【摘 要】在隧道工程勘测设计中,选择合理的隧道位置不仅是选线的重要组成部分,同时也关系着施工难易、工期长短、造价大小、运营安全和运输效率。隧道位置选择时考虑的因素有很多。包括社会条件:政治、经济、国防、对自然环境的影响;自然条件:围岩工程地质、水文地质、地形、地貌等。围岩工程地质条件是控制线路方案取舍及位置选择的主导因素。本文主主要论述围岩工程地质条件对隧道位置选择的影响以及隧道位置选址时应注意的事项。 

  【关键词】隧道位置选择;围岩工程地质条件;影响;注意事项 

  考虑围岩工程地质对隧道位置选择的影响,选线的基本要求是应力求选择在地质构造简单,岩性良好的稳固地层中。对岩性差的地层、断层破碎带、含水层等严重不良地质地段,应避免穿越,若不能避让而必须通过时,应有充分的理由,并应减短其穿越的长度,采取可靠的工程处理措施,以确保隧道施工及运营的安全。 

  1 单斜构造与隧道位置的选择 

  单斜构造的层次大体平行而有同一倾角。常见的工程地质问题为不均匀的地层压力、偏压、顺层滑动等现象,故隧道中线以垂直走向穿越最为有利。 

  在单斜构造的地质条件下,必须事先把地层的构造和倾角大小调查清楚,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 

  1.1 水平或缓倾角岩层 

  当隧道通过坚硬的厚层岩层时,较为稳定。若通过很薄的岩层,则施工时顶部易产生掉块现象,此时,以不透水的坚硬岩层作顶板为最好 

  1.2 陡倾角岩层 

  陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在,当有软弱夹层伴以有害节理切割时,易产生坍方和顺层滑动;在此情况下,如以明洞通过时应慎重对待 

  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。 

  1.3 直立岩层 

  指岩层层面与水平面直交或近于直交的岩层,即直立起来的岩层。在强烈构造运动挤压下,常可形成直立岩层。 

  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” 。 

  2 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,而应将隧道置于翼部,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。 

  3 断裂构造,接触带与隧道位置的选择 

  在选择隧道位置时,切忌沿着(或靠近平行)断层带或破碎带修建隧道,特别是对于区域性大断裂,尤应注意绕避。当隧道线路必须通过断层带时,应尽量使线路与断层走向正交,同时应避开严重破碎带,并应使通过断层的地段最短。 

  4 不良地质的影响 

  大量工程实践表明:不论是河谷线还是越岭线。在具体选定隧道位置时都必须详细研究地质条件的影响,力求使隧道在较好的地质条件下通过,尽量减少不良地质条件的影响是极力重要的。 

  4.1 滑坡地区 

  在山区修建铁路隧道时,经常遇到滑坡,它给施工,运营可能造成极大危害,因此,当隧道线路必须通过滑坡地段时,应慎重对待。采用隧道避开滑坡时,应使隧道洞身埋藏在滑床(可能的滑动面)以下一定厚度的稳固地层中,以确保施工及运营过程中滑坡滑动时不致影响隧道安全。 

  4.2 岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区 

  岩石经风化作用,分解和剥离成为大小不一的块体,从山坡上方滚下,或冲刷夹持而堆积在山坡坡脚处,形成松散堆积体。隧道通过这类地区,开挖时极易发生坍方,给施工带来困难。这时宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体之中。 

  选择隧道位置时,应查明工程地质及水文地质情况,原则上应避免从不稳定的岩堆、崩坍、错落、堆积层地区中通过,应将洞身置于稳定的地层,当隧道必须通过时,首先应分析并确认其具有稳定性,且一定要采取有效可靠的工程措施,方得以在下图所示位置通过。 

  4.2.1 泥石流 

  当线路通过泥石流地区时,首先应充分预计和判明泥石流的成因、规模、发展趋势和冲、淤变化规律,论证以路基、桥梁通过或者以隧道等方式绕道的合理性,并判定工程安全度,以决定隧道方案的可行性。 

  当隧道(明洞)洞口位置毗邻泥石流沟时,应注意适当延长以避免泥石流可能扩散范围的影响。 

  4.2.2 溶洞地区 

  当隧道通过岩溶地区时,应力求避免穿越岩溶严重发育的网状洞穴区、巨大空洞区及有利于岩溶发育的构造带,尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳酸盐岩(可溶岩与非可溶岩)的接触带。当不可能时,应选择在较狭窄地段,以垂直或大角度穿过,使通过岩溶地段为最短。 

  4.2.3 瓦斯地区 

  隧道开挖时,有害气体如甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)逸出;轻则致人窒息,重则引起爆炸,危害甚大。选择隧道位置时,最好能避开。不得已时,应做好通风稀释的措施。 

  4.2.4 黄土地区 

  黄土具有干燥时甚坚固,遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。 

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