隧道开挖方案设计 - 图文(3)

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 5 页 裘布依公式法：

隧道走向与地层走向近于平行，采用下式计算隧道涌水量Q：

H2?h2802?03

Q?BK?500*1.6?527 m/d

2R2*600式中： Q——涌水量，m3/d

B——隧道穿过含水层厚度，m K——含水层的渗透系数,m/天 H——隧道底板以上含水层厚度，m h——水位下降曲线在隧道边墙上的高度，设为0 R——隧道排水影响宽度，m

地下径流模数法和大气降水渗入系数法分别计算的涌水量为668m3/d

和400 m3/d。对比三种方法计算结果，其数据基本一致，表明各计参数的选择是合理的。

由于隧道区内地下水动态受降水影响，变化较大，雨季施工时隧道涌水量可能有较大的变幅。因此综合分析：隧道在平水期总涌水量为400～668 m3/d。

2.4 不良地质分析

隧道区内凝灰岩属弱溶性岩，岩溶微发育，降低围岩级别，含水较丰富影响施工，进出口地形坡度较陡，洞口边坡及浅埋段易发生坍塌，需采取相应的支护措施。隧道Ⅳ级围岩占60%；Ⅴ级围岩占40%，洞身工程地质条件较好，洞口及浅埋段工程地质条件较差。隧道所穿山体为地表、地下水分水岭部位，地表水系不发育，有利于大气降水的径流排泄，但洞口施工应注意暴雨期间地表面流对洞口的冲刷破坏作用，宜采取截流、疏排措施。

根据区域地质调查报告，本区地层中无大的有毒有害气体富积，故本隧道不存在有毒有害气体。

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2.5 工程地质评价

2.5.1 场地稳定性评价

隧道区属构造剥蚀中山地貌单元，第四纪以来的新构造运动主要为地壳间歇性抬升，水平方向运动微弱，无区域性活动深大断裂通过；近代无中强震记录，属相对稳定板块。下伏基岩稳定性较好，适宜拟建隧道的建设。隧道围岩主要为中风化凝灰岩夹强中风化粉砂质板岩，属较软或中硬-硬岩，水文地质条件简单，围岩较稳定。 2.5.2 隧道进出洞口边仰坡稳定性评价

进口处上覆残坡积粘土厚度较厚，厚度在5.0～10.0m左右

山破自然坡度15～50°，冲沟走向与路线走向基本平行。进口部位形成开挖路堑，建议清除残坡积层后，按强风化层1:0.75，中风化层1:0.5，土层1:1.25放坡，并采取护面措施，注意不能进行大爆破量施工。

洞口岩体裂隙较发育，岩体较破碎，完整性好，围岩分级为Ⅴ级，成洞条件较差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大面积坍塌或冒顶。进口边坡为顺向坡或土质边坡，坡度较陡，边坡较稳定。粘土处于地下水位以上，透水但含水甚微，基岩含裂隙及岩溶水，透水性较好，地下水对洞口稳定性影响较小；隧道洞口施工应注意暴雨期间地表面流对洞口的冲刷破坏作用，宜采取截流、疏排措施。

综上所述：隧道进口位于地形坡度较陡的顺坡或侧向冲沟西侧，上覆残坡积粘土分布厚度较厚，下伏基岩为强-中风化粉砂质板岩夹中风化凝灰岩，岩体裂隙较发育，岩体较破碎，完整性较差，围岩分级为Ⅳ级，成洞条件较差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大面积坍塌或冒顶，成洞困难，边坡为顺向破或土质边坡，坡度较陡，边坡较稳定，洞口工程地质条件较差。

出口处上覆粘土厚度10.0～20.0m，出口部位形成开挖路堑，建议清除残坡积层后，按中风化层1:0.5，土层1:1.25放坡，并采取护面措施，注意不能进行大爆破量施工。下伏基岩风化裂隙较发育，岩体较完整，节理裂隙较发育，岩质中硬，局部见溶蚀现象。此外，出口存在偏压现象。出口地层中风化凝灰岩夹粉砂质板岩为较硬质岩石，但隧道洞口施工应该注意暴雨期间地表面流对洞口的冲刷破坏作用，宜采取截流、疏排措施。

综上所述：隧道出口位于山坡斜坡较陡地段，岩性为粘土及中风化凝灰岩，岩石裂隙较发育，岩体较完整，表层残坡积粘土层厚度较大，围岩分级为Ⅴ级，洞口边坡为切

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 7 页 向坡或土质边坡，边坡较稳定，成洞条件较差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大面积坍塌及冒顶，成洞较困难，洞口工程地质条件较差。

隧道洞身均为Ptbnbq2中风化凝灰岩夹粉砂质板岩。节理裂隙微发育，岩质中硬，局部见弱溶蚀现象，围岩分级为Ⅳ级，洞室开挖拱部无支护可能坍塌。雨季渗水。隧道洞室围岩有渗水现象，隧道施工时需做好洞内排水工作；支护设计施工时应考虑相应的防渗措施。洞身局部存在破碎带，应采用地质超前预报，提前做好支护，避免大面积坍塌，突泥或突水事故，保持通风，进行有害气体的监测。 2.5.4 隧道施工对环境影响评价

隧道进口距简易村级公路约1km，交通较不便利。由于隧道出去XXX生态保护区，施工会对保护区植被以及生态环境产生破坏，因此，在施工过程中应注意生态环境、植被的保护与恢复。

隧道区坡陡谷深，地形条件较差，出口段山坡坡面较缓，场地较宽敞，废渣弃土堆物距离较近，施工条件较好；进口段山坡坡面较陡，场地较狭窄，废渣弃土堆物距离较远，施工条件差。

隧道开挖要做好弃土坝的挡墙和排水设计，并注意弃土边坡的稳定性和植被的恢复，防止水土流失和对环境产生破坏。

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第三章 开挖方案

3.1 隧道设计技术参数

3.1.1 隧道进出口高程、平、纵线形设计

该隧道根据隧址区地形、地质条件、环境、造价、功能等因素综合确定。在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，通过实地勘察，充分研究了隧道所处的地域的地形地质情况，主要考虑进出口地形条件、隧址区工程地质条件、运营管理设施、场地等因素拟定本隧道方案。

该隧道为整体式隧道，呈东西向展布。洞室净空9.80×8.10m，起讫桩号K11+295～K11+895，长600m；进洞口设计标高+1262.523m，出洞口设计标高+1251.730m。

隧道最大埋深约121m，隧道平面线形位于东西方向的一条直线上，隧道进口段高程比出口段高程高，纵坡坡度为-1.800％。 3.1.2 隧道设计标准

隧道按三级公路标准设计（30km/h），主要技术标准如下： 1、公路等级：三级（困难路段平面线采用四级标准）； 2、洞内计算行车速度：30km/h； 3、隧道建筑界限：

图3.1隧道建筑限界

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限界净宽：检修道宽度0.75m+侧向宽度0.5m+行车道宽度2*3.65m+侧向宽度0.5m+检修道

宽度0.75m=9.8m

限界净高：5.0m。

4、设计荷载：公路—Ⅱ级。

3.2 洞身围岩工程特性及围岩级别划分

根据我国工程岩体分级标准（GB50218—94）确定岩体基本质量，国标岩土分级采用了定性、定量两种方法分别确定岩体质量的好坏，相互协调，相互调整，以确定岩石的坚硬程度与岩体的完整性指数，并根据岩体基本质量划分质量等级。

岩体的基本质量指标（BQ）按下式计算：

BQ=90+3Rc+250Kv （3-1）

式中:

BQ——岩体基本质量指标；

Rc ——岩石单轴饱和抗压强度（MPa）； Kv ——岩体完整性系数。 公式（3-1）在使用时，应遵循下列限制条件：

1）Rc>90 Kv+30时，应以Rc=90 Kv +30和Kv 值代入公式计算BQ值； 2）Kv>0.04 Rc+0.4时，应以Kv=0.04 Rc+0.4和Rc值代入公式计算BQ值。 按上述公式所确定的BQ值，根据表3.1、3.2进行岩体基本质量分级。

表3.1 岩体基本质量分级

基本质量分级 Ⅰ Ⅱ 岩体基本质量的定性特征 坚硬岩体，岩体完整 坚硬岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整 岩体基本质量指标（BQ） >550 550～451 Ⅲ 坚硬岩，岩体较破碎； 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整 450～351

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