隧道和隧洞的区别范文

时间:2023-12-02 11:14:09

隧道和隧洞的区别

隧道和隧洞的区别篇1

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).

[2]欧阳湖,李国忠.水利工程中压力隧洞型式的研究[J].中国新技术新产品,2009(17).

隧道和隧洞的区别篇2

关键词 隧道照明;光源;节能

中图分类号U416 文献标识码A 文章编号1674-6708(2011)50-0030-02

0引言

近年来,我国的高速公路蓬勃发展,一条条新建的高速公路陆续投入使用,隧道因在山区通车里程的增加而日益增多。高设计车速和高密度车流量给高速公路的行车安全造成很大威胁,特别是在车辆行驶到隧道内时,隧道内外的光线发生急剧变化,人的视力短时间不能适应,极易发生交通事故。而盲目加大照明,提高隧道内的亮度,又会使运营费用巨额增加,增加营运成本,造成资源浪费。目前,高速公路隧道的照明系统已引起人们的极大关注。为既能解决高速公路隧道的行车安全,又能达到节能的目标,应从高速公路隧道照明系统工程的源头抓起――设计。

1高速公路隧道入、出口照明系统设计原理

白天当驾驶员从隧道外驶进隧道内时,由于隧道的亮度差别极大,所以从隧道外部看照明不充分的的隧道入口时,只会看到一个黑洞或一个黑框。当驾驶员进入隧道后,由于人眼视觉的滞后性作用,会产生视觉上的盲区,因此隧道入口处必须设置缓和照明段,以让人眼适应。缓和照明段分为入口区、过渡区,入口照明段的长度取决于洞内外亮度值,同时还与设计时速,洞内照度和洞壁材料等因素有关。而白天当车辆通过较长的隧道接近其出口时,由于洞外的亮度远高于洞内,隧道的出口对驾驶员而言,好像是一个白色的洞,人眼同样对这种光线产生滞后。驾驶员对前方的行车只能看到一个很暗的轮廓,对前方车辆的距离不能准确做出判断。如果是夜间行驶,其效果正好相反,驾驶员在隧道内看到的是黑洞而不是白洞。在这种情况下,驾驶员难以辨别洞外的道路线形、路上交通情况及道路上的任何障碍物情况,也是一个视觉盲区。因此隧道出口也同入口处一样设有过渡区,要加强照明,使得过渡区的亮度与洞外亮度相近。

目前在进行隧道照明设计时,入、出口段照明的亮度值是由洞外亮度L20(S)乘以入口段亮度折减系数K近似算得,而确定洞外亮度L20(S)的方法主要有3种:查表法,黑度法和亮度计算法(环境简图法):查表法是按洞外停车视距(S)处视看隧道的20°视野的天空面积百分比值、洞口朝向活动外环境、车速查取洞外亮度值;黑度法是在停车视距(S)处距地面1.5m高正对隧道方向20°视野内,各景物将各自所占面积的百分比作为权重计算出平均黑度,再与参照物的亮度做比较,确定测量时的洞外亮度L20(S)值;亮度计算法是有隧道外景物亮度与各部份所占的百分比乘积算得的,即在停车视距(S)处距地面1.5m高正对隧道方向20度视野内,考虑天空亮度、路面亮度、洞口环境亮度和隧道口亮度的合值即为洞外亮度L20(S)值。因此,洞外亮度直接影响洞内照明缓和段的设计。

为使隧道入口段照明设计达到安全和节能的要求,降低洞外亮度L20(S)是最有效的办法。在进行隧道设计时,可以通过增加隧道洞外植被面积、改变隧道端墙形式、改善路面铺装材料等方法降低洞外环境亮度,洞外亮度降低后,洞口段照明的亮度值也随之下降,从而减少照明设施。这样既能达到高速公路隧道行车安全的要求,又能达到节能的目标。

2 设计时隧道照明光源的选择

隧道的照明是为了把必要的视觉信息传递给司机,防止视觉信息不足而出现交通事故,从而保证隧道行车的安全性和舒适性。目前,高速公路隧道照明设施的规模及数量越来越大,隧道运营电力费用也越来越高,同时隧道照明质量也跟不上高速公路的发展建设,严重影响行车安全性,隧道交通事故也日益增多。因此对隧道照明节约能源、提高照明效果,保证行车安全性和舒适性的要求进一步提高。正确合理地选取照明光源是实现公路隧道节能的关键。

各种光源的光学特性、性能参数各不相同,而光源的节能主要取决于它的发光效率。隧道照明的光源应满足隧道特定环境下的光效、光通量、光衰减、寿命、成本要求,同时要保证在汽车排放形成的烟雾中有良好的能见度。高速公路隧道一旦投入使用,照明系统几乎就处于长期工作状态,因此,隧道照明的效果必须依靠可靠的光源实现。在隧道照明设计时,选择一种正确的光源,是隧道照明的重要环节,应综合考虑。

高效节能是隧道照明光源的发展方向。目前,国内隧道灯具多采用白炽灯、荧光灯、节能灯、金卤灯、高压钠灯等,大多光源存在光带窄、配光质量不够、能耗高、质量稳定性差、寿命短等问题。随着科技的发展,照明领域出现了LED等及无极灯新型光源。

从表1中可以看出led的光效最高,其次为高压钠灯,而使用寿命最长的是LED和无极灯,其次为高压钠灯。高压钠灯光效高、透雾性强等诸多优点,是目前高速公路隧道照明光源用的最多的;其次,高压钠灯的发展经历了几十年,光源及灯具技术相当成熟,因此生产成本已经较低。但是,高压钠灯色温较低,发光颜色为金黄色,其显像指数较低,太阳光的显像指数为100,而高压钠灯的显像指数仅为20左右,远低于正常自然光的显像指数;大功率的高压钠灯满足了隧道照明的需要,但是却也造成了巨大的能源消耗,照明的运营费用往往让运营单位不堪重负。Led灯是一种新型的照明光源,具有以下优点:光线柔和,显像指数高,色温接近太阳光;Led灯可以频繁点亮,不存在启动延时问题,基本不影响使用寿命;Led灯光源使用寿命较长。由于Led灯是一种新型光源,在高速公路行业还未进行推广,但目前国内已有部分高速公路在隧道内进行Led灯照明实验,其照明效果等同于高压钠灯,从节能效果看,Led灯的经济性远高于高压钠灯。相信在不久的将来,Led灯将会成为高速公路隧道照明的主要光源。

3 结论

本文从高速公路隧道照明的设计原理及新型光源关键技术的角度,在保证高速公路隧道行车安全的前提下,就高速公路隧道照明设计提出节能优化设计方法和隧道节能照明光源的选择,从照明系统工程设计入手解决隧道节能减排的问题。

参考文献

[1]赵忠杰.高等级公路隧道照明工程设计与研究[J].西安公路交通大学学报,1999,4.

[2]交通部重庆公路科学研究所.JTJ 026.1-1999 公路隧道通风照明设计规范[S].北京:人民交通出版社,2000.

隧道和隧洞的区别篇3

关键词:高海拔;隧道照明;光照度

中图分类号: U416 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)18-85-2

1 概述

在高速公路上进行高速行驶的过程中,由于人眼构造的原因,突发的进入亮度发生突变的地方(譬如隧道),会产生系列的视觉问题,高速公路隧道照明视觉现象会有以下特点:

①“黑洞”效应:白天,当汽车行驶进入亮度不是很高的隧道入口时,因为隧道内外亮度差异很大,使人产生一种进入深渊的感觉。为了避免这种“黑洞”感,加强隧道洞口处的亮度,使得洞内外的亮度差异比较小。

②“白洞”效应:白天,当汽车行驶进入亮度不是很高的隧道除口时,因为洞外亮度很高,使得在视觉里感觉洞外形成一个白色洞穴,这会使得司乘人员有着强烈的眩光感,使得司乘人员无法辨别车前方的状况,容易发生交通事故。

由上可知,提高隧道出口过渡段的照明亮度也是必要的,且出口过渡段应在40m以上,照度不得低于500Lx。在晚上行驶中,因为和白天情况恰恰相反,隧道出口处正好形成“黑洞”感,司乘人员无法辨别洞外道路前方的情况。为此,适当的降低出口处的过渡段的照明亮度且应该比隧道内基本段照明亮度要低一些,以使司乘人员的眼睛得到缓解。这就要求在控制过程中,每当黑夜来临时,关掉一部分隧道出口的照明,达到降低亮度的目的。

另外,当隧道内发生火灾时,根据消防管理规定,照明系统必须全部开启,以有利于消防人员和救援人员处理现场情况;当隧道内发生交通事故时,事故发生地点的照明必须达到最好,为驾驶人员和救护人员提供良好的照明环境,避免扩大事故;因火灾、事故或其他原因使用人行或车行横洞时,横洞灯具自动亮起。

分段时序控制方式是根据季节的不同和一天中不同的时段来改变照明回路 运行状态的方式,并对隧道内发生事故或火灾的情况也做出了相应的应对措施,虽然对一天内不同照明回路的工作状况作了更细致的分工,但由于不能考虑到不同的天气状况带来的影响,不能对隧道内外的光强值进行准确的判断和分析,因此这种控制方式算法简单,在使用中缺乏准确性和精确性。如果它和人工手动控制这种方案相结合,可以达到理想的控制效果。虽然分段时序控制有一些不足,它仍然是当今使用最广泛的一种控制方式。

2 智能照明调光控制算法

算法原理:根据洞内外的亮度建立响应的洞内需求曲线,通过对需求曲线处理对相应的灯具采取控制手段,使得隧道内的整个照明区域平稳光滑,同时快速响应跟踪照明需求曲线,在取得节能的同时取得良好的照明效果,同时响应第二套备用方案,在隧道内外照度传感器损坏时,启动分段时序控制方案。

传统的隧道照明为实现照明的舒适性,按晴天、云天、阴天、重阴天加强照明和过渡段基本照明、过渡段基本应急照明六种模式控制,但是在高海拔地区的隧道,其洞外的光照度极强,和平原地区的差别非常大,特别在贵州毕节地区,天空的照度变化非常大,其变化速度非常快,会突然出现照度从晴天变成阴天,要马上转为晴天的情况。

在毕威高速的旱莲花隧道,我们根据当地光照度和晴天、云天、阴天、重阴天加强照明和过渡段基本照明、过渡段基本应急照明进行对比,贵州屋脊的毕威高速的晴天、阴天、云天、重阴天和我们许多地方的差别很大。并且在实际的观察中,我们发现由于地处高原,风云变化迅速,频率很高的切换灯具的开关对灯具的损坏非常大,很容易引起灯具的电源烧毁。

因此我们迫切的要求解决灯具损坏的方法,并提出一种延迟灯具使用寿命的方法。

根据资料,我们将天气情况按照照度区间进行划分,如表1。

但是 在毕威高速旱莲花隧道实际测试中,我们用照度仪对20分钟情况进行采样,一分钟一次,得到如下数据,如表2。

从以上数据可以看出,贵阳毕节的地区的天气变化迅速,照度变化很快,并且照度跨度非常大,根据上述情况,我们在编制程序的过程中,并非一味的加强洞内外照度的照度的一致性,而是增加照度预期的判断,通过数据的预处理,取得良好效果。程序流程图如下:

在毕威高速通车两年内,照明效果非常好,灯具损耗率比较低,有利的保证了业主和施工单位的利益。

参 考 文 献

[1] 赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京:人民交通出版社,2007:52-92.

[2] 王文熙,郭奋勇.隧道照明节能分析与系统设计方案[J].中国交通信息产业,2003,23(10).

[3] 重庆交通科研设计院.JTG D70-2004 公路隧道设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

隧道和隧洞的区别篇4

关键词:隧道,溶洞,施工,工程问题

一、引言

岩溶在我国西南山区的分布非常广泛,是山区隧道建设中十分常见的地质灾害之一,而我国又是世界上岩溶分布最广的国家之一,在岩溶区的铁路隧道建设过中,技术人员必须结合当地的实际情况,进行岩溶区的工程施工。溶洞存在的数量较多且分布广泛,因此,在进行隧道施工的时候相关的技术人员要根据当地溶洞的具体情况结合以往已有的工程实践经验分析研究荣对对铁路隧道所能造成的影响,预测将有可能遇到后者发生的岩溶地质灾害,并制定出相关的解决方案,有针对性的对溶洞进行技术处理,保证在铁路隧道建设期间不会因为溶洞地质存在而引发一些安全性问题,尽量避免隧道熔岩所引起的地质灾害的出现和发生。

二、溶洞区铁路隧道工程问题

1 铁路隧道岩溶问题岩溶区的隧道建设主要存在问题如下:

(1)与隧道施工有关的工程稳定性及其防治措施问题。该文中主要针对分布在不同空间内存在的不同形态及不同尺度的岩溶洞对隧道建设过程中的结构位移、隧道应力的影响,根据铁路隧道的设计原则以及设计方案和施工计划的安排提出解决措施;

(2)隧道工程施工过程中出现的涌水和突泥的问题。这种情况主要是对隧道施工中与大盘的岩溶水情况产生的工程地质问题进行探讨,并根据相应的地质监测、灾害预测等提出一些能够有效实行的防治方法。

(3)在隧道施工过程中因为水文地质发生改变而造成的环境效应问题。这一问题就岩溶区的隧道工程施工期间对水文地质的变化而引发的负面环境影响提出一些积极应对措施。

2 铁路隧道施工过程中因岩溶而造成的施工问题分析

岩溶在隧道施工过程中作为一种特殊的且占有主要位置的特殊地质存在,让处于该地段的隧道工程施工经常陷入一种盲目的状态,导致这一阶段的施工在被动的状态下进行。在溶蚀地区的山岭中进行隧道施工,经常会遇到毫无分布规律可言、且形状和状态都较为复杂的溶洞,这也就决定了工程设计人员在设计阶段不可能将施工沿线的溶洞分布情况一一准确全面的体现出来。此外,在施工过程中,溶岩的存在对于隧道具有一定的危害性,属于一种较为严重的地质灾害,尤其是大型的溶岩洞一般会给工程施工带来巨大的困难,甚至造成很大的经济损失。在支护设计上主要是借用无溶洞时的支护措施,对出露溶洞一般均采用在原有支护上按经验加强支护的措施,对支护的安全性和经济性缺乏评价,对围岩一支护结构的安全评价不能考虑溶洞的影响,以至于支护设计不仅仅出现刚度过大的现象,还存在着强度过大造成浪费的问题;在对岩溶隧道进行支护设计中,缺少对隐性溶洞对变形、应力规律的分析研究。致使在对在加固过程中基本上都采用全面统一的支护方式,很多都与实际情况不相符合;岩溶区隧道所具有的位移变化和没有岩溶洞存在的变形不相同。而目前的施工工作中缺少的就是根据不同的空间溶洞存在的位置对隧道隧道围岩一支护结构的稳定性做出有效地科学研究,同时在处理方式上也没有切实可行的预处理方案。岩溶区隧道和一般隧道的施工情况不一样。由于熔岩溶洞在施工过程中出现让隧道施工过程变得复杂,因此,做好隧道施工前的预报工作、预测工作及施工过程的动态信息管理,合理的对施工效果做出客观评价是十分重要的,而且会起到一定的效果。但是在目前的情况看来,我国的施工企业中还没有相对应的规范或者指导性的文件能对施工起到规范作用。在施工工作结束以后没有对工程效果进行监测与评价,缺乏对处理措施实行经济合理的科学评估。

三、溶洞区铁路隧道施工阶段的相关处理措施与技术。

隧道施工前首先要对地表展开详细的勘察工作,对该地区的岩溶状态进行研究,同时对已经存在的溶洞做一些施工前处理。利用各种科学的物探方式对溶洞地质实施地质状况预报,探明前方溶洞的具体情况,包括里程、地质、有无积水等,做到有备无患。溶洞没有经过方案处理之前,切忌不能胡乱的丢弃渣土和堵塞,以免对处理方案的制定造成不必要的影响。待探明溶洞的具体分布状态之后,按照科学方法绘制出横纵截面图。作超前地质预报一靠近溶洞时改变施工方法一发现溶洞,保存现场一溶洞勘探,绘制横纵断面图一申请变更一制定措施一溶洞处理。溶洞的处理包括洞穴处理,排水处理,洞内充填物的处理及地表坍塌的处理等,目的是充分保证隧道支护体系的可靠性。由于溶洞大多与地表相通,地表降水极易灌入溶洞,因此溶洞内涌水量随季节变化较大,即使对看似无水的溶洞,处理时应每隔适当距离做泄水盲沟,拱部或全周挂设防水板。对溶洞兼为地下暗河通路的情形,必须顺通河流通路,必要时做泄水隧道引排地下水。

四、溶洞区铁路隧道工程问题研究进展

无论是国外还是国内对于岩溶隧道中的突泥和涌水的问题都十分的重视,从特路隧道的涌水及突泥的初期预测、估算涌水量及排泄数量到具体的施工整治措施都展开了较为深入的研究,并且形成了一套较为完整的方案。但是在岩溶区隧道建设过程中引发的环境问题和施工期间的稳定性问题的处理上,目前的研究方处在起步阶段,可以值得借鉴的资料和数据信息等十分有限。近些年来,岩溶区的隧道工程建设取得了不小的发展,在岩溶溶洞与隧道体系之间的关系的研究上也取得了一些成就,这主要是针对一些露天溶洞地段的隧道施工措施和处理手段所进行的研究,在溶岩洞对隧道应力变形及支护设计等方面的研究仍显不足。溶洞在隧道施工中的存在,特别容易在开挖的过程中出现局部坍塌、石块下落等对施工作业人员和机械设备造成危险的情况。国内外相关的专家和研究机构对此作了很长时间的研究并取得了一些科学研究成果。除了利用常规的地质勘查手段对溶岩洞隧道施工进行探测,还结合各行业的勘测情况制定出符合隧道施工的工程勘察条例。同时,在勘察过程中大力发展相关的科学物探技术,将电磁波透视运用到其中,利用雷达进行溶洞洞穴探测等。使得溶岩隧道地质探测逐步朝着科学理论分析及定量化的方向发展。隧道地质超前预测、预报是工程地球物理研究中的疑难问题之一。目前应用的工程地质推断、地质雷达探测、反射地震负视速度法、TSP和TRT技术有一定的效果,但在目标判别、定位,岩体工程的分类可靠性方面有一定的差距,需要进一步改进。当前,在工程实践中多采用直流电测探法和地质雷达探测法为主。隧道围岩中溶洞的存在使得隧道围岩物理、力学性质发生变化,并且造成隧道地层刚度的变化和隧道围岩应力场变化。在隧道开挖过程中,溶洞使得隧道的施工力学过程更加复杂,并造成隧道围岩应力集中,隧道周边变形量增加。

五、结语

隧道工程施工建设常常因为溶岩地区的地质条件繁多复杂且易变而导致施工进度十分困难。而当前在隧道施工中所执行的施工方案一般都倾向于无溶洞隧道施工的应用,在溶岩隧道支护设计上也只限于加固和加强措施的研究和应用。因此,加大对溶岩区段的隧道施工的理论研究和实践,制定出科学有效合理的具体处理方案对于我国的铁路工程建设十分重要。

参考文献

[1] 王凯. 桥梁溶洞区钻孔桩施工的质量保证与策略研究. 科学与财富. 2010(4).

[2] 闵家瑞. 王树辉. 溶洞区铁路隧道工程问题探讨[J]. 山西建筑. 2010(4).

[3] 王业山. 逯光明. 地下溶洞区域桥基加固处理[J]. 山东交通科技. 2008(2).

[4] 应文兵. 浅谈溶洞区桩基础施工技术[J]. 中国高新技术企业. 2009(6).

[5] 刘海星. 浅析溶洞区域钻孔灌注桩施工方法[J]. 中国科技信息. 2009(4).

[6] 林伟. 溶洞区域人工挖孔桩施工方法[J]. 广东建材. 2008(9).

[7] 赵英爽. 岩溶地区跨既有线钻孔桩施工技术[J]. 铁道建设. 2007(3).

隧道和隧洞的区别篇5

关键词:隧道;地面开裂;初支变形;处理方案

中图分类号:U452 文献标识码:A

隧道工程近些年取得了一定成就和相应的发展,但还是存在很多问题和不足,隧道结构断面大,施工环境恶劣,施工工人劳动强度大,工程造价比较高,特别是遇到工程穿越不良地质土分布,因为复杂的地质条件和施工工况,施工过程中很容易造成围岩稳定性问题,若处理不当,就会造成严重的事故。

1.工程地质条件

1.1 工程概况

本隧道是短隧道且穿过低缓丘陵地貌区。左线隧道起迄里程LK1625+926~LK1626+284,长358m,隧道最大埋深约57m;右线隧道起迄里程RK1625+900~LK1626+276,长376m,隧道最大埋深约61m。

1.2 工程地质条件

隧址地层围岩主要由第四系覆盖层及基地二叠系龙潭组粉砂岩、砂岩、炭质页岩、炭质泥岩,炭质页岩等组成,覆盖层厚度为4.9m~30.8m之间,强风化或全风化的炭质灰岩遇水易软化破碎,钻探资料和地质调察报告表明,该隧道围岩为Ⅴ级。

2.对不良土质调查

1.1 放射性

南山隧道围岩为碎屑沉积岩,但不存在围岩放射安全问题。

1.2 煤系地

隧道洞身围岩没有探测到煤层,某些区域可能存在劣质煤线,煤系地层的围岩级别和强度都很低,容易对其稳定性产生不利影响。

1.3 瓦斯

南山隧道属第四系覆盖层及二叠系上统龙潭组地层,由于煤层不是很厚,需考虑会有少量瓦斯和煤层自燃的现象。根据勘探报告和周边历年开采测定,未发生过瓦斯爆炸。

1.4 小煤窑采空区

南山隧道存在小煤窑,通过查阅勘察结果和调查资料,发现共存在4个小煤窑。4个煤窑情况如下:

(1)L0小煤窑:为平洞,洞口位于RKL626+310.6右58.5m,洞口标高约194m,尺寸为1m×1.8m,于标高150m位置发现煤层并已开采。

(2)L17小煤窑:为平洞,洞口位于RK1626+097.23右154.37m,洞口标高约200m,尺寸大小为1.5m×1.8m,以1500方位角往山体共掘进约180m。

(3)L18小煤窑:为平洞,洞口位于RK1625+973.68右147.05m,洞口标高约206.6m,尺寸为1.2m×1.8m,在标高40m和100m处遇煤进行了开采。

(4)L19小煤窑:为平洞,洞口位于RK1625+945.68右143.79m,洞口标高约203m,尺寸为1.0m×1.7m,在标高203m处遇煤进行了开采。根据现有综合勘察成果可知,隧道底板不受底部巷道4个小煤窑影响,处于稳定状态。

3.隧道洞口及软弱围岩地段设计及地面产生开裂、初支变形原因

3.1 隧道洞口及软弱围岩地段设计

隧道洞口段通常地质条件不良,覆盖层较薄,岩层易碎、易风化。同时洞口稳定性较差,洞口开挖和进洞施工宜避免雨期和严寒季节,洞口仰坡和边坡应从上往下挖,保证边坡和仰坡稳定性,洞口植物容易被破坏,隧道洞门与原来隧道洞门保持形式一致。边坡和仰坡均采用植草皮防护措施并尽量与原地貌植被相衔接。具体采用以下的技术措施:

(1)增设仰拱。

(2)增设工字钢。

(3)超前支护使用长管棚、小导管或钢插管完成。

(4)开挖过程中提前做好地质预报,提前掌握掌子面前方水文条件,及时采取相应措施。

3.2 隧道地面产生开裂和变形的原因

由于该隧道围岩地质软弱为煤系地层,遇水易软化成流动状态,初期支护入侵二衬,从而使南山隧道地面产生裂缝和变形。

4.隧道地质病害的处理方案

4.1 对于南山隧道左线地质病害处理方案

(1)隧道进口端地表处理方案,应即时清理进口端隧道范围左右侧各5m范围内的弃土弃渣,以减小隧道顶的荷载。未施工的LK1626+020~LK1625+960段左洞采用φ50钢花管按2m×2.5m(横向×纵向)间距进行地表注浆加固处理。注浆范围横向以超出隧道外轮廓两侧约5m内区域进行控制,中间部位的注浆钢花管伸入隧道轮廓线内0.5m,两侧需伸至仰拱设计标高0.5m。工艺上选用间歇式多次注浆,拱顶6m范围使用二次劈裂注浆,初次压力大小为0.5MPa,浆液先采用水泥浆,若钻孔时发现下有采空区或注浆量明显多于其他孔,则改为水泥砂浆。

(2)注浆完成后,按3台阶法进行施工,预留变形量调整为20cm,其他参数均维持原设计不变。

(3)初期支护已侵入二衬的LK1626+020~LK1626+ 086路段(其中LK1626+048―LK1626+086路段仰拱已施作完毕,LK1626+020~LK1626+074路段为整体变形侵入二衬,其余路段为部分侵限),首先采用长4m的φ42小导管按1m×0.5m(环向×纵向)间距环向注浆加固,然后对初支进行换拱处理。换拱处理的施工工艺为:先拆除两榀原初期支护(每榀0.5m),重新施作一榀初期支护,再拆除第三榀原初期支护,扩挖并重新施作第二榀初期支护,循环往复直至完成原初期支护的拆除、扩挖和初期支护的重新施作。重新施作时初期支护需预留变形量为120mm。

4.2 对于南山隧道右线地质病害处理方案的意见

(1)已施工完仰拱但部分初支侵限的RK1625+974~RK1626+033路段,侵限部分首先采用同左线相同尺寸小导管进行环向注浆加固,然后对侵限的初支进行换拱处理,换拱施工工艺和左洞相同,预留变形量为120mm。

(2)下导未开挖的RK1625+916~RK1625+974路段,每个拱脚的φ22锁脚锚杆均调整为前后各3根,并在隧道左右侧拱脚位置沿纵向水平各设置一道Ⅰ20b工字钢作为托架,托架与钢拱架焊接,沿托架每3m(原初支有钢拱架位置)设置一道两根Ⅰ20b工字钢作为横撑,并与托架焊接。下导及仰拱按3m一节进行施工,每施工完一节仰拱,拆除该位置的横撑保留纵向托架。在二衬施工前将纵向托架拆掉。

4.3 其他

南山隧道左右洞均采用地质雷达进行扫描,探明隧道底是否存在采空区。

结语

隧道工程断面比较大、地质结构复杂,尤其是洞口地段,不可预见的地质病害较多。因此在组织施工之前务必要详细收集施工场地的地质状况,采取切实可行的手段、选择优质高效的施工方法。施工中应严格遵循:在施工前和施工时要采取先排水措施、开挖工序距离尽量缩短、减少对围岩的扰动、必须爆破时采取弱爆破、开挖后及时初支形成封闭环、尽快衬砌、高度重视监控测量的施工原则,可以有效避免地质灾害给人们带来的经济损失,以及对施工人员造成生命安全的危害。确保隧道施工顺利完成。

参考文献

[1]齐广林,安春英.山区公路隧道初期支护变形下沉垮塌的成因分析与防治措施[J].内蒙古公路与运输,2009(4):30-31.

[2]胡辉荣,程崇国,秦之富.公路隧道塌方处理方案[J].山西建筑,2007,33(29):104-106.

隧道和隧洞的区别篇6

关键词:隧道洞口滑坡体处理

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

1.工程概况

小朋坡隧道洞口滑坡区位于K1721+800~K1721+950段,隧道左幅进口设计桩号为ZK1721+880,右幅进口设计桩号YK1721+867。目前开挖断面位于左幅ZK1721+825(右幅YK1721+830处)。滑坡引起山体开裂,滑坡后缘距开挖断面约160m,滑坡最大宽度约140m,滑坡后缘的张拉裂缝近1m宽,滑坡周界清晰,裂缝闭合。(图1隧道洞口现场照片、图2 裂缝平面图)

图1隧道洞口现场照片(左图隧道洞口路基部分,右图隧道左侧边仰坡裂缝)

2.原因分析

该滑坡属于牵引式覆盖层滑坡,主滑方向沿隧道纵向从隧道仰坡顶至上而下滑动,牵引左右两侧的坡体,产生拉伸裂缝,滑面位于土石分界线上,滑体平均厚度10m,土方量约10万立方米。由于滑坡区的地质因素,滑坡体刚好处于隔水层的粉砂质泥岩、粉砂岩与炭质泥岩土,上部含水层的水体渗入该层后排出坡体外,低洼处地表多处发现有地表渗流,由于长期土体的浸泡,导致进口段形成软土。

图2裂缝平面图另由于路基开挖过程中受长期大旱的影响,之后又

受雨季对边坡的浸泡,致使边坡的力学参数急剧下降,将原始土体的平衡破坏,加之隧道洞口前的路基开挖造成切脚临空,从而导致滑坡的产生进而逐步发展。

3.治理方案

结合小朋坡隧道的前期勘察资料和现场情况,综合分析滑坡采取清方和抗滑桩支挡相组合的综合治理方案。

3.1隧道部分治理方案

3.1.1将原设计的隧道明洞洞口向洞内方向前移5m,原设计暗洞位置前移15m。

3.1.2隧道仰坡上采取清方方案,将土石分界线上方的滑体清除。滑体清楚后采用框架锚杆植草防护。

3.1.3隧道明洞的左右两侧分别设置4根抗滑桩,左侧抗滑桩ZK1721+885~ZK1721+905,右侧抗滑桩YK1721+872~YK1721+892,抗滑桩中心距路中心17.15m,桩长16m,桩心间距5m,直径2ⅹ3m,共8根。

3.1.4明洞左右两侧边坡顺接路基部分的边坡,左侧边坡坡比为1:1.5,右侧边坡坡比为1:1.5。边坡放缓后采用喷播植草防护。

3.2路基部分治理方案

3.2.1右侧边坡YK1721+770~YK1721+822段的上挡墙维持原设计不变,将上部的坡比由原设计1:1调整为1:1.5。

3.2.2右侧边坡YK1721+822~YK1721+867段的上挡墙取消,在YK1721+822~YK1721+867段设置抗滑桩,共9根,桩间和桩前采用墙报桩,抗滑桩中心距路中心线17.15m,桩长16m,桩间距6m,直径2ⅹ3m,与隧道部分的抗滑桩相接。抗滑桩桩顶留10m平台,清除土方以卸载桩体侧压力,边坡坡比按照1:1.5放缓,放缓后采用喷播植草防护。

3.2.3左侧边坡ZK1721+790~ZK1721+880段的上挡墙维持原设计的6m高挡墙不变,ZK1721+790~ZK1721+880段增设6m高的上挡墙,在挡墙后放2m平台放坡,放缓坡比1:1.5,之后采用喷播植草防护。

3.2.4在边坡外侧5m设置截水沟,将边坡外地表水引出滑坡体外。

4.施工处理过程中的注意事项

为使隧道能安全、顺利的进洞,防止施工中边仰坡再次放生垮塌滑移,在进行施工过程中须特别注意以下几方面:

4.1及时做好边仰坡的截水沟,防止雨水冲刷,浸泡滑坡体。

4.2滑坡体前方临空区回填土方,对滑坡体形成反压态势,保证滑坡体整体稳定平衡,有利抗滑桩的安全施工。

4.3抗滑桩施工应跳槽开挖,确保安全前提下施工。

4.4抗滑桩完成后,待强度满足要求后清刷边仰坡,施工从上至下进行清方,开挖一级防护一级。

4.5上挡墙施工必须跳槽开挖,分段砌筑,确保施工安全,避免产生边坡的垮塌。

4.6施工过程中应加强监控量测,遇到滑体大地变形和裂缝等不安全因素时应及时汇报并采取措施处理,确保施工安全。

4.7做好安全防范工作。安全在施工中必须放在第一位,做好防垮塌应急措施,备齐抗滑桩施工中的防护用品,机械设备作业中专人指挥监控,确保施工人员设备安全。

5.治理后效果

小朋坡隧道洞口滑坡体治理从2010.6月至2011.8月,治理过程长,涉及隧道、路基土石方和防护工程的施工,施工项目多。但经过不断努力,滑坡体最终稳定,隧道安全顺利进洞,边仰坡稳定,抗滑桩及挡墙等防护结构经观测稳定、无变形,施工效果满意。(图3治理后照片)

隧道仰坡防护路基防护工程

隧道仰坡稳定隧道安全进洞

图3 治理后照片

6.结语

隧道和隧洞的区别篇7

关键词:偏压分岔隧道;损伤破坏;施工工程优化

根据施工过程中的力学进行研究,在施工过程中对隧道的安全稳定性能是十分重要的。根据以往成功的研究结果表明,使连拱隧道的所有挖出错开的距离,大小控制在隧道直径的3M左右即可,并且根据测量的具体数据在进行调整,使隧道得到固定后,在可进洞施工。以下对隧道施工现场进行整体研究,描述了有限元能够模拟施工现场的工程。

一、计算原理与模型

1、弹塑性损伤破坏模型

根据不可逆热的力学原理来进行分析推导,弹塑性损伤破坏岩体变形后与加载的历史有关系,因此,其弹塑性损伤破坏的总应变率是在为某一损伤尺度的状态下进行弹性应变的,但弹塑性在岩体中的应变率增多,会使岩体损伤破坏的弹性性质的劣化而产生的应变率。为此,得出了岩体弹塑性损伤破坏与模型组织的结构关系。

2、损伤破坏演化的方式

损伤破坏演化的方式是以描述损伤破坏的数量和应变率为最基准的,因在国外有许多研究者在建立了一个不同的损伤破坏演化方式,其效果都不是很理想,认为损伤破坏演化的整体控制因素是应变的,都是单向阻力下进行的。把损伤破坏演化的方式转换为一种三维立体的效果,可以利用效拉应变与等效应变来代替,即可分别得出其损伤破坏的程度。当单元体种所存在的拉压两种的应变混合受力时,则单元体的总体损伤的系数是比较高的。

3、弹塑性损伤破坏有限元素

当单元体损伤后,为了满足结构组织的平衡原理,需要将其单元损伤后的剩余应变压力俩引起调节点附加在承载重量中。采取建立的三维立体元素的大型弹塑性损伤破坏的组成程序,可以使改程序进行单元体的生死形式,具有群组的使用功能,采取这一模式可以将计算机原理的速度加快。

4、偏压分岔隧道的施工工序

在偏压分岔隧道中先开挖中导洞,然后在适当的浇上混凝土最为铺垫。为研究分岔隧道在偏压过程中的优化进行分析,选取施工工序的具体四点如下:(1)先挖开左边的洞口,然后在挖开右洞口;

(2)先开挖有洞口,后开挖左洞口;

(3)左洞口超前在又懂开挖,然后左右洞口同时进行施工,需要考虑到超前的距离;

(4)右洞超前在左洞开挖,然后在实施左右开挖的模式,切记一定要和上面的超前距离相同,不能存在误差。

从上述看来,根据不同的施工工序,隧道所采用的是上下台阶法开挖,从上到下的原理进行开挖。其具体的操作形式见图1:

二、偏压分岔隧道施工优化分析

1、左右两洞口开挖面合理间距

一侧洞开挖完后要先挖另一侧的隧洞,随着另一侧的隧洞进行,先开挖的

隧道拱顶也在不断下降(见图2),由图可见,后开挖的隧洞与开挖的距离检测断面是越来越长,先开挖隧洞在监测断面的位置有所偏移,所以使先开挖的隧洞距离造成了影响,在距离更变的同时尽可能的使隧洞的断面前方变形的地方达到稳定性。最佳标准的距离是达到30M。

2、施工程序的确定

(1)距离位移

在断面左右的偏压分岔隧道的拱顶的距离位移曲线的正中心。在开挖时,左隧洞拱顶的最终距离位移不能超过4MM,右隧洞拱顶的最终距离位移不能小于4.25mm,在分岔隧道施工时要掌握好彼此的距离位移情况。由此可以见得,在同一侧的偏压分岔隧道中,前后开挖的距离差距可以促使供顶的速度下降,因此,施工程序中距离位移还是存在着非常重要的地位。

(2)应变率

偏压分岔隧道中墙的安全稳定性是所分析的重点,在中墙上部的水平垂直方向应该随着施工变换的曲线来变化。中墙的最终垂直应变率应为7mm,在开挖的工程中,应注意距离的应变效率。

3、最优施工方案

根据前面所分析的内容,为减小左右的偏压分岔隧道的相互开挖的现象,其相互的距离应具有合理性的间距,大约为30M。为确定先开挖的哪端隧洞而更有利于稳定性,要根据具体的位置间距、应变率和中墙的损伤破坏程度来详细的分析,最终才能确定要先开挖左隧洞能更有利于安全稳定。因此,偏压分岔隧道最优施工方案应为左洞超前的30M,有利于同时进行左右施工。

4、损伤破坏屈服区

左洞口超前右洞开挖的施工方式可以引起拱顶和距离隧道的中墙内会产生损伤破坏屈服区。相比左洞在应用上述所说的方式左洞超前于又洞口距离为30M,这样会减少屈服区的损伤破坏现象。一般在拱顶内中墙右侧的屈服区比左侧的大,靠近拱顶隧道内中墙损伤破坏程度是整个隧道中最大的,因此,也可以称之为最为危险的区域,应该加强安全保护措施。根据以上的安全问题,可以是开挖施工时左右不同时进行开挖,先从左洞开挖起,这样一来就可以避免损伤破坏屈服区的现象。拱顶内中墙的两侧之间的屈服区间距差距不大,靠近拱顶上方的隧道内中墙损伤破坏屈服区最大,因此,此处是危险地带,应该加强防护措施。综合以上分析内容,屈服区可分布在靠近拱顶隧道内中墙的位置、靠近拱顶上方的隧道内中墙的两个地方要注意安全防护,或者还可以采取左洞口超前的开挖方式,这样有利于隧道的稳定性。

三、偏压分岔隧道施工过程中的建议

对于偏压分岔隧道的这种新形势的隧道组成结构,存在着拱顶内中墙和施工转化问题,施工过程中太过复杂,遇到偏压分岔隧道的这种复杂的现象,应该研究出一个具体的施工方案。采用三维定位弹塑性损伤破坏模型,对于偏压分岔隧道施工时进行优化,并得出了以下三点结论:

(1)根据不可逆热力科学理论推出了弹塑性损伤破坏模型,并编制了三维元素,采用弹塑性损伤破坏模型可以更好地使岩体变形。

(2)经过上述研究表明,左右洞口先后开挖超前现象至少应该相距 30 m 以上,才能使左右洞口相互施工所造成的影响降低。

(3)建议采取优化施工方案为:先开挖左洞口,即埋深较大一侧隧道洞口,超前右洞口距离为 30 m,然后左右洞口可同时开挖。

总结:经过上述分析结论,可以得出偏压分岔隧道施工过程先施作深埋洞,再施作浅埋洞为优化的施工方案。在偏压分岔隧道施工中采用三维有限元素可以确保左右洞口能同时进行施工。利用不可逆热力科学理论来推动偏压分岔隧道施工过程损伤破坏模型,并对其施工进行优化。深刻的了解在遇到偏压分岔隧道施工过程中出现的问题能如何的应对,这样一来就完全可以代替以往的施工中的复杂性。

参考文献:

[1] 朱维申.李术才.白世伟.施工过程力学原理的若干发展和工程实例分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2003,22(10): 1586-1591.

[2] 刘元雪.蒋树屏.蒋再文.黄土连拱隧道两主洞开挖面合理间距研究[J]. 现代隧道技术, 2006, 43(3): 6-11.

隧道和隧洞的区别篇8

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。

②巨型溶洞RD1流水洞S4至下部岩溶裂隙通道:S4为流水洞,水量4.5L/s(2011年11月25日)。S4处流水洞面积约0.5×0.6m2,下方15m深度范围内为受此流水洞冲刷、溶蚀形成的竖井,呈圆形截面,直径约8m,深度较大,且同1#溶槽联通。此通道水流通过地下深层通道向南西方向发展、汇集,形成较大水流,成为形成1#洞腔及附近空洞的主要水力因素。

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