煤系地层不良地质条件下公路隧道支护设计方法

摘要

贵州盘兴高速全长88公里,沿线共设置上下行分离式隧道(含小净距)14座,占路线长度的26％,其中2座隧道需要穿过煤系地层.煤系地层带来的瓦斯突出和采空区已严重威胁到隧道施工安全.本文分析了隧道穿过区域的煤层及采空区分布情况,针对该区域潜在的瓦斯突出问题和采空区的坍塌问题提出了一种新的隧道设计和施工方法.煤系底层段隧道衬砌断面采用曲墙带仰拱全封闭衬砌,厚度不小于40cm并提高钢筋混凝土抗渗性.并在初期支护喷混凝土和二衬中均掺入气密剂,沉降缝,抗震缝和伸缩缝用微膨胀水泥砂浆充填密实并进行气密性处理,全环采用闭孔型泡沫塑料垫层和瓦斯隔离板的复合防水构造,隧道拱顶设置纵向排气管,瓦斯气体由拱顶排气管排出洞外.对于采空区根据采空区大小和距离隧道的距离远近进行了相应的设计.此外本文对隧道穿越煤层及附近采空区的预测预报及瓦斯排放方案进行了阐述,对其施工效果进行了分析.通过以上设计贵州盘兴高速隧道施工进展良好,尚未发生重大灾害事故,此外该设计理念也已应用于重庆忠万高速龙井隧道,也取得了良好的效果.