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1、渭河隧道施工方案比選探究 摘要:研究目的：針對渭河隧道復雜地形地質條件，為解決渭河隧道下穿河谷段施工風險問題，開展了寶蘭客專渭河隧道施工方案的比選。研究方法：渭河隧道施工方案的選擇，鑒于隧道位于市區(qū)、隧道縱坡呈“V”字形等特點，綜合考慮了施工安全、工期風險、環(huán)境影響、經濟投資等多種因素。同時由于渭河隧道洞內設置“V”字坡，運營期間滲漏水需機械抽排至洞外，防水可靠亦是隧道運營安全的關鍵因素之一。研究結論：渭河隧道下穿藉河河谷段，礦山法和盾構法施工的方案技術上均可行。綜合考慮施工風險、工期、工程投資等因素，渭河隧道研究采用礦山法施工。關鍵詞:渭河隧道;施工方案;礦山法;比選中圖分類號：U4
2、5文獻標識碼：A寶蘭客運專線是規(guī)劃的徐州至蘭州客運專線的西段。線路東起陜西省寶雞市，過渭河峽谷沿既有隴海通道進入甘肅省天水市，向西經過秦安縣、通渭縣、定西市后，兩跨既有隴海鐵路，經榆中縣至終點蘭州西客站。線路橫跨陜西省和甘肅省兩省，正線全長約40113km。寶蘭客專東端與西寶客專相接，向東可直達中原及華北、華東地區(qū)，向西可連通青海、新疆，并通過蘭州樞紐與包蘭鐵路、蘭渝鐵路銜接，在鐵路網中主骨架特征明顯。寶蘭客專沿線不良地質發(fā)育，建設環(huán)境復雜，難度較大，渭河隧道即是工程設計中的難點之一。渭河隧道位于寶蘭客專天水南站出站端，地處天水市花牛鎮(zhèn)至渭南鎮(zhèn)境內。受滑坡和天水機場定向臺影響，線路以隧道
3、方式先后穿越藉河南岸的黃土梁峁區(qū)、藉河河谷區(qū)、藉河北山黃土梁峁區(qū)至渭河南岸。隧道全長10.01km，洞身縱坡呈“V”字形段落長8.6km。隧道洞身通過的地層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積黏質黃土、粉質黏土，上第三系泥巖、寒武系片麻巖。軟巖大斷面隧道施工中易出現(xiàn)圍巖坍塌、地表產生大面積沉降等問題，為隧道施工和地表建（構）筑物安全帶來較大風險。渭河隧道地形地質條件復雜,隧道斷面大，隧道長大段落位于河谷段，隧道施工對地表建（構）筑物影響較大。為確保河谷段隧道的施工安全,對隧道施工方案進行了比選，探討了復雜地質條件下隧道設計方案比選的關鍵，希望也能為類似工程提供有益參考。一.工程概況圖1工程平面圖13
4、渭河隧道DK772+700～DK776+000約3.3km段隧道洞身位于藉河河谷區(qū)，該段隧道洞身主要涉及地層為弱風化泥巖，泥巖上覆地層為第四系黃土、粗圓礫土、細圓礫土等。藉河河漫灘及一級階地細、粗圓礫土中，水量豐富，含水層厚度約2.0～14.0m，河床地下水位埋深一般2.0m～15m。隧道洞身上部細、粗圓礫土含水層，對下部泥巖強風化層具有一定的補給。該段隧道受河谷段地形地質條件影響，施工風險較高，針對藉河河谷段隧道方案進行了施工方案研究。主要研究方案包括：礦山法方案、一座雙線隧道盾構施工方案和二座單線隧道盾構施工方案。二.隧道地質概況和地表建（構）筑物1.工程地質渭河隧道洞身通過的地層主
5、要包括：兩端洞口約0.5km為第四系黏質黃土、粉質黏土，進口至北山段約7.5km為上第三系泥巖，北山至出口段約2Km為寒武系片麻巖。泥巖（N1Ms）：棕紅色、褐色、淺灰色，成分以黏土礦物為主，泥質結構，層狀構造，節(jié)理裂隙發(fā)育，成巖作用差，巖質較軟弱，遇水易軟化，強風化厚10～20m，級硬土，Ⅴ級圍巖，σ。=300kPa；弱風化，級軟石，Ⅴ～Ⅳ級圍巖，σ0＝400kPa，具弱膨脹性。2.水文地質特征（1）地表水隧道下穿藉河通過，藉河為渭河一級支流，為常年流水河，流量大，約25萬m3/d，水量隨季節(jié)變化較明顯，在6～10月降水集中時水量更大，藉河百年一遇洪水量可達3540m3/s（3.058
6、億m3/d）。13（2）富水性分區(qū)隧道DK772+680～DK776+370下穿藉河河谷段，為基巖裂隙水弱富水區(qū)。上部第四系松散層厚約2.0～14.0m，透水性強，補給條件好，富水性好，具弱承壓性，承壓水頭高度一般約1～2m，滲透系數一般在0.50～30.5m/d，對下部泥巖強風化層具有一定的補給，對強風化層下部弱風化層補給相對較弱，單位正常涌水量約932～997m3/d·km，局部洞身與泥巖強風化層底板距離較小的段落，地下水對隧道施工有一定影響。3.地表建（構）筑物現(xiàn)狀（1）地表道路渭河隧道穿越藉河河谷區(qū)，位于天水市城區(qū)，隧道下穿主要城市道路包括羲皇大道、天北高速。隧道下穿羲皇大道與天
7、北高速段，洞身位于弱風化泥巖地層，拱頂埋深30m以上。（2）城市管網羲皇大道兩側管線廣布，市政管線有電力線、通訊線和供水管、雨水管、污水管等。天北高速公路兩側分布有光纜。市政管線埋深1～5m，下穿道路段隧道拱頂覆土厚度45～55m，地下管線對隧道施工無影響。（3）地表建筑13藉河河谷段渭河隧道依次下穿白水崖村、高家灣、甘五建建筑安裝公司家屬院、肖莊村、天水經濟適用房開發(fā)區(qū)、縣家上河村、劉家莊。村莊建筑多為一層至三層的磚瓦樓房，甘肅五
