复杂地质条件下轨道交通长大隧道设计技术分析

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时间:2018-10-16

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1、复杂地质条件下轨道交通长大隧道设计技术分析四川川康公路规划勘察设计有限责任公司四川省成都市610000摘要:文章以工程实例为背景,针对城市轨道交通长大越岭隧道设计中使用的新技术以及存在的主要难点与重点问题,对隧道穿越复杂地质体过程中的处理方法与应对措施进行了深入的分析与探讨。以期为未来复杂地质条件下轨道交通隧道设计中遇到问题的解决提供一些思路和参考。关键词:越岭隧道;煤系地层;地表水体近年来我国社会经济己经取得了突飞猛进的发展,轨道交通建设也随之得到了空前的发展,现在我国己经对将近30个城市进行了轨道建设。木文以工程实际为背景,

2、针对复杂地质条件下轨道交通长大隧道设计技术展开了一系列的分析。1.工程概况某轨道交通一号线是我国现阶段轨道交通领域中最长,同时也是地质条件最复杂的一条长大越岭隧道,隧道全长为4.50km,隧道的最大埋深大约是270m,按照奥法原理进行设计,同时采用复合式衬砌结构,隧道沿线共穿越了侏罗系中的新FH沟组、珍珠冲组以及飞仙关组等地层。隧址区岩层主体为碳酸盐岩石,在岩层中约占60%,砂岩与泥质岩其次,在隧道所遇岩层中占到了40%左右。地层富水性受到岩性、地形地貌以及岩溶等因素的控制,须家河组与珍珠冲组地层中富含一定量的地下水,碳酸岩盐类

3、岩石主要毡括嘉陵江组、雷口坡组等,其地层岩溶发育中含有非常丰富的地下水,飞仙关组中发育着灰岩以及泥灰岩等内岩,含有非常丰富的岩溶水。2.隧道穿越含瓦斯地层和煤层采空IX应该如何应对隧道的施工过程中极有可能会遇到一些有害气体或者有毒气体,同时也会遇到一些釆空区和洞顶薄煤层失稳的现象。在隧道设计过程中,针对有关穿煤过程中最大瓦斯涌出量不能0.5m&SUp3;/min以上的判断,结合隧道埋深实际情况,并经过仔细分析之后,才得出这样的结论:穿越煤层不能超过200m同时煤层应该露出地表以上,因为瓦斯露出地表吋间一长变会受到溢出的作用,瓦斯

4、溢出的可能性会比较小,但是对煤层受挤压过程中可能会出现的瓦斯聚集情况进行综合考虑,可能会出现高瓦斯段,这时位该充分重视对瓦斯的防治,尽量避免意外情况的发生。站在节约投资以及工程安全的角度进行考虑,应对瓦斯监测体系进行提高,并严格按照高瓦斯隧道对其进行监测,在工程施工过程中采取相应的工程措施通过相关煤系地层。结合瓦斯监控结果可以看出,如果冇高瓦斯再动态问题出现,应对工程措施进行调整,最终对工程施工安全进行保证。另外,因为充分考虑到隧道穿越煤层可能会碰到采空区,在设计过程中应该结合采空区的规模大小采取相应的解决办法。如果采空区的规模

5、相对较人,可以通过超前预报、采空区积水排放、采空区的加固与揭开、采空区的加固与冋填、施作隧道衬砌等相关方式进行处理;如果采空区的规模比较小,可以通过超前预报、对采空区进行超前的预注浆冋填、开挖通过采空区以及施作隧道衬砌等相关方式进行处理。因为隧道穿越煤系的岩层存在比较大的倾角,岩层的走向为92°57°,与隧道相接近的方向为正西,掌子面穿越煤层之后,拱顶砂岩将会受到煤层切割的影响,进而形成一种楔形体,在开挖的过程中很容易会使拱顶出现垮塌等现象,进而对隧道的施工安全带来严重影响,这吋应该使开挖进尺得到适当的减小,同吋

6、增加超前预支护、减小爆破扰动等因素带来的损失,最终对隧道围岩整体的稳定性进行保证。1.隧道穿越岩溶富水区段应该如何应对3.1岩溶富水区段的分布和主要特点本工程隧道穿越地层之中的岩溶富水区在整个隧道中占到60%以上的比重,其总长度在2600m以上,隧道工程设计的难点与重点都集中在了本区段中,同时这也正是隧道建设成功与失败的关键。岩溶富水区的主要分布区域是背斜核部的嘉陵江组、雷口坡组等区段,尤苏是不冋地质分段的接触带发育的最好,经常可以遇到破碎带和岩溶等现象的出现。本区段中的围岩主要是碳酸岩,在地下水的环境下,主要成分为岩溶裂隙水合

7、岩溶管道水,岩溶发育具有压力高、水量大等一系列特点,最大地下水静水压力可以达到l.SMPa,在这种情况下,地表水和地下水之间的水力联系十分紧密。站在工程安全的角度来看,隧道设计应该对隧道掘进的安全性以及隧道投入运营之后衬砌结构的安全性与排水的可靠性等问题进行综合分析。此外,应与岩溶富水区段的具体工程特点相结合,冋吋应该从上述几个问题的角度对地下水进行控制与疏导。3.2隧道穿越岩溶富水区段地下水治理本隧道在穿越岩溶富水区段的吋候需要对地下水进行综合治理,在这里应该围绕疏导和控制两个方向相结合,对隧道施工以及运营过程中出现的生态环境

8、破坏和工程安全等方面问题进行综合考虑,并采用相应的技术措施对地下水进行处理,在治理的过程中应该对以下几方面因素进行分析:1)隧道的社会景象和隧道的地理位置;2)适应城市轨道交通功能以及实际运营期间的维护方式;3)使隧道建设过程中的地面建筑以及生态环境等方面需求得

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