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当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时,地层滑动将使隧道结构受到很大的剪力,以致把结构物损坏。应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带,而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中;如果隧道恰在层间软弱面的上方,地层滑动会使隧道的某一段发生横向推移,而与邻段断开。因此一定要尽可能避开软弱结构面,特别是不要把隧道中线设成与软弱结构面的走向一致或平行,至少要成一定的交角。
软弱结构面地带隧道位置的选择
直立岩层—隧道通过直立岩层时,其中线宜垂直于岩层的走向穿过,在隧道开挖过程中,易产生坍塌,甚至会导致大的坍力,致使地面形成“天窗”
直立岩层中隧道位置的选择
-褶皱构造与隧道位置的选择
褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型,当隧道通过褶皱构造时,应尽量避免将隧道置于向斜或背斜的轴部(a)、(b),而应将隧道置于翼部(c),则隧道所处的地质条件类似单斜构造
当对隧道通过向斜和背斜轴部作比较时,则背斜较向斜略好,若向斜轴部处于含水层中,地下水积聚凹底,洞身开挖所出现的涌水及坍塌将比背斜严重,也将增加施工的困难。
褶皱构造隧道位置的选择
4、傍山隧道选址
为改善线形,提高车速,缩短里程,节省时间,常修建傍山隧道。
傍山隧道一般埋藏较浅,容易造成各种病害;山坡亦常有滑坡,松散堆积,泥石流等不良地质现象,地质情况较为复杂。
选择傍山隧道时应注意:
(1)傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生,隧道位置宜往山体内侧靠--宁里勿外
傍山隧道最小覆盖层厚度t(m)
围岩类别
最小覆盖层厚度(m)
单线
双线
Ⅳ
4~6
7~9
Ⅲ
7~10
10~15
Ⅱ
11~20
16~30
(2)要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响,如图所示。
(3)应考虑施工便道设置和既有公路的位置,应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。如图所示。
(4)线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。
河岸受冲刷对洞身位置影响示意图
道路对洞身稳定的影响示意图
沿河傍山绕行方案—沿着山体自然弯曲傍山绕行,如果地形条件尚能允许,则可采用。在不得已时,只得大劈坡,或高层填土,上设御土墙,下设护坡护岸,有时还须跨谷建桥,有时为防滚石坠落,还需设置防护明洞
隧道直穿方案—如果在平面障碍的前方,开凿隧道,穿山而过,虽然初期工程略大一些,但线路顺直平缓,工程单一,可不设急弯,没有陡坡,路线行程缩短,运营条件改善,而且不受山坡坍方落石的威胁如下图所示。从长远的利益来看,隧道方案往往是比较合理的。
5、不良地质地段隧道位置的选择
研究地质条件的重要性:不论是沿河(溪)线还是越岭线,地质条件对隧道位置的选择往往起决定性作用。好的地层,对施工和营运均有利,亦可节省投资。对岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段应避免穿越,以免增大投资,造成施工与营运的困难,影响隧道安全,留下后患。若不能绕避而必须通过时,应采取可靠的工程处理措施,以确保隧道施工及营运安全。