明洞顶设计填土厚度,应根据山坡病害的情况,预计明洞顶可能出现的坍塌量及将来明洞所要起的作用来确定。
在1975年以前,铁路隧道规范曾规定为3.0m,经过大量的实际调查,新规范确定为l.50m。公路隧道跨度一般比铁路单线隧道跨度大,公路系统设计施工经验少,养护力量弱,故规定不小于2.0m。明洞顶填土横坡以能顺畅排除坡面水为原则,不小于2%。但山坡崩落的石块,边坡冲刷的泥石,坡面坍塌多堆积于坡脚附近,因此设计填土坡应较实际填土坡适当加大,作为安全的储备。一般只考虑边坡的少量坍塌,故明洞顶设计填土坡度可为1:5~1:3。1:5是对称式明洞边坡基本稳定的情况,实际填土坡可为1:10~1:5。
当边坡有病害,未来可能发生较大的坍塌,而该隧道又处于地震烈度8度以上地区,地震时增加了坍塌的数量,应酌情增加填土厚度,如洞顶设计填土厚度可采用2.50~3.0m,设计填土坡度可为1:3~1:2,实际填土坡可为1:3~1:5。
当洞顶填土目的主要是为了支挡边坡的滑坍和为了防护山坡可能发生的大量坍方、泥石流时,则应将边坡的稳定情况、边坡的刷坡情况结合设计回填坡度,综合分析确定回填厚度,确保边坡和明洞的稳定与安全。一般设计回填坡度为1:3~1:1.5,实际填土坡度为1:5~1:3。(www.xing528.com)
当明洞是为保护洞口自然环境,则应将明洞完全伸出自然山坡坡面,以不破坏自然地面及其景观为原则。开挖部分回填至原自然地面坡度,必要时可在其上采取植保。
明洞应重视拱背和墙背的回填,其中重视拱背的回填是为了保护拱背及拱脚,增强拱脚的固结,增加其稳定性,起加强的作用。墙背回填质量的好坏,直接影响到墙背岩土的稳定、侧压力的大小,也影响到墙背抗力的大小。实际采用回填措施时,应根据明洞类型、山坡岩土类别、设计要求、施工方法确定。一般Ⅲ、Ⅳ、V类围岩其回填要求用片石混凝土或浆砌片石回填密实,并与围岩面的接合良好。对Ⅱ类及I类围岩,墙背回填料的内摩擦角也应高于围岩的内摩擦角,如浆砌片石、干砌片石回填。
计算明洞墙背围岩主动土压力时,是按围岩计算摩擦角计算的,所以墙背回填料的内摩擦角应不低于围岩的计算摩擦角,不然的话,实际墙背的侧压力较计算的要大。另一意义是,较好的围岩与衬砌之间有低摩擦角的回填“软弱夹层”,徒然增加土压力和减小弹性抗力,技术、经济效益方面都是不适宜的。因此,要提高回填的质量。另外,墙背回填料的内摩擦角,应不低于设计回填料计算的摩擦角,表示设计、施工措施应符合(或高于)设计要求,使之可靠。否则,墙背侧压力将比设计侧压力增大,影响结构安全。
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