隧道与地下工程 课件 第3、4章 隧道总体设计、 围岩压力理论与计算.pptx

本章提要：本章主要介绍隧道勘察的目的、内容以及方法；围岩的分级方法（着重介绍了公路隧道围岩的分级方法）和围岩分级的影响因素；隧道路线的选址的方法和原则；隧道洞口位置的选择方法以及隧道的几何设计要求（隧道平面的设计、纵断面设计、横断面设计）。隧道围岩分级是本章学习的重点及难点，重点掌握围岩分级、围岩分级的影响因素。;3.1隧道勘察

3.2隧道围岩分级的影响因素和指标

3.3公路隧道围岩分级

3.4隧道方案比较

3.5隧道及洞口位置选择

3.6隧道的几何设计;3.1隧道勘察

隧道勘察的目的是查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件，以及隧道施工和运营对环境保护的影响。为规划、设计、施工提供所需的勘察资料，并对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计方法和施工措施，从而使隧道工程经济合理和安全可靠。

;为预可行性研究阶段工程地质勘察（简称预可勘察）;1.资料收集;

1.资料收集

;

2.地形与地质调查

隧道各阶段调查的目标、内容及范围见下表。

;3.勘探;3.2隧道围岩分级的影响因素和指标;根据洞室开挖实践，洞室开挖后的稳定性大体上可分为以下几类：;地质因素（客观）;国外围岩分级概述：;我国围岩分级概述：;●人们对围岩的认识是不断深入的;从分级指标方面：;1、单一的岩性指标：;（2）岩石质量指标（RQD）

RQD=;3、复合指标：

用两个或两个以上的岩性指标或综合岩性指标所表示的复合性指标。;（3）巴顿等人提出的岩体质量Q指标，Q综合表达了岩体质量的六个地质参数。根据不同的Q值，岩体质量评为九级。;1.公路隧道围岩分级的出发点

●强调岩体的地质特征的完整性和稳定性，避免单一的岩石强度指标分级的方法；

●分级指标应采用定性和定量指标相结合的方式；

●明确工程目的和内容，并提出相应的措施；

●分级应简明，便于使用；

●考虑吸收其它围岩分级优点，并尽量和我国其它工程分级一致。;2.考虑分级的指标和因素

●岩体的结构特征与完整状态

岩体的结构特征与完整状态是评价围岩稳定程度最直接、最重要的指标

●岩???强度

将岩浆岩、沉积岩、变质岩按岩性、物理力学参数、耐风化能力和作为建筑材料的要求划分为硬质岩石及软质岩石二级，依饱和抗压极限强度Rb与工程的关系分为四种，其标准及代表性岩石见表;●地下水

在公路隧道围岩的分级中，遇有地下水时，一般的处理采用降级的方法

①整体的硬质岩石中，一般的地下水对其稳定性影响不大，不考虑降级；

②块状硬质岩和整体软质岩中，地下水将影响其稳定性，产生局部坍塌，或软化软弱结构面，围岩分级时一般可酌情降低1级；

③碎石状松散结构的岩体中，裂隙中有泥质充填物，地下水对稳定性影响很大，可根据地下水的性质、水量、渗流条件、动水和静水压力等情况，判断其对围岩的危害程度，可降低1～2级；;隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级，并按以下顺序进行：;;岩石坚硬程度可按下表定性划分。;岩石风化程度可按下表确定;;;Jv与Kv对照表;岩体基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值按下式计算。;;围岩详细分级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标BQ进行修正：

;围岩基本质量指标修正值[BQ]可按下式算：;3.3.3围岩分级综合评判。;3.3.3围岩分级综合评判。;岩质围岩级别;公路隧道岩质围岩的基本质量分级;3.4隧道方案比较;一般说来，隧道造价比明堑要贵一些，施工技术也复杂一些，明堑方案常常是比较省钱、省事、又快速的。但在比较隧道方案与明堑方案时，忽略了安全条件，就会造成错误。例如，为了避免修建工程较难的隧道，有意识地将线路向靠河一侧移动，把本该用隧道穿过的地方，硬以明堑通过。由于明堑劈坡太深开挖后，边坡不稳，施工时坠石掉块，运营后塌坡坍方，给长期的运营带来安全上的威胁和防护上的困难。从长期运营条件来看，隧道方案优于明堑。;与路堑方案比较举例;3.4.2短隧道群与长隧道比较;短隧道群方案的缺点;长隧道方案的优点;3.4.3两座单线隧道方案和双线隧道方案比较;双线隧道断面跨度大，所受围岩压力也就大。因此需要更为有力的支护结构；

隧道施工时，因为压力大，临时支护困难，发生坍方事故的威胁较大；

双线隧道的一次工程投资比两座单线隧道先后修建的初期投资大；

双线隧道断面积大，不能充分利用列车活塞风。;;两座单线隧道的缺点;当复线本身相距一定的横向距离时，自然要各自修建单线隧道。但要保证两座隧道之间有足够的安全距离。在实践的基础上，归纳出最小间距的数值，如下表所列，仅供参考。;公路分离隧道、小净距隧道及连拱隧道的比较如下表;;3.5隧道及洞