洞門位置選擇

1、2.洞口位置的選擇2.1 選擇方法隧道洞口位置的選擇是隧道設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，“洞口”指洞門所在位置 邊、仰坡刷坡范圍及洞口襯砌(非正常襯砌地段)和洞外附屬工程地段的統(tǒng)稱。一般應(yīng)根 據(jù)具體的工點(diǎn)地形、地質(zhì)及水文等條件，結(jié)合工程施工安全、環(huán)境保護(hù)要求、洞口 相關(guān)工程(洞口端襯砌形式、橋涵、路基支擋、坡面防護(hù)、排水工程、施工場(chǎng)地布置 及便道引入、棄渣處理、施工干擾以及洞門結(jié)構(gòu)形式等技術(shù)要求和工程大小 )加以全 面考慮，綜合比較其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的合理性和安全性，確定洞口的最佳位置。本設(shè)計(jì)中根據(jù)已有的資料，參考其縱斷面的高程重新確定洞口位置及洞門形式。2.2選擇原則根據(jù)多年的工程實(shí)踐，隧道洞口位置的選擇

2、應(yīng)遵循 “早進(jìn)晚出”的指導(dǎo)思想，就 是在決定隧道洞口位置時(shí)，為了施工及運(yùn)營(yíng)的安全，寧可早一點(diǎn)進(jìn)洞，晚一點(diǎn)出洞。 這樣做，雖然隧道長(zhǎng)度稍稍長(zhǎng)了一些，但卻安全可靠得多。從全面觀點(diǎn)出發(fā)，這樣 做是值得的、合理的。當(dāng)然，所謂早和晚都是相對(duì)的，并不意味著進(jìn)洞越早越好， 出洞越晚越好。不應(yīng)當(dāng)盲目地把隧道定得很長(zhǎng)，而是應(yīng)當(dāng)著重從安全方面來(lái)考慮問(wèn) 題。通過(guò)實(shí)踐總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：(1) 洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好及地下水不太豐富的地方。(2) 洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，不要與水爭(zhēng)路。(3) 洞口應(yīng)盡可能設(shè)在線路與地形等高線相垂直的地方，使隧道正面進(jìn)入山體，洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。(

3、4) 當(dāng)線路位于有可能被淹沒(méi)的河灘上或水庫(kù)回水影響范圍以內(nèi)時(shí)，隧道洞口 標(biāo)高應(yīng)在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去。(5) 為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過(guò)高，不宜使山體擾 動(dòng)太甚，也不宜使新開出的暴露面太大。(6) 若洞口附近遇到水溝或水渠橫跨線路時(shí)，應(yīng)慎重處理，當(dāng)線路橫溝進(jìn)洞時(shí)，設(shè)置橋涵凈空不宜太小，以免后患。(7) 若洞口前方巖壁陡立，基巖裸露，此時(shí)，最好不刷動(dòng)原生坡面，不開挖山 體。（8）洞口以外必須留有生產(chǎn)活動(dòng)的場(chǎng)所?？傮w來(lái)說(shuō)，選定隧道洞口位置時(shí)，首先要按照地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡的高度 和坡面長(zhǎng)度，其次是避開不良地質(zhì)區(qū)域和排水的影響，最后才談得到從經(jīng)

4、濟(jì)方面進(jìn) 行比較。2.3 洞口邊、仰坡的擬定隧道洞口邊、仰坡的控制高度及坡度，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件確定。 當(dāng)無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)，各類圍巖中隧道洞口上方的仰坡和路塹的邊坡控制高度和坡 度可參考表2.1 。圍巖級(jí)別IUIVV切坡率貼壁1 : 0.31 : 0.51 : 0.51 : 0.751 : 0.751 : 11 : 1.251 : 1.251 : 1.5高度（m）<15<2025左右<2025左右<15<1820左右<15<18因本隧道出、入口位置處圍巖級(jí)別都為V級(jí)，故確定洞口邊仰坡坡率均取1 : 1.25。隧道洞口位置的確定洞口位置的選擇應(yīng)

5、根據(jù)地形、地質(zhì)條件，考慮邊、仰坡的穩(wěn)定，結(jié)合洞外有關(guān)工程及施工難易程度，本著“早進(jìn)晚出”的原則，全面、綜合地分析確定。本次設(shè)計(jì)是為了確定蘭渝鐵路 7號(hào)線的進(jìn)出口位置。2.4.1進(jìn)口位置的確定根據(jù)蘭渝鐵路7號(hào)線進(jìn)口段線路內(nèi)軌頂面高程974.46m，以此為依據(jù)確定進(jìn)洞里程。（1）進(jìn)洞里程的確定在洞口地形平面圖上（1:100）用作圖法確定進(jìn)洞里程。1）在洞口地形平面圖上找出控制等高線（圖2.1）。選定仰坡的極限開挖高度H起=H 仰=985.81m，H =14.29m，根據(jù)H值在隧道縱斷面圖上粗略地?cái)M定進(jìn)洞位置，并在進(jìn)口 地形平面圖中將其大致標(biāo)出（見附錄一中的圖LCST-01），然后定出進(jìn)洞的路基標(biāo)高

6、H路 =973.71m，則控制等高線標(biāo)高為：H空=日路 +H =973.71+14.29=988m端墻淚口里程匸応初頂面路基面線路中線B圖2.1洞口里程的確定2) 在預(yù)先選定的洞口附近，以洞門墻寬度B為距離，作對(duì)稱于線路中心線的平行線I I和II II，由洞門標(biāo)準(zhǔn)圖得洞門墻寬度B=11.36m。3) 以仰坡坡腳至極限開挖高度控制點(diǎn)的水平距離d為半徑，用分規(guī)沿I 1(或II II)線移動(dòng)，找出與控制等高線相切于 a點(diǎn)(即控制點(diǎn))的圓心o。其中d值可根據(jù) 洞門構(gòu)造圖及仰坡坡率 m(m =1.25)求出，即：d= ( H - h )X m= (14.29-11.35 ) X 1.25=3.68m其中

7、h為內(nèi)軌頂面至仰坡坡腳的高度，H為仰坡的極限開挖高度。4) 過(guò)o點(diǎn)作線路中心線的垂線00 。5) 以洞口里程至仰坡坡腳的的水平距離b為間距(由洞門圖查得)，其中b=2 m作oo線的平行線pp，則pp線為洞口里程位置，故本文所確定的隧道進(jìn)口 的洞口里程為 DK431+985.9。(2) 繪制洞口邊、仰坡開挖線為了布置洞頂排水設(shè)施和洞口附近的其它建筑物， 需確定洞口邊、仰坡開挖范圍，在洞口地形平面圖上繪制邊、仰坡開挖線(即路塹邊坡坡面及洞門仰坡坡面與地面的交線)。1) 繪制仰坡開挖線洞門位置確定后，可計(jì)算出仰坡坡腳標(biāo)高H仰為：H 卬=Hj+h=974.46+11.35=985.81m仰坡坡率為m=

8、1.25,即可計(jì)算出各等高線距仰坡坡腳的水平投影距離為：對(duì) 987m 等高線：d1 =(987-985.81 ) X 1.25= 1.488m對(duì) 986m 等高線：d2=(986-985.81 ) X 1.25= 0.2375m在洞門地形圖上，作與洞門墻平行且相距為 di的平行線交666m等高線于1點(diǎn)，同 理作與洞門墻相距為d2的平行線交相應(yīng)的等高線于 2點(diǎn)，連接a、1、2各點(diǎn)，即為 仰坡開挖線。2) 繪制邊坡開挖線先確定邊坡坡腳標(biāo)高H邊為：H& =日路=973.71m邊坡坡率為n=1.25 ，即可計(jì)算出不同標(biāo)高位置的邊坡頂至邊坡坡腳的水平投 影距離為：Ci=(974-973.71 )

9、 X 1.25= 0.363mC2=(975-973.71 ) X 1.25=1. 613mC3=(976-973.71 ) X 1.25=2. 863mC4=(977-973.71 ) X 1.25=4. 113mC5=(978-973.71 ) X 1.25=5. 363mC6=(979-973.71 ) X 1.25=6. 613mC7=(980-973.71 ) X 1.25=7. 863mC8=(981-973.71 ) X 1.25=9. 113m c9=(982-973.71 ) X 1.25=10. 363mC10=(983-973.71 ) X 1.25=11. 613m作與

10、路塹坡腳線平行且相距為 C1的平行線交974n等高線于1點(diǎn)，同理作與路塹坡 腳線相距為C 2 > C3 > C4的平行線交相應(yīng)的等高線于 2、3、4點(diǎn)，連接a、1、2、 3、4各點(diǎn)，即為邊坡開挖線。3) 繪制仰坡與邊坡交角處開挖線以仰坡坡腳處為起坡點(diǎn)，采取乙式開挖，由此確 定相應(yīng)起坡點(diǎn)的標(biāo)高H起為：He =Hw =985.81m因邊、仰坡坡率相同m=n=1.25，所以坡率K =1.25 ，則可計(jì)算不同標(biāo)高位置的 坡頂至起坡點(diǎn)的水平投影距離為：r 1=(986-985.81) X K=0.238mr 2=(987-985.81) X K=1.488mr 3=(988-985.81)

11、X K=2.738m以翼墻端點(diǎn)為圓心，以r 1、宀為半徑，分別交986m、987m等高線于a、b 點(diǎn)，連接a、b各點(diǎn)所形成的曲線交等份線0A(累積度數(shù)為15 ° )于i點(diǎn)(即為該等 份線與開挖線的交點(diǎn)）。同理，可得其他等份線（OB、OC，累積度數(shù)分別為30 °、 45°）與開挖線的交點(diǎn)j 、k，連接i、j、k各點(diǎn)，即得交角處開挖線。（3）繪制洞口開挖線連接仰坡開挖線、仰坡與邊坡交角處開挖線及邊坡開挖線即可形成全部開挖線。繪 制洞口開挖線，見附錄一中的圖 LCST-01。2.4.2出口位置的確定根據(jù)蘭渝鐵路7號(hào)線出口段線路內(nèi)軌頂面高程956.80m，以此為依據(jù)確定出

12、洞里程。（1）出洞里程的確定在洞口地形平面圖上（1:100）用作圖法確定出洞里程。1）在洞口地形平面圖上找出控制等高線（圖2.1）。選定仰坡的極限開挖高度H=13.95m，根據(jù)H值在隧道縱斷面圖上粗略地?cái)M定進(jìn)洞位置，并在出口地形平面圖中將其大致標(biāo)出（見附錄一中的圖LCST-02），然后定出 進(jìn)洞的路基標(biāo)高H路 =956.05m，則控制等高線標(biāo)高為：H空=H 路+H=956.05+13.95=970m2）在預(yù)先選定的洞口附近，以洞門墻寬度B為距離，作對(duì)稱于線路中心線的平行線I I和II II，由洞門標(biāo)準(zhǔn)圖得洞門墻寬度B=11.36m。3）以仰坡坡腳至極限開挖高度控制點(diǎn)的水平距離d為半徑，用分規(guī)沿

13、I 1（或II II）線移動(dòng)，找出與控制等高線相切于 a點(diǎn)（即控制點(diǎn)）的圓心o。其中d值可根據(jù) 洞門構(gòu)造圖及仰坡坡率 m（m=1.25）求出，即：d= （H-h） X m= （ 13.95-11.35 ）x 1.25= 3.25m其中h為內(nèi)軌頂面至仰坡坡腳的高度，H為仰坡的極限開挖高度。4）過(guò)o點(diǎn)作線路中心線的垂線00 。5）以洞口里程至仰坡坡腳的的水平距離b為間距（由洞門圖查得），其中b=2 m作oo線的平行線pp，則pp線為洞口里程位置，故本文所確定的隧道出 口的洞口里程為 DK432+963.5。（2）繪制洞口邊、仰坡開挖線為了布置洞頂排水設(shè)施和洞口附近的其它建筑物，需確定洞口邊、仰坡開

14、挖范圍，在洞口地形平面圖上繪制邊、仰坡開挖線（即路塹邊坡坡面及洞門仰坡坡面與地面的交線）。1）繪制仰坡開挖線洞門位置確定后，可計(jì)算出仰坡坡腳標(biāo)高H卬為：H 卬=吊+h=956.80+11.35=968.15m仰坡坡率為m=L25 ，即可計(jì)算各等高線距仰坡坡腳的水平投影距離為對(duì) 969m 等高線：d 1= （969-968.15 ） X 1.25 =1.063m在洞門地形圖上，作與洞門墻平行且相距為 d1的平行線交969m等高線于1點(diǎn)，同 理作與洞門墻相距為d2的平行線交相應(yīng)的等高線于 2點(diǎn)，連接a、1、2各點(diǎn)，即為 仰坡開挖線。2）繪制邊坡開挖線先確定邊坡坡腳標(biāo)高出為：H=Hfe=956.05

15、m邊坡坡率為n=1.25，即可計(jì)算出不同標(biāo)高位置的邊坡頂至邊坡坡腳的水平投影距離為：6=(957-956.05)C2=(958-956.05)C3=(959-956.05)C4=(960-956.05)C5=(961-956.05)C6=(962-956.05)C7=(963-956.05)X 1.25=0.275mX 1.25=1.525mX 1.25=2.775mX 1.25=4.025mX 1.25=5.275mX 1.25=6.525mX 1.25=7.775mC8=(964- 956.05) X1.25=9.025mC9=(965- 956.05) X 1.25=10.275m5=(

16、966-956.05) X 1.25=11.525m3)作與路塹坡腳線平行且相距為 C1，的平行線交957m等高線于1點(diǎn)，同理作與 路塹坡腳線相距為 C2、C3 - C9> C10的平行線交相應(yīng)的等 高線于2、39、10點(diǎn), 連接a、2、39、10各點(diǎn)，即為邊坡開挖線。3）繪制仰坡與邊坡開挖線以仰坡坡腳處為起坡點(diǎn)，采取乙式開挖，由此確定相應(yīng)起坡點(diǎn)的標(biāo)高Hs為：He=Hp=968.15 m因邊、仰坡坡率相同 m =n=1.25 ，所以坡率K=1.25，則可計(jì)算出不同標(biāo)高位置 的坡頂至起坡點(diǎn)的水平投影距離為: r 1=(969- 968.15) x K=1.063m2=(970- 968.1

17、5) x K=2.313m以翼墻端點(diǎn)為圓心，以r1 、r2為半徑，分別交969m、970m等高線于a、b 點(diǎn)，連接a、b各點(diǎn)所形成的曲線交等份線 OA (累積度數(shù)為15 ° )于i點(diǎn)(即 為該 等份線與開挖線的交點(diǎn))。同理，可得其他等份線(OB、OC，累積度數(shù)分別為30 °、 45°)與開挖線的交點(diǎn)j 、k，連接i、j 、k各點(diǎn)，即得交角處開挖線。(3) 繪制洞口開挖線連接仰坡開挖線、仰坡與邊坡交角處開挖線及邊坡開挖線即可形成全部開挖線。繪 制洞口開挖線，見附錄一中的圖 LCST-02。2.5隧道長(zhǎng)度及圍巖分級(jí)由2.4 可知，隧道進(jìn)口里程為 DK431+985.9

18、，出口里程為DK432+963.5，故隧道 全長(zhǎng)為977.6m。根據(jù)隧道縱斷面圖，隧道進(jìn)口19m范圍內(nèi)，卸荷節(jié)理發(fā)育，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)襯砌，并相應(yīng)加強(qiáng)抗震措施，以避免出現(xiàn)塌方、掉塊或大的變形； 隧道出口 20m范圍內(nèi)為順坡片理面，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)襯砌，以避免出現(xiàn)塌方、 掉塊或大的變形。隧道洞身主要位于下元古界砂質(zhì)板巖夾砂質(zhì)絹云千枚巖中，工程地質(zhì)條件較好。本階段勘察是在以地面調(diào)查輔以鉆探、物探相結(jié)合的手段進(jìn)行勘察的，隧道洞身的 巖體工程地質(zhì)條件、圍巖級(jí)別劃分以及水文地質(zhì)條件詳述見下表：(1 )隧道洞身圍巖級(jí)1、根據(jù)隧道洞身巖性特點(diǎn)及地下水發(fā)育情況對(duì)隧道巖體工程地質(zhì)條件、別劃分詳述見下表:序號(hào)里程范圍工程地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件長(zhǎng)度