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文檔簡介
ICS93.080.01
P66
DB45
廣西壯族自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)
DB45/T2125—2020
巖溶區(qū)公路隧道技術(shù)規(guī)范
Technicalspecificationforhighwaytunnelsinkarstregion
2020-07-10發(fā)布2020-07-30實(shí)施
廣西壯族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)布
DB45/T2125—2020
巖溶區(qū)公路隧道技術(shù)規(guī)范
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了巖溶區(qū)公路隧道技術(shù)的術(shù)語和定義、基本規(guī)定、勘察、總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、巖溶處
治、防水與排水、信息化設(shè)計(jì)與施工。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)處在巖溶地質(zhì)條件下采用鉆爆法施工的山嶺隧道、市政隧道,其
他地區(qū)可參照本標(biāo)準(zhǔn)。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
JTG3370.1—2018公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范第一冊(cè)土建工程
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
充水含水層water-fillingaquifer
其賦存的地下水能進(jìn)入隧道或礦井的含水層,包括直接充水含水層和間接充水含水層。
3.2
直接充水含水層directwater-fillingaquifer
隧道或礦山開挖施工范圍內(nèi)的含水層,其地下水通過充水通道直接進(jìn)入隧道或礦井。
3.3
間接充水含水層indirectwater-fillingaquifer
隧道或礦山開挖施工范圍外的含水層,其地下水通過補(bǔ)給直接充水含水層,再向隧道或礦井充水。
3.4
侵蝕基準(zhǔn)面erosionbasis
也稱侵蝕基面,是河流垂直下切侵蝕的界限,是影響某一河段或全河發(fā)育的頂托基面。在這個(gè)面上
侵蝕停止或侵蝕與堆積達(dá)到平衡。
3.5
隱伏溶洞concealedkarstcave
對(duì)隧道施工及運(yùn)營安全產(chǎn)生影響,但施工過程中未被揭露的溶洞。
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3.6
排水隧道drainagetunnel
為滿足排水、泄洪、降低地下水位要求而設(shè)置的隧道。
3.7
釋能降壓energyreleasingandpressurereducing
通過提前排泄、引流等工程措施降低富水巖溶區(qū)填充物的重力勢(shì)能及水壓力的方法。
3.8
探孔drillhole
為驗(yàn)證巖溶區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果,探測隱伏溶洞、突涌水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)及驗(yàn)證持力層厚度而在施工期
間進(jìn)行的鉆孔。
3.9
抗水壓復(fù)合式襯砌anti—hydropressurecompositelining
巖溶高水壓區(qū),采用多種綜合措施,利用圍巖、初期支護(hù)、二次襯砌共同抵抗水壓的復(fù)合式襯砌。
4基本規(guī)定
4.1巖溶區(qū)隧道的勘察、設(shè)計(jì)、施工應(yīng)相互協(xié)調(diào),互相反饋信息,體現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及信息化施工的思想。
4.2巖溶區(qū)隧道主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)與附屬設(shè)施設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)、綜合設(shè)計(jì)。
4.3巖溶區(qū)隧道設(shè)計(jì)、施工應(yīng)貫徹國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,積極穩(wěn)妥地推廣新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、
新工藝。
4.4隧道建設(shè)方案應(yīng)重視隧道施工及運(yùn)營對(duì)地下水環(huán)境的影響,選擇可避免或減少對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的
工程方案。
5勘察
5.1一般規(guī)定
5.1.1隧道勘察階段宜與工程設(shè)計(jì)階段相對(duì)應(yīng),特長隧道、控制路線方案的長隧道、水下隧道以及水
文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道,其勘察可不受設(shè)計(jì)階段限制,并宜適當(dāng)超前工作。工程地質(zhì)條件簡
單的隧道,其勘察階段可適當(dāng)簡化。
5.1.2隧道勘察應(yīng)著重于初步勘察,并應(yīng)充分利用已有資料,重視走訪調(diào)查。
5.1.3工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜,施工地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的巖溶隧道應(yīng)進(jìn)行施工勘察。
5.1.4巖溶水文地質(zhì)條件復(fù)雜或隧道建設(shè)可能造成周邊水環(huán)境重大變化時(shí),應(yīng)進(jìn)行巖溶水文專項(xiàng)勘察。
5.1.5隧道場地勘察應(yīng)遵循地質(zhì)調(diào)查分析由面到點(diǎn)、勘察工作量由疏到密的原則,針對(duì)隧道場地條件,
宜采用地質(zhì)調(diào)查與測繪、物探、鉆探、測試等綜合方法進(jìn)行。
5.1.6水文地質(zhì)計(jì)算參數(shù)應(yīng)在綜合分析水文地質(zhì)調(diào)繪、勘探試驗(yàn)成果資料的基礎(chǔ)上確定,勘察成果的
編制應(yīng)按試驗(yàn)資料、綜合圖件、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行。
5.2勘察等級(jí)
5.2.1公路隧道可按其長度劃分為四類,劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1的規(guī)定。
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表1公路隧道按長度分類
特長隧道長隧道中隧道短隧道
分類
(m)(m)(m)(m)
長度L>30003000≥L>10001000≥L>500L≤500
5.2.2溶洞的規(guī)??砂幢?并結(jié)合工程影響綜合確定。
表2溶洞規(guī)模分類
溶洞類型分類
中小型溶洞溶洞洞徑<隧道開挖半徑或溶洞洞徑<6m且充填物易于清理的溶蝕洞穴
大型溶洞溶洞洞徑≥隧道開挖半徑或溶洞洞徑≥6m
注:溶洞洞徑指溶洞最大跨度。
5.2.3巖溶區(qū)公路隧道地形地貌按其復(fù)雜程度可分為三類,劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表3的規(guī)定。
表3地形地貌復(fù)雜程度分類
地形地貌分類地形地貌特征
隧道僅穿越單個(gè)山峰;進(jìn)出口基巖裸露、巖體完整,無巖堆、危巖分
簡單
布。
隧道穿越較小規(guī)模的峰叢洼地、峰叢谷地、壟脊槽谷、壟崗谷地、峰
叢埡口;地面僅分布零星村落,無高等級(jí)公路、鐵路、高等級(jí)輸電線路及
中等
河流水庫等大型地表水體;隧道進(jìn)出口植被較發(fā)育、地形較完整、巖堆危
巖規(guī)模較小。
隧道沿線地面為峰叢洼地、峰叢谷地、壟脊槽谷、壟崗谷地、溶丘洼
地、溶丘盆地、溶丘谷地、巖溶高山峽谷、巖溶中山峽谷;地面存在廠礦、
復(fù)雜
大型村莊、高等級(jí)公路、鐵路、高等級(jí)輸電線路、河流水庫等大型地表水
體的區(qū)域;隧道進(jìn)出口植被發(fā)育、地形凌亂、巖堆危巖發(fā)育。
5.2.4隧道水文地質(zhì)條件按其復(fù)雜程度可分為三類,劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4的規(guī)定。
表4水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度分類
水文地質(zhì)條件分類水文地質(zhì)特征
隧道位于沿線洼地標(biāo)高之上,地形有利于自然排水,主要充水含水層
簡單
和構(gòu)造破碎帶富水性弱至中等。
隧道位于部分洼地標(biāo)高之下,地形有自然排水條件,主要充水含水層
和構(gòu)造破碎帶富水性中等至強(qiáng),地下水補(bǔ)給條件一般;或附近地表水不構(gòu)
中等
成隧道的主要充水因素,地下水補(bǔ)給條件差,第四系覆蓋面積小且薄,疏
干排水可能產(chǎn)生少量塌陷,水文地質(zhì)邊界較復(fù)雜。
隧道位于沿線洼地標(biāo)高以下,主要充水含水層富水性強(qiáng),補(bǔ)給條件好,
并具較高水壓;構(gòu)造破碎帶發(fā)育,導(dǎo)水性強(qiáng)且溝通區(qū)域強(qiáng)含水層或地表水
復(fù)雜
體;第四系厚度大、分布廣,疏干排水有產(chǎn)生大面積塌陷、沉降的可能,
水文地質(zhì)邊界復(fù)雜。
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5.2.5隧道巖溶發(fā)育程度按巖溶層組類型及其出露條件和地表地下的巖溶現(xiàn)象可分為三類,劃分標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)符合表5的規(guī)定。
表5巖溶發(fā)育程度分類
巖溶發(fā)育程度分類特征
碳酸鹽巖巖性較純,連續(xù)厚度較大,出露面積較廣。地表有較多的洼
強(qiáng)地、漏斗、落水洞,地下溶洞發(fā)育。多巖溶大泉和暗河,巖溶發(fā)育深度較
大。
以次純碳酸鹽為主,多間夾型。地表有洼地、漏斗、落水洞發(fā)育,地
中
下洞穴通道不多。巖溶大泉數(shù)量較少,暗河稀疏。深部巖溶不發(fā)育。
以不純碳酸鹽巖為主,多間夾型或互夾型。地表巖溶形態(tài)稀疏發(fā)育,
弱
地下洞穴較少,巖溶大泉及暗河少見。
5.2.6隧道場地復(fù)雜程度按地形地貌、水文地質(zhì)條件和巖溶發(fā)育程度可分為三類,劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表
6的規(guī)定。
表6場地復(fù)雜程度
場地復(fù)雜程度分類地形地貌水文地質(zhì)復(fù)雜程度巖溶發(fā)育程度
復(fù)雜復(fù)雜強(qiáng)
復(fù)雜中等復(fù)雜中-弱
簡單復(fù)雜強(qiáng)
復(fù)雜中等中
中等中等中等中
簡單復(fù)雜中
中等簡單弱
簡單
簡單中等中
5.2.7巖溶隧道工程地質(zhì)勘察按隧道長度和場地復(fù)雜程度可分為三級(jí),劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表7的規(guī)定。
表7巖溶隧道工程地質(zhì)勘察分級(jí)
工程地質(zhì)勘察分級(jí)隧道長度場地復(fù)雜程度
特長隧道簡單-復(fù)雜
一級(jí)勘察
長隧道中等-復(fù)雜
中隧道復(fù)雜
長隧道簡單
二級(jí)勘察
中隧道中等
短隧道復(fù)雜
三級(jí)勘察中隧道簡單
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5.3工可勘察
5.3.1工可勘察應(yīng)以資料收集和工程地質(zhì)調(diào)繪為主,可采用航拍或遙感影像進(jìn)行,必要時(shí)輔以少量的
鉆探或物探工作,對(duì)隧道各方案的工程地質(zhì)條件進(jìn)行研究,重點(diǎn)開展下列工作:
a)初步確定路線范圍水文地質(zhì)分區(qū)及富水程度;
b)初步評(píng)價(jià)水文地質(zhì)條件對(duì)路線方案的影響程度。
5.3.2工可勘察應(yīng)重視區(qū)域工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查,調(diào)繪的比例尺為1:10000~1:50000,調(diào)查寬
度應(yīng)滿足方案比選的需要。
5.3.3工可勘察資料應(yīng)滿足下列要求。
a)特長隧道、控制路線方案的長隧道、水下隧道以及水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件極復(fù)雜的隧道,宜
結(jié)合工程方案的論證、比選,對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行說明、評(píng)價(jià),提供工程方案論證、比選所需
的巖土參數(shù),并提供工程地質(zhì)平、縱面圖;
b)其他隧道宜對(duì)隧道地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震動(dòng)參數(shù)
等基本工程地質(zhì)條件進(jìn)行說明。
5.4初步勘察
5.4.1隧道初步勘察應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)條件,結(jié)合隧道的建設(shè)規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)和方案比選,確定勘察的
范圍、內(nèi)容和重點(diǎn),為初步設(shè)計(jì)文件提供地質(zhì)資料。巖溶隧道除按一般隧道查明隧址區(qū)的地形地貌、地
質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地震動(dòng)參數(shù)外,還應(yīng)查明以下內(nèi)容:
a)巖溶的類型及其特征;
b)微地貌(巖溶漏斗、豎井和洼地)和巖溶泉與地下水分布的關(guān)系;
c)水文地質(zhì)條件:含水巖層、地下水的類型、分布、水質(zhì)、涌水量等;
d)斷裂的類型、規(guī)模、產(chǎn)狀,破碎帶寬度、物質(zhì)組成、膠結(jié)程度、活動(dòng)性;
e)構(gòu)造、巖性、地下水徑流和地表水文網(wǎng)等因素與巖溶發(fā)育的關(guān)系;
f)暗河(地下湖)的位置、規(guī)模、水位、水量;
g)大型洞穴的形狀、規(guī)模和充填物;
h)被隔水層圈閉的阻水型蓄水構(gòu)造;
i)垂直滲流帶、季節(jié)交替帶、水平徑流帶、深部緩流帶的分布位置及其特征;
j)分段預(yù)測施工階段可能發(fā)生的最大涌水量和正常涌水量;
k)隧道影響范圍內(nèi)有地下水露頭(泉、井)時(shí),應(yīng)評(píng)價(jià)施工導(dǎo)致泉、井干涸的可能性,并提出工
程措施意見。
5.4.2工程地質(zhì)調(diào)查應(yīng)包含以下內(nèi)容:
a)地形地貌調(diào)查。調(diào)查巖溶地貌的形態(tài)特征、規(guī)模、組成物質(zhì)、組合特征及空間分布與過渡關(guān)系,
劃分地貌形態(tài)、組合類型,查明隧址區(qū)地貌類型及成因,評(píng)價(jià)隧址區(qū)可能存在的主要工程地質(zhì)、
水文地質(zhì)問題;
b)巖性與巖溶層組調(diào)查。調(diào)查碳酸鹽巖的巖性成分與巖性組合特征,調(diào)查碳酸鹽巖的工程地質(zhì)特
征,包括巖體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)特征;調(diào)查描述其中所含的泥質(zhì)、燧石、磷灰石、炭質(zhì)、瀝青、黃鐵
礦、石膏等成分的含量、分布與產(chǎn)狀及其對(duì)巖體工程地質(zhì)性質(zhì)的影響。調(diào)查描述碳酸鹽巖的結(jié)
構(gòu)、構(gòu)造特征;
c)地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查。在水平方向上,查明控制巖溶發(fā)育的褶皺、斷層、結(jié)構(gòu)面的位置、展布方向,
查明這些部位的巖溶洞穴、地下河的發(fā)育情況;在垂直方向上,查明巖溶發(fā)育的期次及其與地
殼垂直升降的關(guān)系,包含以下內(nèi)容:
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1)根據(jù)區(qū)測地質(zhì)報(bào)告,確定隧道所處區(qū)域構(gòu)造部位,主要控震斷裂構(gòu)造、歷史地震情況和場
地地震動(dòng)參數(shù);
2)利用1:50000和1:10000地形圖、航拍或遙感影像,結(jié)合現(xiàn)場微地形、巖性調(diào)查,查明
隧址區(qū)主要褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育特征,并與巖溶調(diào)查結(jié)果綜合分析,初步圈定巖溶強(qiáng)烈發(fā)
育部位;
3)利用1:2000或更大比例的地形圖,結(jié)合鉆探、物探、坑槽探等資料,進(jìn)一步查明次級(jí)斷
層及節(jié)理裂隙的發(fā)育情況,明確巖體結(jié)構(gòu)特征,評(píng)價(jià)其對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定的影響。
d)巖溶及巖溶水調(diào)查,包含以下內(nèi)容:
1)溶丘地貌,重點(diǎn)查明構(gòu)造特點(diǎn)及地表水匯水范圍及地下水補(bǔ)徑排條件,以及當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活
水環(huán)境的狀況;
2)峰叢地貌,隧道僅穿越峰叢山體時(shí),重點(diǎn)調(diào)查洼地的匯水面積、出水洞、落水洞(漏斗)
的位置、洼地之間有無季節(jié)性地下河及其高程,洼地歷史淹沒情況及最高洪水位;調(diào)查峰
叢山體巖溶洞穴分布情況,強(qiáng)烈發(fā)育洞穴的分布高程和展布方向。隧道線位較低須穿越洼
(谷)地時(shí),應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查洼(谷)地的匯水面積,洼(谷)地歷史淹沒情況、最高洪水位、
水量以及匯、消排時(shí)長;應(yīng)調(diào)查落水洞(漏斗)的位置、規(guī)模;應(yīng)通過物探、鉆探調(diào)查洼
(谷)地巖土的結(jié)構(gòu)、土層厚度、基巖隱伏溶蝕洞穴、裂隙的發(fā)育程度及巖體的完整性,
評(píng)價(jià)隧道涌水突泥及地面塌陷災(zāi)害的可能性及嚴(yán)重程度,評(píng)價(jià)隧道修建對(duì)居民房屋、耕地、
道路、生產(chǎn)生活水源的影響程度;
3)典型地段應(yīng)進(jìn)行示蹤試驗(yàn),查明暗河連通情況和地下水的流向、流速、流量以及巖溶水在
各通道之間、巖溶水與地表水之間的相互轉(zhuǎn)化條件和補(bǔ)給關(guān)系。
5.4.3工程地質(zhì)勘探應(yīng)包含以下內(nèi)容:
a)工程物探。隧道地質(zhì)條件復(fù)雜、具備地球物理勘探條件的,應(yīng)根據(jù)隧址地形、巖土水體物性特
征及需查明的地質(zhì)問題的性質(zhì),選擇適宜有效的綜合物探方法,進(jìn)行巖溶及巖溶水的勘察:
1)宜采用淺層地震法探測巖土層界線、巖體風(fēng)化層厚度及地震波速度,結(jié)合鉆孔聲波測井,
評(píng)價(jià)巖體的完整性;
2)宜采用地質(zhì)雷達(dá)、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁測深法,探測隧道洞身附近的洞穴和
巖溶發(fā)育帶位置和規(guī)模;
3)宜采用鉆孔電視、層析成像探測鉆孔內(nèi)及鉆孔間的巖溶發(fā)育情況;
4)宜采用高密度電法探測洼(谷)地土層厚度及下伏洞穴發(fā)育情況;
5)宜采用紅外線探測地下水的發(fā)育情況。
b)工程鉆探:
1)隧道進(jìn)出口、洞身段應(yīng)沿軸線布置勘探剖面;
2)隧道鉆孔應(yīng)沿線路布置,宜布置在進(jìn)出口、地形低洼、喀斯特發(fā)育、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的
地段,可能存在大洞穴、大斷層、高水位帶部位應(yīng)布置專門性鉆孔;
3)鉆孔深度應(yīng)進(jìn)入隧道底板以下10m~20m,專門性鉆孔深度應(yīng)視具體要求而定;
4)洞身段鉆探,在設(shè)計(jì)高程以上3~5倍的洞徑范圍內(nèi)應(yīng)采取巖、土試樣,同一地層中,巖、
土試樣的數(shù)量不宜少于6組,進(jìn)出口段鉆探,應(yīng)分層采取巖、土試樣;
5)遇有地下水時(shí),應(yīng)進(jìn)行水位觀測和記錄,量測初見水位和穩(wěn)定水位,判明含水層位置、厚
度和地下水的類型、流量等;
6)水文地質(zhì)條件復(fù)雜地段鉆孔應(yīng)進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)長期觀測。
c)勘探工作量符合表8要求。
5.4.4勘探工作量選用見表8。
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表8勘察工作量選用表
工作量工程地質(zhì)及水文
調(diào)繪物探鉆探
勘察等級(jí)地質(zhì)測試
一級(jí)應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)
二級(jí)應(yīng)應(yīng)應(yīng)宜
三級(jí)應(yīng)宜宜--
5.4.5工程地質(zhì)及水文地質(zhì)測試應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn):
1)土體性狀的原位測試及物理力學(xué)性質(zhì)室內(nèi)試驗(yàn),包括標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)或動(dòng)力觸探、天然含水
量、密度、液限、塑限、壓縮系數(shù)、壓縮模量、天然快剪強(qiáng)度(黏聚力、內(nèi)摩擦角)、自
由膨脹率等;
2)巖石試驗(yàn),包括密度、彈性模量、泊松比、單軸飽和抗壓強(qiáng)度、抗剪斷強(qiáng)度等。圍巖的其
他指標(biāo)可根據(jù)上述試驗(yàn)值進(jìn)行相關(guān)分析,參考JTG3370.1—2018中表A.0.7-1確定;巖
體結(jié)構(gòu)面的抗剪斷強(qiáng)度可根據(jù)結(jié)構(gòu)面兩側(cè)巖體的堅(jiān)硬程度及結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度,參考JTG
3370.1—2018中表A.0.7-2確定。
b)巖體完整性參數(shù)指標(biāo)的測試。包括沿隧道軸線剖面各風(fēng)化層地震波速的測試,巖塊聲波(地震
波)波速、孔壁聲波(地震)波速測試,鉆孔巖石質(zhì)量RQD統(tǒng)計(jì),基巖露頭節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì);
c)巖土體透水性和富水性測試。包括壓注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)和地下水動(dòng)態(tài)觀測:
1)工程水文地質(zhì)測試有條件時(shí)宜進(jìn)行抽水試驗(yàn)。抽水試驗(yàn)時(shí),以抽水孔為原點(diǎn),布置1~2
條觀測線,布置1條觀測線時(shí),宜垂直地下水流向,布置兩條時(shí),另一條宜平行地下水流
向;
2)地下水動(dòng)態(tài)觀測應(yīng)包括水位、水溫、水質(zhì)和流量等項(xiàng)目。觀測的時(shí)間和時(shí)間間隔,應(yīng)根據(jù)
采用的涌水量預(yù)測方法確定,觀測的延續(xù)時(shí)間不應(yīng)少于1個(gè)水文年。確定的長期觀測點(diǎn),
應(yīng)隨主體工程移交。
d)巖土水體腐蝕性測試,礦物成分分析;
e)深埋隧道及高應(yīng)力區(qū)隧道地應(yīng)力測試,宜采用水壓致裂法。
5.4.6隧道圍巖分級(jí)如下:
a)隧道圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ按式(1)計(jì)算:
.................................(1)
BQ=++1003RCV250K
式中:
Rc——巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度(MPa);
Kv——巖體完整性系數(shù)。
注1:Rc≥90Kv+30時(shí),取Rc=90Kv+30和Kv計(jì)算BQ。
注2:Kv≥0.04Rc+0.4時(shí),取Kv=0.04Rc+0.4和R計(jì)算BQ。
注3:Rc應(yīng)當(dāng)采取實(shí)測值。當(dāng)無條件取得實(shí)測值時(shí),可采取實(shí)測的巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)的換算值,并按式(2)
換算。
0.75....................................(2)
RICS=22.82(50)
b)巖溶對(duì)隧道圍巖分級(jí)的影響,應(yīng)對(duì)圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行修正,其值可按式(3)計(jì)算:
7
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...........................(3)
[BQ]=BQ?100(K1230+++KKK)
式中:
[BQ]——圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)修正值;
K1——地下水影響修正系數(shù);
K2——主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù);
K3——初始地應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù);
K0——巖溶影響修正系數(shù)。
c)K1、K2、K3可參照J(rèn)TG3370.1取值,K0按附錄B確定。
d)隧道圍巖級(jí)別按JTG3370.1確定。
5.4.7隧道施工中的涌水量應(yīng)根據(jù)隧址水文地質(zhì)條件分段進(jìn)行預(yù)測評(píng)價(jià),預(yù)測方法可選擇簡易水均衡
法、水文地質(zhì)比擬法、地下水動(dòng)力學(xué)方法等進(jìn)行。各評(píng)價(jià)方法應(yīng)根據(jù)表9選用。
表9隧道涌水量評(píng)價(jià)方法
評(píng)價(jià)方法水文地質(zhì)條件備注
地下徑流模數(shù)法越嶺隧道通過一個(gè)或多個(gè)地表水流域預(yù)測正常涌水量
簡易水均衡法
降水入滲系數(shù)法隧道通過潛水含水體且埋藏深度較淺預(yù)測正常涌水量
地下水動(dòng)力學(xué)古德曼經(jīng)驗(yàn)公式法隧道通過潛水含水體預(yù)測最大涌水量
法裘布依理論公式法隧道通過潛水含水體預(yù)測正常涌水量
新建隧道附近有水文地質(zhì)條件相當(dāng)?shù)募扔兴淼阑蝾A(yù)測最大涌水量、正常
水文地質(zhì)比擬法
坑道涌水量
5.4.8地下徑流模數(shù)法按式(4)、(5)計(jì)算。
Qs=MA.........................................(4)
Q'
M=........................................(5)
F
式中:
Qs——預(yù)測正常涌水量;
32
M——地下徑流模數(shù)[m/(d?km)];
2
A——隧道通過含水體地段的集水面積(km);
3
Q'——地下水補(bǔ)給的河流的流量或下降泉流量(m/d),采用枯水期流量計(jì)算;
2
F——與的地表水或下降泉流量相當(dāng)?shù)牡乇砹饔蛎娣e(km)。
5.4.9降水入滲系數(shù)法按式(6)計(jì)算。
.....................................(6)
QS=2.74aWA
式中:
a——降水入滲系數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定;
W——年平均降水量(mm)。
5.4.10古德曼經(jīng)驗(yàn)公式法按式(7)計(jì)算。
2πKHL
Q=S....................................(7)
Sln(4Hd/)
8
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式中:
Ks——巖體綜合滲透系數(shù)(m/d);
H——靜止水位至洞身橫斷面等價(jià)圓心的距離(m);
d——洞身橫斷面等價(jià)圓直徑(m);
L——隧道通過含水體的長度(m)。
5.4.11裘布依理論公式法按式(8)計(jì)算。
KLH()'2?h2
Q=S...................................(8)
SRr?
式中:
H'——洞底以上潛水含水體厚度(m);
h——洞外水柱高度(m),一般考慮“水躍”值;
R——滲透影響半徑(m);
r——隧道洞身橫斷面寬度之半(m)。
5.4.12水文地質(zhì)比擬法按式(9~11)計(jì)算。
Q'FS
Q=.......................................(9)
SFS''
F=BL........................................(10)
F'=BL''.......................................(11)
式中:
3
Q'——新建、既有隧道(坑道)通過含水體地段的正常涌水量或最大涌水量(m/d);
2
F、F'——新建、既有隧道(坑道)通過含水體地段的涌水面積(m);
S、S'——新建、既有隧道(坑道)通過含水體中靜止水位計(jì)起的水位降深(m);
B、B'——新建、既有隧道(坑道)洞身橫斷面的周長(m);
L、L'——新建、既有隧道(坑道)通過含水體地段的長度(m)。
5.4.13隧道初勘應(yīng)提供下列資料:
a)勘察等級(jí)為三級(jí)的短隧道,可列表說明其工程地質(zhì)條件,其余勘察等級(jí)的隧道,應(yīng)按工點(diǎn)編制
文字說明和圖表資料;
b)文字說明:應(yīng)對(duì)隧道工程建設(shè)場地的水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件進(jìn)行說明。包含隧道的圍巖等級(jí);
含水巖組的類型及分布情況,地下水類型,富水性分區(qū)情況,補(bǔ)給、徑流、排泄條件,水質(zhì)等;
物探鉆探、試驗(yàn)方法及成果,臨時(shí)觀測站(點(diǎn))的觀測情況;水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算,涌水量預(yù)測
方法的選擇及涌水量預(yù)測成果等;環(huán)境水文地質(zhì)工作情況;水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)及工程措施建議
等內(nèi)容;
c)圖表資料:1:10000隧址區(qū)域水文地質(zhì)平面圖;1:10000隧址區(qū)域工程地質(zhì)平面圖;1:2000
隧道工程地質(zhì)平面圖;1:2000隧道工程地質(zhì)縱斷面圖;1:100~1:2000隧道洞口工程地質(zhì)平
面圖;1:100~1:2000隧道洞口工程地質(zhì)斷面圖;1:50~1:200鉆孔柱狀圖;物探、測井資料;
原位測試、地應(yīng)力測量資料;水文地質(zhì)測試資料;巖、土、水測試資料;附圖、附表和照片。
5.5詳細(xì)勘察
5.5.1隧道詳勘應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)條件和隧道類型、勘察等級(jí)等制定勘察方案,查明隧址的水文地
質(zhì)及工程地質(zhì)條件,其內(nèi)容應(yīng)符合5.4.1的規(guī)定。
9
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5.5.2隧道詳勘應(yīng)對(duì)初勘工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)繪資料進(jìn)行核實(shí)。當(dāng)隧道偏離初步設(shè)計(jì)位置或地質(zhì)條
件需進(jìn)一步查明時(shí),應(yīng)補(bǔ)充工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)繪,補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)繪的比例尺為1:2000。
5.5.3勘探測試點(diǎn)應(yīng)在初步勘察的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)評(píng)價(jià)的要求進(jìn)行
加密。勘探、取樣、測試應(yīng)符合5.4.3、5.4.5的規(guī)定。
5.5.4隧道圍巖分級(jí)應(yīng)按5.4.6確定,地下水涌水量分析評(píng)價(jià)應(yīng)符合5.4.7的規(guī)定。
5.5.5資料要求應(yīng)符合5.4.13的規(guī)定。
5.6施工勘察
5.6.1施工勘察是工程施工階段實(shí)施的、對(duì)施工中出現(xiàn)的重大巖溶不良地質(zhì)問題進(jìn)行的專門性論證,
是為隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供所需的地質(zhì)資料。
5.6.2施工勘察應(yīng)配合隧道開挖施工進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)巖溶與詳勘成果差異較大時(shí),應(yīng)提出修改設(shè)計(jì)和施工
方案的建議。
5.6.3施工勘察應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)收集施工方案、勘察報(bào)告、工程周邊環(huán)境調(diào)查報(bào)告以及施工中形成的相關(guān)資料;
b)收集和分析工程檢測、監(jiān)測和觀測資料;
c)充分利用施工開挖面了解工程地質(zhì)條件,分析需要解決的工程地質(zhì)問題;
d)根據(jù)工程地質(zhì)問題的復(fù)雜程度、已有的勘察工作和場地條件等確定施工勘察的方法和工作量;
e)施工勘察可主要采取掌子面觀測、超前鉆孔、物探等手段;
f)針對(duì)具體的工程地質(zhì)問題進(jìn)行分析評(píng)價(jià),并提供所需的巖土參數(shù),提出工程處理措施的建議。
6總體設(shè)計(jì)
6.1一般規(guī)定
6.1.1隧道設(shè)計(jì)應(yīng)樹立全壽命周期的設(shè)計(jì)理念,保護(hù)土地及水資源,減小隧道建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境和群眾
生產(chǎn)生活的影響。
6.1.2隧道設(shè)計(jì)應(yīng)建立“以避為主、防治結(jié)合”的設(shè)計(jì)理念,優(yōu)先避開巖溶強(qiáng)發(fā)育地段。當(dāng)需要穿越
巖溶發(fā)育區(qū)時(shí),應(yīng)采取合理的工程措施。
6.1.3通風(fēng)、照明、消防、供配電等相關(guān)土建附屬設(shè)施宜避免設(shè)置在巖溶處治難度大或削弱隧道主體
結(jié)構(gòu)的地段。
6.1.4隧道設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工組織和交通組織條件,長及特長隧道宜避免將隧道口布設(shè)在地形陡峭,施
工及交通組織困難地段。
6.1.5巖溶發(fā)育區(qū)應(yīng)加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測、巖溶不良地質(zhì)處治預(yù)案設(shè)計(jì),并在施
工前應(yīng)對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行詳實(shí)的技術(shù)交底。
6.1.6隧道設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行巖溶處治預(yù)案設(shè)計(jì),宜結(jié)合勘察資料、工程類比、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮工程措施費(fèi)用
以及由此衍生的其他相關(guān)配套費(fèi)用。
6.2隧道選線
6.2.1隧道選線應(yīng)綜合工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖溶發(fā)育程度、處治成本等條件合理設(shè)置隧道位置,并
符合以下規(guī)定:
a)隧道選線宜以地質(zhì)選線為主,綜合各專業(yè)意見合理確定線位,巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)長、特長隧道宜作
為路線的控制點(diǎn);
b)隧道選線宜符合“選短不選長”的原則,盡可能以隧道群、中短隧道的形式穿越山體;
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c)隧道平面布設(shè)宜避免直接從巖溶洼地、地面塌陷分布密集區(qū)、土洞分布區(qū)下穿,應(yīng)選擇巖溶發(fā)
育微弱、范圍窄、層數(shù)少、頂板穩(wěn)固、受巖溶水影響小的地帶通過;
d)隧道應(yīng)優(yōu)先選用高線位,路面標(biāo)高應(yīng)高于水平徑流帶最高水位,不宜低于季節(jié)變動(dòng)帶最高水位;
e)隧道布線應(yīng)充分利用區(qū)域工程及水文地質(zhì)資料,分析巖溶水的富集及排泄情況,避開突水涌泥
高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。
6.2.2巖溶工程地質(zhì)及水文地質(zhì)極為復(fù)雜時(shí),宜增加比選方案,加強(qiáng)地質(zhì)勘察及工程方案分析,選擇
巖溶風(fēng)險(xiǎn)及成本可控的方案通過。
6.2.3地質(zhì)資料揭示發(fā)現(xiàn)溶洞時(shí),線位布設(shè)宜保證隧道周邊外側(cè)有一定厚度的完整基巖,中小規(guī)模溶
洞,完整基巖有效厚度兩車道隧道宜≥8m,三車道隧道宜≥12m,大溶洞應(yīng)進(jìn)行分析論證后確定合理的
避讓距離。
6.2.4巖溶區(qū)隧道宜綜合考慮前后接線、施工作業(yè)條件、洪水位的影響,選擇合理的標(biāo)高位置,保障
地下水的合理排放。隧道洞口處巖溶洼地可能產(chǎn)生洪水匯集時(shí),隧道口標(biāo)高應(yīng)高于洪水位或采取設(shè)置泄
洪通道等防止洪水倒灌的工程措施。
6.3隧道線形設(shè)計(jì)
6.3.1隧道平面線形應(yīng)綜合考慮地形地質(zhì)條件、洞口線形、隧道通風(fēng)、車輛運(yùn)行安全和施工條件等因
素,并與隧道自身建設(shè)條件和連接區(qū)間的公路整體線形協(xié)調(diào)一致。
6.3.2兩車道以上斷面的隧道宜采用分離式隧道,不宜采用連拱隧道,條件限制時(shí),短隧道可采用復(fù)
合式中墻連拱形式,但應(yīng)采取可靠的工程措施,保障施工及運(yùn)營安全。
6.3.3隧道左右線均處在富水巖溶發(fā)育區(qū)時(shí),單洞兩車道分離式隧道左右線凈距宜不小于1.5倍洞徑,
單洞三車道及其他大跨分離式隧道凈距宜適當(dāng)增加。
6.3.4隧道的縱坡應(yīng)綜合考慮行車安全、營運(yùn)通風(fēng)、施工作業(yè)效率及排水要求合理設(shè)置,隧道縱坡宜
不小于0.5%,長、特長隧道縱坡宜控制在2.5%以下。
6.3.5隧道縱坡應(yīng)綜合地形地貌、通風(fēng)、排水、工程及水文地質(zhì)條件合理設(shè)置,特長隧道及富水巖溶
發(fā)育區(qū)隧道宜采用人字坡,人字坡中的緩坡及變坡點(diǎn)宜設(shè)置在地下水相對(duì)較少段。
6.3.6隧道內(nèi)豎曲線宜采用凸型曲線,不應(yīng)采用反坡的凹曲線。地下水不發(fā)育時(shí),同坡變緩的豎曲線
可采用凹曲線,但應(yīng)采取保障地下水順暢排泄的措施。
6.4隧道橫斷面設(shè)計(jì)
6.4.1隧道的橫斷面形式及尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則。
6.4.2隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)應(yīng)為洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾構(gòu)造提供建筑空間,為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)
控、運(yùn)營管理等設(shè)施提供安裝空間,還需為變形及誤差預(yù)留適當(dāng)?shù)母挥嗔俊?/p>
6.4.3隧道內(nèi)輪廓宜采用曲墻式斷面,斷面較小的導(dǎo)洞或橫通道可采用直墻式斷面。
6.4.4隧道下穿巖溶富水區(qū),需要設(shè)置抗水壓襯砌或加大洞內(nèi)排水能力時(shí),宜加深仰拱、加大仰拱曲
率。
6.4.5巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)可結(jié)合巖溶不良地質(zhì)發(fā)育、運(yùn)營期殘留風(fēng)險(xiǎn)情況,適當(dāng)加大隧道內(nèi)輪廓凈空,加
寬值宜綜合分析確定。橫向跨越溶洞時(shí),隧道橫斷面可進(jìn)行加寬,加寬斷面應(yīng)保障拱腳基礎(chǔ)落在穩(wěn)定地
基上。
6.4.6橫通道設(shè)置位置宜避開巖溶發(fā)育區(qū),在采取切實(shí)可行的工程措施后,可設(shè)置在巖溶發(fā)育區(qū)邊緣。
7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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7.1一般規(guī)定
7.1.1巖溶區(qū)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的類型和尺寸應(yīng)根據(jù)使用要求、圍巖級(jí)別、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、隧
道埋置深度、結(jié)構(gòu)受力、施工條件、環(huán)境條件等綜合確定。
7.1.2巖溶發(fā)育段宜設(shè)置仰拱,拱頂荷載較小、地下水不發(fā)育、邊墻底板圍巖整體性及穩(wěn)定性好時(shí)可
采取無仰拱形式。
7.1.3巖溶加強(qiáng)段襯砌宜向非加強(qiáng)段落延伸10m~20m,設(shè)置抗水壓襯砌時(shí),抗水壓襯砌與非抗水壓
襯砌接頭部,宜加厚端部形成堵頭。
7.1.4復(fù)合式襯砌由初期支護(hù)、二次襯砌及防水層組合而成,復(fù)合式襯砌可采用工程類比法及理論分
析進(jìn)行設(shè)計(jì)。
7.1.5抗水壓復(fù)合式襯砌宜將管道堵水、注漿堵水、初期支護(hù)、二次襯砌、防排水系統(tǒng)等進(jìn)行綜合考
慮,系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
7.1.6圍巖側(cè)向抗力不均勻、溶洞發(fā)育形態(tài)不利、洞壁穩(wěn)定性較差,基礎(chǔ)存在不均勻變形風(fēng)險(xiǎn)時(shí),宜
采用加強(qiáng)支護(hù)。
7.1.7隧道頂部存在無法填滿的空腔時(shí),宜加強(qiáng)二次襯砌結(jié)構(gòu),并在拱部設(shè)置一定厚度的緩沖層。
7.2荷載
7.2.1應(yīng)結(jié)合地形地貌、工程及水文地質(zhì)情況合理確定隧道的荷載及其組合。
7.2.2巖溶區(qū)隧道圍巖壓力的計(jì)算應(yīng)綜合考慮隧道所處地形條件、地質(zhì)條件、隧道跨度、結(jié)構(gòu)形式、
埋置深度、隧道間距及開挖方法等因素。
7.2.3深厚巖溶填充物為硬塑狀粘土,并混有大量塊石時(shí),可考慮采用深埋荷載計(jì)算,深埋灰?guī)r隧道
松散圍巖壓力,可參照附錄C進(jìn)行計(jì)算。
7.2.4隧道下穿巖溶填充物時(shí),除7.2.3規(guī)定情況外,可考慮采用淺埋荷載計(jì)算,淺埋荷載的松散圍
巖壓力,可參見附錄D計(jì)算方法,計(jì)算中的力學(xué)參數(shù)可取巖溶填充物力學(xué)參數(shù)值。
7.2.5在荷載等效高度和深淺埋分界高度之間存在巖溶發(fā)育區(qū)的松散圍巖壓力,埋深<1.5倍深淺埋
分界高度時(shí),可采用淺埋荷載計(jì)算,埋深>1.5倍深淺埋分界高度時(shí),荷載等效高度可取至巖溶發(fā)育區(qū)
頂部。
7.2.6具備形成高水頭條件的巖溶發(fā)育段應(yīng)考慮水壓荷載的作用,水壓荷載應(yīng)以暴雨時(shí)可能形成的最
大水頭為基礎(chǔ)條件綜合分析確定,不應(yīng)以旱季的出水狀態(tài)作為荷載判定依據(jù)。
7.2.7巖溶水壓力荷載一般情況下可采用徑向均布荷載計(jì)算,當(dāng)巖溶水以管道形式集中在一側(cè)形成水
頭時(shí),可綜合分析確定巖溶水荷載的分布形式。
7.2.8巖溶水壓力荷載定量分析較為困難時(shí),宜結(jié)合流場定性分析和工程經(jīng)驗(yàn)綜合確定。
7.2.9抗水壓復(fù)合式襯砌的水壓荷載宜根據(jù)隧道裸露圍巖在暴雨后形成的出水狀態(tài)、隧道排水系統(tǒng)排
水能力、深孔泄水等情況綜合確定。
7.2.10運(yùn)營期抗水壓復(fù)合式襯砌的水壓荷載應(yīng)由二次襯砌承擔(dān),施工期初期支護(hù)的水壓荷載應(yīng)結(jié)合臨
時(shí)排水條件、排水系統(tǒng)排水能力及工程經(jīng)驗(yàn)綜合分析確定。
7.2.11運(yùn)營期抗水壓復(fù)合式襯砌二次襯砌的水壓力荷載可按照式(12)計(jì)算,水壓力折減系數(shù)可按表
10取值。
......................................(12)
PH=βγw
式中:
P——水壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);
3
γw——水的重度(kN/m);
12
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H——作用水頭(m);
β——折減系數(shù)。
表10水壓力折減系數(shù)
巖溶出水形態(tài)圍巖破碎程度堵水加固圈折減系數(shù)
完整或加固后隔水巖盤>8m0~0.2
巖溶地下水主管道離隧道較完整及較完整
完整或加固后隔水巖盤<8m0.2~0.4
遠(yuǎn),呈現(xiàn)溶孔涌流、裂隙節(jié)
加固后堵水圈>8m0.2~0.4
理滲流狀態(tài)較破碎、破碎、極破碎
加固后堵水圈<8m0.4~0.6
完整或加固后隔水巖盤>8m0.2~0.4
巖溶主管道離隧道較遠(yuǎn),支完整及較完整
完整或加固后隔水巖盤<8m0.4~0.6
管道離隧道較近或與隧道相
加固或堵塞后堵水圈>8m0.4~0.6
交,地下水呈現(xiàn)涌流狀態(tài)較破碎、破碎、極破碎
有效堵水圈<8m0.6~0.8
加固或堵塞后堵水圈>5m0.7~0.9
巖溶地下水過水主通道或大巖溶填充物充填
有效堵水圈<5m0.9~1.0
型溶洞涌水
無巖溶填充物或局部巖溶充填物充填1.0
注1:沒有采取加固措施的管道流折減系數(shù)宜取1.0。
注2:水文條件較為復(fù)雜時(shí),宜結(jié)合流場分析綜合確定。
7.2.12隧道襯砌設(shè)置深部泄水孔時(shí),可對(duì)抗水壓襯砌段的水壓荷載進(jìn)行折減。按式(13)、(14)計(jì)
算。
.....................................(13)
PH=β0βγw
Q
......................................(14)
β0=1?
Q0
式中:
β0——計(jì)入滲水量的水壓折減系數(shù);
Q——隧道建成后滲水孔設(shè)計(jì)流量峰值,該值應(yīng)小于隧道排水系統(tǒng)最大排水能力;
Q0——開挖后毛洞狀態(tài)下的實(shí)測流量峰值。
7.2.13隧道頂部存在干溶洞時(shí),宜考慮落石荷載,落石荷載的所取的落石大小宜結(jié)合實(shí)際情況及工程
經(jīng)驗(yàn)確定,計(jì)算方法可參照附錄E。
7.3結(jié)構(gòu)計(jì)算
7.3.1隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定洞室過程中起到主要作用且外部荷載明確時(shí),可采用荷載結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行內(nèi)
力及變形計(jì)算,巖土參數(shù)可靠、工序明確時(shí)也可采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算內(nèi)力及變形。
7.3.2采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算隧道內(nèi)力和變形時(shí)應(yīng)通過考慮彈性抗力等體現(xiàn)圍巖對(duì)襯砌變形的約束作
用,采用有限元計(jì)算時(shí),可采用僅受壓彈簧單元進(jìn)行計(jì)算。按式(15)計(jì)算。
σδ=k........................................(15)
式中:
σ——彈性抗力強(qiáng)度(MPa);
3
k——圍巖彈性抗力系數(shù)(kN/m);
13
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δ——襯砌朝向圍巖的變形值(m),變形朝向洞內(nèi)時(shí)可取為0。
7.3.3采用荷載結(jié)構(gòu)法進(jìn)行計(jì)算時(shí),未完全回填的溶腔不應(yīng)考慮彈性抗力,溶腔周邊彈性抗力宜適當(dāng)
折減。
7.3.4巖溶發(fā)育復(fù)雜段落宜采用荷載結(jié)構(gòu)法、地層結(jié)構(gòu)法兩種計(jì)算方法分別計(jì)算,并取其最不利結(jié)果
進(jìn)行截面強(qiáng)度驗(yàn)算。
7.3.5隧道穿越溶洞應(yīng)力集中區(qū)時(shí)宜結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)、地層結(jié)構(gòu)分析法綜合分析圍巖對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
7.4抗水壓復(fù)合式襯砌
7.4.1隧道位于存在壓力水頭的段落時(shí),隧道襯砌應(yīng)按抗水壓復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì),抗水壓襯砌段宜優(yōu)化
隧道內(nèi)輪廓,選擇扁平率較大的斷面形式。
7.4.2抗水壓復(fù)合式襯砌的支護(hù)參數(shù)應(yīng)根據(jù)施工及運(yùn)營期間的最不利工況確定。
7.4.3抗水壓復(fù)合式襯砌局部設(shè)置時(shí),宜在兩端設(shè)置端頭段,端頭段宜采取封隔巖溶水及防竄水的工
程措施,使得水壓荷載集中作用在抗水壓襯砌段??顾畨阂r砌兩端宜設(shè)置過渡段,過渡段二襯宜采用有
仰拱的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
7.4.4當(dāng)巖溶水壓力荷載存在較大的不確定性時(shí),抗水壓復(fù)合式應(yīng)適當(dāng)增加二次襯砌的安全儲(chǔ)備,并
宜設(shè)置長期的水壓監(jiān)測系統(tǒng)。
7.4.5抗水壓襯砌段不宜設(shè)置預(yù)留洞室、風(fēng)機(jī)設(shè)備等可能削弱襯砌抗水壓能力的附屬設(shè)施。
7.5支護(hù)結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)
7.5.1地下水富集程度隨季節(jié)變化的巖溶富水區(qū),應(yīng)結(jié)合工程及水文地質(zhì)、地下水腐蝕性等條件,分
析環(huán)境對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的侵蝕性。
7.5.2環(huán)境對(duì)襯砌無侵蝕作用或侵蝕作用較小時(shí),可由初期支護(hù)與二次襯砌共同承擔(dān)荷載;環(huán)境對(duì)襯
砌結(jié)構(gòu)侵蝕作用明顯時(shí),宜對(duì)初期支護(hù)及二次襯砌均進(jìn)行防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并適當(dāng)提高二次襯砌的荷載
比例。
7.5.3隧道襯砌的防腐蝕設(shè)計(jì)應(yīng)合理區(qū)分環(huán)境對(duì)混凝土及型鋼及鋼筋的腐蝕作用,對(duì)受腐蝕嚴(yán)重的承
重構(gòu)件,應(yīng)研究采取有效的防腐蝕措施。
7.5.4鋼筋混凝土襯砌受力鋼筋宜采用HRB400,地下水豐富的巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)襯砌裂縫寬度宜≤0.15
mm。
8巖溶處治
8.1一般規(guī)定
8.1.1巖溶的處治應(yīng)遵循“以防為主,防治并重,動(dòng)態(tài)調(diào)整”的原則,避免施工及運(yùn)營期發(fā)生巖溶病
害。
8.1.2溶洞的處治應(yīng)結(jié)合溶洞的發(fā)育形態(tài)、規(guī)模、與隧道的相對(duì)位置關(guān)系、洞壁圍巖、地下水、落石、
坍塌可能性等情況,采取有針對(duì)性的處治措施。
8.1.3隧道施工中發(fā)現(xiàn)的溶洞,應(yīng)結(jié)合洞底巖溶填充物、水潭、溶洞形狀綜合考慮處治措施,未有可
靠處治措施之前,不應(yīng)封堵。當(dāng)溶洞處治施工嚴(yán)重影響隧道掘進(jìn)施工時(shí),可采用導(dǎo)洞繞避溶洞后進(jìn)行隧
道掘進(jìn)施工。
8.1.4巖溶發(fā)育區(qū)應(yīng)分析評(píng)估地基承載力、沉降及不均勻沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,影響較大時(shí),
應(yīng)采取工程措施。
14
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8.1.5工程規(guī)模巨大、工程措施效果不理想時(shí),經(jīng)安全、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行性等比較后,可采用局部改
線的方案繞避溶洞。
8.1.6巖溶處治段的支護(hù)應(yīng)分析支護(hù)耐久性的不利影響,耐久性差的輔助施工措施可不考慮其對(duì)支護(hù)
能力及結(jié)構(gòu)的永久安全影響。
8.2中小型干溶洞處治設(shè)計(jì)
8.2.1拱頂、拱腰中小型干溶洞可采取低標(biāo)號(hào)素混凝土進(jìn)行回填處治,回填厚度較大時(shí)宜泵送厚度≥2
m的素混凝土護(hù)拱,護(hù)拱外的空腔可采用輕質(zhì)材料填滿。
8.2.2拱頂中小型干溶洞回填前應(yīng)預(yù)埋導(dǎo)水管,并加密環(huán)向盲管。
8.2.3襯砌基礎(chǔ)部位的中小型干溶洞處理前宜清除溶洞底部的松軟沉積物,然后采用低標(biāo)號(hào)素混凝土
回填,并加密環(huán)向盲管,預(yù)埋排水孔。
8.2.4中小型干溶洞封閉回填處理時(shí),需要考慮施工的安全性,溶洞形態(tài)及規(guī)模不利于回填物臨時(shí)穩(wěn)
定時(shí),可采用支模、增設(shè)錨桿等措施保障回填封閉材料的臨時(shí)穩(wěn)定性。
8.2.5中小型干溶洞與隧底之間連續(xù)完整圍巖厚度<8m時(shí),可采取回填、梁板跨越等處治措施。
8.3大型干溶洞處治設(shè)計(jì)
8.3.1隧道穿越大型干溶洞時(shí),宜評(píng)估溶腔的穩(wěn)定性,溶腔有坍塌風(fēng)險(xiǎn)時(shí),應(yīng)采取加固措施。溶腔加
固困難時(shí),經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工可行性比較后可采用回填素混凝土后反開挖的施工方法。
8.3.2大型干溶洞溶腔加固可采取噴錨支護(hù)、鋼筋混凝土梁、柱支頂、局部圍巖清除等措施。
8.3.3大型干溶洞與隧道相交的部位,隧道支護(hù)宜進(jìn)行加強(qiáng),每側(cè)加強(qiáng)范圍宜>10m,并宜結(jié)合洞壁
穩(wěn)定性合理設(shè)置進(jìn)洞超前支護(hù)措施。
8.3.4隧道從大型干溶洞溶腔高位穿過溶洞時(shí),可采取橋跨結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土梁板及回填混凝土路基
等方式通過溶洞。
8.3.5隧道底部存在大型隱伏干溶洞且隧底溶洞頂板厚度不滿足要求時(shí),宜采取梁板跨越。溶洞穩(wěn)定
性好、無流水時(shí),可爆破隧底溶洞頂板后采用路基形式通過。
8.3.6隧道拱頂已探明存在隱伏大型干溶洞且隧道拱頂?shù)耐暾麌鷰r有效厚度較薄時(shí),宜超前泵混凝土,
泵送混凝土的有效厚度宜不低于2m,混凝土強(qiáng)度宜不低于C15。
8.3.7工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件特別復(fù)
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