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文档简介

1、泥巴山隧道技术调研报告班级:姓名学号:(一)隧道道概况及及地质条条件泥巴山隧道道位于青青藏高原原和四川川盆地交交汇处;龙门山山断裂带带边缘,是雅西西高速关关键控制制性工程程;四川川省已建建成的最最长的公公路隧道道。泥巴巴山隧道道全长超超过100公里,是是我国西西部复杂杂山区高高难度公公路隧道道的典型型工程。隧隧道穿越越17条条大断层层,埋深深超过110000米的路路段达55公里,最最大埋深深达16650米米,通风风斜井长长15000米,地地下风机机房60000平平方米,其其规模均均为国内内之最。隧址区地处处四川盆盆地与青青藏高原原过渡的的盆地边边缘山区区,地貌貌分区属属于峨眉眉山一大大相岭深深

2、切割高高中山区区。隧道道穿越的的大相岭岭总体NNNW-SSEE向延伸伸,山势势雄浑宽宽厚(见见图2-1),海海拔20000 34000m向向南逐渐渐转为近近南北向向,岭谷谷平行,是是大渡河河与青衣衣江两大大水系的的地表分分水岭。区内地形切割强烈,山势陡峻,高差悬殊。大相岭北坡坡(进口口端):纵向及及横向沟沟谷较发发育,多多形成树树枝状水水系,沟沟谷间距距2-33km,2OOOOm以以上沟谷谷呈V型型,谷坡坡陡峻,一一般35。,谷底坡坡角60。70。,多为残残坡积、崩崩坡积物物覆盖,多多成悬崖崖陡壁;20000m以以下,被大相岭南坡坡(出口口端):沟谷发发一育程程度相对对较差,多多为与构构造线垂

3、垂直的横横向沟谷谷,沟谷谷呈V型型,谷坡坡多35。,近近谷底坡坡角多50。,沟床床纵坡降降大,沟沟谷一般般狭窄,多多成悬崖崖峭壁,隧址区地处处四川盆盆地中亚亚热带季季风湿润润气候与与青藏高高原大陆陆性干冷冷气候的的交界地地带。北北东侧进进口端湿湿润多雨雨,降雨雨量平均均13000mmm,最大大17660mmm,最小小9288mm,雨雨季降水水量占全全年降雨雨总量的的83%,相对对湿度881%;最高气气温3 5,最最低气温温一5年平均均气温115,最最大积雪雪厚度88cm;南曲恻恻出口端端则气候候干燥,干湿李节分明,隆雨量平均7742mmm,最最大9220mmm,最小小5455mm,雨雨季降水水

4、量占全全年的883%。相相对湿度度为677%。平平均气温温18,最最高气温温40,最最低气温温一3.3,积积雪少量量。区内以NNNW-SSSE向向大相岭岭为地表表分水岭岭,其北北东属属属青衣江江水系,南南西侧属属大渡河河水系。地地表沟谷谷纵横,地地表水系系较为发发育,各各主要冲冲沟内常常年有水水,水量量较丰。其其中,进进口端主主要有木木沟岩沟沟、高桥桥河,属属青衣江江流域的的荣河、经河上游支流;出口端主要有施查沟、青林沟、狮子沟属大渡河水系流沙河支沟。(二)沿线线围岩级级别划分分情况岩石是水文文地质结结构的重重要物质质基础,(火山岩岩)岩石石建造特特征决定定了岩石石内部的的矿物组组成、结结构构

5、造造及其分分布特征征,将直直接决定定水文地地质结构构的渗透透结构类类型及空空间分布布。据现场调查查及钻孔孔编录统统计表明明,隧址址区地表表出露及及隧道洞洞身揭露露的地层层主要有有下震旦旦统苏雄雄组陆相相火山岩岩(Z, sxx)、开开建桥组组(Z, k)、上震震旦统灯灯影组白白云岩(Zedd)及零零星出露露的第四四系松散散堆积层层。第四系松散散堆积层层按成因因可分为崩崩坡积层层(Q44c+ddl )、坡洪洪积层(Q尸+p1)和残坡坡积层(Q尸+d1)等,主主要为块块(碎)石土,块块石成分分主要为为流纹岩岩、安山山岩,分分选性和和磨圆度度均较差差,呈棱棱角状一一次棱角角状,局局部充填填少量粘粘土。

6、其其中崩坡坡积层主主要分布布于较高高高程,而坡洪积层分布高程则相对较低,残坡积层主要分布于地势相对平缓的隧道出口端。根据各钻孔岩芯揭示,隧址区第四系分布具有以下几点特征。(1)分布布不均匀匀,从11.626m,主主要集中中在812m。(2)进口口端岸坡坡第四系系厚度较较小,多多数小于于9m,而而出口端端岸坡厚厚度相对对较大,绝绝大多数数大于88m。(3)23300高高程以上上的坡顶顶沿纵向向槽谷内内覆盖层层较厚多多数大于于20mm。上震旦统灯灯影组为为一套浅浅灰、灰灰色中至至厚层状状微晶白白云岩、粉粉晶白云云岩、泥泥质白云云岩、硅硅质白云云岩,具具层状构构造、皮皮壳状构构造、葡葡萄状构构造;主

7、主要分布布于隧道道出口约约K633+4000以外外,与下下伏的开开建桥组组呈断层层式(曹曹大坪断断层,FF7)接接触,受受断层影影响,地地层发生生倒转,产产状为553855。54465。下震旦开建建桥组(Zlkk)下部部以紫红红色、紫紫灰色砂砂质凝灰灰岩为主主,夹灰灰绿色流流纹质玻玻屑凝灰灰岩、砂砂砾岩等等,上部部以灰紫紫色、灰灰绿色含含砾砂质凝凝灰岩、凝灰角砾岩、流纹质玻屑凝灰岩及凝灰长石岩屑砂岩为主。该组地层主要分布于隧道出口端约K62+680K63十400,与下伏塑性组呈不整合接触。下震旦统苏苏雄组是是一套陆陆相火山山岩,是是隧址区区地表及及隧道洞洞身穿越越的主体体地层,由由于岩浆浆结晶

8、分分异及多多次火山山喷发旋旋回,使使得苏雄雄组火山山岩的岩岩性组合合具有垂垂向分层层性,即即每次火火山喷溢溢可构成成一次火火山旋回回,其中中每一次次喷溢岩岩浆的结结晶分异异则可导导致隧址址区火山山岩具有有韵律层层状构造造。据大大相岭地地区苏雄雄组地层层剖面显显示,该该组地层层自下而而上依次次为:基基性中性性酸性三三个岩性性段,构构成一个个完整的的岩浆发发展系列列,且随随着火山山活动规规模的扩扩大,由由下段基基性层和和中段中中性层的的中心喷喷发为主主,逐步步演变成成上段酸酸性层的的裂隙式式喷发为为主。可可见大相相岭地区区早震旦旦世的火山山活动尽尽管规模模越来越越大,而而喷发强强度逐渐渐减弱。隧道

9、洞身主主要穿越越苏雄组组中段的的中性安安山岩段段和上段段的流纹纹岩段。流纹岩段:大相岭岭地区其其它苏雄雄组剖面面显示,下下段为流流纹质英英安质凝凝灰熔岩岩;中段段为安山山岩、安安山斑岩岩、安山山质凝灰灰熔岩、火火山角砾砾岩、凝凝灰岩夹夹流纹斑斑岩、玄玄武岩:上段为为流纹斑斑岩、流流纹质凝凝灰熔岩岩、凝灰灰岩。该该岩性段段总厚度度大于225000m。而而根据隧隧道轴线线钻孔揭揭示,流流纹岩段段与下伏伏安山岩岩段界线线清晰,据据此推算算,其厚厚度仅为为5000 m-13400m,多多数为5500-8000m之间间,表明明处于大大相岭背背斜核部部的流纹纹岩段的的“冲起起构造,及及其形成成背斜山山过程

10、中中,遭受受一定程程度的剥剥蚀。据据钻孔岩岩性推测测,隧道道洞身穿穿越的流流纹岩段段以下段段为主,局局部穿越越中段。流流纹岩中中段主要要分布于于隧道进进口至KK55+9400左右,其岩性主要为流纹质熔岩为主,局部不连续夹安LlJ岩、玄武岩。如钻孔SZKl ( YK54+703)分别在1681.7-1755m高程段和1573.9m-1612.5m高程段分别揭露安山岩及安山岩一玄武岩夹层,钻孔SZK2(K55+333 )在15 76.4m -1605.7m高程度揭露安山岩段,而其它钻孔均未在流纹岩内揭露安山岩夹层。根据隧址区地质构造分析,这种分布现象的原因主要与Fx3或Fx4上盘(即隧道出口端一侧

11、)的逆冲有关。流纹岩下段主要分布于K59+00-K62+680,主要以流纹质熔岩为主,其中穿插基性辉绿岩脉和酸性花岗岩脉。安山岩段:大相岭岭地区区区域上安安山岩段段总厚度度约18854米米。由于于安山岩岩段在隧隧道洞身身段被上上覆流纹纹岩层包包裹,钻钻孔揭示示安山岩岩段顶面面至隧道道洞身高高程最大大总厚度度约10000mm,且钻钻孔岩芯芯也没有有揭露安安山岩段段下部的的(近源源)爆发发相火山山岩(如如:安山山质集块块岩、安安山质角角砾岩、凝凝灰岩等等),据据此推测测,隧道道洞身穿穿越的安安山岩段段主要为为其中、上上部,即即主要岩性为安安山质熔熔岩安山山质凝灰灰熔岩,反反映了中中上部的的喷溢一一

12、灰流相相相成因因特征。这这与大相相岭地区区早震旦旦世火山活活动相吻吻合。(三)施工工通风技技术通风编制原原则:隧道施施工通风风的编制制需根据据隧道长长度、断断面大小小、施工工方法、施施工设备备配套等等综合考考虑。长长大隧道道施工必必须采用用机械通通风,在在满足通通风效果果的前提提下,充充分利用用现有设设备,进进行合理理调配,随随着隧道道掘进长长度的延延伸,通通风方案案的编制制应分阶阶段进行行,通风风量应是是动态的的。3.3编制制参数(见表33)3.4风量量计算从从以下四四个方面面考虑: (1)洞洞内允许许最小风风速计算算得Q11 (2)排排除爆破破炮烟计计算得QQ2 (3)设设备计算算得口QQ

13、3 (4)洞洞内最多多工作人人员数计计算得QQ4,最后后比较取其最大值值。3.4.11按最小小风速计计算风量量(每个个工作面面) Q11 =VA t =00 155 x 82 65 x600=7443 885 mm3式中,V为为最小风风速为00 155m/ssA为开开挖断面面积822 655 m22。3.4.22按稀释释爆破炮炮烟计算算风量:式中:G每循环环装炸药药量,2224 kgB-炸药爆爆炸时的的有害气气体生成成量,岩岩层中爆爆破取4Q AA-隧道断断面面积积,822 655 m22; t-通风时时间,330 mmin LL-巷道全全长或临临界长度度,m;3.4.33按洞内内最多作作业人

14、员员计算风风量 洞洞内作业业人员每每洞600人,每每人供风风量3 m3 /mmin风量备用系系数取11.200 Q33=600 x3xx12=2166 m3 /mmin3.4.44按稀释释内燃机机车废气气计算风风量 根根据隧规规规定,内内燃机械械作业时时1 kkW供风风量取4 5 m3 /mmin。 内内燃机总总功率为为1033x1(挖掘机机)+1160 xx1(装装载机)+2225xx10(运输车车)=22 5113 kkW(其其中各台台柴油机设备工工作时柴柴油机利利用率系系数,装装载机、运运碴汽车、内燃燃机车均均取0.63)。3.4.55开挖工工作面通通风量计计算 开开挖面通通风是由由射流

15、通通风机送送新鲜空空气到离离开挖面面最近的的车行通通道,再再由轴流流通风机机通过通通风管送送到开挖挖面,通通风距离离是从车车行通道道到开挖挖面,最最大距离离7000 m,需要的的风量如如上计算算,最低低风速需需用风量量为7443 885 mm3 /mmin,爆爆破排烟烟需1 4999. 66 m33 /mmin洞洞内最多多作业人人员需要要风量为为2166 m33 /mmin按按稀释内内燃机车车废气计计算风量量,取掌掌子面同同时工作作的挖掘掘机1台台,装载载机1台台,运碴碴汽车22台,内内燃机功功率取1103xx1(挖挖掘机)+1660 x11(装载载机)+2255 x 2(运运输车)= 771

16、3 kW,考考虑功率率利用系系数0 63则则所需风风量为220211.4 m3 /mmin 因因上述在在计算开开挖工作作面风量量时,均均未考虑虑漏风而而损失的的风量,故故洞内实实际所需需总风量量P应为为:Q需=Q风风机=PQmaax 式式中,PP为漏风风系数(按1 0000 m风风管考虑虑,漏风系数P = 11.188); Qmaxx为计算算所需风风量的最最大值,取2 0221.44 m33 /mmin根根据公式式,计算算得:通通风机所所需提供供的风量量Q风机机=1.18xx20221.44=2338533 m33 /mmin3.4.66高海拔拔地区风风量修正正Q高由于大相岭岭泥巴山山隧道海海

17、拔较高高,隧道道最大高高程约为为1 5560 m,已已接近11 6000 mm,因此此,在计计算风量量时,应应考虑高高山地区区由于大大气压力力的降低低,在计计算总风风量时要要加以修修正。 代人(5)式中计计算得:Q高=760PQ正 式中,Q正正为正常常条件下下计算的的风量;P为高高山地区大气压压力(mmmHgg),见见表4。代入式(55)计算算得:Q高=7606242385.3=2905.2m3因此,通风风机需要要提供的的最大风风量:22 9005.22 m33 /mmin3.5风压压计算为保证把足足够的风风量送到到工作面面,并在在风管出出风口保保持一定定的风速速,这就就要求风风机具有有一定的

18、的风压,克克服沿途途的所有有阻力。通风机应具具备的风风压为:P机P总阻=PP动压+PP摩阻+PP局阻(1)动态态风压PP动P动=2V2 式中, 为空气气密度,取1. 2 kg/m3;V为为末端管口风速,计计算得119 mm/s。代入式(66):PP动=0. 61922=2116. 6 PPa(2)摩擦擦阻力PP阻(7)式中:-风阻系系数,取取0. 0022 5;L-隧道通通风长度度,取11 0000 mm(轴流流风机吸吸入新鲜鲜风长度度,根据据实际情情况调整整计算通通风阻力力);d-配用风风管直径径,1.88m计算算(根据据风管直直径调整整计算通通风阻力力)。考考虑漏风风和坡度度影响,则 (3

19、)局部阻阻力P局局根据风量及及风压计计算结果果并考虑虑经济性性,结合合现场已已有设备备的情况况,选用用SDFF(C)-NOO125型型风机,最大风风量为22 9112m33/miin,最最大风压压为5 3555 Paa,满足足施工要要求。3.6射流流风机计计算射流风机的的风量必必须满足足稀释内内燃机车车废气所所需的风风量以及及隧道回回风的速速度影响响,射流流风机所所需的风风量为:Q机= VVAk (99)式中:V-隧道回回风风速速m/ss,取00. 33 m/s;A-已衬砌砌段面积积, 664. 11 m2k-沿程损损失,取取1. 4。Q机=0.3644.1111.44=266.9 m3/s

20、根据风风量的计计算结果果并考虑虑经济性性,选择择SSFFl100-4PP/300 kWW型射流流风机,风量为为29mm3/s,风速为为35. 6 m/ss,推力力为1 0955 N。3.6.11射流通通风段通通风阻力力计算通风阻力等等于摩擦擦阻力和和局部阻阻力之和和。(1)隧道道摩擦阻阻力式中:-摩擦阻阻力系数数,对于于混凝土土衬砌隧隧道=(29. 4688. 77)100-4,取取=0. 0006;L-射流通通风全长长,根据据车行通通道位置置,最长长距离为为5 0000 m;UU为隧道道周长, 344. 99 m;Q-通风量量,8 5499.2mm3/mminAA60=1422.5mm3/s

21、s;A-已衬砌砌段面积积, 664.111 mm2。(2)通过过车行通通道时的的摩擦阻阻力式中:A-摩擦阻阻力系数数,对于于喷锚支支护巷道道,A=(788. 551188)100-4,取取A=00. 0011;L-车行通通道长度度, 448. 5 mm;U-隧道周周长, 22. 5 m;Q-通风量量, 1142. 5 m3/s;A-车行通通道面积积, 337 mm2。(3)局部部阻力 其中,E为局局部阻力力系数,进洞口口取0. 6,出洞口口取1,进入加加宽带取取0. 04,出加宽宽带取00. 11,右线线进车通通道取22. 88,左线线出车通通道取00. 992,总总阻力系系数=00. 66+

22、1+8(00. 11+0. 044)+22. 88+0. 922=6. 444;Q为为空气密密度,取取1. 2 kkg/mm3;Q为为通风量量, 1142. 5 m3/s;AA为已衬衬砌段面面积, 64. 111 m22。 总的通通风阻力力P=PPf1+Pf22+Pff3=880. 69+4. 81+19. 099=1004. 59 Pa3.6.22射流风风机风压压计算式中:Pjj-风压,Pa;K-喷流系系数,取取0.885Vj-射流流风机出出口风速速;Vjj=355. 66 m/s,取取Vj=35m/ss;-面积比, =Aj/A=00. 001;AAj为射射流风机机的出口面积, 0. 636

23、6 m22;A-隧道横横断面面面积, 64. 111 m22;W-速度比比,W=VsVVj=22. 222355=0. 0663;Vs-隧道道内风速速, 22. 222 mm/s。计算得:PPj=111. 71 Pa3.6.33射流风风机台数数计算所需射流风风机的台台数:3.7通风风系统设设备配套套配置3.7.11 隧道道施工通通风设备备配套(见表55)3.7.22 风管管的选择择与安装装通风管选用用了PVVC增强强维纶布布风管,风管直直径与所所选主风风机型号号匹配。风风管在安安装过程程中应注注意以下下问题:(1)当外外径不同同的风机机与风管管连接安安装时,或外径径不同的的风管连连接时,应以渐

24、渐变段过过渡以降降低局部部阻力。渐渐变段长长度以335 m为宜宜。(2)当需需要采用用三通风风管时,两条小小风管的的过流面面积之和和应等于于大风管管的过流流面积。三三通风管管可用金金属材料料制造,用金属属卡固定定软风管管,便于于重复使使用。(3)风管管的安装装应吊挂挂平直,避免褶褶皱,风风管的连连接须牢牢固、紧紧密,且且不漏风风。在横横洞交接接处避免免死弯,其转弯弯半径不不小于风风管直径径的3倍倍,以减减少局部部阻力。出出现问题题应及时时维修,保证通通风效果果。(4)对于于压入式式通风,根据有有关试验验,在风风机出口口有汽锤锤效应,冲击力力是正常常压力的的3倍左左右,容容易对软软质风管管形成大

25、大的冲击击力而使使软质风风管破坏坏漏风。因因此,在在风机出出口设置置了188 m(10DDBD为为风管直直径R11. 88 m)长的硬硬质风管管。3.7.33 风门门的制作作风门除采用用单层空空心砖砌砌筑,双双面砂浆浆抹面,墙体边边角处采采用砂浆浆充填密密实外,也可采采用挂设设防水板板,周边边密实,两种方方法的目目的都是是防止其其通过横横通道漏漏风。3.8 通通风布置置对于特长公公路隧道道,其通通风方案案的优劣劣不仅关关系到隧隧道的施施工进度度,还直直接影响响作业人人员的身身体健康康,是控控制工程程施工经经济成本本的关键键所在。由由于隧道道开挖打打眼、爆爆破、出出渣、喷喷锚等各各工序污污染的程

26、程度不同同,通风风量和通通风难度度随着隧隧道的延延伸而逐逐步加大大,特别别是上坡坡方向的的隧道向向外排出出污染空空气时,难度就就更加明明显,通通风量的的设计应应是动态态的。因因此,通通风方案案根据55公路隧隧道通风风照明设设计规范范6分段段进行了了实施。3.8.11 压入入式通风风第一条车行行横通道道未贯通通前,实实施压入入式通风风,具体体施工方方案如下下:采用用两台SSDF(c)-l122. 55轴流式式通风机机位于洞洞口以外外30 m处,向隧道道开挖面面直接送送风,通通风效果果随距离离的增加加逐步降降低,压压入式通通风距离离一般可可达到77001 0000 m。3.8.22 巷道道式通风风

27、第一条车行行横通道道贯通之之后即可可实施巷巷道式通通风。 (1)在右右线YKK63+1755里程(距洞口口6055 m)处将两两台SDDF(CC)-ll12. 5轴轴流式通通风机移移至右线线车行通通道后440 mm处位置置,作压压入式通通风,用用软管通通过横通通道分别别接至离离两洞掌掌子面115m处处,向掌掌子面压压入新鲜鲜空气。(2)右洞洞掌子面面污浊空空气通过过车行通通道向左左洞排出出,为防防止左洞洞污风流阻阻碍从横横洞排出出的右洞洞掌子面面污风,在左洞洞未封闭闭的车行行通道口口前方115m以以内安装装一台330 kkW射流流风机,使横洞洞口与射射流风机机之间范范围形成成负压,加快右右洞污

28、风风循环。(3)由于于左洞作作为出碴碴洞,在在左洞从从洞口开开始每隔隔30007000m安安装1台台30 kW射射流风机机,加速速污风循循环,射射流风机机之间的的距离根根据洞内内排烟效效果进行行调整(30007000 mm)。(4)随着着掌子面面的向前前掘进,轴流风风机随车车行通道道的开挖挖完成向向前同步步移动,并根据据排风道道长度增增加射流流风机。(5)开启启轴流风风机前,先开启启运转射射流风机机,达到到控制风风流方向向的目的的。(6)随着着进风洞洞长度的的增加,轴流风风机离洞洞口距离离逐步增增大,可可在进风风洞增加加射流风风机加速速新鲜风风流动速速度。(7)横通通道除最最前面一一个通风风外

29、,其其余全部部用风门门进行封封闭。3.8.33 二次次巷道式式通风当主洞与斜斜井贯通通后,采采用了斜斜井排风风,这时时将车行行横和人人行通道道及其他他三个交交叉口封封闭,只只留左线线一个排排风道交交叉口进进行排烟烟,为了了加快斜斜井排除除污风,在斜井井井底布布置一台台射流风风机排风风,以克克服通风风阻力。4 通风使使用效果果及注意意事项4.1 使使用效果果经过大相岭岭泥巴山山隧道的的实践与与应用,该通风风满足了了洞内作作业的通通风要求求。具有有如下优优点:(1)创造造了洞内内良好的的通风环环境;(2)洞内内作业环环境满足足施工人人员的作作业要求求,呼吸吸顺畅,洞内温温度为225228e,湿度为

30、为80% 990%;(3)显著著改善了了施工环环境,通通风时间间短,空空气质量量好,缩缩短了循循环作业业中的实实际通风风时间,加快了了施工进进度;(4)洞内内能见度度适宜,出碴运运输车辆辆和交叉叉作业工工序从未未受到洞洞内空气气效果的的影响,也未发发生过安安全事故故。4.2 注注意事项项要想得到满满意的通通风效果果,缩短短通风时时间,光光靠理论论的计算算和合理理的通风风方式是是不够的的,还要要依据经经验,采采取综合合治理措措施,不不断完善善。(1)加强强现场的的通风管管理,减减少施工工过程中中出现的的通风降降损,主主要在综综合防尘尘措施、净净化内燃燃设备尾尾气、充充分通风风、保持持洞内道道路平

31、整整。(2)不断断优化通通风系统统布局,通风时时将洞内内的废气气彻底排排除干净净,尽量量避免各各种形式式的/循循环风00在隧道道内形成成。(3)安排排专人进进行通风风管理,制定严严格的规规章制度度,配备备相应的的检测仪仪器,在在需要时时及时进进行通风风指标的的检测。(四)隧道道整体构构造隧道结构按按新奥法法施工原原理进行行设计,采采用复合合衬砌型型式,通通过结构构分析计计算、技技术经济济比较及及工程类类比等多多种方法法,同时时结合本本隧道工工程地质质特点进进行结构构设计。结结构设计计重点对对可能出出现不良良地质问问题进行行预案设设计。(1)断层层破碎带带及高压压涌突水水对隧道内 条大的的断层性性质、规规模、含含水情况况以及可可能发生生涌突水水的危险险程度的的不同,分分三个等等级采取取针对性性的应对对措施(2)岩爆爆(3)大变变形大变形分初初级大变变形和中中级大变变形,处处治措施施主要以以主动适适应变形形的方式式为主。主主要的处处理措施施如下:采用自进进式长锚锚杆和智智能中空空注浆锚锚杆主动动约束洞洞周变形形。扩大开挖挖断面,加加大预留留变形量量,以适适应围岩岩变形。加深仰拱拱,改善善

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