浅析遵义市环线1#隧道洞门设计与稳定性
2012-04-29丁一廖宏伟顾志勇
丁一 廖宏伟 顾志勇
摘要隧道是一种修建在地下,供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。随着经济的发展,人们越来越强调人与自然的和谐,逐渐摒弃了以往那种大开挖的场面,隧道工程取而代之。洞门是隧道重要结构之一,且样式多样化,并且洞门的稳定性是隧道设计中的重中之重,本设计是围绕遵义市环线1#隧道洞门的样式选择及稳定性进行分析。
关键词隧道洞门设计样式选择稳定性
1隧道概况
拟建遵义市环线1#隧道位于遵义市西郊。隧道位于圆曲线上,设计隧道进口桩号K0+175,出口桩号K0+700,全长525米;设计隧道进、出口路面标高分别为894.55m和877.95m,最大埋深57m。
隧道所处地貌为侵蚀~剥蚀山地,最高点高程1021.5m,最低点高程850m,相对高差171.5m。拟建隧道斜穿山体鞍部,山体走向近东西,相对高差70m,坡度多在20~30埃植靠纱?5~40啊I教迥喜辔鹿龋辈辔郊浒嫉丶俺骞担渲邪嫉匚闾痢D饨ㄋ淼来幽喜嗥鹿冉肷教澹┰缴搅搿嫉兀⒂谝怀骞涤也啻┏觥J艿匦斡跋欤饨ㄋ淼来嬖诼裆詈筒嘞蚱绿搴穸炔痪幌窒蟆?
1.1地层岩性
根据地调成果及钻探资料,隧道地区上覆地层为第四系残坡积层(Qel+dl),下伏侏罗系中下统自流井群三段(J1-2zl3)泥岩、泥灰岩、二段(J1-2zl2)灰岩夹泥灰岩、一段(J1-2zl1)泥页岩、粉砂岩和三叠系上统二桥组(T3e)石英砂岩。
1.2洞口稳定性评价
隧道进口岩体破碎,边坡的稳定性差,可能造成山体大规模滑动。下伏基岩为泥岩及灰岩夹泥灰岩,岩体受构造影响强烈,褶皱发育,围岩Ⅴ级。隧道出口陡崖节理裂隙仍发育,岩石解体成块体状,有再次发生崩塌的危险,下伏基岩为砂岩,岩体破碎,节理裂隙发育,围岩为Ⅴ级。稳定性均较差,开挖不当容易早成滑坡和崩塌。
2洞门的设计
2.1进口段洞门形式的选择
洞门所处位置地形较陡,地质条件较差,仰坡有下滑的可能,在端墙的中部设置两个断面较大的柱墩,以增加端墙的稳定性。所以选择柱式洞门。另外,这种洞门墙面有凸出线条,较为美观,适宜在城市附近采用。
构造要求:(1)洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜少于1.5m,洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不少于1.0m,洞门墙顶高出仰坡脚不少于0.5m。(2)洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔;洞门墙的厚度可按计算或其它工程类比确定。(3)洞门墙基础必须置于稳固地基上,应视地形及地质条件,埋置足够的深度,保证洞门的稳定。基底埋入土质地基的深度不应少于1.0m,嵌入岩石地基的深度不应少于0.5m,基底标高应在最大冻结线以下不少于0.25m;地基为冻胀土层时,应进行防冻胀处理。基底埋置深度应大于墙边各种沟、槽基底的埋置深度。(4)松软地基上的基础,可采取加固基础措施。(5)洞门结构应满足抗震要求。
2.2出口段洞门形式的选择
洞门所处位置地形开阔、适合建造端墙式洞门。另外,端墙式洞门采用等厚的直墙,圬工体积比其他形式都小,用端墙式洞门较节约。
构造要求:(1)端墙的高度应使洞身衬砌的上方有1m以上的回填层,以减缓山坡滚石对衬砌的冲击,洞顶水沟深度应不小于0.4m;为保证仰坡滚石不致跳跃超过洞门落到线路上去,端墙应适当上沿形成挡碴防护墙,其高度从仰坡算起,应不小于0.5m,在水平方向不宜小于1.5m;端墙基础应设置在稳固的地基上,其深度视地质条件、冻害程度而定,一般应在0.6~1.0左右。(2)端墙的厚度应按挡土墙的方法计算。(3)端墙宽度与路堑横断面相适应。
2.3验算满足要求