洞口是隧道进出的咽喉和施工的主要通道,也是整个隧道的薄弱环节。洞口位置选择是否合理,将对隧道的施工工期、质量和安全有重大的影响。所以在隧道线路设计中,洞口位置的选择是一项很重要的工作。
决定隧道洞口位置时,应坚持“早进晚出”的原则,即隧道宜长不宜短,适当延长洞口隧道的长度,尽量避免对山体的大挖大刷,先做明洞段以便顺利进入暗洞施工阶段,反之出洞的时候就要晚一点,让隧道洞口周围的山体岩土及植被得到妥善保护,尽量维护原有的生态地貌。在隧道施工中,洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差,应遵循尽量减少对岩体扰动的原则,以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。
理想的洞口位置应选择地质条件良好,地势开阔,施工方便,施工造价合理之处。但在实际工程中难以完全满足这些要求,在选择隧道洞口位置时应综合考虑以下几个原则。
(1)洞口尽可能设在山体稳定、地质条件好、地下水不大丰富的地方。
洞口部分在地质上通常是不稳定的,应当考虑避开滑坡、崩塌、泥石流等不良地质地段。确定洞口位置时,对边、仰坡稳定应着重考虑,并结合洞外相关工程和施工难易,通过技术经济比较确定,以免造成难以整治的病害,危及施工和运营安全。
(2)洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处,不要与水争路。
在一般情况下,垭口沟谷在地质构造上是最薄弱的一环,常会遇到断层带或褶曲带、冲积土等松散地质。此外,地面流水都汇集在沟底,再加上洞口路堑的开挖,破坏山体原有的平衡,更容易引起塌方,甚至不能进洞。所以洞口最好放在沟谷一侧,留出泄水通路。
施工中尽量使隧道正面进入山体,邻近建(构)筑物不致受到偏侧压力。傍山隧道,限于地形有时无法做到上述要求,只能斜交进洞时也应使交角不宜太小,而且要有相应的补救措施,如采用斜洞门或台阶式洞门。当地形等高线与线路中线斜交角为45°~60°,地面横坡较陡,地质条件较好时,可采用斜交洞门,其端墙与线路的交角不应小于45°,切忌隧道中线与地形等高线平行。
(4)洞口高程应在洪水水位以上。(www.daowen.com)
当线路位于有可能被淹没的河滩边或水库回水影响范围内时,隧道洞口高程应在洪水水位以上,还要有一定的安全超高,以防洪水倒灌。
(5)洞口边坡及仰坡均不宜开挖过高。
为保证洞口的稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高,不宜使山体扰动过大,尽量保持山体原有地貌,也不宜使开挖面暴露过大,洞口段至少应保证2~3m的覆盖土。
(6)洞口不宜设在有水沟或水渠横跨线路上。
若洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时,应慎重处理。当线路横沟进洞时,设置桥涵净空不宜太小,以免留下后患。当地形条件不适于设置桥涵时,应结合地形、地质情况、水流大小,经过技术经济比较,采取相应的工程措施,如扩大洞门墙顶水沟,将水引离隧道,或在洞顶做过水渡槽引接。当洞顶水沟流量大,对隧道施工和运营不利时,应结合地形、地质条件,改沟排放。
(7)洞口开挖尽量不刷动原生坡面。
若洞口前方岩壁陡立,基岩裸露,此时最好不刷动原生坡面,不挖动山体,尽量保持山体自然平衡及稳定,避免出现塌方。
(8)洞口宜有一定的施工场地。
隧道洞口段一般都在山地沟谷中,地势狭窄,而施工有许多工序是在洞外进行的,需要一定的场地,尤其是隧道的出渣场地。因此在选定涧口位置时,要综合考虑运输线路、材料堆放场、施工机械设施用地、生产生活用地等。
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