[发明专利]一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法

权利要求书

1.一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：在拟建的隧址区建立微型气象观测值，收集隧址区气象资料；

第二步：进行勘察，在进行常规的工程地质、水文地质收集外，还需要收集地表水分布、地下水位和变化范围，收集隧址区冻结深度和地下水分布情况，预测隧道沿程各段最大涌水量；

第三步：确定隧道内轮廓，计算隧道洞内气温沿程分布情况，以0℃为界，确定隧道保温段长度；

第四步：进行洞口及洞门设计，计算冻胀力，确定衬砌参数，确定隧道衬砌、水沟保温层厚度；

第五步：防排水设计，在隧道保温段需要对隧道防排水系统进行保温设计；

第六步：隧道贯通后，验证隧道内气温与设计阶段是否一致，及时修正衬砌和水沟保温层厚度。

2.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，在拟建的隧隧址区建立微型气象观测值，在隧道的进出口分别进行设置，收集隧址区气象资料。

3.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，气象资料的收集包括收集洞口最冷月平均气温、最大冻结深度、隧道洞口年平均气管氧分压和冬季风向及风速。

4.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，采用洞口最冷月平均气温用于判断寒冷程度，最冷月平均气温≤-10℃为严寒地区，-10℃＜最冷月平均气温＜0℃为寒冷地区；其中严寒地区和寒冷地区需要进行保温设计。

5.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，在进行勘察时采用资料、工程地质调绘、水文地质调绘、物探、钻探、现场测试或室内试验的手段,明确在勘察阶段提出对隧道分段提出隧道涌水量和水温。水量大小和水温对于隧道冬季是否发生冻害非常重要。

6.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，所述季节性冻土隧道内轮廓除了满足常规的隧道要求外，并设置保温防冻层，冻土隧道内轮廓一般还需要增大5～15cm。

7.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，所述洞口应选择在向阳、不易积雪、易于排水和雪线以下的位置，洞口宜设置防雪棚洞，洞门基础应置于冻结深度以下不小于0.25m，洞口边坡防护等级应较常规的防护加强一个等级或者坡率放缓一个级别。

8.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，衬砌结构设计除满足常规设计外，应考虑冻胀和融沉的影响，并通过工程类比确定衬砌结构和尺寸,其计算公式为：y＝91.6(-x)^0.863

其中，x为洞口气温(计算温度,负值，其中计算温度取值规则如下:对于寒冷地区取最低月平均气温减10℃，对于严寒地区的取最低月平均气温减15℃)。

9.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，寒冷地区采用保温水沟，严寒地区采用深埋水沟或者防寒泄水洞，纵向墙背排水管和路面下方的横向排水管等均需要采用保温材料进行包裹。

10.根据权利要求1所述的季节性冻土公路隧道勘察设计方法，其特征在于，在三个年度内，进一步验证隧道内气温与设计阶段计算的是否一致，如果实测的需保温段长度大于实施的长度或者温度低于计算的温度，及时修正衬砌和水沟保温层长度或者厚度。