公务员期刊网 精选范文 隧道与隧洞的区别范文

隧道与隧洞的区别精选(九篇)

隧道与隧洞的区别

第1篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:水利工程;压力隧洞;无衬砌

压力隧洞型式的水利工程是一种施工难度较大的工程,这项工程中埋入地下的压力隧道深度对工程项目的工期有着重要影响,通过对压力隧洞型式的水利工程的研究,可以有效的缩短施工工期,还能有效的降低施工的成本。在选用压力隧洞型式的水利工程前,要了解施工的前提与条件,要根据相关要求对隧道的深度进行计划与挖掘,过深或过浅的隧道都会影响施工的质量,本文为了找到缩短该项工程进度的措施,对选择压力隧洞型式的前提进行了分析,希望对相关研究人员的研究工作能尽到自己的一份力量。

1 选择压力隧洞型式的前提

压力隧洞型式是水利工程的重要类型,选择这项工程需要考虑施工的前提条件,这样才能有效达到施工的要求与进度。在压力隧洞型式的水利工程中,隧洞埋入的深度对工程项目的有效进行有着重要的影响作用,如果其深度设定出现失误,则会造成较大的安全事故,给水利工程的施工人员带来较大的危险,并且给水利工程造成较大的经济损失。为了避免这一问题的出现,相关设计人员需要掌握压力隧洞设计的工作原理以及思路,这样才能设定出正确的压力隧洞位置以及深度,压力隧洞还需要与地表保持一定距离,这样才能保证后续工作的有效进行。如果隧洞埋下地表的深度无法达到相关的要求,则会为施工埋下安全隐患,可能会造成岩石滑落等问题的发生。笔者为了更好的研究选择压力隧洞型式水利工程的前提,对一工程的主导思想进行了分析与介绍:

压力隧洞型式的水利工程由于需要在地下作业,所以其施工的危险系数比较高,隧洞埋入地下的深度对工程质量有着较大影响,在施工的过程中,岩石的结构以及应力状态对隧洞的承载能力有着很大影响。所以,相关人员一定要规范自己的操作,提高安全意识,使施工效果达到相关要求的标准,避免岩石滑坡或者隧洞进水的问题发生。水利工程在施工的过程中,还要考虑水压的问题,设计人员需要掌握全面的施工知识,还要通过水泥混凝土衬砌等方式提高隧洞的强度,避免在施工的过程中受到水压力的影响。为了缩短压力隧洞型式水利工程的工期,降低其施工的成本,施工单位可以利用混凝土等价格低廉的建筑材料进行施工,在衬砌的过程中,一旦发现裂缝,可以通过混凝土的特性将水压力传递到岩体上,从而降低隧洞的水渗程度,从而提高隧洞的稳定性与安全性。

2 无衬砌压力隧洞的最小埋深计算分析

2.1 压力隧洞最小埋深的含义

压力隧洞最小埋深主要是指隧洞埋入地下的深度,也就是隧洞最底端到地面的距离。隧洞埋入地下的深度对施工的质量与安全有着很大影响,对深度的把握需要精准,太深或者太浅都会降低施工的质量,如果隧洞与地表的距离无法达到施工的要求,还会影响后续工作的正常进行。只有设计出合理的隧洞位置与深度,才能将隧洞内水压力的荷载有效的传递到岩体上,从而避免隧洞内进入水流的危险事故发生。在施工的过程,设计人员一定要提高自身的能力,水利工程监管部门也要加强对隧洞深度的检测,这样才能提高施工的安全系数以及企业的利润。

2.2 用具体实例分析无衬砌压力隧洞的最小埋深计算方法

水利工程中压力隧洞的最小埋深实际上就是指无衬砌压力隧洞的最小埋深,对水利工程的整个过程有着至关重要的作用。本文运用的具体事例,压力隧洞内径为9.5m,水头为160m(P=1.6MPa),穿越一段地形低洼地段。水利工程中可以按照施工需要决定压力隧洞的内径大小,本文引用的实例中压力隧洞内径大小为9.5m,刚好符合施工要求和标准。该压力隧洞穿越的一段地形低洼地段是一个山谷隘口,洼地两侧与水平面的坡度分别为26°和 46°,其最小埋深为36m。实例中所说的山岩岩体是由弱泥质密实的层状石灰岩组成的,其层厚度为0.4m~0.8m,有时候岩体还有可能是用混凝土或钢筋混凝土衬砌的岩体,不同情况下岩体的组成部分会有所不同。山岩岩体层隧洞轴线对水平面的倾角为6°,在垂直于隧洞纵轴的平面内岩层对水平面的倾角为65°。分析无衬砌压力隧洞的最小埋深计算过程是针对隧洞的空间结构,是空间结构的有些参数的计算过程,比如顺层理的岩体变形模量和垂直于层理的岩体变形模量分别采用E11=7000MPa和E=3600MPa,这些参数都要通过利用计算机应用程序求解,主要是有限元法计算无衬砌压力隧洞的最小埋深。

2.3 对计算区域的选择要求

水利工程中无衬砌压力隧洞埋深计算区域的选择要考虑当地的地形、地质等因素,还要考虑计算采用的对称条件,因为无衬砌压力隧洞的最小埋深计算区域的选择把一切影响因素考虑进去才能保证选择的正确性。本文对无衬砌压力隧洞的最小埋深计算区域的选择,要按照实例中隧道的大小来说明,计算区域的尺寸沿着隧洞轴线400m,水平方向的长度距隧洞轴线200m(相当于计算区域的宽度),计算区域的高度按照当地的地形情况可以为400m。

2.4 岩体在不同情况下的应力值分析

水利工程中无衬砌压力隧道的最小埋深的计算必须对周围岩体的应力状态进行仔细分析研究,这样才能减少岩体的滑移和涌水的危险。隧洞周围的岩体在不同情况下,应力状态有区别,比如隧洞未来衬砌顶拱点处未受到损害,其应力值为σmin=-2.1MPa,σmax=-0.97MPa。岩体岩层在呈垂直状和水平状的情况下其应力值都不同,分别为σmin=-2.25MPa,σmax=-1.35MPa和σmin=-2.17MPa,σmax=-1.5MPa。岩体在不同情况下的应力值对施工前期的设计阶段提供依据,我们可以通过不同情况下的岩体的应力状态,确定某一个隧洞能否在无衬砌条件下作为压力隧洞保留下来。

结束语

对水利工程中压力隧洞型式的研究,需要从压力隧洞型式的选用前提入手,还要提高隧洞设计的质量,使隧洞处在地表下合理的位置,隧洞在地表下的深度不宜过深,也不宜过浅,否则会影响隧洞的承载力以及水压力荷载的传递,如果设计人员对隧洞的深度设计出现误差,可能会造成隧洞内进入大量水流,使隧洞出现裂缝,增加其渗流量,从而降低水利工程的质量与安全性,还会增加维修的成本,延长工期,降低企业的利润。

参考文献

[1]申士广.浅谈水利工程中压力隧洞型式的研究[J].黑龙江科技信息,2013(21).

第2篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:山区;高速公路;桥隧相接;发展状况;设计要点;方案比较

1 工程概况

拟建某大桥位于某省贺家坪村境内,该大桥横跨风景旅游区大峡谷。桥址区位于构造单元的中部。桥址区内岩层连续,岩层产状280°∠11°,产状较稳定,构成缓倾状单斜构造。桥址区及附近未发现断裂活动和山体级别的滑动、错落等变形破坏迹象,属山体稳定区。两端桥台所在位置远离陡崖临空面,岩层倾向与坡面主倾向构成斜交反向关系,桥台位前后及其两侧山体未见卸荷开裂、滑动变形迹象,覆盖层亦较薄,两岸桥台山体稳定。隧道洞口处主要由强风化的石英砂岩组成。强风化石英砂岩垂直节理裂隙发育,当连续分布时,具裂隙岩体变形破坏特点,破坏形式以坍塌及掉块为主。

其地形地质条件很差,做桥隧连接工程较困难。其一,隧道进口地形十分陡峭,桥台无法施作;其二,在隧道进口附近的中导洞岩壁左侧及底板发现裂隙,后经详细勘察,揭示其为卸荷裂隙带,并贯通延伸至洞顶地表;其三,在其中导洞洞口上方的仰坡岩体发现共轭节理与该卸荷裂隙组合,形成了较大规模的危岩。

2 桥隧连接设计发展状况

我国在工程建设及学术研究中隧道洞门的设计与修建取得较大进步,处于世界先进或领先水平。桥梁建设研究随着多条特大桥梁的建设也已取得许多宝贵经验。但对于山岭地区桥梁和隧道连接处的连接技术,此领域研究人员较少,研究还很不充分,在桥隧连接的连接方式、桥隧连接部位的设计和施工优化、连接处地质灾害的预防与处理、桥隧连接处运营安全研究等方面,还有待进一步研究。在以前研究成果基础上,总结出桥隧连接技术还存在以下问题还需解决。

(1)在桥隧连接工程中还未将两者结合起来设计与施工,没有考虑桥隧连接工程的特殊性,施工中常常出现桥梁与隧道施工相互干扰;

(2)对于桥隧连接工程还未形成一定的标准规范,不能有效指导设计施工;

(3)在桥隧连接工程建设中已经积累了一定经验,但有些经验对于某些桥隧连接工程并不适用,还需总结普遍适用的设计经验。

3 桥隧连接方案设计分析与技术比较

桥隧连接较多出现于山岭地区,其地形陡峭,围岩条件较差,修建难度非常大。且桥隧相连地段一般地形较为狭窄,施工场地局促,并且线位较高,桥台紧贴隧道洞口,布置十分困难。目前,山区高速公路中桥隧相连主要有两种情况,即整体式路基段桥梁与连拱隧道相连,或者单幅桥梁与分离式隧道相连。铁路桥隧连接处与高速公路相似,处理方法无外乎桥梁伸入隧道处理或者是桥梁在隧道洞口处理这两种方案都有运用实例,如西康铁路复线上的油坊湾隧道即为桥梁伸入隧道,而太平隧道为桥梁不伸入隧道的设计方式。根据两种方案的技术特点,分析两者的优缺点。

方案一:桥梁伸入隧道。方案简介:隧道洞口段采用加大、加深断面,桥梁伸入隧道,小箱梁直接置于基岩上。施工难易度:大断面隧道施工难度较大,且小箱梁吊装较困难。防排水处理:需加深中央排水沟,排水处理困难。环境影响及运营安全:环境影响小,基本不破坏原山体;在运营中对列车运行基本无影响。工程造价:隧道加宽段需设至少10m,且需调整梁长,造价较高。

方案二:桥梁不伸入隧道。方案简介:桥台置于基岩上,未伸入隧道,桥梁与隧道无直接联系。施工难易度:桥梁与隧道施工之间无干扰,且施工较方便,风险较小。防排水处理:台帽与隧道紧贴,排水设计较复杂。环境影响及运营安全:对高速公路环境有一定影响,基本不破坏原山体;在隧道洞外渐变,行车安全、舒适。工程造价:取消原扩大基础,增加了C20片石混凝土挡墙,但造价较低。

桥梁伸入隧道技术特点:

桥梁伸入隧道即桥隧连接时将隧道断面加大,将桥台包在隧道里面,即桥梁进洞。明洞不需要设仰拱,与桥台不是整体,但必要时洞口一段暗洞也要加大断面,桥隧连接工程施工完成后根据隧道正常断面,在扩大断面中做套拱,使隧道断面恢复到正常断面,从而避免在隧道内的突变。但这种施工方案因为桥梁宽度比隧道里的路面宽,同时考虑到桥梁梁片的预制,隧道洞门与桥台为一个整体,所以隧道衬砌必须加大加深。(桥梁伸入隧道示意图、桥梁伸入隧道实例图分别如图1、图2所示)

此方案在结构方面,桥梁的桥台与隧道洞口段形成一个整体,彼此没有分离。从受力和变形方面讲,桥台与隧道共同承受荷载作用,而且两者变形连续一致。从桥隧连接设计上讲,桥台和隧道洞口段应作为一个整体结构进行结构分析和计算。

4 山区高速公路桥隧连接设计要点

在前期工作过程中,应加强区域地质及遥感地质资料的使用和分析,将地质选线贯穿于总体设计的始终。运用GPS、GIS、RS集成的3S技术,选择有利的地形条件和地质条件布设线位,减少工程对自然环境的影响,绕避不良地质及灾害,对环境保护、水土保持可以起到积极的作用。对于桥隧连接工程设计施工方案的选择需结合地形地质条件来选择,必须保证采用合适的方案,否则在桥隧连接部以后的运营中会出现较多病害。

桥梁伸进隧道方案在地形较陡峭,边坡仰坡围岩情况较差的情况下经常运用。但其对隧道洞口段衬砌稳定性是有一定的影响的。桥梁不伸进隧道方案在地形缓和,地基基础适于做桥台的条件下采用,由于桥梁与隧道相对独立,桥隧连接段对隧道稳定性无影响。但其对实施条件有一定要求,必须有足够空间放置桥台结构。

隧道洞门作为桥隧连接工程中隧道与桥梁相交的重要部分,特别是当桥台在隧道洞门内时,在隧道与桥梁相互传递受力、保持边坡稳定性、保证公路通行顺畅无阻等方面都起着重要的作用。因此隧道洞门施工质量的好坏直接影响着整个隧道的施工质量,间接影响着桥台或路面路基的位移和沉降大小,并最终影响高速公路的运营状况。洞门开挖时围岩支护等级的确定:当桥台在隧道洞门内时,由于桥台在洞门开挖后施工,桥台的开挖会对隧道围岩造成二次扰动,因此在洞门开挖的时候应该实施较正常开挖时更强一等级的支护,以使围岩在经受二次扰动时有更强的稳定性。

在空间上设计上,桥梁桥台与隧道洞口只是形式上紧紧贴靠在一起,但在结构上是分离的,二者之间存在施工缝。从变形和位移方面看,在正常情况下,由于施工缝的存在,桥台和隧道洞口的变形和位移将各自独立、相互无关。二者的变形和位移往往不协调,其后果是桥隧施工缝处的路面可能出现横向裂缝,甚至形成错台,影响行车舒适,严重者带来行车安全隐患。

5 结束语

随着中国经济的高速发展,快速便捷的交通成为各个地方政府发展重中之重。俗话说“要想富,先修路”就是对当前形式的贴切说明,但由于平原地区交通早已发展较成熟,现在交通发展重点转移到山区等落后地区,这样就不可避免出现大量桥隧相连的情况,对隧道设计施工提出新的要求。“穿岩透壁洞复洞,跨谷飞空桥又桥”已是现在山岭地区隧道建设的真实写照。因此,桥隧连接部分如何处理成为了山岭隧道设计不可避免的问题。

参考文献

第3篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:特长隧道隧道施工通风方案

中图分类号:U45文献标识码: A

一、隧洞通风污染源及安全标准

钻爆法隧道施工中常见的有害气体包括:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、甲烷((CH4)以及粉尘等。这些污染物来源有,爆破炮烟、柴油机废气、扬尘以及地质条件自然产生的瓦斯、天然气等易燃易爆气体,具体见表l-1

表1-1洞内主要污染源

1、爆破炮烟

隧道内一个循环进尺炸药爆炸产生炮烟中含有大量有害气体(见表1-2),其中成分和含量与炸药种类和爆炸效果有关。有害气体中,NO浓度可通过洒水有效降低,CO不溶于水,因此CO浓度常被用来衡量隧道通风效果

表1-2每公斤炸药产生气体(L/kg)

2、柴油机废气

柴油机的废气成分很复杂,它是柴油在高温高压下燃烧时所产生的各种有毒有害气体的混合物。隧道内使用的机械被限定为低污染的柴油机,柴油机废气中有害物质有氮氧化合物、含氧碳氢化合物、低碳氧化合物和油烟等,主要是NOX 、 CO和油烟.柴油机排放废气量影响因素众多,并没有统一标准,可参考坑内矿用柴油机废气排放指标,见表1-3

表1-3坑内矿用柴油机废气排放指标

3、岩体中的气体与粉尘

在某些岩层中蕴含一些有害气体,如CH4, C2H6, H2S等,当隧道开挖通过这些岩层时这些气体就会被释放出来,影响隧道正常施工。其中甲烷气体易燃易爆,H2S则有毒。参照水工建筑物地下开挖工程施工技术规范,地下开挖空间内有害气体浓度限值,见表1-4

表1-4空气中有害气体的最高容许浓度

粉尘来源于隧道施工中的掘进、钻孔、出渣运输以及喷锚支护等过程中产生的一些微粒悬浮物,空气中粉尘安全浓度,见表1-5

表1-5空气中粉尘容许浓度

二、隧洞施工通风方式

隧道的施工通风就是将新鲜空气送入工作面,稀释隧道内有害的气体与粉尘,并有效排除。合理的通风方式需要根据隧道的形态、规模以及施工方法进行考虑。

隧通的通风方式根据动力不同可分为自然通风与机械通风两种。

1、自然通风

自然通风是指在没有辅助动力条件下,利用气压条件和温度条件等自然因素,使隧道内空气自由流动的现象。

自然通风方式的优点:一但这种通风力一式能够在适宜的气候条件和风压规律中应用于隧道施工中,即可极大的节省能源消耗,对环境的影响最小。但其不足于:一,限制因素众多,如自然条件和施工方法等;二,排污周期长,影响进度;三,排污不够充分,对工作人员的健康危害大。因此,自然通风方式在隧道施工中的应用几率很小,主要出现在部分短隧进的运营通风中。

2、机械通风

机械通风,是指通过风机等辅助设务提供机械风压,使风流沿肴设计风路流动。

机械通风又根据通风管道不通分为风管式(压入式、抽出式和复合式)通风和巷道式通风,具体通风方式的选择要根据隧道的尺寸条件和地质条件的不通来确定。

1)、风管压入式通风

风管压入式通风(如图2-1)是将风机设备位置设在隧道洞口或者空气质量较好处,通过风机提供的风压通过风管送入施工掌子面处,再将稀释污染物后的气体通过隧道洞身引出洞外的方式。

图2-1压入式通风

此外,压入式通风一般选择柔性风价,原因是压入式通风风管内为正压,选择较软的柔性风管也不会因管内风压而变形,因此成本也较低。

2)、风管抽出式通风

风管抽出式通风(如图2-2)的风机位置设置在隧道出口处,通过风机提供的管道风压将施工掌子面的污染物吸入管道,排至洞外,新鲜风则会由于掌子面被抽出造成的负压由隧道洞身引入至掌子面。

图2-2抽出式通风

3、风管复合式通风

复合式通风就是将风管压入式和风管压出式共同使用,通过两条风管同时工作,分别利用压入排出两种方式,一条风管供应新鲜风,另一条风管将污风排出。这种通风方式兼具了以上两种风管通风方式的优点,但缺点是:两条风管的存在是隧道洞身空间占用率大,可能会干扰运输,同时会给洞身的衬砌等施工带来不便。适用于通风质量要求较高的隧道施工。

(1)以压入为般的复合通风方式(如图2-3),以柔性风管为主

图2-3以压入为主的复合通风方式

(2)以抽出为主的复合通风方式(如图2-4),以刚性风管为主。

图2-4以抽出为主的复合通风方式

可通过不同隧道的地质条件、结构特征以及工作面环境要求等因素来选择合适风管通风方式。

4、巷道式通风

巷道式通风,是指长大隧道施工中在地质条件允许的状况下,开设通风辅助坑道(如平导洞、斜井和竖井等),与隧道洞身联通形成通风回路的通风方式。利用辅助风道进行通风可以减小独头掘进距离,降低隧道施工的通风成本。

三、隧道施工射流通风中横通道的风流控制问题

按横通道射流风机的安设及作用,控制横通道风流的方法可分为三种,即横通道射流减阻调节法、横通道射流增阻调节法和横通道无射流调节法。

1、横通道射流减阻调节法

该方法是在横通道中安设射流风机,射流流向与横通道内的风流方向一致,射流风机起减小阻力的作用。

2、横通道射流增阻调节法

该方法在横通道中安设射流风机,射流流向与横通道内的风流方向相反,射流风机起增大阻力的作用。

3、横通道无射流调节法

该方法横通道中不安设射流风机,横通道内的风流通过A号洞中两组射流风机来调节。

射流风机布置如图3.1所示。第1组射流风机安设在A洞第1区段内,第2组射流风机安设在A洞第2区段内,要求横通道X中风流由A洞流向B洞。主风流由A洞进入,B洞排出。

图3.1无射流调节法射流风机布置

四、隧道施工射流通风技术

某隧道全长11068m,平导与正洞中线间距30m,每隔410m左右设一个横通道,共计26个。隧道进出口工区分界里程为DK355+820。进口工区长4355m,约10个横通道;出口工区长6713m。进出口工区均为钻爆法施工、有轨运输。

1、施工通风布置

某隧道进口工区通风布置如图4.1、图4.2、图4.3、图4.4所示,设备配备见表4.1;出口工区通风布置如图4.5、图4.6、图4.7、图4.8所示,设备配备见表4.2。两工区通风均分为四个阶段。

第一阶段,当正洞和平导之间的横通道连通前,进出口工区的正洞和平导各自采用独立的管道压入式通风。

第二阶段,当横通道连通正洞和平导构成通风回路时,则采用射流通风,新风从平导口进入,污风从正洞口排出,各掌子面则采用管道压入式通风。当平导揭煤时,则从正洞分风加大平导工作面的风量。

第三阶段,通风方式与第二阶段基本相同;但随着隧道的向前掘进,需不断增加射流风机数量。当正洞揭煤,应加大该整洞工作面的风量,其他工作面可暂停掘进。

第四阶段,通风方式与第二阶段基本相同。若增开第四个工作面,因受平导断面的制约,该工作面必须与其他工作面共用一台风机和部分管路,这两个丁作而就存存相互制约的问题,特别是放炮时间必须错开。

图4.4进口工区第四阶段设计通风布置示意图

图4.5出口工区第一阶段设计通风布置示意图

图4.6出口工区第二阶段设计通风布置示意图

图4.7出口工区第三阶段设计通风布置示意图

图4.8出口工区第四阶段设计通风布置示意图

表4-1

表4-2

2、通风方案实施与效果

通风方案的实施基本上是根据设计图进行的,但施工单位通常都有一些现成的设备,需要将这些设备充分利用,以免造成不必要的浪费;通风机的安设位置也需要根据现场的具体情况,进行适当调整,因此实施结果和设计图有一定的出入,通风效果与预期的结果也有一定的差别,但基本上能够满足施工的需要。下面就通风方案的实施和通风的实际效果,进、出口工区分别加以说明。

2.1进口工区的实施与效果

(1)第一阶段

施工通风布置:正洞开始段为双线隧道,采用SDF一No11风机通过管路为工作面供风,平导用SDF-No6.5风机通过管路为工作面供风。该阶段通风直观感觉良好,未进行测试。

(2)第二阶段

①通风系统布置

施工通风布置如图4.9所示。

②通风效果

第二阶段通风方案完成以后,分别对平导作业面、三通正洞作业面和四通正洞作业面放炮过后CO浓度的变化情况进行了测试,结果见图4.10。从测试结果可以看出,基本可以在20min时间内,把CO浓度降到国际上普遍的标准以下,通风效果良好。

图4.10进口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线

2.2出口工区的实施与效果

(1)第一阶段

其实施与设计图基本相同。通风效果感觉良好,未进行测试.

(2)第二阶段

①通风系统布置

25横通道连通正洞及平导后,平导和正洞之间能构成进、出风流回路,开始实施第二阶段通风方案。实施后通风布置如图4.11所示。

图4.11出口工区第二阶段施工通风布置示意图

②通风效果

在平导流风机停机,其他风机全开的情况下,分别对正洞和平导工作面放炮过后,CO浓度进行了测试。正洞一次爆破炸药消耗量192kg,测点距掌子面20m;平导一次爆破炸药消耗量约92kg,测点距掌子面1 0m的中线高1.5m处。CO浓度随诵风时间的夸化见图4.12

图4.12出口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线

结语:

由于施工通风专业化管理模式的建立和推行,使通风设计方案真正落到了实处,通风效果得到充分的体现。新型风机和风管的推广应用以及施工通风技术的不断提高,为特长隧道搞好施工通风创造了有利的条件。但要真正搞好通风,还必须建立一支专业化的施工通风队伍,建立一个专业化的管理体系。

参考文献:

[1]刘红伟等,瓦斯隧道施工中的射流通风技术,世界隧道2000年第3期

第4篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:洞湾隧道; 岩溶工程地质问题; 围岩稳定性; 处理措施

Abstract: Karst problem is a major problem in the current domestic and international tunnel construction, a lot of impact on karst engineering geological problems of underground construction and operations management. Tunnel construction process, the following development of a large cave in the tunnel backplane holes Bay geological hydrogeological tone painted simultaneously with the measurement section, borehole geophysical combination of detail to identify the scale of the cave, the shape, size, depth, and the relationship with the line, to identify the distance of the metro plate karst tunnel roof, the evaluation of tunnel surrounding rock stability, and put forward the proposal of the karst construction measures, to provide the geological basis for the tunnel construction and karst remediation design.

Key words: hole Bay Crossing; karst engineering geological problems; surrounding rock stability; treatment measures

1.引言

2.隧道区地质背景

3.岩溶发育特征

因岩溶发育的无规律性,隧道底板进入洞腔,垂直延伸约30m,顶板还在不断坍塌掉块。其岩溶发育情况分布范围、规模不清,造成施工难度极大、无法继续施工。目前关键是要详细查明溶洞规模、形态、大小、埋深及与线路的关系等情况,隧道底板以下岩溶发育情况以及与隧道顶板的距离,为隧道施工及岩溶整治设计提供地质依据。根据施工情况及初步调查,设计院、施工单位、业主以及地质专家的多次研究论证,通过配合测量断面同时进行地质水文地质调绘,对溶洞的规模、形态,长度、宽度、高度及洞底起伏和洞顶的凹凸、支洞、溶洞的分叉位置、延伸方向、溶洞的联通情况及与隧道底轴线的关系进行详细量测,并进行详细地质观察,对溶洞充填情况、石笋、石柱、石钟乳发育情况,地下水大小、流向及水力联系情况,进出水位置及洞壁、顶底地质特征进行调查(见下图)。在以上测量、调查和物探的基础上,在已开挖隧道底板布置钻孔进一步查明隧道底板以下岩溶发育情况和软弱夹层、岩石的完整程度、大溶洞底板以下岩溶发育情况,验证物探解释效果。根据调查测绘成果进行综合整理,分析岩溶发育特征和分布规律,得出溶洞顶与设计隧道底的厚度及变化情况和溶洞以下岩溶发育情况,评价与隧道的关系和影响[2]。 3.1 岩溶水水力通道及发育特征

岩溶水为隧道区主要的地下水类型,含水岩组为奥陶系灰岩,赋存于灰岩岩溶管道中,包括溶洞、溶蚀裂隙、溶槽等,均匀性差,局部富水性强。地下水径流条件主要受岩性、构造、岩溶发育程度的影响,分布不均匀。地下水的补给来源主要是大气降水入渗补给。由于断层及其影响带范围内岩体破碎、岩溶管道发育,有利于地下水富集,地下水运移于两盘岩层节理裂隙、岩溶管道中,形成富水区,局部水量较大。据实测水文地质成果,隧道区主要存在6条流水通道,分别是:

3.2 隧道进口段岩溶水水力联系特征

3.3 隧道进口段溶洞沉积物特征

本隧道进口溶洞群各通道、洞腔内岩溶沉积物主要为重力水沉积类型,主要沉积物包括石钟乳、石笋、石幔、石旗、鹅管等。按其发育的规模大小,自北东至南西方向各洞腔、通道内沉积物的典型特征为:

(2)1#洞腔:溶洞群中最大的洞腔,洞穴沉积物主要为石钟乳、石笋,集中于地质条件较为稳定的南侧洞壁附近;洞腔北侧发育一堵北东向巨型石幔。洞穴沉积物规模较大、发育程度较高、形成年代较早。其中最高的石笋发现于6#洞腔,高度达6.1m。

(3)2#洞腔:溶洞群中较小的洞腔,洞穴沉积物主要为小型石钟乳、石笋,规模较小、发育程度较低、形成年代较晚。其中最高的石笋高度仅1m左右。

(4)3、4#洞腔:溶洞群中较大的洞腔,洞穴沉积物主要为鹅管,局部有小型石钟乳、石笋。鹅管是石钟乳发育过程中的最初形态,自洞顶向下生长,空心细玻璃管状。其规模很小、发育程度低、形成年代晚,其中最高的石笋高度仅10cm左右,尚处于生长的初期阶段。

3.4 隧道岩溶发育规模及形态特征

经地质调绘及对溶洞的实测,隧址区岩溶极为发育。岩溶形态主要表现为落水洞、溶洞及地表溶蚀洼地、地表塌陷等,特别溶洞,具有发育规模大、空间变化差异大、受构造控制明显的特征。其中溶洞RD1及联通溶洞群受F1构造影响,发育规模巨大,与隧道右线YK66+478~YK66+490段联通,对隧道施工及运行安全影响很大,目前看来是洞湾隧道施工中最大的岩溶地质障碍。

3.5 隧道岩溶形成机制

洞湾隧道位于赤水河系侵蚀第二阶地,大气降水丰富,地表径流充沛,地表水沿构造带及地层接触带等软弱结构面下渗,地下水的动态变化较大。在隧道区域地层岩性相对复杂,灰岩及泥岩、页岩呈夹层状分布,其进口下部及隧道中部的泥岩、页岩属相对隔水层,地下水沿灰岩节理、裂隙渗透过程中遇到阻隔,便向下沿其层间裂隙、垂直节理及构造裂隙渗流,在泥岩与灰岩接触面附近形成近似沿灰岩层面发育的且角度较大的竖向溶蚀裂隙,溶蚀裂隙在以往较为稳定的地质环境条件下继续向下、向外扩展,形成一定规模的溶洞;后期洞顶在自重作用下坍塌,形成的较大溶洞腔体。经过地壳的不断抬升作用及地下水的溶蚀作用,溶洞出现在目前位置。非溶岩与灰岩接触带是岩溶发育的相对强烈地段。

F1断层控制了隧道进口段岩溶的基本特征,岩溶的发育规模、空间形态、延伸范围及方向等与本断层基本一致,6处洞腔总体与构造带方向一致,溶洞底板、顶板由缓突变陡部位受构造控制显著,且向大里程方向倾斜,与构造带倾向一致。

4.隧道岩溶发育围岩稳定性评价

4.1 隧道进口段岩溶区围岩稳定性评价

另外,隧道左线ZK66+485~ZK66+515段受构造F1控制,隧道底板局部发育岩溶裂隙,有可塑状粘土夹碎石充填,区段长度30m,据钻孔及物探成果揭示,地表3m左右深度内局部存在岩溶裂隙,且位于隧道侧壁下方,隧道中线处岩体较完整,应对该段隧道底板处软弱地段进行清理,挖除岩溶裂隙充填物,换以混凝土充填;为了消除该段地基的不均匀性,建议ZK66+491~ZK66+510段两侧架梁通过。

4.2 隧道进、出口已开挖段底板稳定性评价

因此,可以判断:隧道已开挖段底板除左线ZK66+485~ZK66+515段局部存在岩溶裂隙、需要治理外,其余隧道底板是稳定的,可作隧道路基持力层。

4.3隧道进口段溶洞底板稳定性评价

本次勘察通过测量及钻探手段,基本查明了隧道进口段大型溶洞底板的地质情况。针对大型溶洞底板进行了钻探,钻至溶洞底板以下完整基岩10余米。钻探结果显示:在大型溶洞底板以下10m深度内、钻孔未发现溶洞。因此,可以初步判断:大型溶洞底板基本稳定。但不能排除底板深部岩溶发育的可能性。为了把岩溶施工风险将至最低,该溶洞治理工程施工前,仍需进行进一步钻探验证。

5.施工处理措施建议

经过对隧道岩溶的详细勘测和岩溶发育特征的分析研究,提出如下建议:

(4) 隧道右线YK66+459~YK66+516段位于大型溶洞上方,隧道底板下方完整岩体厚度最小仅有3.8m。建议对溶洞顶板按简支梁结构针对不同区段隧道底板岩体的抗压、抗弯及抗剪强度进行验算,根据验算结果提出适当治理措施。通过实际观测,右线YK66+490~YK66+515段溶洞顶部岩体处于崩塌失稳状态,对隧道底板安全影响极大,必须尽快治理;YK66+470~YK66+490段溶洞顶部岩体处于欠稳定状态,对隧道底板安全有较大影响,必须治理;YK66+459~YK66+470段溶洞顶部岩体处于基本稳定状态,对隧道底板安全影响较小,可采取喷浆等治理措施。右线隧道岩溶治理区的设计及施工建议为:

①以支顶方式通过:在溶洞底板上浇筑混凝土支撑体,直到溶洞顶板;

②以高填路堤方式通过;

③以桥梁方式通过。

若以桥梁方式通过时,应注意溶洞洞体顶板的自承能力,并要考虑到溶洞顶部的崩塌及平衡拱问题,加强对桥台处岩体的应力重分布研究,设计时应加强桥梁结构的刚度及强度,对桥基进行防冲刷设计。

但不论以何种方式通过该区域,必须对该段隧道顶部作危岩加固处理,并保持溶洞内的排水通畅;排水设计建议以历史最高水位、水量进行相关设计。治理方案施工前作补充勘察,彻底查明溶洞底部地质情况。

第5篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:富水岩溶 隧道 特点 处置方案 策略

中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)04(c)-0061-02

在岩溶隧道施工中,施工人员对于岩石本身的溶解性、所存在的缝隙以及水的流动性要求较为严格,同时也正是因为岩溶的存在,所以给隧道的开采工作带来了很大的困境。它主要可以从水害、倒塌、地表线路等几个方面来影响隧道的建设,特别是在高压富水方面造成的威胁更大。

1 富水岩溶隧道工程特点分析

隧道工程通常是指在地下、水下或者山体当中,通过修建铁道或者公路来保障机动车辆顺利通过的地下通道。富水岩溶隧道的施工与之前的众多工程相比,由于其隧道的特性是高水压,因此施工人员就必须考虑其水的渗透性、侵害性以及溶洞层次间的缝隙性,而这也是对其隧道口设计要求变得愈发严苛的原因之一。在岩溶隧道的施工中,对其产生的影响因素还包括高压富水和填充型溶洞的施工建设,同时在施工时很有可能因为地质的影响发生突水等现象,加之由于岩溶的发育并不是规则的,特别是在高焊凰填充型的岩溶洞地质区域进行施工时,很容易发生涌泥涌水的现象,而这会严重阻碍富水岩溶隧道工程施工的进度。

2 富水岩溶与岩溶水的处置方案

2.1 富水岩溶的处置方案

对于富水岩溶隧道洞口的处理,施工人员需要按照隧道洞口的直径和每个位置之间的相互联系对其进行处理,一般情况下,施工人员大多利用填堵方案来处置,而对于那些岩溶洞口直径较大、洞口直径较小却伴有水流的渗入、溶洞洞口深不见底,以及很难进行简单处置且处置时间长的岩溶,大多利用跨越措施来处置。同时,对于那些洞口直径很小或者没有渗透水的岩溶溶洞,施工人员可以利用混凝土和片石进行封填处理,但一定要保留排水孔,进而对隧道的顶部进行防护处理。另外,对于需要填补型的岩溶溶洞,则需要使用转换填补和灌入浆液的方式来处置。此外,对于岩溶隧道的基底,需要利用泥沙和混合物来进行处置,并且岩溶隧道洞口的填充物通常具有柔软、水分充足、下降幅度大、力度小、平稳性不高等特性,如果隧道需要进行跨越,那么基底就需要利用灌浆、填补等方式进行处置,并且基底的填补、灌浆稳固以及钢管桩稳固,都是岩溶隧道基底处理的常见方式。

2.2 岩溶水的处置方案

富水岩溶隧道施工的重要环节就在于对岩溶水的处置,对于岩溶水的处置可以将排放和填堵两种方式有效结合起来,这两种方式无论选用哪种,都会使得地质保持稳定,进而可确保隧道的顺利挖通。另外,对于渗透水的处理需要保持疏通原则,不能过多依赖于填堵的方式,同时在施工时应该对水进行降压处理,这是富水岩溶隧道施工顺利进行的重要核心,因为对水进行降压处理可以极大地提高隧道挖掘的可能性,同时可充分保障隧道的施工安全,并且在施工期限内还可圆满完成施工任务。但对于一些较为复杂的地质环境来说,在进行岩溶隧道的施工时,就需要考虑突发事件所带来的影响。例如,涌泥涌水的灾害、处置难度巨大的溶洞,就需根据实际情况进行具体分析,以确保溶洞挖掘难度降低,进而使得隧道施工的效率得到明显的提高。

3 富水岩溶隧道施工的相关策略

富水岩溶隧道施工的方式需要按照当地环境以及天气的相关条件进行施工。施工时需要注意岩溶洞口的直径、大小、水量、填补情况和地质性质等环境影响,并且还需根据岩溶洞口的截面直径、大小、施工周期、技术条件和方案可行性对施工进行综合分析,进而设计出一套完善的富水岩溶隧道施工方案。具体的策略有以下几种。

3.1 正洞和平导洞口类型的选择方式

(1)在周边岩石层保留的情况下或者存在缝隙水管道的环境下,可以对正洞和平导洞口类型采用全部断面法;(2)在溶洞周边受到影响的地区和物质勘探不明确的地方,以及会出现突水的地质区域,可以对正洞洞室采用正台阶方法,对平导洞室采用全断面方法;(3)在地质构造的中心区域和开挖界面存在于岩溶洞填充部分的地段,并且会出现吐水的地质区域,可以对正洞洞室采用CD工法和CRD工法,对于平导洞室采用正台阶方法和CD工法;(4)根据实际情况结合分析可知,富水岩溶隧道如果处于特殊的地段,应结合所处地质情况对填充物岩溶溶洞中心区域的正洞洞室进行CRD工法,平导洞室利用正台阶方法进行处理。

3.2 对现场进行管理

对于富水岩溶溶洞施工现场的组织管理是需要有关部门尤为重视的。针对于那些工程周期短、工程任务繁杂、地质情况较差的富水岩溶隧道工程,应该依据总部单位的具体规定,对施工现场进行准确高效挖掘。当施工现场处于较为普通的富水岩溶区域时,施工人员应该利用多种施工工具对特定地点进行钻孔爆理。在填充型富水岩溶溶洞中心区域应该对正洞洞型利用CRD工法、对平导洞型利用正台阶方法施工,同时各个单位需精准配合,并在必要时进行小区域控制爆破。另外,在富水岩溶隧道进行开挖时,可利用混凝土等混合材料对各个部位进行填补以及入模,施工现场的每一个施工环节都应该保持平稳有序,使环节之间相互联系,以保证有层次的进行处理。

3.3 对施工情况进行监测

在施工时信息的反馈是对施工质量的充分保障。在对富水岩溶隧道进行施工时,应该采取监测调控的方法对施工信息进行及时调节,通过利用该项技术,能够对施工期间的各个项目形态以及变化量的数据信息进行及时准确的反馈,进而为富水岩溶地质区域的设计方案提供有效的考量。在施工进程运行时采用信息反馈技术,能够使隧道的结构状态变化以及外界因素的影响降至最低,其反馈技术主要包含有具体的监测项目以及相关的设计计算频率和标准。

3.4 考虑通风问题

在对隧道进口的溶洞口施工时,可以请专业的通风队伍对隧道工程通风,进而保证施工的进程可以被高效合理的管控,使得工程能够顺利进行。另外在选取通风设备时,也应该充分考虑通风设备的质量,同时通风设备和管道线路的安放能有利于富水岩溶隧道内部施工的新鲜空气的供给,不能因为价格低廉和安装线路简单就进行无序安装,相关部门和单位必须对其加以重视,以确保施工能够圆满完成。

4 结语

总之,富水岩溶隧道的施工方案应该根据实际的施工环境以及施工条件来进行制定,并且制定的施工方案应该严格保障施工的顺利实施,并且还需对岩溶水的排水进行准确、高效的引流,以此使得岩石各层次之间的渗水通道被顺利导通,进而不断将其施工方案进行创新,使富水岩溶隧道能够平稳正常运行,并发挥出更加突出的作用。

参考文献

[1] 罗琼.岩溶隧道施工技术[J].铁道工程学报,2005,24(3):65-71.

第6篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:洞湾隧道; 岩溶工程地质问题; 围岩稳定性; 处理措施

1.引言

在建洞湾隧道属贵州省赤水至望谟高速公路重难点和控制性工程,隧道采用分离式,其中:左洞起讫桩号ZK66+164~ZK68+290,总长2126m;右洞起讫桩号YK66+205~YK68+290,总长2085m。隧道净空10.25×5.0m,隧道最大埋深约310m。当隧道开挖到右线右壁YK66+488里程处揭露出大型溶洞,根据施工情况和现场初步调查,从隧道底往上发育约13m,隧道顶板和右侧壁坍塌;往下垂深发育30~40m,在隧道以下形成多个溶洞大空腔,相互连通。溶洞顶离设计隧道底最薄处约3~5m。导致中断施工近五个月,直接影响隧道的施工和安全。但溶洞具体如何展布?发育特征如何?与隧道的关系不清。其危险程度取决于溶洞的规模、溶洞周围岩体的稳定性和岩体的质量及其与隧道的关系[1]。

2.隧道区地质背景

隧道区属构造溶蚀侵蚀中低山地貌,处于川黔南北向构造带与北东向构造带交接的复合部位,北与新华夏系第三沉降带的“四川盆地”相接,南与早古生带“黔中隆起”相邻,构造形迹定形于印支~燕山期,多呈北东向展布。隧道位于桑木场背斜北西翼,其走向与背斜展布方向大角度相交。地层为单斜地层,受构造影响,局部小褶曲较发育,地层总体产状为255~320°∠8~32°。地层岩性组成为奥陶系下统湄潭组(O1m)泥岩夹灰岩、页岩、中上统(O2+3)灰岩及志留系龙马溪组(S1l)泥岩。奥陶系下统湄潭组(O1m)灰岩夹泥岩、页岩分布于隧道入口~K67+000m段,地层产状280~320°∠20~32°。中风化灰岩(O1m)分布于隧道进口至ZK66+620、YK66+510段,厚度较大,岩溶极其发育,于隧道右线YK66+460~YK66+515段底板下方及右侧发育大型溶洞,联通至左线ZK66+460~ZK66+485段底板下方。

根据施工阶段地质调查及资料综合分析,隧道进口段发育F1断层,呈北东~南西走向,产状300°∠77°,与隧道左线相交于ZK66+475~ZK66+510段,与隧道右线相交于YK66+480~YK66+520段。此断层同时处于奥陶系下统灰岩与泥岩、页岩接触部位,切穿下部灰岩地层。控制了隧道进口段岩溶的基本特征,岩溶的发育规模、空间形态、延伸范围及方向等与本断层基本一致,6处洞腔总体与构造带方向一致,溶洞底板、顶板由缓突变陡部位受构造控制显著,且向大里程方向倾斜,与构造带倾向一致。该断层对隧道特别是右线施工及运行安全影响很大。

3.岩溶发育特征

因岩溶发育的无规律性,隧道底板进入洞腔,垂直延伸约30m,顶板还在不断坍塌掉块。其岩溶发育情况分布范围、规模不清,造成施工难度极大、无法继续施工。目前关键是要详细查明溶洞规模、形态、大小、埋深及与线路的关系等情况,隧道底板以下岩溶发育情况以及与隧道顶板的距离,为隧道施工及岩溶整治设计提供地质依据。根据施工情况及初步调查,设计院、施工单位、业主以及地质专家的多次研究论证,通过配合测量断面同时进行地质水文地质调绘,对溶洞的规模、形态,长度、宽度、高度及洞底起伏和洞顶的凹凸、支洞、溶洞的分叉位置、延伸方向、溶洞的联通情况及与隧道底轴线的关系进行详细量测,并进行详细地质观察,对溶洞充填情况、石笋、石柱、石钟乳发育情况,地下水大小、流向及水力联系情况,进出水位置及洞壁、顶底地质特征进行调查(见下图)。在以上测量、调查和物探的基础上,在已开挖隧道底板布置钻孔进一步查明隧道底板以下岩溶发育情况和软弱夹层、岩石的完整程度、大溶洞底板以下岩溶发育情况,验证物探解释效果。根据调查测绘成果进行综合整理,分析岩溶发育特征和分布规律,得出溶洞顶与设计隧道底的厚度及变化情况和溶洞以下岩溶发育情况,评价与隧道的关系和影响[2]。

3.1 岩溶水水力通道及发育特征

岩溶水为隧道区主要的地下水类型,含水岩组为奥陶系灰岩,赋存于灰岩岩溶管道中,包括溶洞、溶蚀裂隙、溶槽等,均匀性差,局部富水性强。地下水径流条件主要受岩性、构造、岩溶发育程度的影响,分布不均匀。地下水的补给来源主要是大气降水入渗补给。由于断层及其影响带范围内岩体破碎、岩溶管道发育,有利于地下水富集,地下水运移于两盘岩层节理裂隙、岩溶管道中,形成富水区,局部水量较大。据实测水文地质成果,隧道区主要存在6条流水通道,分别是:

①巨型溶洞RD1中2#溶槽开始,经过1#、2#、3#至4#洞腔后下渗通道。此通道水流通过溶洞底板或底板下层通道向南西方向发展、汇集,流通过程中接纳中途汇集水流后逐渐形成较大水流,成为形成巨型溶洞洞腔及该溶洞群的主要水力因素。

第7篇:隧道与隧洞的区别范文

1本研究对象的工程概况

该隧道地处甘肃省境内,作为一越岭隧道,整个隧道的全长是5236.1米。最大埋深大约为310米,最小埋深大约为26米。该隧道区域的地层特点是:第四系上更新通风积层新黄土,中更新统洪积层老黄土,上第三系上新统粉质黏土、砾岩,下伏奥陶系中统马家沟组角砾状灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩、泥质灰岩、豹皮灰岩、石灰岩、白云质灰岩、白云岩等。

2工程地质问题及评价

2.1隧道平面位置的选择

在工程的设计阶段,对该隧道提出了两个方案,隧道比较方案主要穿越了太岳山板隆北西向构造区的霍山复背斜西翼,与隧道贯通方案相比更加靠近霍山复背斜的轴部破碎带,断裂构造极其发育,岩体破碎至极破碎;由于受青阡洼断层等阻水逆断层带影响,隧道比较方案穿越区域地下水的补给区及径流区,灰岩岩溶发育,可能发生突水、突泥等地质灾害,调查时发现的溶洞最大直径约3.0m;隧道比较方案穿越区地下水发育,地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶水,根据调查线路附近井泉、居民用水情况,本隧道比较方案将影响到附近村庄上万居民生活。综合比较,最终确定以隧道贯通方案穿越。

2.2地质断层情况

断层破碎带岩体破碎,地下水发育,断层位置的确定对隧道围岩等级的划分有着极为重要的作用。隧道区地质构造复杂,断裂发育,岩体破碎,在大面积地质调绘的基础上,以钻探为主,通过对EH-4大地电磁法和有源大地电磁法两种物探方法的分析,判定隧道共穿越断层7条,其中4条为物探、钻探推测断层。当隧道通过断层破碎带和影响带,以及层间错动带时,围岩均为角砾碎石状松散结构,围岩类别甚低,物探测试呈低阻带,断层水岩溶水发育,其涌水具有突然性和水量大的特征,发生突水突泥等地质灾害的可能性较大。施工时应加强超前地质预报及初期支护,严格控制开挖进度,二衬紧跟。在地下水位以下挖掘时由贫水地段进入破碎带时,应防止突水,做好止排水工作。隧道施工时严禁放大炮,避免对隧道洞身上部地层的裂隙贯通,使积水涌入隧道洞身,造成人为的地质灾害。

2.3岩溶状况

地质构造直接控制着岩溶的发育过程,是由于构造影响岩石的透水性,可溶岩石的透水性直接决定着岩溶的规模,岩溶发育方向主要受层面的控制,岩溶发育的地段一般集中在断层破碎带(尤其是正断层)附近,在可溶岩与非可溶岩的接触面附近,地下水径流区,岩体节理发育段。该隧道洞身地层除进出口外全部为奥陶系中统马家沟组(Om2)角砾状灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩、泥质灰岩、豹皮灰岩、石灰岩、白云质灰岩、白云岩等,测区内岩溶较发育,主要位于断层破碎带,地表发现最大溶洞直径3m。由于该隧道处于青阡洼阻水断层带西侧的贫—弱富水区,且处于泉水排泄区的下游,难于形成地下水径流,根据物探及钻探分析,隧道区岩溶规模不大,沿断层破碎带及影响带可能存在小型岩溶,不影响工程进展。

2.4岩爆性质

隧道开挖后,改变了岩体的应力平衡状态,导致围岩发生变形和破坏,岩体中初始应力的状态及其特点与隧道围岩的稳定有着密切的联系。岩爆是高地应力地区地下洞室中围岩脆性破坏时应变能突然释放造成的一种动力失稳现象。岩爆的成因,多数认为是高潜能突然释放的结果,凡是有利于产生盈利集中和高潜能存在的地段,就有产生岩爆的可能性。而高潜能的储存又与隧道埋深、地层岩性、地应力状态、洞室埋深、围岩应力状态、开挖断面形式、开挖方法等有关,在众多因素中,地层岩性和地应力条件是产生岩爆的决定因素,即处于高地应力环境中的结构完整的硬脆性围岩是容易发生岩爆的。该隧道洞身范围存在白云岩,灰岩等硬质岩石,最大埋深达420m,且新生代构造十分发育,因此存在岩爆的可能性,在隧道施工中应加强防护措施。

3隧道施工水文地质状况分析

地下水所造成的危害是隧道工程设计和施工中的重大问题,地下水作用触发或诱发的灾害性工程地质问题,严重影响隧道的安全施工和运营,如果处理不当,还会影响居民生活、生产用水,造成严重的环境地质问题。该隧道区围岩受构造影响严重,水文地质情况较复杂,根据收集水文资料,青阡洼—乔家庄—东岭村一线为一近SN向断裂带总体为逆断层,为阻水断层,断层东侧为富水区域,隧道开挖将对区域地下水的补、径、排条件产生影响。由于青阡洼断层的影响,地下水沿该断层形成串珠状断层泉,成为区域地下水的排泄通道。本区地下水类型有第四系、第三系孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水、构造裂隙水。隧道贯通方案处于泉水补给的下游,位于断裂带西侧的贫—弱富水区,水量局部较丰富。但是由于该区地质构造复杂,断层发育,由于断层的导水作用,其涌水量较大。同时考虑隧道区域泉水的排泄量及物探预测含水层的分布情况,局部存在较丰富的地下水,地下水类型主要为岩溶水、裂隙潜水、断层带水,隧道施工中可能造成突水突泥地质灾害。

第8篇:隧道与隧洞的区别范文

关键词:纸坊隧道;长距离;瓦斯;施工

1、工程概况

纸坊隧道位于甘肃省岷县县城东边。隧道位于西秦岭中山区,山高沟深,地形起伏很大,洞身最大埋深248m,梁顶植被覆盖较好。隧道起讫里程为DK201+817~DK206+952,全长5135m的双线隧道。隧道除进口段1037.809m,出后段797.856m位于R=4000m的曲线上,其余段落位于直线上。隧道洞身经过的地层有第四系全新统坡积粉质黏土、碎石土;二叠系下统碳质板岩、板岩、砂、岩;三叠系中统板岩。砂岩等。

2、施工中德重点及难点

1)隧道全长为5135m,隧道内线路分别为5.5‰和-3‰的人字形坡。隧道施工仅有进出口两个工作面,且开挖、支护、仰拱混凝土、顶拱衬砌混凝土同时交叉作业,洞内施工干扰大,施工布置非常困难。

2)由于纸坊隧道施工仅有进出口两个工作面,其间没有其他施工通道,最大单头进尺约2775m,通风散烟比较困难。

3)隧道工程范围二叠系下统地层内含碳质板岩,存在产生瓦斯等有害气体产生的地质条件,对施工工艺要求高,安全隐患大。

3、施工组织及安排

隧道施工采用了隧道进出口两个工作面双向掘进,共安排了2个隧道施工队2个作业面分别负责纸坊隧道施工。、

4、施工方案

1)开挖施工。根据瓦斯隧道安全施工要求和工程特点,确定隧道采用三台阶七步开挖法开挖。开挖前,在工作面附近20m进行通风,当检测瓦斯浓度小于0.5%时方可进行钻孔作业。钻孔全部采用湿式钻孔,钻孔作业时先开水、后开风以封闭粉尘,避免产生火花造成安全事故。

根据隧道的结构特点、围岩地质情况,开挖主要采用台阶法、隧道中壁法(CD法)施工。其中隧道台阶法主要在洞身Ⅳ、Ⅴ级岩石风化破碎洞段采用。

2)支护施工。隧道支护分初期支护和混凝土二次衬砌。

①初期支护。初期支护根据围岩类型的不同采用不同的支护参数,型钢及格栅做拱架支撑,部分衬砌断面采用型钢全环封毕,喷护C20气密性混凝土,顶拱采用Φ22砂浆锚杆,挂φ钢筋网。洞口30m段采用φ89@0.4m大管棚进洞,其他洞段分别采用Φ25中空锚杆及φ42超前小导管进行超前支护。

②混凝土衬砌。混凝土衬砌前,在初期支护面铺设CW瓦斯隔离板。为杜绝明火,瓦斯隔离层采用冷粘结。

隧道的混凝土衬砌施工和开挖施工需要交叉进行,施工相互干扰大。隧道开挖与衬砌施工的顺序为:仰拱开挖超前于浇筑段30~50m―仰拱混凝土施工―仰拱填充混凝土施工―拱墙混凝土施工―边沟及电缆沟施工―混凝土路面基层施工―混凝土面板施工。

在仰拱混凝土施工中,为了不影响掌子面开挖、出石碴及机械设备通行,仰拱开挖采用左右分幅的开挖方法,在仰拱混凝土施工部位搭设可移动钢栈桥作为临时便道。根据行车及施工要求,该栈桥设计为双榀单跨移动式钢栈桥。单榀钢栈桥设计长度为16m,宽1.0m。

5、瓦斯防控措施

1)地质超前预报

针对隧道内赋存的天然气,在隧道施工中遵循“动态设计、动态施工、先判断后处理”的原则,对隧道进行了超前地质预报。隧道的超前地质预报采用了TSP超前地质预报、地质素描法、水平钻探等手段,对隧道围岩进行综合地质预报,预先确定工作面前方破碎带或断裂带的位置、规模、产状,了解工作面前方天然气赋存情况,以便及早采取保证施工的正常进行和人员、设备的安全。

2)瓦斯监控

该隧道为高瓦斯隧道,为保证瓦斯隧道的施工安全,瓦斯检测采用人工监控与自动监控组合。自动监控采用KJ90煤矿安全综合监控系统。在掌子面、模板台车顶部的上隅角设置便携式甲烷检测报警仪,在检测到瓦斯浓度>0.5%时报警;瓦斯浓度>01.0%时,自动切断作业区电源,立即撤出人员设备,工作面停止施工,对洞内加强通风,稀释瓦斯浓度,待瓦斯浓度低于0.5%时方可恢复作业。人工检控采用手持式移动检测仪,根据规范要求,需对掌子面间、二衬面、回风区等进行24小时不间断检测。

对需人工检测的部位,保证每30分钟检测一次。在测风站配备手动式测风仪,定期测定回风巷的风流速度。当风流速度小于1.0%时,及时找出原因,采取措施。

3)用电防护

考虑到到瓦斯隧道通风系统的特殊情况,该隧道采用了双电源供电方案,即公用电网和自备发电站双电源,并安装备用电源自动切换装置,洞内供电采用单电源线路。洞内配电设备及照明电器全部采用防爆型,并做到“三专”、“两闭锁”,即专用防爆变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局部采用风扇通风与供电的闭锁,以保证瓦斯隧道安全施工。

4)隧道通风

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》规定,对高瓦斯隧道工区和瓦斯突出工区,施工通风方式宜采用巷道式,故该隧道在第一车行横通道贯通以前采用压入式通风,车行横通道贯通后采用巷道式通风。

高瓦斯隧道24小时不间断通风,采用双电源,风机全部为防爆型,进洞风筒布全部采用专用的抗静电、阻燃型,风机和电源均考虑备用,洞内最小风速不能小于1.0m/s。风机操作工必须持证上岗。

5)防爆设备改造

根据高瓦斯隧道施工要求,所有进洞车辆和设备必须为防爆型。项目部通过技术分析和防爆试验,确定对所有进洞设备进行防爆改装。进过对防爆改装过的装载机和自卸汽车进行瓦斯浓度达到0.5%条件下的模拟试验确定改装后的设备能满足施工安全要求。设备在隧道施工中未发生爆炸事件。

6)施工工艺要求

①由于该隧道为高瓦斯隧道。洞内施工严禁明火,洞内拱架全部采用螺栓连接;

②开挖后及时素喷混凝土以封闭瓦斯溢出通道,喷混凝土采用气密性混凝土湿喷作业;

③二衬施工,隧道采用CW瓦斯隔离板全断面封闭,混凝土采用气密性混凝土,渗气系数不大于10-11cm/s。

6、结 语

1)纸坊隧道严格按照瓦斯隧道要求进行施工,瓦斯控制得当,未发生瓦斯突出、燃烧;

第9篇:隧道与隧洞的区别范文

Abstract: In tunnel construction, hole serious bias twin arched tunnel is the difficulty, and we should focus on the research of the control of hole bias landslides and land subsidence tunnel in tunnel construction. Based on the study of basic geological environmental conditions, through the analysis on tunnel surrounding geotechnical physical parameters and the tunnel wall rock mechanical property indicator, this paper conducts construction technology research on tunnel's level and vertical linear construction, hole lining construction and middle wall. Finally, appropriate conclusions and recommendations are given.

关键词: 隧道工程;连拱隧道;岩土力学参数;施工技术研究;结论和建议

Key words: tunnel project;tunnels;rock mechanics parameters;research on construction technology;conclusions and recommendations

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)25-0133-02

0 引言

随着我国社会经济的发展,国家对基础设施的建设越来越重视,其中交通是我国建设发展的重要组成部分,而隧道工程也是其中一个最重要的一个方向,有时候我们在隧道施工方面会遇到洞口严重偏压的连拱隧道,这种隧道在施工中控制中需要格外重视,且对这种隧道洞口偏压段塌方和地面沉降的控制也是隧道施工中的重点和难点,需要我们去认真研究与设计。因此,本文以红龙山隧道为工程实例,在地质环境背景资料和岩土体力学性质参数的基础上,对隧道施工各个方面分别进行设计和研究,最后给出相应的结论和建议。

1 研究区地质环境背景

1.1 地形地貌及地质构造分析 隧道区位于黄龙花炮厂旁的山体,有乡村公路至隧道附近,交通方便,地貌类型属构造侵蚀-溶蚀型低峰丛地貌;隧道区内位于扬子准地台-黔北台隆-遵义断拱-贵阳复杂构造变形区之普定向斜北西翼,经调查场区内未发现断层通过,综合地层产状为290°∠16°,地层属于缓倾角岩层构造形式。

1.2 水文地质条件分析 隧道区地下水类型为岩溶裂隙水及第四系松散土层孔隙水,地下水主要靠大气降水补给,大气降雨向下补给第四系松散土层,并向下层基岩节理、风化裂隙运移,向山体低洼带排泄,所以本地区地下水对钢筋混凝土没有腐蚀性。

1.3 不良地质现象分析 隧道区地表未见大型岩溶分布区,强风化岩体节理很发育,将岩体分割呈碎块状、角砾状,而白云岩沿节理面产生的不均匀风化及部分地段易沿节理面、岩层面产生溶蚀,存在隐伏岩溶的可能性较大,对隧道开挖有一定影响,建议加强超前预报工作。

1.4 场地活动稳定性分析 隧道区的场地活动稳定性分析在施工前也非常重要,根据相关资料了解隧道区覆盖层厚较小,下伏基岩岩体较完整,隧道场区整体稳定,适宜建设隧道;并且根据相关资料了解,可知该地区地震动峰值加速度值为0.05g,场区地震基本烈度为Ⅵ度,且场区无新构造运动迹象,因此本隧道场区整体基本稳定。

2 岩土体工程特性分析及围岩施工

2.1 岩土体工程特性分析 隧道区的岩土体地质特性分析对于隧道施工中的地基和围岩都非常重要,选择好的围岩持力层对于隧道施工的质量和安全都非常重要,施工中要选择一个好的持力层必须要知道场地基岩分布情况,根据相关资料可以了解场区下伏基岩为三叠系中统关岭组第三段薄~中厚层状白云岩,并且根据场区岩体的节理、裂隙发育特征、硬度与完整性,结合钻探资料将隧道区基岩划分为强、中风化灰岩两层,中风化灰岩力学相对力学性质好,因此,我们在选择基岩持力层时要选择合理的持力层,才能保证施工质量和安全。

2.2 隧道围岩施工技术要点 隧道围岩的设计是隧道施工质量控制的重点,对施工的质量和安全都有很大关系,所以必须对围岩进行分级并且对围岩进行设计。连拱隧道K1+255~K1+352段,由于围岩为强至中风化白云岩,岩体节理裂隙很发育,岩体破碎,呈碎裂结构,建议按V级围岩进行支护;K1+352~K1+430段,由于隧道围岩为中风化白云岩,岩体节理裂隙发育,岩石较硬,岩体较破碎,呈镶嵌碎裂结构,建议按Ⅳ级围岩进行支护;K1+430~K1+540段,由于为隧道出口段,围岩为强至中风化白云岩,岩体节理裂隙很发育,岩体破碎,建议按Ⅴ级围岩进行支护。