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隧道设计原则
隧道设计原则
1.1设计标准
(1)公路等级:
高速公路;
(2)设计速度:
80km/h;
(3)车道数及车道宽度:
双向四车道,行车道宽度2×3.75m;
(4)荷载等级:
公路Ⅰ级;
(5)隧道结构安全等级:
一级;
(6)防水等级:
拱、墙二级防水标准;
(7)地震基本烈度:
地震动峰值加速度系数为0.15g,地震基本烈度Ⅶ度。
(8)路面基本照明亮度:
不低于3.5cd/m2。
1.2隧道建筑限界及净空
1.2.1隧道建筑限界
本项目隧道建筑限界的拟定根据部颁规范《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)及《公路隧道设计规范第一册土建工程》(JTG-3370.1-2018)拟定。
隧道主洞净宽:
0.75m(检修道)+0.5m(侧向宽度)+3.75m(行车道)×2+0.75m(侧向宽度)+0.75m(检修道)=10.25m;净高:
5.0m。
如下图所示:
隧道主洞建筑限界图
隧道紧急停车带净宽:
0.75m(检修道)+0.5m(侧向宽度)+3.75m(行车道)×2+0.75m(侧向宽度)+3.0m(紧急停车带)+0.75m(检修道)=10.25m;净高:
5.0m。
如下图所示:
隧道紧急停车带建筑限界图
车行横通道净宽:
4.5m;净高:
5.0m。
人行横通道净宽:
2.0m;净高:
2.5m。
1.2.2隧道内轮廓
隧道内轮廓在满足建筑限界、运营设备安装空间(如照明、强电电缆沟及弱电电缆沟等)、装饰及方便维修保养等的前提下,力求使净空断面利用率高、结构受力合理,此外,隧道内轮廓尺寸尚需考虑结构施工误差、测量误差、结构变形等。
根据隧道穿越地层的地质条件,为统一和美观,并利于节省投资及机械化施工,隧道内轮廓采用三心圆内轮廓断面。
隧道建筑限界以外预留运营设备安装空间、必要装修空间。
部分隧道位于设超高的曲线上,内轮廓确定考虑了路线超高的影响。
本项目隧道抗震设防措施等级为三级,根据《公路隧道抗震设计规范》(JTG/T2232-01-2019规定,隧道抗震设防段,建筑限界和内轮廓的最小间距宜大于15cm。
主洞内轮廓如下图所示:
隧道主洞内轮廓图
1.3隧道设置情况
本项目K线共设置4座隧道,其中特长隧道两座,长隧道一座,短隧道一座。
本项目未设置连拱隧道,隧道均为分离式隧道。
根据本项目隧道的开挖跨径及所处的地形与地质条件、结合隧道洞口的开挖施工工艺,对于两洞室间距≥16m的Ⅳ级围岩段可按正常分离式隧道设计,施工中注意错开两隧道施工面间距不小于30m,减少爆破震动影响;对于两洞室间距≥18m的Ⅴ级围岩段可按正常分离式隧道设计,施工中注意错开两隧道施工面间距不小于45m,减少爆破震动影响可按正常分离式隧道进行设计。
对于两洞室间距小于上述要求的,按照(小)净距隧道设计。
(小)净距隧道施工以“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”为原则,并将中间岩柱的稳定与加固作为设计与施工的重点。
(小)净距隧道两洞(净间距)结合洞口地形地质条件及总体路线设计,两洞间最小净距一般情况应满足10m以上,特殊情况下可采用8m。
(小)净距隧道支护结构先行洞与后行洞掌子面间距控制在45m以上,先行洞初支完成并达到设计强度后,(后行洞)方可开挖,爆破震动速度限制在15cm/s。
本项目G线金沙江隧道出口段设置有(小)净距段落,其他隧道均为标准间距分离式隧道。
本项目隧道最大(超高)为3%,多为隧道进出口段。
隧道洞口内外各“3S”设计速度行程长度范围内的平、纵面线形设计一致,隧道洞外连接线与隧道线形协调一致。
隧道纵坡控制在3%以内且大于0.3%,隧道洞口内外各3S设计速度行程长度范围的纵面线型一致。
1.4隧道土建结构设计
1.4.1洞口位置的确定及洞门设计
隧道洞口位置的选择应综合考虑地形、地貌、地质及生态环境的影响,结合洞门排水及边坡稳定的要求,遵循“早进洞、晚出洞”的原则,使洞口的边、仰坡(刷方)高度适中,减少对地表植被的破坏。
洞门设计应力求“结构简洁、美观、大方”,与洞口地势、周边环境协调一致。
此外,设计洞门型式还从隧道的功能与周围景观的协调、环境保护、交通工程学、养护管理、防灾等各方面进行了分析,力求为沿线公路景观增加一些亮点,以减轻行车的单调乏味之感。
隧道洞门设计可结合洞口地形地貌采用合适的洞门形式,主要包括:
明洞式、端墙式洞门。
明洞式洞门适用于地形开阔、边仰坡不高、仰坡较平缓、隧道轴线与地形等高线正交或接近正交的地带;端墙式洞门适用于仰坡陡峻、山凹地形、斜交地形的狭窄地带。
削竹式洞门
端墙式洞门
1.4.2隧道结构设计
隧道各级围岩复合式衬砌设计支护参数选择以工程类比为主,再通过必要的理论分析计算(有限元法、荷载-结构法)等进行校核;施工中应注意通过现场监控量测分析,及时调整设计支护参数,实现动态设计、信息化施工,以体现“动态设计、过程控制”的理念。
明洞衬砌用于进出口明挖段,主要分为偏压式和标准式两种结构形式。
在进行结构计算时,设计荷载考虑回填土荷载、结构自重及施工荷载,仰拱及采用浆砌片石或混凝土回填的边墙部分考虑地基弹性抗力。
复合式衬砌按照新奥法原理进行设计和施工,以锚杆、喷混凝土或(钢筋网)喷混凝土、钢拱架为初期支护,模筑(混凝土)或钢筋混凝土为二次支护,共同组成永久性承载结构。
初期支护:
对于Ⅳ~Ⅴ级围岩由工字钢拱架、径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成,而对于Ⅱ~Ⅲ级围岩则由径向锚杆,钢筋网及喷射混凝土组成。
钢拱架之间用纵向钢筋连接,并与径向锚杆及钢筋网焊为一体,与围岩密贴,形成承载结构。
二次衬砌:
一般情况下采用素混凝土,以方便施工,但是当设计荷载较大,特别是在浅埋软弱围岩地段后期荷载较大时则采用钢筋混凝土,以确保隧道支护结构的安全。
二次衬砌施作的合理时间应根据施工监测数据确定,尽可能发挥初期支护的承载能力,但又不能超过其承载能力。
分离式隧道主洞复合式衬砌支护设计参数表
衬砌类型
初期支护
二次衬砌
辅助施工
锚杆
钢筋网
喷射混凝土
钢拱架
Ⅴ级围岩
Cf5a
φ25智能中空注浆L=4.0m;(纵)50×100cm(环)
双层φ8钢筋网20×20cm
C25喷射混凝土厚28cm
Ⅰ20b工字钢
间距50cm
50cm钢混凝土
φ42小导管
Cf5b
φ25智能中空注浆L=4.0m;(纵)60×100cm(环)
φ8钢筋网20×20cm
C25喷射混凝土厚24cm
Ⅰ18工字钢间距60cm
50cm钢混凝土
φ42小导管
Cf5c
φ25智能中空注浆L=4.0m;(纵)75×120cm(环)
φ8钢筋网20×20cm
C25喷射混凝土厚24cm
Ⅰ18工字钢间距75cm
50cm钢混凝土
φ42小导管
Cf5d
φ25智能中空注浆L=4.0m
(纵)75×120(环)
φ8钢筋网20×20cm
C25喷射混凝土厚24cm
Ⅰ18工字钢间距75cm
45cm钢混凝土
φ42小导管
Ⅳ级围岩
Cf4a
φ22药卷锚杆L=3.0m,(纵)75×120cm(环)
φ8钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚22cm
Ⅰ16工字钢间距75cm
40cm钢混凝土
φ42小导管
Cf4b
φ22药卷锚杆L=3m,(纵)75×120cm(环)
φ8钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚22m
Ⅰ16工字钢间距100cm
40cm素混凝土
φ22药卷锚杆
Cf4c
φ22药卷锚杆L=3m,(纵)100×120(环)
φ8钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚20m
格栅钢架间距100cm
40cm素混凝土
φ22药卷锚杆
Cf4d
φ22药卷锚杆L=3m,(纵)100×120(环)
φ8钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚20m
格栅钢架间距100cm
40cm素混凝土(拱墙)
φ22药卷锚杆
Ⅲ级围岩
Cfa
φ22药卷锚L=2.5m(纵)120×120(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚20cm
格栅钢架间距120cm
35cm素混凝土
—
Cfb
φ22药卷锚L=2.5m(纵)150×150(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷射混凝土厚10cm
35cm素混凝土
—
明洞
CMa
-
-
-
-
60cmC40钢筋混凝土
—
CMb
-
-
-
-
70cmC40钢筋混凝土
—
分离式隧道紧急停车带复合式衬砌支护设计参数表
衬砌类型
适用条件
初期支护
二次衬砌
C25
系统锚杆
钢筋网
钢拱架
喷射混凝土
类型/长度
纵×环
拱墙
仰拱
紧急停车带
Cfj5
Ⅴ级围岩
26cm
φ25×5智能中空注浆锚杆L=4.0m
50×100
φ8钢筋网20×20cm
20b工字钢间距50cm
60cm钢混凝土
60cm钢混凝土
Cfj4
Ⅳ级围岩
24cm
φ22药卷锚杆L=3.0m
75×100
φ8钢筋网20×20cm
18工字钢间距75cm
50cm钢混凝土
50cm钢混凝土
Cfj3
Ⅲ级围岩
22cm
φ22药卷锚杆L=3.0m
100×120
φ8钢筋网20×20cm
16工字钢间距100cm
45cm素混凝土
—
1.4.3辅助施工措施
本项目隧道采用的辅助施工措施主要有如下:
大管棚、双层超前小导管、单层超前小导管、超前锚杆。
1、大管棚:
适用于围岩较差的洞口段进洞辅助施工,采用108×6热轧无缝钢管,长度10~40m,纵向水平搭接长度不小于3m,分段安装,每段长度4~6m,环向间距40cm,拱部120°范围布置。
2、(双层)小导管:
小导管采用42×4热轧无缝钢管,主要用于V级围岩洞身段超前支护。
环向间距40cm,拱部120°范围布设。
3、单层小导管:
小导管采用42×4热轧无缝钢管,主要用于Ⅳ级围岩较差洞身段超前支护。
环向间距40cm,拱部120°范围布设,外插角5°~12°。
4、超前锚杆:
锚杆采用22药卷锚杆,主要用于Ⅳ级围岩超前支护,外插角5°~15°,粘结材料采用MSJDS33/225型锚固剂。
1.4.4隧道抗震设计
根据国家标准《公路工程抗震规范》(JTG-B02-2013)和《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),本路线地震基本烈度Ⅶ度,按照规范应按高于本地区地震动峰值加速度一级的要求加强其抗震措施,
地震的破坏作用,自地表深入地下而迅速减弱。
因此,地震一般对深埋隧道印象较小,而对浅埋隧道、偏压隧道、明洞及洞门结构的影响较大。
隧道在结构设防方面,主要采取如下一些措施:
1、洞门级洞口段抗震
(1)隧道抗震设防主应加强洞口段及洞门的设计,隧道洞门位置应控制边仰坡的开挖高度,位于悬崖陡崖下的洞口宜采取明洞洞门或其它防止落石的措施。
(2)洞口段二次衬砌均采用钢筋混凝土结构,并进行结构抗震验算,尽可能采用削竹式明洞洞门,受条件限制采用端墙式洞门时,(端墙)采用片石混凝土浇筑或采用轻型的钢筋混凝土洞门型式,提高洞门墙整体性。
(3)洞口明暗交界、覆盖层与基岩交界、浅埋与深埋交界设置环向抗震缝。
(4)洞口浅埋、偏压段采用带仰拱的(曲)墙式衬砌,二次衬砌采用钢筋混凝土结构。
(5)明洞结构均采用钢筋混凝土,钢筋按抗震计算配置。
单压明洞的外侧平衡挡墙与明洞衬砌采用结构分离的构造方式。
明洞拱背回填采用浆砌片石等弹性模量较高的材料,提高弹性抗力。
2、洞身(普通段)抗震
主要针对普通V级围岩地段进行,抗震措施有:
(1)隧道衬砌采用带仰拱的(曲)墙式衬砌。
(2)初期支护设置I18钢架;二次衬砌采用50cm厚钢筋混凝土;
(3)在V级围岩地段两端设置抗震缝,适当减小浅埋隧道抗震缝间距。
3、断层破碎带隧道结构抗震
(1)隧道衬砌采用带仰拱的(曲)墙式衬砌;
(2)加强初期支护,采用仰拱封闭结构型式,二次衬砌采用钢筋混凝土结构;
(3)断层破碎带范围内及两端设置抗震缝,缝宽度5cm,纵向间距为12m;
(4)对于大的区域性断层,施工中结合围岩富水情况进行预注浆或开挖后注浆加固围岩。
(5)当隧道穿越地震断裂时,衬砌断面应适当加大。
1.5隧道衬砌防排水设计
1.5.1设计原则
1、隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,使隧道建成后达到洞内基本干燥的要求,保证结构和运营设备的正常使用及行车安全。
隧道防排水设计对地表水、地下水妥善处理,洞内外形成完整通畅的防排水系统。
2、坚持以结构自防水为主,外辅加防水层为辅的原则,关键是保证混凝土抗裂、抗渗性,处理好施工缝与变形缝防水,确立混凝土结构自防水体系,并将此作为系统工程对待。
3、隧道纵向采用分区防水,防止局部防水板破坏造成地下水在隧道内的贯通,便于查找渗漏点,方便维修。
1.5.2防水标准
根据《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)有关要求,隧道结构防水标准:
二级防水,不容许有渗漏水,结构表面允许有少量偶见湿渍。
1、地下工程防水等级二级标准,即(墙)表面允许有少量偶见湿渍,但总(湿渍)面积<6/1000,任意100m2内≤0.2m2的湿渍少于3处,而且这类(湿渍)在机械通风状况下应会消失。
2、隧道结构应采用防水混凝土,其抗渗等级≥P8。
3、防排水满足下列要求:
拱部、边墙、路面、设备箱洞,(不)渗水。
1.5.3结构防水技术措施
隧道结构防水应以结构自防水为主,外加防水层为辅,重点是处理好施工缝及变形缝的防水,同时应加强施工中对防水层的保护。
1、混凝土自防水
本项目隧道衬砌结构均采用防水混凝土,防水混凝土抗渗等级不低于P8。
2、隧道结构防水
隧道采用半包分区式防水,在隧道初期支护与二次衬砌之间拱墙部分,设(防水)卷材和无纺布,采用400g/㎡的无纺布+1.5mm厚EVA防水板,每10m设置一道环向FH50软式透水管,将水收集排至纵向排水管,然后通过隧道底部设置的横向排水管,将水排至隧道排水沟中,但在围岩破碎段应先进行堵水,再施做防水层,以限量排水。
3、防水分区的设置
隧道二衬,每一个施工循环作为一个防水分区,在混凝土结构和防水板之间设置止水带,形成防水隔离区,防止隧道区段内地下水在隧道结构内纵向窜流。
4、施工缝及变形缝防水
变形缝、施工缝处往往是隧道防水的薄弱部位,在变形缝、施工缝处设置橡胶止水带,并内设外贴式止水带。
5、隧道洞口部防水封口处理:
一般洞口明洞段埋深较浅,水压较小,明洞段采用明挖法施工,施工措施较易保证,采用结构自防水及处理好(三缝)防水同时明洞覆土厚超过1m时仍设防水层,隧道于明暗挖分界处,暗挖隧道起始段采用止水带进行防水板的收口处理。
6、隧道洞内排水:
隧道纵向根据开挖后地下水情况设置HDPEDN100横向引水管将(墙背)纵向排水管中的水引排至隧道路面下面设置的中心水沟内,横向引水管,设置间距数量按10m一道设置。
7、中心排水沟初拟采用尺寸60cm(宽)×65cm(深)(下一步结合涌水量预测结果进一步确定尺寸),在洞口外引排。
8、地面排水:
隧道洞口边坡、仰坡顶面及其周围,于边坡顶外不小于5m处设置截水沟,截水沟与坡面相交处均采用圆弧化处理,避免产生明显的人工痕迹。
1.6路面工程
考虑到隧道洞内路面损坏后修复困难,水泥混凝土路面抗滑能力较差的特点,本项目采用沥青混凝土复合式路面,即4cm改性沥青SMA-13+6cm改性沥青AC-20C+防水粘接层+26cm水泥混凝土面板(有仰拱段);4cm改性沥青SMA-13+6cm改性沥青AC-20C+防水粘接层+26cm水泥混凝土面板+20cm水泥混凝土基层(无仰拱段)。
1.7隧道装饰
根据四川当地习惯设计,洞内从检修道至3m高处边墙采用乳白色瓷砖镶面进行装饰,在165cm~195cm处设置纵向诱导腰线,颜色为浅蓝色或者暗红色。
洞门装饰结合景观要求进行设计。
1.8横通道
1、车行横通道
建筑限界:
4.5m(宽)×5.0m(高);
一般间距取750m/处,并不应大于1000m;中、短隧道可不设。
停车带与车行横通道对应设置,与隧道轴线夹角90°布设。
横通道复合式衬砌支护设计参数表
衬砌类型
初期支护
二次衬砌
锚杆
钢筋网
喷射混凝土
钢拱架
Ⅴ级围岩
CC5a
φ22药卷锚杆L=2.5m(纵)80×120(环)
Φ8钢筋网20×20cm
C25喷混凝土厚24cm
18工字钢间距80cm
45cm钢筋混凝土
CC5b
φ22药卷锚杆L=2.5m(纵)100×120(环)
Φ8钢筋网20×20cm
C25喷混凝土厚24cm
18工字钢间距100cm
40cm素混凝土
Ⅳ级围岩
CC4a
φ22药卷锚杆L=2.0m
(纵)100×120(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷混凝土厚22cm
16工字钢间距100cm
40cm钢筋混凝土
CC4b
φ22药卷锚杆L=2.0m
(纵)100×120(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷混凝土厚20cm
14工字钢间距100cm
35cm素混凝土
Ⅲ级围岩
CC3a
φ22药卷锚杆L=2.0m
(纵)120×120(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷混凝土厚20cm
14工字钢间距100cm
35cm素混凝土(不封闭)
CC3b
φ22药卷锚杆L=2.0m
(纵)120×120(环)
Φ6.5钢筋网25×25cm
C25喷混凝土厚20cm
-
30cm素混凝土(不封闭)
2、人行横通道
人行横通道布置一般与隧道轴线正交,应尽可能设置在围岩较好地段,当实际地质情况有变化时,可适当调整横通道位置。
(1)建筑限界:
2.0m(宽)×2.5m(高);
(2)设置间距一般为250m,并不应大于350m;
人行横通道复合式衬砌支护设计参数表
衬砌类型
初期支护
二次衬砌
辅助施工
锚杆
钢筋网
喷射混凝土
钢拱架
Ⅴ级围岩
CR5
φ22药卷锚杆L=2.0m(纵)120×120(环)
Φ8钢筋网20×20cm
C25喷混凝土厚10cm
—
30cm素混凝土
—
Ⅳ级围岩
CR4
φ22药卷锚杆L=2.0m
局部按需设置
-
C25喷混凝土厚8cm
—
25cm素混凝土
—
Ⅲ级围岩
CR3
φ22药卷锚杆L=2.0m
局部按需设置
—
C25喷混凝土厚6cm
—
25cm素混凝土
—
1.9隧道监控量测及超前地质预报
1.9.1监控量测
隧道土建设计应充分体现动态设计与信息化施工的思想,制定地质观察和监控量测的总体方案。
通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况,更加安全、经济。
在隧道施工过程中,不可避免地要导致沿线的地层扰动、土体及地下水的流失,使其影响范围内的地表及其下伏地质体产生较大的沉降变形。
本工程隧道采用新奥法设计与施工,为保证隧道工程安全、经济顺利进行,在施工过程中应加强对围岩和支护的动态观察、量测,并及时反馈量测信息,以指导设计与施工,及时改进施工方法、施工工艺和施工参数,最大限度减小地层变形,确保工程安全,并保护周围环境。
1.9.2超前地质预报
鉴于地下工程的复杂性以及勘察手段的局限性目前还无法准确查明隧道洞身的地质情况,为了保证施工安全,必须加强超前地质预报工作。
1、常规地质法
(1)正洞掌子面与侧壁的量测和地质素描,主要工作有:
地层岩性特征、结构面性质与产状及发育程度、岩体破碎程度与充填情况、洞壁变形破坏特征、岩溶发育程度、突泥与坍方部位、方式与规模及其随时间的变化特征。
(2)地质构造的地下与地表相关性分析。
(3)地质作图(几何作图、块体坐标作图,赤平投影作图、洞身地址展示图等)。
在此基础上,对掌子面前方一定范围内(约5~20m)的地址条件进行预测预报。
2、超前探测
(1)综合超前物探
主要针对可溶岩分布地段的断层破碎带及其影响、层间滑动带、构造及岩溶裂隙发育带、可溶岩与非可溶岩地层界线、岩性突变地段的超前探测。
远距离超前物探:
采用TSP203地质探测仪(探测距离按150m)。
近距离超前物探:
首选方法为地质雷达(探测距离约为4~30m),对比方法为“数码成像,跨孔声波CT成像法”。
(2)水平钻超前探测
采用钻孔超前探测,钻孔长度20~30m,验证近距离超前物探成果。
3、洞内涌突水的实时监测
(1)各涌水、突水点(掌子面炮眼涌突水)的实时监测。
监测内容包括:
各涌水点的水温、水量、水压、水质与同位素化学、各涌水、突水点位置(里程)、地层岩性、裂隙与岩溶发育特征等。
(2)洞身涌(突)水动态监测。
包括:
涌(突)水点地质档案,涌(突)水点空间分布、单点涌(突)水量及其动态、涌(突)出机制、涌(突)水的化学与同位素化学动态特征等。
(3)洞内气温与湿度的监测。
1.10隧道施工
隧道施工应按照新奥法组织实施,主要工序采用机械化作业,隧道出碴采用无轨及有轨运输方式,二次衬砌浇筑采用模板台车。
对洞口土质或易坍塌的软弱围岩地段,尽可能采用机械开挖,可采用单侧壁导坑法、预留核心土台阶分部开挖法施工;洞身围岩施工开挖方法建议为:
V级围岩一般段采用短台阶法,Ⅳ级围岩段采用台阶法,Ⅲ级围岩段采用全断面开挖。
1.11隧道特殊性地质及不良地质处治措施
1、隧道涌水
隧道穿越可能的涌水突泥段时,需注意落水及突水的发生,施工中加强超前地质预报工作;隧道涌水处理根据现场情况选择超前帷幕预注浆、超前周边预注浆。
注浆范围在开挖轮廓线外3~6m,掌子面注浆孔间距为0.75~1.0米,均匀布设。
注浆材料为“水泥-水玻璃双液浆”。
注浆过程中,应“先周圈、后中间,同一圈应隔孔注浆”。
每循环注浆结束后,应做钻孔检查和红外线探测,检查合格后方可开挖,否则应做补注。
2、穿越断层破碎带
火石隧道大角度穿越“踩马水”断层,断裂带内岩体极破碎,构造裂隙极发育,围岩无自稳能力。
施工中应采用TSP203地质预报系统、超前钻探、地质雷达等超前地质预报预测手段进一步探明掌子面前方的工程地质、水文地质的活动态势等情况,主要探测断层破碎带地段岩石的强度、岩性、岩层的破碎程度、涌水压力和涌水量等情况,从而正确选择开挖方法、注浆参数及相应技术参数。
采取管棚、小导管和预注浆进行预支护。
采用“早预报、预注浆、管超前、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的施工原则保证施工安全。
断层破碎带周边地下水静水压力大时,不能仅仅加强结构支护,应结合超前支护、全断面帷幕注浆、(全周边)环向注浆,加强排水等措施,减小地下水对衬砌结构的不利影响。
断层破碎地段,初期支护予以加强,增设临时仰拱,使初期支护封闭成环。
3、高地应力
水井湾隧道最大埋深约480m,金沙江隧道最大埋深约420m,隧道埋深较大,可能存在高地应力。
水井湾隧道围岩以泥岩及砂岩、页岩为主,金沙江隧道围岩以砂岩、泥岩为主,若存在高地应力,可能存在软弱大变形情况。
下一步结合地勘进一步判断这两座特长隧道地应力情况。
高应力软岩隧道具大变形之特性,设计与施工方案制订时应按照“超前支护、初支加强、合理变形、先放后抗、先柔后刚、刚柔并济、及时封闭、底部加强、改善结构、地质预报”的原则。
具体措施如下:
1加强超前支护措施,尽早对(软弱岩体)段进行预处理,以保证对开挖后的隧道松动圈的发展的有效控制。
可采用超前小导管超前预支护,开挖后及时封闭围岩;加强初期支护刚度,边支边让、多次支护等措施,达到稳固
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