【正文】 當(dāng)隧道通過煤系地層時(shí) ． 要注意有害氣體 、 煤窯采空區(qū)以及地層膨脹等影響隧道結(jié)構(gòu)安全的問題 ． 有害氣體危害施工 ． 運(yùn)營(yíng)安全 ． 且易發(fā)生燃燒和爆炸事故 ． 小煤窯采空區(qū)也不容忽視 ． 因其直接影響著隧道洞身穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)安全 ． 煤系地層多屬于膨脹性巖石 ． 隧道開挖后 ， 圍巖壓力較大 ， 在含水的情況況下 ， 一般具有 SO42的侵蝕性 ， 破壞襯砌圬工 。 當(dāng)隧道通過膨脹巖 (土 )地區(qū)時(shí)，應(yīng)在確認(rèn)膨脹性圍巖的范圍后，以通過地段最短，地下水含量最少者為宜．同時(shí)應(yīng)根據(jù)支撐變形情況，頂、底扳隆起及側(cè)幫的凸出等程度；來分析和測(cè)定膨脹力的大小和開挖不同部位相應(yīng)的變化規(guī)律．以便采取以應(yīng)的施工方法和加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)工程措施 1．膨脹巖 (土 )地區(qū)隧道位置的選擇 隧道工程講義 二○○四年四月 I39 隧道工程講義 二○○四年四月 I40 隧道工程講義 二○○四年四月 I41 含鹽地層系指含鹽巖石中含有鹽類礦物 ， 如若鹽 、 芒硝 。 隧道工程講義 二○○四年四月 I36 煤系地層隧道位置的選擇 當(dāng)隧道通過煤系地層時(shí) ． 要注意有害氣體 、 煤窯采空區(qū)以及地層膨脹等影響隧道結(jié)構(gòu)安全的問題 ． 有害氣體危害施工 ． 運(yùn)營(yíng)安全 ． 且易發(fā)生燃燒和爆炸事故 ． 小煤窯采空區(qū)也不容忽視 ． 因其直接影響著隧道洞身穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)安全 ． 煤系地層多屬于膨脹性巖石 ． 隧道開挖后 ， 圍巖壓力較大 ， 在含水的情況況下 ， 一般具有 SO42的侵蝕性 ， 破壞襯砌圬工 。 當(dāng)用隧道與明洞方案比較時(shí) ． 一般以隧道方案通過較為安全可靠 ， 在決定隧道位置時(shí) ， 應(yīng)使洞身置于基巖中或穩(wěn)定的地層內(nèi) ， 其頂板覆蓋厚度應(yīng)充分考慮如下因素對(duì)隧道產(chǎn)生的最不利影響： (1)預(yù)計(jì)河床 (主河谷和本溝 )最大下切及侵蝕基準(zhǔn)面對(duì)隧道的影響； (2)泥石流可能的改道和變遷對(duì)洞身的影響； (3)充分預(yù)計(jì)隧道防排水的處理難以達(dá)到要求或泥石流溝床頂板坍頂?shù)任：ψ畈焕闆r時(shí)的影響 。 隧道工程講義 二○○四年四月 I33 —巖石經(jīng)過風(fēng)化作用，分解和剝離成為大小不一的塊體，從山坡上方滾下，或沖刷夾持而堆積在山坡較平緩處或坡腳處，形成無粘結(jié)力的堆積體。 隧道工程講義 二○○四年四月 I32 —山坡陡峻的地段，山體裂隙受風(fēng)化而崩解．脫離母巖，成塊地從斜坡翻滾墜落。 如果確知滑坡是多年靜止了的死滑坡或古滑坡 ， 則在不得已時(shí) ， 也可以把隧道置于滑坡體之內(nèi) ， 但要上部減載和加強(qiáng)排水 。其中，如蓮地隧道就是采用 4603米長(zhǎng)隧道和移動(dòng)兩端站場(chǎng)位置的方案，克服了原設(shè)計(jì)短隧道穿過錯(cuò)落體以及花棚子和迤布苦車站所遇到的泥石流、落石等病害，保證了施工、運(yùn)營(yíng)的安全。還必須從線路的總體性來考慮。 涌水及第四紀(jì)堆積層等不良地段 。 因?yàn)楸承被蛳蛐钡妮S部巖層均比翼部破碎，節(jié)理襲隙發(fā)育，施工時(shí)有坍塌之虞．當(dāng)對(duì)隧道通過向斜和背斜軸部作比較時(shí)則背斜較向斜略好，若向斜的軸部處于含水層中．洞身開挖所出現(xiàn)的涌水及坍塌將比背斜嚴(yán)重。此外，地下水積聚凹底，也將增加施工的困難。 3．直立巖層 隧道工程講義 二○○四年四月 I26 (二 )褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇 在褶曲構(gòu)造的地區(qū)，巖層一部分向上彎曲翹起成為背斜，另一部分向下彎曲撓成為向斜。 隧道開挖雖處于約束狀態(tài) ． 但當(dāng)開挖造成臨空后 ． 洞壁如有兩組及以上軟弱結(jié)構(gòu)面或節(jié)理裂隙為有害組合時(shí) ． 亦同樣引起較大偏壓或順層坍滑 。特別是不要把隧道中線設(shè)計(jì)成與軟弱結(jié)構(gòu)面的走向一致或平行，至少要成一定的交角。如果隧道的位置恰在層間軟弱面上，巖層滑動(dòng)將使隧道結(jié)構(gòu)受到很大的剪力，以致把結(jié)構(gòu)物損壞。 不管是哪一種情況 ， 層間接觸面比之巖層實(shí)體總是較為薄弱的 ， 稱之為軟弱結(jié)構(gòu)面 。當(dāng)然，當(dāng)時(shí)使用這樣的技術(shù)決策是有其歷史條件的，它對(duì)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平相當(dāng)?shù)偷那闆r個(gè)，快速修通這些急需的鐵路，確買起過重要的作用。 隧道工程講義 二○○四年四月 I17 隧道工程講義 二○○四年四月 I18 隧道工程講義 二○○四年四月 I19 “間谷線沿河傍山地段，當(dāng)線路以隧道通過時(shí)，線路宜向山側(cè)內(nèi)栘，避免隧道洞壁過薄河流沖刷和不良地質(zhì)肘其穩(wěn)定的影響。當(dāng)時(shí)鐵道部第四設(shè)計(jì)院提出三個(gè)方案，各方案主要指標(biāo)如下表所示 大瑤山隧道 方案 隧道工程講義 二○○四年四月 I16 實(shí)際上，設(shè)計(jì)方案可歸結(jié)為兩類．兩跨及四跨武水的萬案都屬于靠河側(cè)一類．長(zhǎng)隧道方 案則是深靠山的一類，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)都是明顯的。 隧道工程講義 二○○四年四月 I14 關(guān)村壩隧道方案 隧道工程講義 二○○四年四月 I15 20世紀(jì) 80年代修建的衡一廣復(fù)線上大瑤山隧道 (全長(zhǎng) )是河谷地段采用長(zhǎng)隧道方案的一個(gè)范例 (圖 2—6)， 衡廣線經(jīng)過的廣東北部，有一條武水，發(fā)源于南嶺，注入北江再匯珠江人海，在這兒的 叢山峻嶺中，繞下個(gè)大彎，河谷彎多水急，兩岸山峰陡立，全長(zhǎng) 30余公里。線路縮短 ，減少 25個(gè)彎道和一處車站，僅有 43米長(zhǎng)中橋 1座和 6,107米的隧道 1座。為此，一般應(yīng)作方案比選確定。如山嘴地段地形陡峻，地質(zhì)復(fù)雜，河岸沖刷嚴(yán)重，以路塹或短隧道通過難以長(zhǎng)期保證運(yùn)營(yíng)安全時(shí)，應(yīng)“ 截彎取直 ”以較長(zhǎng)隧道方案通過。為保持山體穩(wěn)定和避免偏 壓產(chǎn)生，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠。 隧道工程講義 二○○四年四月 I7 秦嶺隧道平面方案 隧道工程講義 二○○四年四月 I8 衛(wèi)星遙感照片1 隧道工程講義 二○○四年四月 I9 隧道工程講義 二○○四年四月 I10 (2) 越嶺隧道標(biāo)高選擇 在越嶺埡口選定后，由于越嶺標(biāo)高不同會(huì)出現(xiàn)不同長(zhǎng)度的展線及越嶺隧道方案，即存在隧道標(biāo)高的選擇問題。 ②雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件河谷，又不損失越嶺高程的埡口。 越嶺隧道平面位置選擇 ， 主要是指隧道穿越分水嶺的不同高程及不同方向的埡口選擇 ， 選擇時(shí)要著重考慮在路線總方向上的埡口 ，地質(zhì)條件和隧道長(zhǎng)度 ， 另外 ， 還應(yīng)考慮兩側(cè)展線的難易程度 、 線形和工程量的大小 。隧道工程講義 二○○四年四月 I1 第 3章 隧 道 總 體 設(shè) 計(jì) 第 3 章 隧道工程講義 二○○四年四月 I2 隧道總體設(shè)計(jì) ? 隧道選址 – 越嶺隧道的選址 – 傍山隧道選址 – 不良地質(zhì)段隧道位置的選址 – 3.. 隧道洞口位置的選擇 ? 隧道的幾何設(shè)計(jì) – 隧道的平面設(shè)計(jì) – 隧道的縱斷面設(shè)計(jì) – 隧道的凈空斷面橫斷面設(shè)計(jì) – 隧道接線 ? 襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸的擬定 ? 道路隧道勘察設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成 隧道工程講義 二○○四年四月 I3 隧道工程講義 二○○四年四月 I4 越嶺隧道的選址 ? 越嶺隧道平面位置的選擇原則： – （ 1） 越 嶺隧道平面位置的選擇 – （ 2） 越嶺隧道標(biāo)高選擇 隧道工程講義 二○○四年四月 I5 嶺隧道平面位置的選擇 當(dāng)線路必須跨越分水嶺時(shí) ， 分水嶺的山脊線上總會(huì)有高程較低處 、 稱之為 埡口 。 埡口是選定越嶺隧道線路方案的控制點(diǎn) 。比選時(shí)應(yīng)考慮： ①優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，因?yàn)檫@種婭口在兩側(cè)具備有良好展線的橫坡時(shí)，一般越嶺隧道較短。 并經(jīng)隧道長(zhǎng)