论特殊地质隧道设计要点

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1、论特殊地质隧道设计要点　　摘要：随着公路建设的发展，公路隧道的建设工作也随之进入到一个新的发展阶段。路线所穿越的地质环境越来越复杂，本文主要对通过流砂、岩溶区、瓦斯、卵砾石层等特殊地质的公路隧道设计的要点进行了分析。关键词：公路；隧道；设计；施工 中图分类号：X734文献标识码：A引言：我国公路建设的发展非常迅速，公路逐步从平原微丘区向山岭重丘区延伸，为适应地形、地质条件，不可避免的出现长大隧道或隧道群，在隧道建设中，存在需进一步研究或探讨的问题。如复杂山区隧道线形设计、隧道防排水设计、特殊地质条件下隧道施

2、工等。特殊地质条件下公路隧道施工遇到的主要问题是松散地层处理、断层及节理裂隙发育段、软弱不利结构面、岩爆（轻微）、涌突水（少量）、洞内塌方处理等突出问题。这些问题给隧道的设计施工带来了严重困难。 一、穿越流砂地质的隧道设计的要点 （一）流沙地质及其特征 6流砂，是指的某些围岩处于饱水的条件下所产生的一种自然现象。在有砂以及黏土质砂存在的地方都会形成流砂。另外，亚砂土或是淤泥的地方，也会呈现出流动的状态。 处于饱水的条件下，若地下水流动时，砂砾所受到的动水压力等于或超过其颗粒的浸

3、水重量之状态，则颗粒将会停留在悬浮状态。由此形成流砂地质。 在砂砾很细的情况下，若处于饱水的条件下，此时地下水不再是简单机械地充填在砂砾颗粒之间，而是会黏附在砂砾颗粒的表面上。由此，土体就会成为类似于胶体的状态，而生成触变性质。土体在爆破或是震动等具有冲击力的作用下，同样，也会形成流动的状态。 由此得出，上述的围岩由于存在动水压力或者是动力作的用，在一定的条件下，就会出现流动现象。 （二）隧道设计的要点 若是在公路隧道开掘过程中遇到流砂，会造成巨大危害。同时给施工引起困扰。若是

4、流砂涌入至坑道，则会使得围岩中形成空穴和坍塌，甚至会迫使公路路线改线。因此，在对隧道设计时一定要认真对待流砂，及时处理。 首先，在设计时要做到制止流沙涌入至坑道中的可能。施工设计理念是“先保护后挖掘，采用密闭的支撑，边挖掘边密封”的方法。 其次，必要时，甚至可以用双层插班来进行支撑，在两层板间设计漏水层，以避免因为流水过多而带起泥沙，从而而造成塌方。 6再次，隧道结构应设计有昂拱的封闭式衬砌。并且，地下水不能经隧道排走，以免泥沙流失导致塌方。施工中不仅要设计用小断面和工序紧跟以及密封支撑

5、，而且还应注意到要有足够的预留的沉落量保留。设计配合施工随时注意观察，及时测量实际操作中的沉落情况。 此外，还可设计用特殊施工方法，如地下水位降低方法、冻结方法、硅化方法、压气方法等等。这些方法常常应用于遇到特大的流砂的情况。但是，目前应用不多。 二、有瓦斯（或其他有害气体）溢出的公路隧道设计的要点 （一）关于瓦斯及有害气体 这里的瓦斯引自矿山描述。坑道在穿越含瓦斯的煤层，或穿越含瓦斯的煤层的附近的破碎或是节理发育的地质时，都有可能会遇到瓦斯。根据实际调查，当瓦斯含量达到5%－

6、16%时，若遇火，就会导致瓦斯爆炸。 因此在设计施工中，必须认真对待，及时处理。 （二）隧道设计的要点 首先，要尽最大可能对瓦斯状态进行查明。但是，对于级别达到3级的瓦斯区，设计公路隧道时，要绕避。 其次，设计时必须要考虑到通风的条件和严格执行，设计时确保瓦斯以及防火防爆方面检查与排除的设施及条件，并严格执行。设计时严格遵守公路隧道有关规程。 6再次，设置专人进行瓦斯含量的定时检测检查。在进行线路、开关、照明以及机电设备等的设计时候都必须配置防爆装置。要切实采取一切能

7、防止瓦斯突出的可能的措施 此外，为了防止隧道建成后，瓦斯会渗入隧道内。在进行设计时，应按照将封闭与排放相结合的设计原则。衬砌最好选用带昂拱的有防瓦斯层设计的封闭式的衬砌。而且，衬砌背后要设计排放瓦斯的通道。施工通风的设计应严格按照瓦斯隧道的通风要求来校核通风量。 三、其他常见地层的设计处理1、松散地层处理 松散地层的特点是：结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌。处理方法如下： （1）爆破前，根据围岩级别进行超前支护。 （2）可采用超前管棚法进行

8、超前支护。管棚由钢管和钢格栅构成，管棚钢管外径为89mm，壁厚6mm，钢管中心间距为管径的2～3倍，每节钢管长度为4～6m，接头采用厚壁管箍，丝扣长度不小于150mm，且相邻两管棚接头错开，纵向两组管棚之间塔接长度大于2m 6（3）对于空隙较大的松散地层，可用超前小导管注浆法通过。钢管选用直径42mm的热扎钢管，长度4.5m，前端做成