1第一章 隧道勘测及隧道位置的选择

第一章

隧道勘测及隧道位置的选择 1.1

隧道勘测

★隧道勘测设计，必须遵照国家有关政策和法规，重视 隧道工程对生态环境的影响。隧道建设应注意节约用 地、节约能源及保护农田水利，对噪声、弃碴、排水 等应采取措施妥善处理。 ★隧道建筑物应按满足100年正常使用的永久性结构设 计，建成的隧道能适应运营的需要，方便养护作业， 并具有必要的安全防护措施； ★隧道设计应贯彻国家有关技术经济政策，积极采用新 理论、新技术、新材料、新设备、新工艺； ★隧道设计应符合安全舒适、技术先进、经济合理、环 境友好的要求。

隧道工程

1.1 隧道勘测1.1.1 隧道勘测的一般规定 制定勘测计划勘测计划包括对既有资料的收集和调查、地质勘察、 环境调查、施工 条件调查、调查采取的方法等内容。 在勘测过程中，当发现实际地质情 况和预计的情况不符时，应及时修改勘测计划。

勘测资料应完备：齐全、准确，满足设计要求 勘测的两个阶段：设计阶段勘测和施工阶段勘测： 评价隧道工程对环境可能造成的影响隧道勘测应详细调查隧道所在地区的自然、人文活动动和社会环境状 况，评价隧道工程对环境可能造成的影响。

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1.1 隧道勘测1.1.2 调查测绘 主要内容：工程地质条件和施工条件 自然概况：地形地貌特征

工程地质特征：地层岩性、地质构造特征水文地质特征：地下水特征、分布等 不良地质和特殊岩土地段： 地震基本烈度等级：《中国地震动参数区 划图》(GB18306-2001)提供的参数。

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气象资料 施工条件

1.1 隧道勘测- 隧道工程测绘遵守的规定 按设计阶段要求搜集或测绘地形图，纵断面图、横断面图 测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质及水文地质、周围建筑物及人居状况等

在隧道洞口和辅助坑道口的附近，按规定设置必要的平面控制点和水准点 测绘资料符合规定的精度要求

- 长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道的调查长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道，应进行大面积的区域性工程地质调查、测绘、并加强地质勘探核试验工作，查明区域地质构造及工程地质、 水文地质条件；当地下水对隧道影响较大时，应进行地下水的动态勘测

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1.1 隧道勘测- 设计阶段地质调查方法：测绘、弹性波探测、遥感、钻孔、试验坑道等

- 施工阶段地质调查方法：工作面观察、超前钻孔、导坑、试验坑道、物探等 目的：核定地质构造、岩性、地下水等 及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题 为验证修改设计提供

依据

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1.1 隧道勘测- 工程评价及处理措施 围岩自稳性 隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等 岩土膨胀压力 滑坡、偏压 围岩状态和土压特性

高地应力区应力场 瓦斯、岩溶、及人为坑洞等

- 围岩级别的确定

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1.2 隧道位置的选择★隧道位置与线路是互为相关的。 ★隧道具体位置的选择与当地工程地质条件、施工 条件、工程难易程度、投资的数额、线路技术条件、 工期的要求和今后运营条件及其它因素有关。其中， 最为重要的是地质条件和地形条件。 ★隧道位置的选定应考虑地形、地质条件、相关工 程和环境要求的影响，洞口不宜设在不良地质、排 水困难、地势狭窄的沟谷低洼处或不稳定的悬崖陡 壁下，宜避开滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石 流等地段；对于需设置辅助坑道和运营通风设施的 隧道，应综合考虑其设置条件和要求

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1.2 隧道位置的选择1.2.1 按地形及地质条件进行选择- 按地形条件进行选择- 高程障碍 绕行方案 — 当附近地形开阔，山坡地带宽敞时，克服高程障碍的一个比较简易的办法是避开前方的山峰，迂回绕行而过

深堑方案

— 当地形比较开阔，有山谷台地可资展线时，就可以

尽量地把线路展长，坡度用足以争取把线路标高抬起到可能的高度。 然后把高程尚有不足之处，在山顶部位开凿深路堑通过

隧道方案 — 当地形紧迫，山坡陡峭，不具备上述条件时，开凿

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隧道，穿山而过，就成为唯一可行，而且是比较有利的方案。

1.2 隧道位置的选择- 平面障碍

沿河傍山绕行方案 —

沿着山体自然弯曲傍山绕行，如果地形条

件尚能允许，则可采用。在不得已时，只得大劈坡，或高层填土，上 设御土墙，下设护坡护岸，有时还须跨谷建桥，有时为防滚石坠落， 还需设置防护明洞

隧道直穿方案 — 如果在平面障碍的前方，开凿隧道，穿山而过，虽然初期工程略大一些，但线路顺直平缓，工程单一，可不设急弯，没有陡坡，路线行程缩短，运营条件改善，而且不受山坡坍方落石的 威胁如下图所示。从长远的利益来看，隧道方案往往是比较合理的。

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1.2 隧道位置的选择按地质条件进行选择此处的地质条件包括:①地质构造: 倾斜岩层 褶皱

断裂②不良地质现象: 滑坡 崩塌(落石、错落、堆积层等)

泥石流岩溶 瓦斯

隧道工程 ③不良水文地质： 地下水、地温

黄土

1.2 隧道位置的选择- ①地质构造 - 单斜构造与隧道位置的选择

水平或缓倾角岩层 —

当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定。若通 过很薄的岩

层，则施工时顶部易产生掉块现象，此时，以不透水的坚硬岩层 作顶板为最好

陡倾角岩层 —

陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在，当有软弱夹层 伴以有害节理切割时，易产生坍方和顺层滑动；在此情况下，如以明洞通过 时应慎重对待

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缓倾角岩层隧道位置的选择

1.2 隧道位置的选择(接上页)当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时， 地层滑动将使隧道结构受到很大的剪力，以致把结构物损坏。 应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带，而宜将 隧道置于岩性较好的单一岩层中；如果隧道恰在层间软弱面的 上方，地层滑动会使隧道的某一段发生横向推移，而与邻段断 开。因此一定要尽可能避开软弱结构面，特别是不要把隧道中 线设成与软弱结构面的走向一致或平行，至少要成一定的交角。

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软弱结构面地带隧道位置的选择

1.2 隧道位置的选择- 褶皱构造与隧道位置的选择褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型，当隧道通过褶皱构造时，应尽量避 免将隧道置于向斜或背斜的轴部(a)、(b),而应将隧道置于翼部(c),则隧

道所处的地质条件类似单斜构造当对隧道通过向斜和背斜轴部作 比较时，则背斜较向斜略好，若

向斜轴部处于含水层中，地下水积聚凹底，洞身开挖所出现的涌 水及坍塌将比背斜严重，也将增

隧道工程 褶皱构造隧道位置的选择

加施工的困难。

1.2 隧道位置的选择- 断裂构造，接触带与隧道位置的选择在选择隧道位置时，切忌沿着(或靠近平行)断层带或破碎带修建隧道， 特别是对于区域性大断裂，尤应注意绕避。当隧道线路必须通过断 层带时，应尽量使线路与断层走向正交，同时应避开严重破碎带， 并应使通过断层的地段最短。

隧道工程 断裂构造地带隧道位置的选择

1.2 隧道位置的选择- ②不良地质的影响

滑坡地区在山区修建铁路隧道时，经常遇到滑坡，它给施工，运营可能造成极大危 害，因此，当隧道线路必须通过滑坡地段时，应慎重对待。采用隧道避开

滑坡时，应使隧道洞身埋藏在滑床(可能的滑动面)以下一定厚度的稳固地层中，以确保施工及运营过程中滑坡滑动时不致影响隧道安全。

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滑坡地带的隧道位置选择

1.2 隧道位置的选择 岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区选择隧道位置时，应查明工程地质及水文地质情况，原则上应避免从不稳定 的岩堆、崩坍、错落、堆积层地区中通过，应将洞身置于稳定的地层，当隧 道必须通过时，首先应分析并确认其具有稳定性，且一定要采取有效可靠的 工程措施，方得以在下图所

示位置通过。

隧道工程 不良地质中的隧道

落石地带的隧道

1.2 隧道位置的选择 泥石流当线路通过泥石流地区时，首先应充分预计和判明泥石流的成因、规模、发展趋势和冲、淤变化规律，论证以路基、桥梁通过或者以隧道等方式绕道的 合理性，并判定工程安全度，以决定隧道方案的可行性。当隧道(明洞)洞口

位置毗邻泥石流沟时，应注意适当延长以避免泥石流可能扩散范围的影响。

溶洞地区当隧道通过岩溶地区时，应力求避免穿越岩溶严重发育的网状洞穴区、巨大 空洞区及有利于岩溶发育的构造带，尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳酸盐 岩(可溶岩与非可溶岩)的接触带。当不可能时，应选择在较狭窄地段，以垂 直或大角度穿过，使通过岩溶地段为最短。

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1.2 隧道位置的选择

侧蚀地带的隧道

瓦斯地区

溶洞地区隧道位置的选择

隧道开挖时，有害气体逸出；轻则致人窒息，重则引起爆炸，危害甚大。 选择隧道位置时，最好能避开。不得已时，应做好通风稀释的措施。

黄土地区黄土具有干燥时甚坚固，遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选择隧道时应 避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。

隧道工程 隧道应避免通过具有放射性危害的地层。

1.2 隧道位置的选择- ③不良水文地质的影响

地下水—— 地下水多是由地表水的渗透或地下水源补给的它们的存在，使岩石软化、强度降低，层间夹层软化或稀释，促成了层间的 滑动。选择隧道位置时，最好不从富水区中经过。不得已时，也要尽 可能地把隧道置于地下水位以上的地方，或在不透水层中穿过。

地温—— 地球核心有巨大的热量隧道如果埋置很深，地温太高，将会降低施工效率。隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难选择隧道位置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处。遇到部分地区埋 深太大或高地温时，则应作好通风降温措施。

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