隧道工程第2章.ppt

隧隧 道道 工工 程程2.1 隧道勘察的阶段隧道勘察的阶段可行性研究勘察可行性研究勘察初步勘察初步勘察详细勘察详细勘察2.2 2.2 隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要方法 2.2.1 收集研究既有资料收集研究既有资料o 地形地貌地形地貌o 地质情况地质情况o 区域水文气象情况区域水文气象情况o 植被及环境植被及环境o 类似工程经验类似工程经验2.2.2 调查与测绘调查与测绘（1）工程地质调查）工程地质调查 *直接观察直接观察 *访问群众访问群众（2）工程地质测绘）工程地质测绘 *目测目测 *仪器仪器（3）调查测绘内容）调查测绘内容2.2.3 隧道勘察的主要手段隧道勘察的主要手段 （1 1）挖探：挖探：2 23 3米米 （2 2）简易钻探：简易钻探：3 31010米米 （3 3）钻探：冲击钻、回转钻等钻探：冲击钻、回转钻等 （4 4）地球物理勘探（物探）地球物理勘探（物探）利用岩土体材料的导电性和导磁性等，利用岩土体材料的导电性和导磁性等，根据接收信号判断地层缺陷及力学性质根据接收信号判断地层缺陷及力学性质地球物理勘探地球物理勘探 geophysical exploration 应用地球物理技术探测的资料推断解释应用地球物理技术探测的资料推断解释地下工程地质条件的勘探方法地下工程地质条件的勘探方法。电法勘探电法勘探 声波勘探声波勘探 地震勘探地震勘探 钻孔电视钻孔电视 电法勘探 electrical soundingo 根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，解决地质问题的方法。o 常用方法:电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。o 电阻率法利用地壳中岩石、矿石间电阻率（）差异，观测和研究地面人工电流场(稳定的或准稳定的)分布规律的方法。地震雷达（Ground Penetraing Radar）o 以脉冲形式通过发射天线向地下发射高频电磁波（1MHz-1GHz）,由接收天线接收电磁波在地下介质的传播过程中遇到存在电性差异介质的界面时反射回来的波。o 分析反射回来的电磁波时间、频率和振幅等特征，从而推断地下介质的空间位置、结构性质及几何形态。地震发射波地震发射波 seismic reflection 由小的爆炸冲击源产生的地震波，在向四周和钻进方向传播时，遇到岩石强度的变化地带(如断层带和岩层突变)时，一部分信号被返射回来并被感应接收机接收，根据回声的传播时间及行进速度，即可计算得出计算地震波速率、反射的位置与隧道轴线相交的角度、空间位置和岩石力学参数。TSP203TGP地震CTo 利用地震波穿透地质体，根据地震波走时和能量衰减观测对地质体结构成像。地震波穿透岩土介质时，其速度快慢与岩土介质的弹性模量、剪切模量、密度有关。地震CT图像能较为可靠地反映各类岩土体间的分布界线及岩体的破碎程度。2.3.1 2.3.1 地下水涌水调查地下水涌水调查(1)(1)内容：内容：调查地下水的类型及其与地表水的相互补给调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系；调查地下水的流量、流向及水质等；关系；调查地下水的流量、流向及水质等；(2)(2)预测地下水涌水量：预测地下水涌水量：须调查隧道中心线上的须调查隧道中心线上的“谷谷”及及“梁梁”的分布情况的分布情况 ；(3)(3)利用钻探成果判断涌水情况；利用钻探成果判断涌水情况；(4)(4)查明涌向隧道的地下水的范围。查明涌向隧道的地下水的范围。2.3 水文勘察水文勘察隧道穿越三迭系大冶组、嘉陵江组、二迭系、石炭系、泥盆系、志留系地层，其中灰岩地层长度8772米，占隧道的63，碎屑岩长度5074米，占隧道的37，另发育5条暗河及管道流。透水量达4万5万立方米小时，持续了30分钟。野山关隧道2.3.2 2.3.2 枯水调查枯水调查(1)(1)目的：目的：明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影响，造成工业用水及居民饮水困难等；到影响，造成工业用水及居民饮水困难等；(2)(2)主要内容：主要内容：地下水的利用状况（使用时间、水量地下水的利用状况（使用时间、水量等）、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等等）、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等 2.4 建筑环境评价建筑环境评价 目的：明确环境现状，不因修建工程而使环境恶化。目的：明确环境现状，不因修建工程而使环境恶化。2.4.1 2.4.1 对现有生态环境保护的项目对现有生态环境保护的项目（1 1）水资源保护；）水资源保护；（2 2）植被保护；）植被保护；（3 3）特殊区）特殊区(名胜古迹、温泉、风景等名胜古迹、温泉、风景等)保护；保护；（4 4）环境污染的保护）环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等污水、烟尘、噪声、有害物等)（5 5）弃碴处理；）弃碴处理；2.4.2 隧道工程周围环境现状的调查隧道工程周围环境现状的调查（1）地物地貌的调查）地物地貌的调查，包括：洞口附近居民住宅，单位分，包括：洞口附近居民住宅，单位分布及规模；布及规模；（2）地形地质的调查）地形地质的调查，包括：地形特征、地质构造及不稳，包括：地形特征、地质构造及不稳定地层类型；定地层类型；（3）大气质量的调查）大气质量的调查，包括：气象资料，大气污染现状。，包括：气象资料，大气污染现状。（4）水体质量的调查）水体质量的调查，包括：水源类型、供水量、供水方，包括：水源类型、供水量、供水方式、水源补给转化情况；式、水源补给转化情况；（5）噪声振动的调查）噪声振动的调查，包括：运输装卸及爆破产生的噪声。，包括：运输装卸及爆破产生的噪声。（6）生态资源的调查）生态资源的调查，包括：森林、草场、水域的面积和，包括：森林、草场、水域的面积和位置；野生动物。位置；野生动物。2.4.3 预测环境影响预测环境影响（1）大气）大气（2）水质）水质（3）振动与噪声）振动与噪声（4）地表沉陷）地表沉陷（5）动物与植物）动物与植物（6）自然景观）自然景观1 1、公路隧道总体设计的基本原则、公路隧道总体设计的基本原则(1)尽可能绕开不良地质体。(2)经济合理的断面内轮廓。(3)合理的通风、照明、交通监控等机电设施。(4)综合考虑隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等。2.5 隧道选址隧道选址2 2、越岭隧道的选址、越岭隧道的选址 (1)(1)越岭隧道平面位置的选择越岭隧道平面位置的选择 优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，展线好，隧道较短；工程地质和水文地质条件良好的垭口。(2)(2)越岭隧道标高的选择越岭隧道标高的选择 选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。(3)(3)越岭隧道选址尚应考虑以下原则：越岭隧道选址尚应考虑以下原则：逢山穿洞，宁长勿短，早进晚出-避免洞口深挖；宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬-避免不良地质；3 3、傍山隧道选址、傍山隧道选址 傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害；山坡亦常有滑坡，松散堆积，泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂。选择傍山隧道时应注意：选择傍山隧道时应注意：（1 1）傍山隧道的洞身覆盖厚度问题傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠-宁里勿外。围岩类别最小覆盖层厚度(m)单线双线4679710101511201630傍山隧道最小覆盖层厚度傍山隧道最小覆盖层厚度 t(m)（2 2）要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响，如图所示。（3 3）应考虑施工便道设置和既有公路的位置应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。如图所示。河岸受冲刷对洞身位置影响示意图河岸受冲刷对洞身位置影响示意图 道路对洞身稳定的影响示意图道路对洞身稳定的影响示意图 4 4、不良地质地段隧道位置的选择、不良地质地段隧道位置的选择 常见不良地质条件常见不良地质条件: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)(1)滑坡、错落滑坡、错落 滑坡、错落对隧道的危害很大，在隧道通过滑坡滑坡、错落对隧道的危害很大，在隧道通过滑坡地区时，必须查明滑坡类型范围、深度、滑动方向等。地区时，必须查明滑坡类型范围、深度、滑动方向等。一般应避开滑坡体或错动体，或在可能滑动面以下一一般应避开滑坡体或错动体，或在可能滑动面以下一定深度通过。定深度通过。(2)(2)松散堆积层松散堆积层 堆积层常处在暂时稳定状态。一旦扰动，稳定即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，使洞身处于基岩中，并具有足稳定、松散的堆积层，使洞身处于基岩中，并具有足够的安全厚度。够的安全厚度。滑坡地区隧道位置选择示意图滑坡地区隧道位置选择示意图 松散堆积层中隧道位置选择示意图松散堆积层中隧道位置选择示意图(3)(3)泥石流泥石流 隧道通过泥石流地段时，应结合地质情况考虑泥石流沟的改道隧道通过泥石流地段时，应结合地质情况考虑泥石流沟的改道和最大下切深度，确保洞口和洞身的安全。隧道洞顶距基岩面或和最大下切深度，确保洞口和洞身的安全。隧道洞顶距基岩面或最大下切面要有一定的覆盖厚度，如图最大下切面要有一定的覆盖厚度，如图 (b)(b)乙的位置，隧道洞口应乙的位置，隧道洞口应避开泥石流沟及泥石流可能扩展的范围。有困难时，可修建一段避开泥石流沟及泥石流可能扩展的范围。有困难时，可修建一段明洞，使泥石流在明洞顶通过。明洞，使泥石流在明洞顶通过。隧道通过泥石流时的位置选择示意图隧道通过泥石流时的位置选择示意图 5 5、隧道洞口位置的选择、隧道洞口位置的选择 洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工运营安全。洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工运营安全。（1 1）宜长不宜短，应）宜长不宜短，应“早进洞，晚出洞早进洞，晚出洞”，避免大挖大刷，避免大挖大刷，破坏山体稳定。破坏山体稳定。（2 2）洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处，一般宜将洞口移，一般宜将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处。到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处。（3 3）当洞口处为悬崖陡壁时，当洞口处为悬崖陡壁时，根据地质情况采用贴壁或采用根据地质情况采用贴壁或采用接长明洞的办法，将洞口堆到坍方范围以外接长明洞的办法，将洞口堆到坍方范围以外35m35m处处.（4 4）洞口地形平缓时，一般也应早进洞晚出洞洞口地形平缓时，一般也应早进洞晚出洞。这时洞口位置选择余地较大，应结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定。需要时可接长明洞，以确保施工和运营安全。（5 5）考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受）考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受力，力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍山隧道，更应注意。正交洞门平面示意图正交洞门平面示意图 斜交洞门平面示意图斜交洞门平面示意图 2.6 2.6 隧道几何设计隧道几何设计隧隧道道主体建筑物主体建筑物附属建筑物附属建筑物洞门洞门洞身衬砌洞身衬砌洞口地段接长的明洞洞口地段接长的明洞通风、照明、防排水通风、照明、防排水安全设备、电力、通信设备等安全设备、电力、通信设备等 1 1、隧道的平面设计、隧道的平面设计 平面设计的基本要求 原则上采用直线，避免曲线；在洞口内外各3s设计速度形成长度的平面线型相一致。2 2、隧道纵断面设计、隧道纵断面设计 隧道纵断面是指隧道纵断面是指 沿隧道中心线展开的垂直面上沿隧道中心线展开的垂直面上的投影。的投影。100 4-4ZK32575125 1010 1030 1050 1070 1030 1010 1000 1020 1040 1070 1050 1