文档介绍：地下工程设计
魏家山隧道洞深横断面及IV级围岩衬砌设计
摘要
本次洞深横断面及IV级围岩衬砌设计是针对于位于铁山背斜北西翼的魏家山隧道展开的。魏家山隧道地质构造简单,无断层通过,区域稳定性好,工程地质问题主要是洞口的陡崖分布和石堆情况比较杂乱工序。
隧道内围岩有块石、泥岩、粉砂岩等。而本工程主要是对隧道的断面尺寸进行设计以及初期支护和二次支护,并且还对施工组织体系进行了简要的分析。断面尺寸设计时,应充分发挥隧道本身的功能,按照安全、经济的基本原则,综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成,以及营运和施工条件。
衬砌结构按永久性建筑设计,具有规定的强度、稳定性和耐久性,对于国家关于国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求都有很好地满足。对于初期支护和二次支护而言,大都采用工程类比经验方法。初期支护主要按规范进行设计,而在二次支护中,主要从围岩荷载计算和衬砌内力方面进行校核。施工组织设计包括了施工方案和施工流程的概述。
关键词:横断面;衬砌设计。
目录
第一章 工程背景 1
地质构造 1
地层岩性 1
主要工程地质问题 1
围岩级别划分 1
第二章衬砌断面设计 4
4
4
4
5
第三章初期支护与二次衬砌设计 8
初期支护设计 8
二次衬砌设计 8
8
9
第四章施工组织设计 20
20
20
20
21
22
第五章总结 23
参考文献 24
工程背景
地质构造
魏家山隧道位于铁山背斜北西翼,岩层呈单斜状产出,岩层产状276°~313°∠4°~38°。铁山背斜轴线方位35o,从双河口至宣汉陈家坡圈闭倾伏,两翼倾角NW20o~60o,SE25o~47o。工作区仅为北东端倾伏部分,倾伏角10o,轴部圆滑,轴向变化小。背斜核部位于出口外200余米,于线路K101+900处穿过。隧址区除出口端靠近背斜核部外,地质构造简单,无断层通过,区域稳定性好。
本次勘察对隧址区进行了裂隙调查,主要发育有二组构造裂隙:①105°~122°∠52~64°,裂面粗糙不平,~,~,无充填;②230~293°∠72~84°,平直,~,~,有少量岩屑充填。
地层岩性
根据地面工程地质测绘及钻探揭露,隧址区的地层主要为第四系崩坡积层(Q)及坡残积层(Q4dl+el)粉质粘土、碎块石土,中生界侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)及中生界侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)砂泥岩及侏罗系中统新田沟组(J2x)砂泥岩。
主要工程地质问题
隧道进口经过地面调查及访问,未发现滑坡、泥石流等不良地质现象。但隧道进口位置,为基岩顺层,同时基岩面较陡,因此应特别注意洞口的防护。
隧道出口位置为砂岩陡崖,其陡崖坡脚形成一定厚的的岩堆。该岩堆块石单个个体较大,且多为架空结构,因此对隧道出口不利。
围岩级别划分
按照《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)规定的围岩分级方法,同时参考《公路工程地质勘察规范》,综合考虑隧道工程地质条件,主要是岩性特征及组合,岩层产状,裂隙发育及风化情况,岩体结构结合钻孔岩芯采取率、V
p、Kv、RQD、BQ和[BQ]指标,岩体物理力学指标及水文地质情况。隧道围岩级别主要为Ⅴ、Ⅳ级,围岩分级指标、工程地质特征见表1-1和表1-2,长度详见隧道(地质)纵断面设计图。
表1-1 围岩基本质量指标[BQ]及围岩分级表
地层
代号
岩石名称
天然密度
天然抗压强度
饱和抗压强度
弹性模量
泊松比
内摩擦角
凝聚力
岩石
坚硬程度
(g/cm3)
(MPa)
(MPa)
(104MPa)
(°)
(MPa)
J2s
粉砂质泥岩(中风化)
27
软岩
细砂岩(中风化)
33
较软岩
J2x
泥质粉砂岩(中风化)
30
较软岩
细砂岩(中风化)
42
较硬岩
强风化岩体属极软~较软岩,构造风化裂隙发育,Kv<,〔BQ〕<250,围岩级别属Ⅴ;隧道洞身围岩级别划分根据勘查隧道地质