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1、毕业设计(论文 )题目题目：包兰铁路东岗镇隧道病害整治包兰铁路东岗镇隧道病害整治系 别： 轨 道 工 程 系 专 业： 城市轨道交通技术 班 级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 前前 言言包兰铁路东岗镇隧道病害整治的工程地质野外调查工作自 4 月 9 日起展开，截止 5 月 10 日结束。调查由东岗镇隧道概况展开，对地形地貌、工程地质特征、不良地质现象及水文地质特征等进行了全面调查。并结合隧道病害严重情况，参考了正在修建的宝兰二线东岗镇隧道所提供的有关信息和资料，在隧道所处环境区域，采集了岩样、土样及水样，并做了相关的实验和化学实验分析，其目的就是要分析判断隧道病害产生的本质性原因，以使
2、包兰铁路东岗镇隧道病害问题能够彻底解决。目目 录录第 1 章 东岗镇隧道概况1第 2 章 地形地貌特征1第 3 章 工程地质特征13.1 地层岩性13.2 地质构造3第 4 章 不良地质现象54.1 陷穴54.2 冲沟5第 5 章 地震6第 6 章 水文地质特征66.1 地下水的形成条件66.2 地下水的赋存与排泄76.3 地下水水化学特征86.4 地下水补给量概算8第 7 章 隧道病害类型及病害发生原因107.1 病害类型特征107.2 诱发病害的基本因素10第 8 章 隧道病害病害检测128.1 检测内容128.2 检测原理128.3 检测仪器及方法：128.4 检测布置：13第 9 章
3、隧道渗漏水的病害及其防治施159.1 隧道渗漏水的主要原因169.2 隧道渗漏水的表现形式179.3 隧道防水放渗的不足179.4 隧道施工的主要方法及常用的材料189.5 常用堵漏防水技术209.6 丙凝灌浆法施工工艺 219.7 我国隧道防水堵漏材料发展现状23第 10 章 隧道衬砌结构的病害及其防治措施2510.1 衬砌结构性病害2510.2 衬砌混凝土病害2510.3 衬砌裂损原因26 10.4 隧道衬砌裂损常规整治方法2910.5 局部改建及改建 37第 11 章 隧道的翻浆冒泥病害及其防治措施4111.1 翻浆冒泥研究的方向与方法4111.2 影响翻浆冒泥的主要因素4111.3 翻
4、浆冒泥的种类及特征4211.4 翻浆冒泥的形成原因4211.5 路基翻浆冒泥的机理分析4411.6 整治方案的提出4811.7 翻浆冒泥病害的整治措施49第 12 章 隧道的排水系统淤堵病害及其防治措施5312.1 防排水系统5312.2 实施工艺及要求6012.3 背水面内贴式防水61第第 1 章章 东岗镇隧道概况东岗镇隧道概况隧道始建于 1956 年，起迄里程 K984+878.56K985+453.56，全长 575m。隧道的进口和出口分别位于 R=1000 和 R=390m 的缓和曲线上，隧道内为 4.5和 5.3两个单面坡,向兰州方面为上坡，净空高 6550mm，进口端长K984+8
5、78.56K985+224.56 为曲墙仰拱衬砌，设中心排水沟，出口端长985+224.56K985+453.56 为直墙无仰拱衬砌，设左侧排水沟，碎石道床。1993 年线路电化改造时，由于隧道净空不能满足电化要求，采用了以落道为主，辅以拱顶局部凿挖衬砌混凝土，改换碎石道床为混凝土宽枕道床的一系列改建措施，并设置了双侧保温水沟及边墙竖向排水盲沟。由于综合因素所致隧道渗漏水严重，曾于1996 年、1997 年、1999 年先后多次进行过整理，其中拆换仰拱 219m，增设各类排水盲沟百余条，改建隧道左侧排水沟，以及隧道左侧增设 340.5m 长的平行泄水洞一座。但终因复杂的工程地质条件及水文地质条
6、件的影响与控制，目前隧道的翻浆冒泥、渗漏水、排水系统淤堵、衬砌混凝土腐蚀等病害依然很严重，需要更进一步的整治。第第 2 章章 地形地貌特征地形地貌特征隧道所处地貌环境为兰州盆地的东部边缘，在黄河南岸 III 级阶地前缘穿越古城坪而过，东端线路与深切的 V 型谷阳洼沟正交，西端线路沿 II 级阶地后缘西延。III 级阶地台面较为平坦，略向北倾斜，海拔高程 15801600m，相对于黄河的高差约 80 余米，阶地周边坡陡谷深，发育大小不等的黄土冲沟，坡面发育独立的或串珠状的黄土陷穴，植被较稀疏。第第 3 章章 工程地质特征工程地质特征隧道所处黄河 III 级阶地为基座阶地，上部覆盖第四系上更新统风
7、积黄土和冲积黄土，其下为冲洪积卵砾石层，下伏上第三系中新统紫红色泥岩、砂岩及砾岩，以及加里东期侵入花岗闪长岩，受区域地质构造的影响，基座基岩节理裂隙发育，给地下水的形成赋予了较好的运移与储存空间，从而对工程地质条件造成了不良影响。3.1 地层岩性3.1.13.1.1 加里东期侵入岩（加里东期侵入岩（r r3 3）灰白色花岗闪长岩，分布于隧道出口段，K985+223K985+453.56 洞门及以西，主要矿物成分为斜长石、石英、角闪石，全晶质中粗粒结构，块状构造，岩性坚硬，受地质构造影响，岩体风化程度差异很大，可见裸露岩体的斜长石存在不同程度的高岭石化，属强中等风化。据高速公路东岗高架桥桥基钻探
8、资料证实，风化层厚度为 522.10m。隧道出口端岩体 X 节理发育，节理走向分别为 340和 30，倾角近于直立，分别为 78和 75，花岗闪长岩岩质坚硬，为 IV 类围岩，o =1000kpa。3.1.23.1.2 上第三系中新统沉积岩（上第三系中新统沉积岩（N1sN1s）分布于隧道进口段，K985+223984+878.56 洞门以及东，并向南延伸与南部山区相连，构成古城坪一部分，马鞍桥与桃树坪全部的基座隐伏。岩性为紫红色砂岩、薄层泥岩及砾岩，泥钙质胶结，具水平层理，微向北东倾斜，产状 2718,与上覆第四系地层和下伏加里东期侵入岩呈角度不整合接触。砂岩成分以石英、长石为主，断面可见 0
9、.53.0mm 大小的白色或灰白色可溶盐晶体颗粒。泥岩成分为粘土矿物，干燥状态时比较坚硬，遇水易软化。砾岩成分为灰白色花岗闪长岩，一般砾径 220cm，风化严重，锤击易形成散粒的砂状。该套地层受地质构造影响，存在不很严重的倾斜和褶曲，抗风化能力差，据有关钻探揭露，风化层厚度达 10.012.5m，为 IV 级软岩，III 类围岩，o =400Kpa600Kpa。3.1.33.1.3 第四系上更新统冲洪积层（第四系上更新统冲洪积层（Q3alpl）覆盖于隧道拱顶上部标高 1535m 处以上，总厚度约 45m 左右，是构成黄河III 级阶地的主要地层，一般可分为上下两层，下部为卵砾石层，厚度 28m
10、，青灰色，磨圆度较好，多呈浑圆状，砂泥质充填胶结，粒径 20200mm 的约占6070%，220mm 的约占 1520%，小于 2mm 的在 25%以内。据现施工的宝兰二线隧道开挖剖面观察，卵石的分选性较阶地后缘好，粒径以 2050mm 的居多数，呈潮湿饱和状态，中密，为 II 级普通土，II 类围岩，0 =400Kpa。上部为一般新黄土，棕黄色或褐黄色，具水平层理，土质不均，含砂粒和粘粒，厚度大于 30m，根据土样试验所得指标平均值为：天然含水量 W=11.2%,容重 r=16.4KN/m3，液限WL=27.3%,塑限 WP=17.6%，塑性指数 Ip=9.7，为黄土状粉质砂粘土。半干硬，I
11、I级普通土，II 类围岩，0 =150Kpa200Kpa。3.1.43.1.4 第四系上更新统风积层（第四系上更新统风积层（Q3eol）风积新黄土，覆盖在 III 级阶地表层，厚度26m，其中表层 1.5m内为耕植土。浅黄色，具大孔隙，公路路堑剖面处可见垂直节理发育。土质疏松且均一，无层理，据试验，天然含水量W=9.8%，天然容重 r=15.6KN/m3，液限WL=26.7%，塑限 WP=17.4%，塑性指数 Ip=9.3,湿陷系数 s=0.049,自重湿陷系数=0.042，属强烈自重湿陷性黄土，稍湿，属 II 级普通土，II 类围岩，zs030mm。后果：变形缝的作用是满足隧道工程中两相邻结
12、构的伸缩变形，而过大的接缝，除了多耗费接缝用垫板及嵌缝密封胶，更不利于抗水压。尤其在底板设凹凸榫，变形缝过宽不利于凹凸榫的嵌合，不利于结构受剪也难以控制沉降量。第第 10 章章 隧道衬砌结构的病害及其防治措施隧道衬砌结构的病害及其防治措施10.1 衬砌结构性病害隧道衬砌结构性病害主要包括衬砌裂损、衬砌变形。主要表现为隧道衬砌的各类裂缝、勾缝脱落、压溃、错台、断面变形或缩小等。造成衬砌结构性病害的原因主要有：10.1.110.1.1 地质的影响：地质的影响：当围岩压力过大或分布不均匀，超过衬砌实际强度和刚度时，衬砌就会产生裂缝、变形或位移，严重时会产生局部掉块、失稳，甚至拱坍墙倒。10.1.210.1.2 地形的影响：地形的影响：隧道在傍山临水时容易产生偏压，当洞顶覆盖层较薄时，易造成衬砌开裂。10.1.310.1.3 地下水的影响：地下水的影响：地下水的动静压作用、严寒地区的冻胀力、地下水作用于隧道体周围的软弱破碎岩层，导致衬砌周围出现空洞等约束不均匀，都有可能造成衬砌开裂。10.1.410.1.4 衬砌结构形式的影响：衬砌结构形式的影响：由于衬砌计算时的假定与实际受力状态有一定差异，当差异较大时，容易引起衬砌开裂。10.1.510.1.5 施工方法与施工质量的影响：施工方法与施工质量的影响：由于施工方法不同、施工质量不好，造成围岩松动，压力增大，衬砌厚度不够、
