刘家梁隧道工程地质水文及设计探究

刘家梁隧道工程地质水文及设计探究刘建华LIUJian-hua(中铁十二局集团第二工程有限公司，太原030032)(The2ndEngineeringCo.,Ltd.ofthe12thBureauGroupofChinaRailway，Taiyuan030032,China)摘要院新建山丙中南部铁路通道刘家梁隧道位于黄山丙坡黄土高原丘陵IX,冲沟发育，地形起伏较大，高程995—1115米，相对高差大，近120米。山体表覆新黄土、老黄土，沿隧道轴线冲沟沟底及沟壁未见三叠系下统基岩出露。隧道进出口无公路相通，交通不便。距左侧的313省道约2500米，交通不便，有一土路延伸至距隧道进口约200米处，车辆通行须扩道。木文主要对刘家梁隧道工程地质水文及设计进行了简要的研究和分析。Abstract:TheLiujialiangtunnel,whichisthechannelofcentralandsouthernrailwayofShanxi,islocatedinHuangshanwesternslopeLoessPlateau.Inthisarea,thegullyisdeveloping,itshowsundulatingterrain,andtheelevationis995-1115meters,sotherelativeheightislarge,nearly120meters.HillsurfacecoversnewloessandoldloessandtheditchandtrenchwallofgulliesalongtheaxisofthetunnelhavenotriassicbedrockundertheEC.Tunnelexporthasnoroads,sothetrafficisinconvenient.Thetrafficabout2500metersawayfromtheleftsideofhighway313isinconvenient,onlyadirtroadextendingtoabout200metersawayfromthetunnelentrance,sothevehiculartrafficshouldbeextended.ThispapermakesbriefresearchandanalysisonthegeologyandhydrologydesignofLiujialiangtunnelengineering•关键词院刘家梁隧道;工程建筑；地质水文；设计研究Keywords:Liujialiangtunnel；engineeringandconstruction；geologyhydrology；designresearch中图分类号院U45文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)31-0130-020引言刘家梁隧道的基木概况为：起讫里程为DK29+377—DK32+525，隧道长3148米。设计为双线隧道，隧道最大埋深103.91米。隧道DK31+062.47— DK31+703.19位于半径为1200米的左偏曲线上，曲线长度为640.72米。隧道进U场地狭窄，沟底净宽不足4米，施工便道修建闲难，不具备进洞施工条件。经现场测量，里程为DK30+449,线路左侧的冲沟内若增设一横洞，具备进洞条件。横洞水平长76米，与正洞夹角60毅，坡比为1.3%。地质与水文条件是影响刘家梁隧道工程的重要因素，文章主要对这一点进行重点介绍。1刘家梁隧道工程地质及水文情况1.1工程地质条件1.1.1地层岩性隧道经过区地层主要为：第四系上更新统风积层（Q[3]（eOl））新黄土，中更新统洪积层（Q[2]（pl））老黄土，第三系上新统（N[2】）粉质黏土。隧道DK29+395~DK29+430段通过地层为新黄土及老黄土；DK29+430〜DK29+857段通过地层为老黄土及粉质黏土。DK29+880〜DK29+890、DK30+340〜DK30+410段边墙及基底为粉质黏土，洞顶地层为老黄土；DK29+890~DK30+340、DK30+410〜DK32+475段通过地层为粉质黏土。1.1.2特殊土隧道所处山体表层分布新黄土，具湿陷性，湿陷系数啄s=0.021—0.024,黄土场地为自重湿陷域级。DK29+377~DK29+864段。DK29+864〜DK32+525段隧道所处山体表层广泛分布新黄土，新黄土具湿陷性，湿陷系数啄s越0.015,黄土场地为玉级（轻微），非自重湿陷场地。第三系粉质黏土自由膨胀率Fs为46豫一60豫，具弱膨胀性，设计吋应注意。1.2水文地质条件勘测期间勘测深度内未见地下水及地表水，隧道洞身含少量第四系及第三系孔隙潜水，雨季洞身含少量第三系孔隙潜水。2刘家梁隧道工程的设计方法2.1隧道建筑界限及衬砌内轮廓淤建筑限界:建筑限界采用“隧限-2B”，曲线地段考虑加宽。于衬砌内轮廓：隧道为单洞双线隧道，标准线间距为4米，除曲线处按要求加宽外，接触网关节根据要求考虑加宽、加高。2.2轨下基础类型隧道采用60千克/米钢轨（重车方向预留75千克/米钢轨条件），区间无缝线路。采用有砟轨道，轨道结构高度1.107米。 2.3洞门及洞口工程淤隧道进口采用偏压式明洞门（W=0）,明洞13米；出口采用直切式洞门（W=60）,明洞48米。明洞冋填高度应大于2米，并施作50厘米厚粘土隔水层。于进口边仰坡坡率：新黄土1丄0,老黄土1:0.75,粉质黏土1:1.0,并加强防护及排水措施。孟洞顶截水天沟排水与路基天沟顺接。2.4衬砌支护设计淤暗挖隧道按新奥法设计与施工，采用复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，郁一吁级围岩隧道均采用曲墙带仰拱的衬砌结构形式。于DK29+377〜DK29+390、DK29+850〜DK29+876、DK32+465~DK32+513段采用整体式明洞衬砌。盂隧道DK29+545〜DK29+690、DK30+780—DK30+945、DK31+950〜DK32+115段，采用锚段关节衬砌。2.5结构耐久性设计淤隧道结构应具奋足够的耐久性，主体结构按满足100年正常使用的要求设计。于氯离子渗透能力约1500库仑。盂严格控制混凝土碱骨料反应和水泥中的碱量。榆衬砌结构混凝上原材料品质、材料使用量等耐久性指标要求，根据环境作用等级，按相关规范标准执行。虞衬砌结构钢筋外侧混凝土净保护层最小厚度按相关规范标准执行。愚衬砌施工控制要求、跟踪检测要求以及养护维修按相关规范标准执行。2.6隧道防排水设计隧道防排水采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理“的原则。在地下水发育II水文环境冇严格要求的隧道，防排水采用“以堵为主，限量排放“的原则。无法满足过水要求的，应适当加宽、加深水沟。2.7辅助工程措施淤大管棚超前支护。隧道进、出口暗洞进洞地段DK29+390一DK29+420、DK29+820~DK29+850、DK29+876—DK29+906、DK32+435〜DK32+465拱部140毅范围内施作親108毫米大管棚超前支护，环向间距为3根/米，长度为30米。于超前小导管支护。隧道郁级、郁级加强、吁级、吁级加强地段，拱部140毅范围施作超前小导管支护，采用外径親42毫米热轧无缝钢管，t=3.5毫米，环向间距为30根/米，纵向每两榀格栅施作一环。盂锁脚锚管。台阶法开挖吋，台阶底部两侧每个的钢架脚部打设3根锁脚锚管，锁脚锚管采用外径親42毫米热轧无缝钢管，t=3.5毫米，锁脚锚管应与钢架焊接牢固。 2.8洞内附属构筑物2.8.1电缆槽淤隧道内设置双侧电缆槽，电缆槽设盖板，能开启维护；电力电缆槽位于线路大里程放线左侧，通信、信号电缆槽位于线路大里程方向右侧，通信、信号电缆槽合设。于隧道内电力电缆槽尺寸：宽伊深为320伊300毫米，槽道内用粗砂填实。盂通信、信号电缆槽尺寸：宽伊深为320伊300毫米，槽道内用粗砂填实。2.8.2避车洞隧道按要求设置避车洞室，小避午.洞单侧间距为60米，深1.0米，洞室沿隧道两侧交错布置；大避车洞单侧间距300米，深2.5米，洞室沿隧道两侧交错布置。隧道共设置15个大避车洞，83个小避车洞。2.8.3综合接地淤隧道信号电缆槽内通常设置贯通地线。于通信机械室内预留出供通信设备接地用的接地端子两处，接地端子设在高出地面约200毫米，与防静电地板基本平齐。2.9施工方法隧道郁级围岩、郁级围岩(粘土)采用台阶法施工；黄土郁级及加强采用台阶法施工；深埋吁级围岩采用短台阶法，并增设临吋仰拱，每两榀设置一道；浅埋、断层破碎带吁级围岩结合超前预加固措施采用短台阶(临吋仰拱)法；黄土吁级围岩采用三台阶法施工，并增设临时仰拱，每两榀设置一道;隧道开挖采用光面爆破,严格控制超欠挖，初期支护喷射混凝土应采用湿喷工艺。3总结本文主要介绍了一下刘家梁隧道工程的基本概况、基本水文情况，提出了针对刘家梁隧道工程的具体设计方案和施工方法。参考文献院［1】梅金华，曹卫文，曾艳剑.复杂地质条件隧道坍塌原因分析及处治技术［」］.公路工程，2011(1).［2】李庆华，黄永泽，刘虎队.向黄隧道复杂工程地质问题分析及防治措施⑴.重庆交通大学学报(自然科学版｝,2011(zl).［3］王坛华,陈剑平，李杨，李燕俊.隧道穿越复杂岩体的水文工程地质原因分析［」］.岩土工程界，2008(3).