什么是河谷线:河谷线上隧道位置的选择

线路沿河傍山时称为河谷线。这种线路平面受到山坡和河谷的制约,高低受到标高和限制坡度的控制,比选方案时,可能移动的幅度不大。但是,虽然摆动的幅度很有限,可对工程的难易、大小都有关系。

河谷地段往往山坡险峻,岩体风化破碎,河道蜿蜒,线路势必随之弯转。走行在凹岸时,更有可能受到河水的冲刷,必须设置防护建筑物,并且常伴随着地质不良现象。设计线路位置时,如果稍偏河流一侧,则线路位置恰恰落在山体的风化表层内,极易引起坍方落石;如果稍偏靠山一侧,形成浅埋,洞顶覆盖太薄,将受到山体的偏侧压力,对施工和结构的受力状态十分不利,有时会导致施工困难和结构的不安全。

例如,京广铁路衡阳至广州复线工程大瑶山隧道(1981~1987年)位于广东省坪石至东昌之间,全长14.295km。原既有铁路(1936年建成通车)顺武水河左岸,依山傍水,蜿蜒曲折,线路平面曲线多、半径小,曲线间夹直线及缓和曲线长度短,既有线路多为半填半挖,填方坡脚侵占武水河道,洪水时期水流淘冲路基坡脚,运能严重不足,成为京广铁路运能卡脖子地段,危及行车安全。挖方边坡陡、堑坡高,雨季多出现滑塌。复线建设中,武水峡谷段的线位选择,初期共有东岸并行、两岸单绕和西岸双绕3个方案。由于规划在峡谷修建乐昌峡水库,经比选上述方案并结合预留乐昌峡谷修坝建库的规划要求,后期补充西岸取直大瑶山长隧道、西岸双绕抬高和西岸双绕岐门跨武水越岭3个方案,经过上述方案比选,为保留乐昌峡水库,并遵循铁路选线基本原则“裁弯取直”,最终选择取直大瑶山长隧道方案,修建长14.295km的大瑶山隧道,如图3-1-2所示。

图3-1-2 衡广复线坪石至乐昌预留水库线路方案示意图

线路设计时,位置靠外,隧道洞壁过薄,施工时常发生坍顶露空,山坡变形开裂,给施工带来极大困难,给国家造成不应有的损失。多年实践总结出一条经验,就是“宁里勿外”,意思是在河谷线上,隧道位置以稍向内靠为好。当然,过分内靠,使土石方量增加太多,隧道增长,也是没有必要的。

为了使隧道顶上(洞口段除外)有足够的覆盖岩体,隧道结构不致受到侧压,还能形成自然拱,洞顶以上外侧应有足够的厚度。

隧道设计规范针对不同级别围岩和隧道断面大小,对傍山隧道最小覆盖厚度有所规定。各种设计手册也会列举一些经验数据可供参考。当岩层结构面倾向山体一侧时,岩层比较稳定,覆盖厚度可以酌减。当岩层结构面倾向河流一侧时,覆盖厚度易于加大。

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