隧道与隧洞的区别范文1
摘要:
依据瓦斯浓度标准对隧道瓦斯工区进行分区管理，对施工通风、机械、监测及应急救援设施按不同区段实施管理，以实现瓦斯隧道风险管理与资源的合理匹配。
关键词:
瓦斯隧道;管理等级;浓度标准;分区管理
TB10120—2002《铁路瓦斯隧道技术规范》［1］对瓦斯隧道的界定为“铁路隧道穿越或邻近含煤地层及含瓦斯地层时，洞内发现瓦斯即界定为瓦斯隧道，类型按瓦斯工区最高级别界定。”因瓦斯隧道具有特殊性，穿越瓦斯段落一般都较短，即整个隧道只有穿越瓦斯段落存在危险，若均按界定的瓦斯隧道最高级别并遵守《煤矿安全规程》［2］的有关规定施工，势必会增加投资费用，延长工期。本文以渝黔铁路天坪瓦斯突出隧道工程为例，对该隧道瓦斯工区煤系地层不同施工阶段管理等级进行分析，并通过调整通风方式、加强瓦斯浓度检测等，将不同施工阶段的煤系地层段依据瓦斯浓度标准对瓦斯工区进行分区管理，其可有效降低管理风险，减少投资，保证工期。
1隧道瓦斯工区管理等级划分
TB10120—2002对瓦斯隧道和瓦斯隧道工区概念作了明确规定，瓦斯隧道工区的性质及等级决定整个隧道的瓦斯性质及等级［3］。瓦斯隧道的类型按照该隧道瓦斯区段的最高级别确定，而每个施工工区存在的瓦斯区段的级别就是该施工工区的级别［4］。瓦斯隧道工区内，瓦斯爆炸危险性与隧道风路中回风道断面大小、工区进风段落长度、瓦斯涌出量、通风方式有关［5］。因此，瓦斯隧道在煤系地层段施工时应根据TB10120—2002并参考《瓦斯隧道等级划分新证》且结合隧道自身状况和施工通风布置形式来设置隧道的不同防爆设备，制定瓦斯管理制度。隧道瓦斯工区管理等级划分如表1所示。
2瓦斯隧道分区管理在天坪隧道中的应用
2．1工程概况
天坪隧道全长13．978km。该隧道地质条件复杂，集岩溶、瓦斯突出、有害气体、高地温、高地应力、突泥涌水等不良地质于一体。天坪隧道横洞工区承担横洞主井1050m、横洞副井1061m、平行导洞3600m及双线正洞4137m的施工任务。天坪隧道横洞工区DK127+710～DK127+850段为龙潭组煤系地层，隧道连续穿越C6、C5、C3煤层，层厚分别为1．33、2．45、2．6m，实测最大瓦斯含量达13．91m3/t，压力达1．342MPa。根据《防治煤与瓦斯突出规定》，界定天坪隧道横洞工区为瓦斯突出工区。天坪隧道横洞瓦斯工区施工布置如图1所示。
2．2天坪隧道横洞工区第1阶段瓦斯分区管理等级
横洞工区进入煤系地层之前的横洞施工阶段为瓦斯分区管理第1阶段，此阶段横洞主、副井施工作业面在接近煤层前属于常规工区，施工进度和施工方法与瓦斯无关，只是根据前期地勘对煤系地层的预测，对横洞内施工通风和洞内固定设备进行前期布置，避免后期长距离更换通风及固定设备。但考虑到瓦斯赋存的特殊性，为安全起见，按低瓦斯区段管理，即Ⅲ级风险管理。具体分区如图2所示。
2．3天坪隧道横洞工区第2阶段瓦斯分区管理等级
副井开挖至平行导洞，主井开挖至正洞时为瓦斯分区管理第2阶段，此阶段只有平行导洞和正洞2个开挖工作面。为避免横洞平行导洞、正洞揭煤和抽放瓦斯相互干扰带来安全隐患，主、副井井底之间暂不贯通，仍采用独头压入式通风。主、副井井口各安装2台性能相同的通风机(132kW×2)，一台通风，一台备用，且主通风机和备用通风机的电源均取自同时带电的相互独立的电源，当主通风机出现故障时，须保证备用通风机正常工作［9］。该阶段副井开挖至平行导洞时，向煤系地层开挖，并进行瓦斯抽放和揭煤施工。根据施工组织安排，平行导洞先行揭煤，待其揭煤完成后，再进行正洞揭煤。瓦斯超前探测及日常检测表明，瓦斯浓度均小于0．3%。根据表1，平行导洞进入煤系地层前，采用Ⅱ级风险管理;进入煤系地层后采用Ⅰ级风险管理。此阶段正洞工作面距煤层较远，应按低瓦斯区段管理，即Ⅲ级风险管理。具体分区如图3所示。
2．4天坪隧道横洞工区第3阶段瓦斯分区管理等级
平行导洞通过煤系地层，正洞开始揭煤时为瓦斯分区管理第3阶段。此阶段横洞主井和天坪隧道出口之间的正洞贯通，同时平行导洞工作面已穿过煤层，进口方向正洞进入煤系地层段。瓦斯超前探测及日常检测表明，瓦斯浓度低于0．4%(正洞揭开煤层瞬时瓦斯浓度高达3．9%，经45min通风后浓度逐渐降至0．5%以下)。根据表1，平行导洞已通过煤系地层，按Ⅱ级风险管理;正洞进入煤系地层后按Ⅰ级风险管理;正洞在横洞主井井底利用风墙将横洞工区与出口工区隔离，出口端按Ⅳ级风险管理。具体分区如图4所示。从图4可以看出，通风机全部置于主井正洞出口方向，风机与风门的距离大于20m，且2道风门间设置了出风口。正洞和平行导洞之间的25#通道贯通，25#通道内设置2道风墙，风墙上预留正反2道风门，以供人通行。
2．5天坪隧道横洞工区第4阶段瓦斯分区管理等级
正洞煤系地层安全通过，并已完成煤系地层段的全封闭2次衬砌后为瓦斯分区管理第4阶段。此阶段23#和25#通道之间的正洞已贯通，向平行导洞方向供风的风机安装在平行导洞大里程端距23#通道50m处;正洞供风的风机安装在24#通道内，且在23#和24#通道之间安装1台55kW射流风机，横洞副井进口处安装1台55kW射流风机作为备用风机，平行导洞及正洞工作面最远通风距离按1200m考虑，以满足通风要求。瓦斯超前探测及日常检测表明，瓦斯浓度均低于0．2%。根据表1，平行导洞已通过煤系地层，故应按Ⅲ级风险管理;正洞通过煤系地层后按Ⅲ级风险管理;正洞出口方向风墙不拆除，出口端仍按Ⅳ级风险管理。具体分区如图5所示。
3结束语
本文介绍了天坪隧道横洞工区瓦斯分区管理模式。该隧道施工过程中，遵循“前提是地质预报、基础是浓度检测、关键是加强通风、重点是设备防爆、补救是超前探测”的原则，依据瓦斯浓度标准合理按阶段布设通风系统，安全有效地完成了各阶段施工通风、机械、监测及应急救援设施的不同等级配置，实现了瓦斯隧道各区段风险管理与资源的合理匹配，降低了管理风险，减少了资源投入，并节省了工期。而如果按TB10120—2002规定，天坪隧道横洞工区均按界定的瓦斯突出工区级别并遵守《煤矿安全规程》的有关规定施工，势必会增加投资费用，延长工期。瓦斯隧道穿越煤系地层时，瓦斯隧道管理等级与隧道自身断面、长度等状况有很大关系，与施工通风能力、布设密不可分，是一个多元素主导的控制体系。天坪隧道横洞工区通过采用分区管理模式，实现了经济投入有依据、设备配置有根据、安全责任有落实的目标。
参考文献：
［1］中华人民共和国铁道部．铁路瓦斯隧道技术规范:TB10120—2002［S］．北京:中国铁道出版社，2002.
［2］国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程［M］．北京:煤炭工业出版社，2011．
［3］张贵铜．铁路隧道瓦斯等级划分的探讨［J］．铁道工程学报，2010(10):78．
［4］赵阶勇．铁路瓦斯隧道施工特点及问题探讨［J］．隧道建设，2011(1):82．
［5］雷升祥．瓦斯隧道施工技术与管理［M］．北京:中国铁道出版社，2011．
［6］苑郁林．瓦斯隧道等级划分新证［J］．铁道工程学报，2012(9):65－70．
［7］杨立新．现代隧道施工通风技术［M］．北京:人民交通出版社，2012．
［8］国家安全生产监督管理总局．防治煤与瓦斯突出规定［M］．北京:国家安全生产监督管理总局，2009．
隧道与隧洞的区别范文2
关键词：油气管道；隧道勘察
中图分类号：TE973文献标识码： A
1前言
油气管道工程是我国实施能源战略的重点项目之一，是我国能源进口的重要通道工程。在油气输送线路工程的山区穿越过程中陆上隧道工程在所难免。
2 油气管道隧道勘察须解决的核心问题
油气管道陆上隧道勘察以确定隧道的成洞条件为根本，以保障施工安全为指导思想。以此为出发点，此类隧道勘察所必须解决的核心问题归结为隧道的围岩级别划分、涌水量预测和洞口稳定性三大核心问题。
3 隧道围岩级别划分
隧道围岩基本分级根据岩石坚硬程度和岩体完整程度及围岩基本质量指标BQ为量化标准，从高到底分为Ⅰ～Ⅵ级。在隧道围岩基本分级的基础之上，考虑地下水状态影响和初始应力状态影响对隧道围岩基本分级进行修正。因此岩石坚硬程度、岩体完整性、地下水状态、初始地应力状态，是影响隧道围岩划分的四大因素。
3.1 岩石坚硬程度
岩石坚硬程度的划分以岩性为定性标准，以岩石饱和单轴抗压强度Rc为定量指标。
(1)对于岩石岩性确定需要对区域地质资料进行了解并进行充分的地质调绘工作，结合波速测井资料分析确定。
(2)对于岩石饱和单轴抗压强度Rc的确定采用钻孔岩芯采取岩石样进行岩石室内试验确定。对于岩石采样要特别注意要采取隧道底板以上3倍洞径范围内的岩石样，岩石样采取必须具有代表性，对存在裂隙的岩芯也要作为代表性样品采集。在实际操作中经常出现采取完整岩芯作为试验样品的情况，导致岩石饱和单轴抗压强度整体偏大。根据隧道围岩基本质量指标计算公式，Rc值偏大对围岩判定影响很大，致使围岩基本质量指标BQ偏大，这是相当危险的。
BQ=90+3Rc+250Kv
当Rc＞90 Kv+30时，应以Rc=90 Kv+30和Kv带入计算BQ值；
当Kv＞0.04Rc +0.4时，应以Kv=0.04Rc +0.4和Rc带入计算BQ值。
3.2 岩体完整程度
(1)岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达。Kv一般用弹性波速探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数Jv按表1确定对应的Kv值。
表1Jv与Kv对照表
Jv(条/m³) ＜3 3～10 10～20 20～35 ＞35
Kv ＞0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 ＜0.15
(2) Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系可按表2确定。
表2Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系
Kv ＞0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 ＜0.15
完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎
(3) 通过地质调绘确定岩体体积节理数Jv(条/m³)，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计。除成组节理外，对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。
每一测点的统计面积不应小于2m×5m。岩体Jv值应根据节理统计结果按如下公式计算：
Jv=S1+ S2+……+ Sn+ Sk
式中：Sn―第n组节理每米长测线上的条数；
Sk―每立方米岩体非成组节理条数(条/m³)。
(4) 岩体完整性指标(Kv)，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择代表性的点、段，测试岩体弹性纵波速度，并应在同一岩体取样测定岩石纵波速度。按下式计算：
Kv=(vpm/vpr)2
式中：vpm―岩体弹性纵波速度(km/s)；
vpr―岩石弹性纵波速度(km/s)。
3. 3 地下水状态
隧道围岩地下水状态的判定，根据隧道各段涌水量预测确定隧道开挖时的出水状态。
(1)根据区域地质资料进行了解并进行水文地质调查工作，确定隧道围岩的透水特征与富水性，划分含水层与相对隔水层。隧道区断层破碎带内赋存构造裂隙水，富水性好，对隧道有影响，开挖时可能会出现淋水或涌水。
(2)根据水文地质试验，如抽水试验、提水试验、压水试验等钻孔水文地质试验，确定各段隧道围岩的透水性。
(3)结合工程地质调绘，利用物探手段确定岩溶发育情况，对岩溶发育段的涌水进行考虑。
3.4 初地始应力状态
隧道围岩的初地始应力状态，是预测隧道开挖时隧道围岩岩体是否产生岩爆及塑性变形的依据。
(1)隧道围岩的初始地应力状态应根据地应力测试进行确定。
(2)围岩初始地应力状态当无实测资料时，可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与岩芯饼化等特殊地质现象，按《工程岩体分级标准》（GB50218-94）附录B和《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/ 0053-2004）附录F对岩体初始应力评估基准Rc/σmax的值大小进行评估，Rc/σmax＜4，为极高应力分布区，4＜Rc/σmax＜7，为高应力分布区，Rc/σmax＞7，为低应力分布区。
σmax=（0.8～1.2）×H×γ
σmax―垂直洞轴线方向的最大初始应力；
Rc―岩石饱和单轴抗压强度；
H―工程埋深(m)；
γ―岩体重力密度(KN/m3)；
3.4 隧道围岩级别的修正
隧道围岩级别应在围岩基本分级的基础上，结合隧道工程的特点，考虑地下水状态、初始地应力状态等必要的因素进行修正。
(1)地下水状态按照干燥或湿润、偶有渗水、经常渗水三种状态划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别。根据不同的级别结合围岩基本分级进行修正。
(2)按照初始地应力状态的判定，对于高应力和极高应力两种状态对隧道围岩级别进行修正。
(3)隧道洞身埋深较浅，应根据围岩受地表的影响情况进行围岩级别修正；当围岩为风化层时，应按风化层的围岩基本分级考虑；围岩仅受地表影响时，应较相应围岩级别降低1～2级。
4 隧道涌水量预测
隧道涌水量预测是隧道勘察的难点，由于隧道所处自然环境复杂多变，工程地质条件与水文地质条件具有高度不确定性，给隧道涌水量的准备预测和计算带来极大的困难。
4.1 隧道涌水量预测方法的选择
隧道的涌水量预测一般采用两种以上预测方法，结合工程实际进行隧道涌水量预测，综合比较得出较为贴合实际的涌水量。
(1)隧道正常涌水量进行预测，根据不同的工程地质条件和水文地质条件，可采用比拟法、大气降水入渗法、迳流模数法、水平坑道法（地下水动力学公式）、铁路勘测规范经验公式、裘布依理论式、大岛洋志公式等七种常用方法供选择进行计算。
(2)对于隧道最大涌水量预测，可在隧道正常涌水量的基础上，根据不同的地区经验、水文、气象、地质条件，对正常涌水量预测公式中相应影响系数的进行调整或公式变形后计算得出；也可采用古德曼经验式、佐藤邦明非稳定流式等专门的隧道最大涌水量预测公式方法计算。
(3)以上方法都是基于参数确定的确定性数学模型类方法，对于水文地质条件复杂地区，特别是岩溶水地区采用以上方法就不能满足对隧道涌水量预测的判定。对于此类影响因素随机性较强的隧道涌水量预测，目前普遍采取对隧址区进行专门水文地质调查，结合区域水文地质情况对影响涌水量的因素进行附加。如调查地表补给与排泄、增加地下水特别是地下暗河补给与排泄量、区域性较长时间地下水动态观测等方法，也可根据地表排泄点统计进行反演推算等方法预测。
4.2 隧道涌水量勘察要点
根据隧道所在地区的地质条件和水文地质条件，按照所选择的涌水量预测方法进行针对性的勘察工作。
(1)收集区域水文地质、气象、地下水观测等资料。
(2)进行水文地质调查，包括井泉、地表水、地下水补给及排泄等。
(3)进行钻孔水文地质试验，确定含水层厚度、渗透系数等水文地质参数。
(4)进行物探测试工作，特别是在岩溶区，查明隐伏溶洞、岩溶裂隙及地下暗河等的发育情况。
5 洞口稳定性
隧道的洞口工程作为隧道常规开挖的先步工程，洞口部位的成洞和其稳定性是纵贯整个隧道施工的关键点之一，因此隧道洞口的勘察尤为重要。隧道洞口部位因其所在山体的位置处于坡体或崖坎壁，根据洞口所处坡体岩土体特征和地质条件的不同，多分为土质坡体、岩质坡体。
5.1 土质边坡洞口
隧道洞口为土质边坡或岩土质边坡的，多会出现不稳定边坡，应根据工程地质调绘结合钻探对边坡进行稳定性分析，对于土体边坡可采用圆弧法进行计算自然坡体和开挖后的稳定性，对于岩土质边坡可采用折现法进行稳定性计算。
5.2 岩质边坡洞口
隧道洞口为岩质边坡时，应根据节理、岩层及结构面发育情况，运用赤平投影法等进行稳定性分析计算。岩质边坡因其岩体的风化程度，往往出现危岩、卸荷带等不良地质现象，应针对岩质边坡的特性进行专项工程地质调绘和稳定性分析。
5.3 偏压现象
因隧道进出口埋深较浅，较洞身存在偏压现象的可能性大，故应选取隧道进出口典型剖面加以分析。根据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）表4.1.5-1判定是否属偏压，对于具有偏压现象的应按偏压隧道设计。
6 结束语
油气管道隧道因其具有坡率和平面曲率较铁路、公路等隧道控制性弱的特点，针对隧道勘察中确出现大型不良地质现象的情况，要加强与设计沟通，实现动态化设计，合理采取避绕措施，以有利于降低工程造价和施工难度。
参考文献：
[1] 中国石油天然气集团公司.GB 50568-2010油气田及管道岩土工程勘察规范[S].2010.
[2] 铁道第二勘察设计院.TB 10003-2005铁路设计规范[S].2005.
[3] 重庆交通科研设计院.JTG D70-2004公路隧道设计规范[S].2004.
[4] 陈文国，王岳衡.长输管道盾构隧道地质勘察设计.油气储运，2005，24（6）.
隧道与隧洞的区别范文3
关键词：隧道设计；偏压；连拱隧道
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
工程概况
黄祁高速公路祁门隧道位于祁门县境内，牌楼坞水库西北部的山体上，本隧道设计为连拱（岩质）隧道，屯溪端桩号为K54+795.0m，设计高程为155.412m；景德镇端桩号为K54+985.0m，设计高程为153.845m，隧道长190.0m，最大埋深为45m。隧道设计时速80km/h，平面上呈圆曲线形展布，平曲线半径R=1000m；隧道纵坡为双向坡，坡率为0.35％、-2.0％，隧道设计净宽×高为：2×（10.25×5.0）m。
隧道出口端地质情况为强风化板岩．片状构造，岩体呈薄层结构，节理裂隙发育，岩体较破碎，稳定性较差。隧道轴线与等高线斜交．交角45。～60。 隧址明洞处偏压极为严重，如何确保施工安全进洞．减少大开大挖，不对环境产生破坏．设计方案的优劣将是其中的关键。
2、隧道方案的比选
由于本隧道屯溪端紧邻牌楼坞水库，景德镇端紧接祁门大桥，桥长约1000米，大桥跨越祁门金东河为祁门县饮用水源，为了充分保护环境和水资源，尽量减少土石方弃置，尽可能降低工程造价，结合工程地质和地形地貌，在进行了充分的外业调查基础上．制定了两套比选方案：
2.1分离式隧道与深路堑方案比选
初步设计阶段对隧道进行了分离式隧道与深路堑方案比选。
2.1.1分离式隧道方案：
隧道右线起止点桩号为K54+440～K54+945，隧道长505米；左线起止点ZK54+410～ZK54+926，隧道长516米。优点：遵循了隧道设计“早进晚出”的原则，最大程度避免了高边坡；土石方开挖量约10万方，弃方量较小，有利于保护环境；耕地占用量小。缺点：隧道洞身K54+800~830段隧道埋深较浅，中线处埋深仅11米，且靠外侧还存在冒顶，施工难度和风险较大；隧道出口与祁门大桥为桥隧相连，洞口离金东河较近，隧道出口施工作业面小，施工难度较大，施工污染金东河的风险较高；隧道工程造价较高。
2.1.2路堑方案：
路基方案优点：施工简单，难度较小；施工作业面大，可多个作业面同时开展；路基土石方工程造价较低。缺点：土石方开挖量约55万方，弃方量大，不利于保护环境；开挖边坡较高，最大边坡高度达48米；耕地占用量较大。
由于黄山地区位于皖南山区，土地资源稀缺，为高速公路建设应尽量减少占地，特别是耕地占用量。路堑方案虽然施工难度较小，工程造价相对较低，但耕地占用量大，且大量余方也需要征用更多土地来弃置。分离式隧道技术成熟，隧道存在的施工难度在现有施工技术水平下都能较好解决，施工中只要措施得当也能避免污染水资源，虽然工程造价相对较高，但从长远发展来看，综合比较后，初步设计推荐采用分离式隧道方案。
2.2连拱隧道与深路堑方案比选
初步设计阶段所比选的两个方案的优缺点都很明显，两个方案的各自优势不显著，都不是较理想的方案。在施工设计阶段，针对初步设计中各方案的优缺点，结合项目实际地形地貌和沿线设施，对路线线位进行了优化调整：将初步设计隧道段线位向北移100~120米，将隧道前后线形顺接后形成施工图设计隧道平面。
2.2.1连拱隧道方案：
隧道起止点桩号为K54+795～K54+985，隧道长190米。优点：遵循了隧道设计“早进晚出”的原则，最大程度避免了高边坡；土石方开挖量约4.5万方，弃方量小，有利于保护环境；隧道洞口离金东河较远，水资源污染风险较小；隧道洞口施工作业面较大；耕地占用量小。缺点：隧道出口K54+970~K55+000段地形较陡，隧道右侧边坡较高，而隧道左侧埋深较浅，局部段落存在掉空现象，隧道出口施工难度和风险较大；隧道工程造价较高。
2.2.2路堑方案：
路基方案优点：施工简单，难度较小；施工作业面大，可多个作业面同时开展；路基土石方工程造价较低。缺点：土石方开挖量约30万方，弃方量大，不利于保护环境；开挖边坡较高，最大边坡高度达45米；耕地占用量较大。
通过祁门隧道平面图不难看出，隧道洞外两端仍然存在较大挖方，通过土石方综合调配后仍然存在一定量的弃方。路堑方案虽然施工难度较小，工程造价相对较低，但耕地占用量较大，且路基挖方也需要征用更多土地来弃置。连拱隧道技术较成熟，隧道出口高边坡和掉空通过技术措施能较好的处理。连拱隧道虽然工程造价相对较高，但从长远发展来看，综合比较后，施工图设计推荐采用连拱隧道方案。
3、隧道设计
3.1平纵面线型设计
3.1.1隧道平面线型设计
本隧道为连拱短隧道，平纵方案主要由路线方案控制，隧道位置根据地形、地质条件、环境、造价、功能等因素综合确定，在综合线型指标和造价的前提下，通过实地勘察，充分研究隧道所处地域的地形、地质情况，主要考虑隧道进出口地形条件、隧址区工程地质条件、营运管理设施布置场地等因素拟定隧道方案。
3.1.2隧道纵面线型设计
隧道纵断面设计综合了隧道长度、主要施工方向、通风、排水、洞口位置以及隧道进出口接线等因素。
3.1.3隧道横断面设计
（1）建筑限界
净宽2×10.25m＝2×（0.75m左侧检修道+0.5m左侧侧向宽度+2×3.75m行车道+0.75m右侧侧向宽度+0.75m右侧检修道）净高5.0m
（2）内轮廓设计
隧道内轮廓除满足建筑限界要求外，还考虑了通风、照明、监控、通讯、营运管理等附属设施所需空间，并结合衬砌结构受力要求而拟定。隧道内各种附属设施均不得侵入建筑限界。
3.2隧道洞门设计
3.2.1洞门设计原则
根据隧道进出口地形及工程地质条件，结合开挖边、仰坡稳定性及洞口防排水需要，本着“早进晚出”、“零开挖、零埋深”、“不破坏就是最大的保护”的原则确定各隧道洞口位置。洞门型式的选择力求结构简洁，并考虑使用功能，本着“与地形、环境协调、经济、美观并有利于视线诱导”的原则来确定洞门型式，洞门型式采用了削竹式和明洞式，并优先采用“绿色洞门”。隧道洞口处接长明洞，以尽量减少对洞口自然景观的破坏。
3.2.2洞口施工注意事项
①本隧道景德镇端洞口开挖边坡较高，开挖后应及时进行挂网、锚喷支护，暗洞工作面开挖应控制开挖。
②洞口施工前应作好洞顶截水沟及洞口区的临时截、排水系统，以防冲刷洞口。
③洞门墙基础必须置于稳固的地基上，若地基承载力不足时，应换填基底或注浆加固处理。
④洞口施工中应尽量减少扰动周围岩体，尽早做好洞口边坡、仰坡的防护及隧道洞门，确保洞口安全。
隧道与隧洞的区别范文4
关键词：隧道；防排水处治；加固处治
中图分类号：U455文献标识码：A
一、工程概况
石灰坡隧道位于贵阳市白云区都拉营与沙文之间，是贵阳市“三环十六放射”骨架路网中的“射线”道路之一。隧道里程桩号为ZK12+670～ZK13+490(长820m)、YK12+860 ～ YK13+540(长680m)，隧道设计为双向三车道，设计建筑限界宽12.5m、高5.0m，隧道衬砌内轮廓拱顶高8.1m、净宽15.33m，净空面积102.1m2。隧道采用三台阶光面爆破的开挖方法。
隧址区位于都拉营向斜西翼与近南北走向阳关背斜东翼之间，褶皱发育。隧道通过路段发育有1条断层(F1)，其通过左幅隧道出口段K13+340里程处，右幅隧道K13+500里程出口处。走向近呈南北向延伸，与隧道成近41°斜交，倾向95°，倾角45°，为逆冲压扭性断层，在隧道位置断层上盘为茅口组(P2m)地层,下盘均为上叠系松子坎组(T2sz)地层，上盘地层产状为95°∠60°，下盘地层产状为110°∠25°。
K11+700～ K12+690/890里程段东侧为沙老河流域汇水范围，西侧为麦架河流域汇水范围，隧址区内无较大地表水体分布，仅在左幅隧道出口存在一山塘，为当地村民洪水季节用于储水使用，无固定的水源补给，靠大气降水补给。
隧道及道路通过地段的山体未被冲沟、洼地等负地形严重切割破坏，山形总体较完整，隧道通过地段未见较大滑坡、崩塌、地裂缝、泥石流及地下洞室等不良地质现象，钻探泥页岩岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体可能会发生有限位移；此外，地表调查未发现有地温异常，隧道通过地段无初始高应力影响。
二、岩溶勘查及揭露情况
地质勘查：石灰坡隧道范围内可溶岩分布地段岩溶较发育，主要以规模不大的陡倾溶蚀裂隙和溶洞为特征，以全充填状态为主，钻探126个孔有44个钻孔见溶洞、裂隙，钻孔见洞率为34.9%，钻探揭露总进尺为6431.5m，其溶洞、裂隙总长度为150.5m，岩溶线洞率为2.3%，岩溶发育程度为强发育。
施工过程中，大多岩溶位于隧道内轮廓线内，超出隧道开挖轮廓线较多岩溶20余处，其中较大一处位于右线YK13+022~YK13+026处，在隧道两侧共腰至拱顶中线上方，岩溶沿洞身方向长4米，高5米，呈反漏斗状，溶腔内填充软塑状红粘土夹杂块石，有股状水流出，岩溶周边围岩节理发育层间夹泥。
三、岩溶处治原则
(1)根据超前地质预报情况，对前方溶洞进行详细的勘察，重点是溶洞发育规模、地下水、溶洞稳定性等，现场可采用超前探孔、超前地质预报相结合的手段进行；
(2)隧道岩溶地段开挖，现场严格按照“短进尺、弱爆破”的原则进行，在最大程度上减少爆破震动对溶洞稳定性、整体性的破坏，避免溶洞出现垮塌；
(3)针对岩洞发育范围多以超出隧道开挖轮廓，现场隧道支护措施严格按照“管超前、严注浆、强支护、早封闭”的原则进行施工组织，避免溶洞内岩体因时间过长而产生风化，进而影响其稳定性；
(4)为了预防运营期间发生支护结构因溶洞局部失稳坍塌而出现局部破坏现象的发生，衬砌混凝土的安全储备要加强；与此同时，加强施工防排水和结构防排水的系统的融合，在不影响地下水发育的前提下，避免在支护体系与围岩之间形成承压水，进而对支护体系产生影响；
(5)现场施工过程中加强“日常观察”、“监控量测”工作，重点在围岩变形的监测和初期支护体系表面观察。
四、岩溶处治方案
（一）开挖
岩溶对隧道洞身结构稳定性有一定的影响，为了避免出现溶洞出现失稳进而可能影响到隧道自身稳定性，现场隧道洞身爆破开挖进尺控制在每循环1.0m，开挖完成后及时进行支护。开挖尺寸在原设计开挖轮廓线上加大30cm，防止隧道变形侵占净空。
（二）防排水处治
为了防止后期施工和运营期间溶腔内出现积水，进而影响隧道结构，针对隧道不同部位的溶洞发育分别采用不同的处理方法，在不影响溶洞地下水活动的情况，也就是不影响溶洞内地下水的渗析通道的前提下，进行溶洞内地下水的引排。
1、位于隧道拱部、边墙
在溶洞洞壁上设置排水盲沟，盲沟外包土工布、两端堵塞土工布，沿溶洞腔壁进行布置，同时将其出水口外接隧道结构防排水系统，以便及时将溶洞内部分地下水及时排除。
此外，加强隧道洞身结构防排水系统，尤其是排水系统，以便将溶洞内部分地下水通过结构排水系统引排至隧道洞外。
2、位于隧道底部
在隧道洞身开挖过程中，隧道底部溶洞做到不随意抛填开挖弃碴，以防止堵塞地下水通道；如若隧道底部溶洞底部充填软塑性粘土或早期岩溶活动过程中产生的虚碴，采取全部进行清除、换填。
根据现场实地勘察，溶洞内地下水的季节性、间隙性活动规律。为了保证溶洞内地下水通道畅通，同时为了保证隧道底部不发生不均匀沉降，在施工过程中溶洞底部采用回填、干砌一定高度的块石、片石，达到预留地下水的渗流通道(盲沟)的目的，进而保持原地下水活动通道。
此外，在回填、干砌块石、片石与隧道底板混凝土接触顶面设置隔离层，防止混凝土底板施工过程中的水泥浆填充堵塞，影响溶洞地下水的活动通道。
（三）加固处治
针对溶洞发育范围均已超出隧道开挖轮廓，同时结合溶洞地下水为季节性、间隙性的特点，为保证施工和运营期间的安全，在隧道掘进过程中需要对隧道不同部位的溶洞进行填充处理。
1、位于隧道两侧边墙
为防止拱架支护系统不发生拱脚不均匀沉降，首先对拱架拱脚位置采用早高强混凝土进行混凝土加厚、加大处理，混凝土顶面标高与拱架拱脚底板标高平齐。
根据设计要求安装完成钢拱架后，拱架外翼缘与围岩岩壁之间区域部分采用M10浆砌片石进行填充；部分采用喷射混凝土进行填充。
此外，隧道洞身系统锚杆采用加长型中空注浆锚杆进行加固。
2、位于隧道起拱线之间
为了避免出现拱部溶腔对隧道支护结构的影响，现场在安装拱架支护的过程中预埋后期充填的管道，管道直径不小于150mm，在喷射混凝土施工完成后，现场陆续进行复喷混凝土或注浆等进行回填，保证溶洞空腔出露高度不超过100cm。
此外，隧道洞身系统锚杆采用加长型中空注浆锚杆进行加固。
3、位于隧道底部
为了避免隧道整体结构出现不均匀受力而产生沉降，现场必须对隧道底部溶洞空腔进行干砌块石、片石回填，然后再在干砌块石、片石顶面表层设置一定厚度的钢筋混凝土底板，钢筋混凝土底板通过HRB335φ25锁脚锚杆或锁脚钢管与溶洞周边岩体进行连接、固定、支撑。
（四）支护
1、溶洞洞内支护体系
针对溶洞发育范围均已超出隧道开挖轮廓，隧道洞身爆破开挖掘进过程中势必对原发育溶洞结构稳定产生一定的影响，为防止溶洞发生坍塌，现场在清除松动岩石的基础上将采用锚杆加固岩壁、钢拱架加固溶洞，初步计划采用L=400cm的D25中空注浆锚杆和HPB235φ8钢筋网加固溶洞洞壁、I18工字钢钢拱架加固溶洞。
2、隧道洞身结构体系
根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)和《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)中相关规定，对岩溶地区的隧道支护、衬砌结构加强，同时对溶洞与隧道洞身相交叉部位，尤其是拱部、边墙采用加长型系统锚杆进行锚固，进而起到悬吊、加固。
此外，为了保证隧道混凝土路面不出现不均匀沉降，隧道穿越溶洞地段的混凝土路面采用钢筋混凝土。
五、监控量测
隧道在岩溶地段的监控量测重点集中在以下几方面：
（一）地质和支护状态观察
地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。
观察频率：每一循环进尺，都必须进行一次工作面观察，并作好客观详尽的记录。在地质变化不大地段，可每天按一个工作面记录，对已成洞地段主要是支护效果的观察，频率同工作面。
观察内容：
1、工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括黄土类别名称，风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。
2、工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、长度及深度，模筑混凝土衬砌的整体性，防水效果等，也以表格和素描形式记录下来。
3、在日常地质和支护状态观察过程中，及时发现支护措施是否需要改进；同时避免出现岩溶地段局部坍塌引起支护破坏。
（二）拱顶下沉
量测目的：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变形动态，判断支护结构的安全性和稳定性。
量测断面间距：每间隔5～10m一个断面。
（三）周边收敛
量测目的：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间。
量测断面间距：每间隔5～10m一个断面。
（四）底板隆起
量测目的：根据底板标高变化，确定底板是否变形，即是否存在沉降或反隆，进而确定溶洞底部是否需要再行加固，此外也确定路面混凝土的结构设计。
量测断面间距：每间隔5～10m一个断面。
（五）隧道监控量测汇总表（见表1）
表1隧道监控量测内容
6岩溶处治效果评价
按照上述岩溶处治方案实施过程中，岩溶处治初期围岩变形较大，但随后很快趋于稳定。目前，石灰坡隧道顺利施工完成，通过验收并已通车，由此表明石灰坡隧道岩溶处治达到了预期的处治目的。
参考文献：
[1] 刘向远，岩溶隧道施工中地下水环境负效应评价指标体系研究[D];西南交通大学;2007年.
[2] 赵明阶、刘绪华等，石灰岩溶区大断面隧道围岩稳定性及控制技术研究[R];重庆交通大学.
[3] 白明洲、许兆义、王连俊、王勐，复杂岩溶地区隧道施工突水地质灾害研究[J];中国安全科学学报;2006年01期.
隧道与隧洞的区别范文5
关键词：高海拔；隧道照明；光照度
中图分类号： U416 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-85-2
1 概述
在高速公路上进行高速行驶的过程中，由于人眼构造的原因，突发的进入亮度发生突变的地方（譬如隧道），会产生系列的视觉问题，高速公路隧道照明视觉现象会有以下特点：
①“黑洞”效应：白天，当汽车行驶进入亮度不是很高的隧道入口时，因为隧道内外亮度差异很大，使人产生一种进入深渊的感觉。为了避免这种“黑洞”感，加强隧道洞口处的亮度，使得洞内外的亮度差异比较小。
②“白洞”效应：白天，当汽车行驶进入亮度不是很高的隧道除口时，因为洞外亮度很高，使得在视觉里感觉洞外形成一个白色洞穴，这会使得司乘人员有着强烈的眩光感，使得司乘人员无法辨别车前方的状况，容易发生交通事故。
由上可知，提高隧道出口过渡段的照明亮度也是必要的，且出口过渡段应在40m以上，照度不得低于500Lx。在晚上行驶中，因为和白天情况恰恰相反，隧道出口处正好形成“黑洞”感，司乘人员无法辨别洞外道路前方的情况。为此，适当的降低出口处的过渡段的照明亮度且应该比隧道内基本段照明亮度要低一些，以使司乘人员的眼睛得到缓解。这就要求在控制过程中，每当黑夜来临时，关掉一部分隧道出口的照明，达到降低亮度的目的。
另外，当隧道内发生火灾时，根据消防管理规定，照明系统必须全部开启，以有利于消防人员和救援人员处理现场情况；当隧道内发生交通事故时，事故发生地点的照明必须达到最好，为驾驶人员和救护人员提供良好的照明环境，避免扩大事故；因火灾、事故或其他原因使用人行或车行横洞时，横洞灯具自动亮起。
分段时序控制方式是根据季节的不同和一天中不同的时段来改变照明回路 运行状态的方式，并对隧道内发生事故或火灾的情况也做出了相应的应对措施，虽然对一天内不同照明回路的工作状况作了更细致的分工，但由于不能考虑到不同的天气状况带来的影响，不能对隧道内外的光强值进行准确的判断和分析，因此这种控制方式算法简单，在使用中缺乏准确性和精确性。如果它和人工手动控制这种方案相结合，可以达到理想的控制效果。虽然分段时序控制有一些不足，它仍然是当今使用最广泛的一种控制方式。
2 智能照明调光控制算法
算法原理：根据洞内外的亮度建立响应的洞内需求曲线，通过对需求曲线处理对相应的灯具采取控制手段，使得隧道内的整个照明区域平稳光滑，同时快速响应跟踪照明需求曲线，在取得节能的同时取得良好的照明效果，同时响应第二套备用方案，在隧道内外照度传感器损坏时，启动分段时序控制方案。
传统的隧道照明为实现照明的舒适性，按晴天、云天、阴天、重阴天加强照明和过渡段基本照明、过渡段基本应急照明六种模式控制，但是在高海拔地区的隧道，其洞外的光照度极强，和平原地区的差别非常大，特别在贵州毕节地区，天空的照度变化非常大，其变化速度非常快，会突然出现照度从晴天变成阴天，要马上转为晴天的情况。
在毕威高速的旱莲花隧道，我们根据当地光照度和晴天、云天、阴天、重阴天加强照明和过渡段基本照明、过渡段基本应急照明进行对比，贵州屋脊的毕威高速的晴天、阴天、云天、重阴天和我们许多地方的差别很大。并且在实际的观察中，我们发现由于地处高原，风云变化迅速，频率很高的切换灯具的开关对灯具的损坏非常大，很容易引起灯具的电源烧毁。
因此我们迫切的要求解决灯具损坏的方法，并提出一种延迟灯具使用寿命的方法。
根据资料，我们将天气情况按照照度区间进行划分，如表1。
但是 在毕威高速旱莲花隧道实际测试中，我们用照度仪对20分钟情况进行采样，一分钟一次，得到如下数据，如表2。
从以上数据可以看出，贵阳毕节的地区的天气变化迅速，照度变化很快，并且照度跨度非常大，根据上述情况，我们在编制程序的过程中，并非一味的加强洞内外照度的照度的一致性，而是增加照度预期的判断，通过数据的预处理，取得良好效果。程序流程图如下：
在毕威高速通车两年内，照明效果非常好，灯具损耗率比较低，有利的保证了业主和施工单位的利益。
参 考 文 献
[1] 赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京：人民交通出版社，2007：52-92.
[2] 王文熙，郭奋勇.隧道照明节能分析与系统设计方案[J].中国交通信息产业，2003，23（10）.
隧道与隧洞的区别范文6
Abstract： Based on the basic principle of several kinds of tunnel water inflow， this paper introduces the formula， parameter and the applicable conditions and selects the appropriate method to calculate water inrus， to provide effective reference for engineering design. Taking a water Gushing project in Lijiang city as an example， this paper introduces the atmospheric precipitation infiltration coefficient method， the runoff modulus method of groundwater and groundwater dynamic research method. Based on the characteristics of karst groundwater occurrence and migration， combined with the characteristics of engineering geological prospecting， this paper expounds the current research situation of the prediction of water inflow in karst tunnels and the characteristics of several commonly used methods for predicting the water inflow. By means of engineering examples， the results obtained by the first two methods are not very different.
P键词： 岩溶隧道；涌突水；预测方法；特点及适用条件
Key words： Karst tunnel；water inrus；forcasting methods；the characterristics and applicable conditions
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0190-03
0 引言
隧洞涌突水是一种极其常见的地质灾害，具有发生几率高，影响大等特点。
我国可溶岩分布十分广泛，岩溶区约占国土总面积的1/8。尤其是西南地区广布紧密的背斜褶曲，可溶岩大面积出露。充沛的降雨促使地表岩溶发育，易在地下形成集中径流，是典型的富水构造。因此，在这些地区可溶岩中开凿隧洞，涌突水问题往往成为制约工程开展的主要水文地质问题[1-2]。
1 岩溶隧道涌水量预测研究现状
在国内，铁路部门对岩溶隧道涌水量计算已有较深入的研究，计算方法很多，但各种方法都有其适用范围，存在一定的局限性。目前，岩溶隧道涌水量预测方法归纳起来主要有：①水文地质比拟法；②水均衡法；③地下水动力学法；④相关因素分析法；⑤数值计算法；⑥非线性理论方法。 [3～6]
2 实例分析
拟建的丽江某引水隧洞进口位于玉龙雪山西麓，顺S50°W延伸，至拉美谷山口以北约1.8km转向S，隧洞最大埋深约800m，出口位于拉市海北侧青龙河左岸。隧洞进口高程2880m，出口高程为2840m，长约8km。引水隧洞通过可溶岩地段将不可避免地对岩溶地下水系统的天然渗流造成影响。
2.1 地质概况
引水隧洞工程区自北向南依次出露的地层有三叠系下统腊美组（T1l）、三叠系中统北衙组第一段（T2b1）、三叠系中统北衙组第二段（T2b2）、二叠系虎跳涧区玄武岩组（Pβ）。其中，三叠系中统北衙组第一段（T2b1）、三叠系中统北衙组第二段（T2b2）均属可溶岩地层，岩性以灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩为主，洼地、漏斗、落水洞、溶蚀裂隙、暗河、溶洞、岩溶泉点较发育。
2.2 水文地质单元划分
工程区及总体地势东高西低，中部高，南北低。西部为溶蚀高原，东部为溶蚀高中山，南部为拉市海盆地。结合地层岩性、地质构造、地形地貌及地下水出露及补径排特征，可将区内分为两个大的岩溶水文地质单元：三家村―海西一级水文地质单元（A）和新华―美泉一级水文地质单元（B）（图 1）。
3 涌突水的预测
根据隧洞工程区水文地质条件的分析，该区地下水主要来源于大气降水及地下水的补给。采用大气降水入渗系数法、地下水径流模数法对引水隧洞的正常涌水量进行分段计算，采用地下水动力学法对其最大涌水量进行计算。
3.1 大气降水入渗系数法
其中：qmax-隧洞单位长度日最大涌水量（m3/d・m）；m-转换系数，一般取0.86；K-岩体渗透系数（m/d）；H-岩体中原始静水位至隧洞底板的垂直距离（m）；r-隧洞洞身横断面的等价圆半径（m），初拟引水隧洞断面等价圆半径r为1.24m；Qmax-隧隧洞初期日最大涌水量（m3/d）；L-隧洞穿越段长度（m）。
计算的引水隧洞初期最大涌水量结果见表3。
3.4 结果分析
①从隧洞单位长度正常涌水量可以看到：总体上，大气降水入渗系数法与地下水径流模数法所计算出的单位长度正常涌水量相差不大。隧洞里程K0+860.01～K2+421.13为隧洞可溶岩段，单位长度正常涌水量最大。其次为K7+952.30～K8+544.58段，由于本段地形平缓，汇水面积较大，因此其单位长度正常涌水量达0.621～0.669m3/d・m。K2+421.13～K3+268.16汇水条件相对较好。其余段K0+129.46～K0+860.01、K3+268.16～K6+426.92、K6+426.92～K7+952.30单位长度正常涌水量值总体相差不大，一般为0.132～0.285m3/d・m。
②在引水隧洞主洞中布置排水洞或增大隧洞的嗝娉叽缃增加涌水断面面积，导致更大范围内的地下水被疏干。由公式（1）、（3）、（4）可知，上述措施的实施将使得隧洞正常涌水量和最大涌水量增大。但大范围地下水的疏干将导致作为新华二级水文地质单元（B1）与依可实―依可六二级水文地质单元（B2）界线的地下分水岭南移，从而压缩相邻单元依可实―依可六二级水文地质单元（B2）的面积[6]。
4 结论
①岩溶隧洞涌水量的影响因素主要有降雨量，渗透系数，积水面积，外界补给等，隧洞涌突水的预测分析是对隧洞水文地质环境评价过程中十分重要的环节。
②目前，对于涌水量的计算方法很多，但是每种方法的特点区别较大。在具体分析每种方法适用条件的时候，需要对工程实地勘察之后，依据勘察资料分析适用特点，选取适合的计算方法。
③通过对该实际工程的计算验证，结果显示三种方法的计算结果比较接近，说明这三种方法之所以能被科学界广泛接受，是通过大量的工程实践进行验证，才让这些理论和方法得到认可，并为以后的实践中发挥指导作用。[7-8]
参考文献：
[1]朱大力，李秋枫.预测隧洞涌水量的方法[J].工程勘察，2000（4）：18-32.
[2]汪亚莉，许模，韩晓磊，等.大理岩溶地区某引水隧洞涌突水预测研究[J].地下水.2015，37（3）：9-11.
[3]刘坡拉.岩溶隧道涌水量预测方法及适宜性条件[J].安全与环境工程，2009，16（5）：119-122.
[4]马世伟，梅志荣，张军伟，等.岩溶隧道涌突水灾害预警与防治技术[J].山东大学学报（工学版），2009，39（4）：12-16.
[5]吴治生.不同地质边界条件岩溶隧道涌水量预测与展望[J].铁道工程学报，2007（11）：48-56.
[6]杨艳娜，曹化平，许模.岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法[J].现代地质，2015，29（2）：414-420.
