[发明专利]一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法

说明书

本发明公开了一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法，属于隧道勘察设计技术领域，包括以下步骤：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；进行勘察，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；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；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；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；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，该设计方法思路清晰，可操作性强，针对性强，并在多个川西地区项目实践，证明该方法可行、可靠。

技术领域

本发明属于隧道勘察设计技术领域，具体地涉及一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法。

背景技术

近年来，越来越多的高寒地区公路被规划、建设。公路给季节性冻土地区交通带来了极大的便利。但是由于其特有的低温、富水等气象、水文地质条件，给寒冷地区隧道建设带来了极大的困难。多座寒冷地区隧道衬砌开裂、挂冰、冻胀给隧道运营带来了极大的安全隐患。多年来，如何提高寒区隧道防冻性能一直是寒冷隧道建设的重点、难点和痛点。

目前，各国在寒冷地区隧道衬砌保温抗冻的研究工作主要集中在两个方面进行。一是基础理论性研究工作。具体是针对隧道围岩冻融特性，冻结深度，隧道围岩、混凝土隧道衬砌及保温隔热材料的热工性能，隧道衬砌的结构形式设计，以及工程场地气候、水文等条件的影响进行研究。二是应用技术的研究工作。在基础理论性研究工作的基础上，着手隧道的保温抗冻技术措施，开发耐久性的保温隔热材料，研究保温隔热层的合理厚度、设置长度、设置形式等。但是到目前为止，无论是国家规范还是行业规范，都还没有一本寒区隧道设计的规范，本发明结合多座季节性冻土的设计经验，给出一套季节性冻土公路隧道的设计方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的技术问题，目的在于提供一种。

本发明通过下述技术方案实现：

一种季节性冻土公路隧道勘察设计方法，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，有条件的情况下在隧道进出口分别进行设置，收集隧址区气象资料，具体收集资料如下；

①洞口最冷月平均气温，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；最冷月平均气温≥0℃为一般地区，其中严寒地区和寒冷地区需要进行保温设计；

②最大冻结深度，用于判断中央排水沟需要埋深的深度方可不被冻害；

③隧道洞口年平均气管氧分压，用于确定施工工效，确定制氧供氧的方式；

④冬季风向及风速，雪线-用于判断洞口是否会风吹雪以及选择隧道洞口高程；

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；水文调查应在不同的季节分别调查。用于确定深度注浆堵水的措施和段落，当地下水极其丰富，建议调整路线或者超前全断面注浆，当地下水较小时可采用排堵结合的处治方式；

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；其计算公式为日本黑川希范公式；

y＝91.6(-x)^0.863