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翔安海底隧道维修养护分区研究.doc

翔安海底隧道维修养护分区研究

wu高根
2019-02-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《翔安海底隧道维修养护分区研究doc》,可适用于经济金融领域

翔安海底隧道维修养护分区研究摘 要:本文针对厦门翔安海底隧道的实际施工情况以该隧道的工程地质和围岩级别作为一级分区指标隧道埋深为二级分区指标地下水为三级分区指标围岩及初期支护变形为四级分区指标。采用由整体到局部、由粗略到详尽的分区原则进行逐级分区最终得到主隧道以及服务隧道的分区情况使得海底隧道的维修养护工作和长期监测工作更具有针对性和着重性。关键词:翔安海底隧道  维修养护  分区  指标中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:前言厦门东通道是一项规模宏大的跨海工程隧道由左线隧道、右线隧道和服务隧道组成左右线隧道断面跨度大、地质条件复杂、海水腐蚀严重且沿隧道纵向方向工程地质条件、地下水、施工方法和设计参数不断变化加之施工期间初期支护变异特性也各不相同以及陆域、陆海过渡段、海域地下水对结构施工影响和对结构的时间相关的腐蚀程度相差很大因此为了更详细了解不同隧道区段的工程实际情况进行海底隧道的分区段研究是非常有必要的。一般隧道围岩级别比较差的地段容易出现病害本文以围岩级别作为一级分区指标对于矿山法施工的海底隧道不同的埋深情况下海底隧道受力情况差别也很大本文将隧道埋深作为第二分区指标海底隧道将来是在海水这种恶劣的环境下运营的地下水的腐蚀情况对海底隧道的维修养护影响很大本文将其作为第三分区指标海底隧道在施工过程中对围岩及初期支护变形进行了现场的监控量测本文将其作为第四分区指标。四个分区指标是从粗略到细致的一个过程后面的分区指标都是在前面一个指标分区结果基础上再进行细分的下面对各分区指标进行详细的分析。一级指标分区厦门翔安海底隧道穿越地层依据基岩风化程度可分为全风化(W)、强风化(W)、弱风化(W)、微风化(W)四个风化带按围岩级别划分主要分为Ⅴ级、Ⅳ、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级五个围岩级别依据工程现场的掌子面地质素描可知海底隧道Ⅴ级围岩主要为全、强风化花岗岩地层隧道起始段主要穿过砂质粘质土Ⅴ和第四系粘质土Ⅴ陆域和浅滩段主要穿过全强风化花岗岩地层海底段主要穿过F、F、F、F、F、F全强风化深槽海域浅滩段穿越富水砂层。采用海底隧道的工程地质和围岩级别作为一级分区指标对隧道进行分区可得左线隧道各区段具体里程见表限于篇幅本文在都只列出了左线隧道Ⅴ级围岩的部分分区情况同理可得右线隧道及服务隧道的分区情况。二级指标分区隧道埋深分界值确定《公路隧道设计规范》中规定了浅埋隧道分表左线隧道一级指标Ⅴ级围岩分区里程区段风化程度里程区间长度(m)海底风化槽FZK~ZKFZK~ZKFZK~ZKFZK~ZKFZK~ZKFZK~ZK富水砂层ZK~ZK砂质粘质土ⅤZK~ZK全、强风化花岗岩WZK~ZKZK~ZK强风化花岗岩WZK~ZKZK~ZK砂质粘土ⅤZK~ZK第四系粘质土ⅤZK~ZK    界深度Hp=(~)hq荷载等效高度:hq=×Sω式中ω为宽度影响系数以隧道开挖宽度B=m为基准B每增减m时围岩压力的增减率ω=i(B)当B<取i=当B>m取i=S为围岩级别如Ⅱ级围岩S=。表左、右线行车隧道和服务隧道埋深分界深度隧道名称围岩级别浅、超埋hq(m)深、浅埋Hp(m)埋深H(m)埋深形式左、右线行车隧道Ⅴ级H≤超浅埋<H≤浅埋H>深埋Ⅳ级H≤超浅埋<H≤浅埋H>深埋Ⅲ~Ⅰ已依据实际工程情况此围岩级别范围内均为深埋服务隧道Ⅴ级H≤超浅埋<H≤浅埋H>深埋Ⅳ级H≤超浅埋<H≤浅埋H>深埋Ⅲ~Ⅰ已依据实际工程情况此围岩级别范围内均为深埋        表左线隧道砂质粘质土Ⅴ段深浅埋分区情况围岩级别风化程度里程区间埋深(m)埋深形式总长(m) 砂质粘质土ⅤZK~ZK~超浅埋ZK~ZK~浅埋      由于翔安海底隧道采用矿山法施工所以Ⅳ~Ⅵ级围岩取Hp=hqⅠ~Ⅲ级围岩取Hp=hq。将左、右线隧道开挖跨度设定为m服务隧道开挖跨度设定为m则可得左右线行车隧道和服务隧道的分界深度。依据实际工程情况Ⅲ~Ⅰ级围岩范围内为深埋可得翔安海底隧道深埋、浅埋和超浅埋分界深度见表。二级指标分区结果由上表确定的不同围岩级别隧道深浅埋分界值在围岩级别和工程地质条件确定的分区基础上以隧道埋深作为二级分区指标再次进行分区从而确定各区段深浅埋分界里程和长度表列出了左线隧道砂质粘质土Ⅴ段的二级分区情况。三级分区指标翔安海底隧道地下水根据所处地域不同分为陆域、潮间带、海域三部分在不同的区段地下水的腐蚀性情况不一样。()陆域地下水陆域地下水浅部一般为中性淡水PH值在~间但受所处环境的影响变化较大。其矿化度和水化学类型具分带性从远离海域到近海区矿化度由小变大,mgl~mgl而在过渡带上则高达mgl以上。水化学类型则由HCOCa渐变为HCOClNaCa乃至ClNa型深部地带呈弱酸性。依据《岩土工程勘察规范》(GB)可得陆域地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性、对钢结构具弱腐蚀性。()海域地下水海域地下水无论是抽水初期或抽水终期地下水的化学成分变化不大与海水成分也极相近均为中性碱水水化学类型为ClNaMg型。按照《公路工程地质勘察规范》(JTJ)附录D的判定海域地下水在Ⅲ类环境下对混凝土均具有弱结晶类、弱结晶分解复合类腐蚀作用。依据《岩土工程勘察规范》(GB)可得海域地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性对钢结构具中等腐蚀性。()过渡带地下水过渡带地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性、对钢结构具有中等腐蚀性。依据《厦门翔安隧道地质勘察报告》和现场下水成份分析实验确定陆域段、潮间带和海域段分界里程表列出了左线隧道的地下水分界里程从而可以确定隧道各区段地下水性质和对隧道结构的腐蚀性。表左线隧道陆域、潮间带和海域段分界里程地下水区段分界里程地下水类型陆域段ZK~ZKZK~ZK中性淡水潮间带ZK~ZKZK~ZK过渡带腐蚀性水海域段ZK~ZK腐蚀性碱性海水   由表确定的陆域、潮间带和海域段分界里程在二级分区的基础上以地下水性质三级分区指标再次进行分区可得左、右线行车隧道和服务隧道三级分区情况。四级指标分区初期支护变形及预留变形量翔安海底隧道在修建过程中初期支护异常变形情况比较普遍主要包括拱顶下沉、水平收敛以及临时支护变形异常。依据现场对左线、右线和服务洞围岩及初期支护变形监测数据以拱顶下沉量作为判定隧道是否发生异常变形的主要判定指标以预留变形量作为判定基准对不同围岩级别、不同埋深、不同地下水性质情况下各区段进行再次分区从而了解隧道沿纵向方向围岩及初期支护变形情况各围岩级别的预留变形量见表。下面以H代表拱顶下沉量L代表预留变形量。表各围岩级别的预留变形量L(mm)围岩级别ⅤⅣⅢⅡ~Ⅰ左、右线隧道服务隧道     通过现场观察和异常报告可知当H>L时可隧道可能会出现险情需要隧道初期支护采取加固措施。当L<H<L时初期支护或临时支护会出现不同程度的裂缝可定为级异常变形在这里选取比较有针对性的砂质粘土(Ⅴ)超浅埋段进行四级分区介绍。表砂质粘土超浅埋段监测断面拱顶下沉量H(单位:mm)断面里程ZKZKZKZKZKZKZK拱顶CRD拱顶CRD断面里程ZKZKZKZKZKZKZK拱顶CRD拱顶CRD        砂质粘土超浅埋分区情况由现场量测资料可得左线隧道砂质粘土超浅埋陆域段初期支护监测断面数据与预留变形量关系见表和图。由表和图可知左线隧道砂质粘土超浅埋陆域段初期支护拱顶沉降量最大值约为mm最小沉降量约为mm砂质粘土超浅埋陆域段沿纵向里程方向分为三个区段即H>L区段里程为ZK~ZK和和ZK~ZKL<H<L区段里程为ZK~ZK和ZK~ZK拱顶沉降量H<L的里程区段为ZK~ZK。四级指标分区结果综上研究在海底隧道一、二、三级分区结果的基础上以围岩及初期支护变形量为四级分图左线隧道砂质粘土超浅埋段监测断面沉降量图区指标再次进行分区可得左、右线行车隧道和服务隧道四级分区情况表中列出了左线隧道砂质粘土超浅埋段区段的最终分区情况。结论与建议翔安海底隧道是国内修建的第一条海底隧道表左线隧道砂质粘土超浅埋段最终分区情况围岩级别Ⅴ风化程度砂质粘土Ⅴ隧道埋深(m)~埋深类型超浅埋地下水区段陆域段地下水类型中性淡水拱顶变形(mm)~~~拱顶变形范围H>LL<H<LH<L里程区段ZK~ZK~ZK~ZK~ZK~区段总长塌方里程   区段名称ZZZ    地质条件复杂施工难度大再加上其恶劣的运营环境将来的维修养护工作必须引起重视本文以该隧道工程地质和围岩级别作为一级分区指标埋深为二级分区指标地下水为三级分区指标围岩及初期支护变形为四级分区指标采用由整体到局部、由粗略到详尽的分区原则进行逐级分区最终得到该隧道的最终分区情况主要研究结果如下:

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