路建设已进入新的发展时期，公路隧道的建设将会进一步增加。洞口设计是隧道洞口段、洞门以及其前后道路区间的一部分等设计的总称。隧道洞口是整个隧道的薄弱环节，在设计中洞口动态与隧道一般地段的动态是不同的，有其特殊的问题。洞口设计方案的优劣直接关系到隧道的安全进洞及今后的运营安全，尤其在不良地质地段隧道洞口的设计更是需要得到充分的重视。洞口部位一般来说，地形和地质等的围岩条件都是不稳定的，且洞口段埋深小、难于形成承载拱，由于地形、地质、地下水、降雨等条件，易引发施工时的崩塌、滑动、地表面下沉、偏压、掌子面崩塌等，同时也易受落石、雪崩、泥石流等自然气象灾害的影响，如何采取优秀的设计方案和有效的施工方法对隧道的安全进洞以及今后的运营安全都具有至关重要的作用。 2 洞口位置的选择与设计原则 图1 标准的洞口段范围 1、隧道洞口应选择在稳定的地层中，不宜设在滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质及排水困难的沟谷低洼处或不稳定的悬崖峭壁下。 2、应遵循早进晚出的原则，合理选择洞口位置，避免在洞口形成高边坡和高仰坡。 3、尽量减少对岩体的扰动，以提高洞口段岩体和边仰坡的稳定性，减少地质灾害。 4、隧道洞口轴线应尽量与地形等高线正交或接近正交。当不能做到正交或接近正交时应适当 延长隧道，修建单压或偏压明洞，并应加强单偏压明洞的进洞措施。 5、在地质条件较差地段明洞宁长勿短，并应重视洞口和明洞的施工方法及程序。 路线沿河傍山地段，当以隧道通过时，其位置宜向山侧内移，避免一侧洞壁过薄、河流冲刷和不良地质对隧道稳定的不利影响。 6、做好洞口地下水、地表截排水工程。 7、洞口段要根据当地条件、周边环境等考虑与周边景观的自然协调。 3 洞口段设计上的着眼点和对策 3．1 洞口段可能出现的问题和设计上的着眼点 表1 问题 着眼点 坡面 崩塌、滑动 洞口开挖和伴随隧道开挖引起的周边围岩的松弛是诱发滑动、坡面崩塌的原因。因隧道开挖有可能发生滑动、坡面崩塌时，应在隧道开挖之前、对坡面进行处理，隧道开挖时也要采用辅助工法。要特别注意防止隧道轴向滑动的对策 偏压 因坡面与隧道轴线位置的关系，会有偏压作用，可能产生弯矩和很大的应力。应在洞口采取不产生偏压的对策 基底 承载力不足 洞口段因埋深小，隧道受到全土柱的荷载作用。另外，因洞口围岩多为未固结堆积物和风化带，同时多有涌水，因此，基底承载力不足会引起地表下沉和变异。因此，要采用能提高基底承载力的工法和对策 地表下沉 洞口段因埋深小，承载力不足，掌子面自稳有问题等，易于产生地表下沉。在对下沉有限制的情况下，应采用相应对策，必要时要采取辅助工程和加强措施 落石、泥石流、 雪崩 洞口段处于不受落石、泥石流、雪崩影响的位置是非常重要的，不得已时，要考虑灾害的影响，研究采取实施充分对策的措施 掌子面崩塌 洞口段一般围岩强度低，固结度低，同时即使硬岩也因受到断层和破碎带的影响，裂隙发育，掌子面自稳性差。因此，在不能充分期待掌子面自稳时，要采用能防止掌子面崩塌的开挖方法和辅助工程 3．2 洞口设计中的问题和对策 表2 问题 对策 滑坡 坡面 崩塌 地表 下沉 掌子面 崩塌 偏压 承载力不足 备注 坡面防护 O O 挡墙 O O O O 偏压挡墙 挖土、填土 O O O 表面垂 直锚杆 O O O 锚索 O O 抗滑桩 O O 深基础、H桩、钢管桩 排水措施（地表、 洞内） O O O 围岩压浆（地表、 洞内） O O O 围岩改良（地表、 洞内） 掌子面稳 定措施 O O 喷混凝土、锚杆、管 棚等 超前支护 管棚、水平旋 喷等 临时封闭（仰拱） O O O 洞口延长、 填土 4 设计实例分析道扎子隧道 道扎子隧道位于辽宁省丹东至本溪高速公路上的道扎子隧道与304国道立体交叉，为上、下行分离的 4车道高速公路隧道，其中右线长350m，隧道净宽10.5m,净高5.5m，最大埋深