【文章內(nèi)容簡介】 良地質(zhì)不發(fā)育。 地下氣體 擬 建隧道穿過板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖地層中，隧道中存在有害氣體的可能性不大。 工程地質(zhì)評價 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性評價 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和勘探成果，擬建龍洞隧道與次級背斜大角度相交通過，巖石出露穩(wěn)定，斷裂構造不發(fā)育，未見活動性斷裂構造活動痕跡，擬建隧道區(qū)區(qū)域地質(zhì)構造 穩(wěn)定 。 隧道工程地質(zhì)評價 8 隧道長沙端洞門及邊、仰坡穩(wěn)定性評價 長沙端位于山坡坡腳，洞軸線與等高線大角度相交，洞門地形條件較好，山坡自然坡度 35～ 40176。圍巖上部為含碎石粉質(zhì)黏土厚 ，下部為板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖， 全風化巖石呈硬塑土狀，厚約 4m；強風化巖芯呈碎石狀、碎塊狀、短柱狀，厚 1112m，為軟巖；薄層狀結構，巖體破碎；主要結構面為層面及節(jié)理裂隙面，結構面的不利組合對圍巖有影響；地下水以基巖裂隙水為主，圍巖為弱透水，可產(chǎn)生點滴狀出水，局部可產(chǎn)生線狀出水；圍巖穩(wěn)定性差。 隧道洞門附近巖層產(chǎn)狀 333∠ 32176。，走向與路線較大角度相交，仰坡為順向坡，調(diào)查未見不利的軟弱結構面，隧道洞門邊坡、仰坡較穩(wěn)定，但上部松散粉質(zhì)黏土及全－強風化變質(zhì)砂巖，雨水沖刷易產(chǎn)生滑塌。根據(jù)上述特征，建議邊坡及仰坡坡比采用 1： ，坡 面采用混凝土框格內(nèi)植草結合漿砌片石護面，邊坡及仰坡坡頂設置截排水溝。 隧道湘潭端洞門及邊、仰坡穩(wěn)定性評價 湘潭端位于山坡坡腳沖溝部位，洞軸線與等高線交角約 40176。，左線洞門右側有偏壓，山坡自然坡度約 30～ 35176。圍巖上部為碎石土厚 ，下部為板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖，強－中風化，為軟巖；薄層狀結構，巖體破碎；主要結構面為層面及節(jié)理裂隙面，結構面的不利組合對圍巖有影響；地下水以基巖裂隙水為主，圍巖為弱透水，可產(chǎn)生點滴狀出水，局部可產(chǎn)生線狀出水；圍巖穩(wěn)定性差。其中左洞 zK144+820zK144+915 段右側山體薄弱，右側有偏壓。 湘潭端巖層產(chǎn)狀 185190∠ 3744176。，走向與路線大角度相交，傾向坡外，仰坡為順向坡，調(diào)查未見不利的軟弱結構面，上部覆蓋層厚度很薄，隧道洞門邊坡、仰坡較穩(wěn)定。根據(jù)上述特征，建議邊坡及仰坡坡比采用 1： ，坡面采用混凝土框格內(nèi)漿砌片石護面，邊坡及仰坡坡頂設置截排水溝。 隧道洞身段圍巖穩(wěn)定性評價 擬建龍洞隧道圍巖為板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖，與次級背斜大角度相交通過，斷裂構造不發(fā)育，結構面主要為節(jié)理、裂隙及層面，巖層走向與洞軸線大角度相交；節(jié)理主要 有 258∠ 50176。、 205∠ 45176。、 70∠ 78176。、 312∠ 64176。四組，以第2組最發(fā)育，節(jié)理多呈微張開－閉合狀，沿節(jié)理裂隙有少量泥質(zhì)鈣質(zhì)物充填。第 4組節(jié)理走向與洞軸線大角度相交，第 3組節(jié)理走向與洞軸線小角度相交，9 第 3組節(jié)理與 層理的不利組合， 將形成不穩(wěn)定的“楔形體”塊體，產(chǎn)生局部坍塌掉塊，對隧道圍巖穩(wěn)定有一定影響。 .6 水文地質(zhì)評價 隧道橫穿分水嶺，坡腳沖溝中在雨季有暫時性水流，隧道區(qū)地表水貧乏。 隧道區(qū)分布的兩種類型的地下水，在隧道的不同部位產(chǎn)生的影響各不同 :松散覆蓋層中的孔隙水在隧道進出口 部位，因覆蓋層（持水層）厚度較薄，水量不大，對隧道影響較小，但在豐水季節(jié)地下水較豐富，其逕流、排泄較快，其作用降低了巖、土體力學強度，容易造成邊、仰坡松散土層滑塌等現(xiàn)象，施工設計中應特別注意防護。 基巖裂隙水主要分布在洞身強 中風化地層中，與巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育情況，層面與構造面的組合情況密切相關，隧道區(qū)主要為板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖等，均屬弱含水層，巖石透水性差，一般無穩(wěn)定地下水位，水量隨季節(jié)變化較大，地下水逕流多隨地形變化，而隧道區(qū)基巖裂隙較發(fā)育地段，主要分布于洞身分水嶺部位，裂隙水不易富集，故該類型地下水 水量貧乏。 根據(jù)《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》（ TB 10049— 2021）預測隧道涌水量如下： 采用降水入滲法預測隧道正常涌水量 Qs＝ 178。 W178。 A 隧道區(qū)為灰?guī)r，巖溶弱發(fā)育，查表 選擇的降水入滲系數(shù)α值為 ～，隧道集水面積 A為 ，年降水量 W為 1358mm，計算隧道正常涌水量為 190～ 340m3/d。 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及簡家坳端坡腳泉水中，所取水樣分析結果，擬建隧道區(qū)地表水和地下水對混凝土結構無腐蝕性。 結論和建議 隧道區(qū)巖層主要為板溪群五強溪組變質(zhì)砂巖， 巖層出露穩(wěn)定，場地區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷裂構造通過，未見活動性斷裂構造痕跡，區(qū)域地質(zhì)構造 穩(wěn)定 。 隧道區(qū)地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ，建筑抗震設防烈度為Ⅵ度。 根據(jù)洞身圍巖性質(zhì)和特征，隧道洞身段圍巖定為Ⅴ級－Ⅲ級，詳見工程10 地質(zhì)縱斷面圖。 隧道區(qū)地下水主要為孔隙水、基巖裂隙水，水量較小。隧道區(qū)未見污染源，據(jù)地質(zhì)調(diào)查和取水樣分析成果，地下水對砼無腐蝕性。 隧道長沙端第四系覆蓋層薄，全－強風化層厚度較大，巖層傾向坡外。 隧道湘潭端第四系覆蓋層很薄，巖層傾向坡外，建議邊坡及仰 坡坡比采用 1： ，坡面采用混凝土框格內(nèi)漿砌片石護面，邊、仰坡坡頂設置截排水溝。 隧道巖體開挖后，圍巖應力平衡條件將遭到破壞，在開挖過程中可能會引發(fā)局部坍塌，建議根據(jù)兩端山坡工程地質(zhì)條件及偏壓大小等確定洞門型式，根據(jù)圍巖級別確定洞身的襯砌方式和支護方式，隨挖隨支。 隧道建設對環(huán)境的影響主要是棄渣的處治、兩端洞門邊坡的開挖、進場道路的修建等，在設計與施工時，采取合理的防護措施，避免對地質(zhì)環(huán)境的破壞。 隧道內(nèi)存在有害氣體的可能性不大，建議隧道開挖后，在隧道內(nèi)采空氣樣進行化驗，根據(jù)測試結果 ，采取相應防護措施。 隧道區(qū)變質(zhì)砂巖風化層起伏變化較大，有背斜通過，建議詳勘中應加大勘探工作量，進一步查明風化層起伏變化情況，查明有無軟弱夾層分布，為隧道設計提供更加詳細和可靠的依據(jù)。 隧道平縱面設計 隧道平縱面設計遵循路線的總體走向進行設計，隧道平面上位于大半徑圓曲線上，縱斷面均為上坡段。平縱指標見表 。 隧道平縱指標一覽表 表 名稱 平面 縱面 龍洞隧道 左洞 % 右洞 % 聯(lián)系道及救援通道 為了方便隧道檢修和救援，在地形和位置允許的情況下，在隧道洞口布置聯(lián)系道，以便左右線車輛在緊急情況下?lián)Q道行駛。 按照《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）的要求 ,在隧道中部布置了一處人行橫通道，以方便左右隧道洞內(nèi)的聯(lián)系和發(fā)生事故時的救援和逃生，當隧道發(fā)生火災等事故時，左右洞互為救援和逃生通道。 11 2 隧道洞門設計 洞門形式的選擇 由已知條件可知，洞為 Ⅴ 級圍巖，圍巖容重 ，圍巖彈性抗力系數(shù) K=150MKPa，出口端地質(zhì)條件較差，需要設置 10m 長的明洞。端墻式洞門適用于巖層穩(wěn)定的Ⅰ — Ⅲ級圍巖地區(qū)，其作用在于支護洞口仰坡，保持其穩(wěn)定，并將水流匯集排出。環(huán)框式洞門適用于洞口巖層堅硬而穩(wěn)定的Ⅰ級圍巖，地形陡峻而又無排水要求。翼墻式洞門適用于洞口地質(zhì)較差，山體水平推力較大的Ⅳ級及以下的圍巖。綜合圍巖級別和各種洞門適用的條件，本隧道端洞門采用端墻式洞門， 土壓力計算 洞門墻可視為墻背承受土石主動壓力的擋土墻結構，墻背土石主動壓力 Ea 采用庫侖公12 式計算，并假定擋土墻無論直立或仰力，墻背土石主動壓力作用方向均按水平計算。由 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）中洞口及洞門的規(guī)定可知 :洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于 ，取 。 (洞門墻端與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于 ),洞門墻頂高出仰坡腳不小于 ，取 ?；茁袢胪临|(zhì)的深度不小于 ，嵌入巖石地基的深度不小于 ，取埋入深度 h=，截面寬度暫設 mb ? ，洞門墻埋入段截面寬度取 01 ?? 。 查 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）表 可知： 圍巖分級 Ⅰ～Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ～Ⅵ 邊、仰坡坡率 貼壁 1： 1： 1： 1： 1： 1： 1 1： 1： 1： 高度 (m) 15 20 25 20 25 15 18 20 15 18 本隧道設計取仰坡坡率為 1： ，高度取 10m。 由于隧道襯砌凈高 ? ，拱頂截面厚度 0D =，端墻高出隧道拱頂 ,則洞門高 mDHH ??????????? 。 則洞門擋土墻計算高度為： mHH ??? 。 擋土墻采用 水泥砂漿砌片石，混凝土采用 C20，石材強度等級采用 MU80， （查規(guī)范p3034） 則有：322 KN m? ?墻， 1140KPa? ?墻 ， 350KPa? ?墻 。 由所給條件可知隧道圍巖級別為 Ⅴ 級圍巖，其基本物理力學指標為：重度 ，計算摩擦角 ??? 50~40? ，取計算摩擦角 ??45? ，查 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）表 f=，基底控制壓應力 MP?? .由于仰坡坡率為 1： ，墻面坡率為 1： ，則有： 1t a n4 3 a n,7 1 a n ??????? ????? 。其計算簡圖見圖 8 所示： 13 1：ωα1：εh 0 h ＇H0H1a? h ＇? H 圖 8 洞門土壓力計算圖 ? )b/(b+H)2= ????????????2 1 . 2 10 . 3 8 8)0 . 0 3 71)(11(1)t a n/0 . 0 3 71)(t a n1(t a nt a n22????? 則主動土壓力系數(shù)： ) a n( )t a n( )(t a n1 ????????? ???? A ) a n( )t a n( )tan(t a n2 ????????? ?? ??? mh tantan1 ????? ?? ?? 取一延米計算，則 b=， 墻后主動土壓力 E 計算： K P ahg 8 9 9 6 ????? ??? K P abHH 1 3 8 . 4 6 15 6 ) 2 . 2()( ??????? ??? 14 KNHbE s1 1 1 2 . 0 8 72)1 2 .21(6 9 2)(121???????? ?? 式中： E－土壓力（ kN） 。 s? －地層重度（ 3/mkN ）； ? －側壓力系數(shù)； ? －墻背土體破裂角（ 0 ）； b－洞門墻計算條帶寬度（ m）； ? －土壓 力計算模式不確定性系數(shù)，可取 ? = 洞門穩(wěn)定性驗算 查《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）規(guī)范表 洞門墻主要驗算規(guī)定 表 洞門墻主要驗算規(guī)定 墻身截面荷載效應值 dS ≤結構抗力效應值 dR（按極限狀態(tài)算） 墻身截面荷效應