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隧道工程施工图设计说明最终

隧道设计说明书

一、概述

1、设计依据

(1)我院与业主签订的勘察设计合同;

(2)业主提供的道路规划图;

(3)重庆市xx区xx隧道工程1/500带状地形图和定测资料;

(4)重庆市xx区xx隧道工程《工程地质勘察报告》(详勘,2011年12月);

(5)重庆市xx区发展和改革委员会关于xx区xx隧道工程可行性研究报告的批复( xx 发改委函【2011】315号);

(6)xx隧道勘察设计工作专题会备忘录(重庆市xx区大通道建设管理委员会第 2 期,2011年09月24);

(7)xx隧道工程方案设计工作汇报会备忘录(重庆市xx区大通道建设管理委员会第 3 期,2011年10月20);

(8)专题研究xx隧道设计方案比选工作备忘录(重庆市xx区人民政府办公室第25期,2011年11月19);

(9)重庆市建设项目环境影响评价文件批准书(渝(xx)环准[2011]243号,2011年12月20);

(10)重庆市xx区水务局关于xx区xx隧道工程水土保持方案的批复(xx水务函[2011]152号,2011年12月23);

(11)重庆市xx区规划局有关本工程的《建筑工程方案设计审查意见函》(渝规黔方案函[2012]0012号,2012年3月31);

(12)《xx隧道工程工作协调会》,第2期,重庆市xx区大通道建设管理委员会,2012年9月;

(13)《重庆市xx区xx隧道工程施工图设计文件审查意见》。

(14)与本工程相关的其它专题会议纪要。

2、设计原则

本施工图设计按《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》要求并参考《市政公用工程设计文件编制深度规定》进行编制。

隧道设计遵循安全、经济、合理的基本原则,并按照与的相关协调意见,在严格遵守交通部颁发《公路隧道设计规范》的同时,借鉴国内若干类似条件隧道的工程实例,按新奥法理论,结合隧道实际情况进行设计。

3、工可研究报告批复及方案设计比选意见执行情况

2011年12月13日,xx区发展和改革委员会下达了项目工可研究报告批复。施工图文件严格执行了批复中:全线按设计速度40公里/每小时,主线路基宽度28.25米,隧道宽度13.25米,沥青混凝土路面,设计荷载公路-I级,其余指标按《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定执行。

工可研究报告批复要求项目按城市主干路Ⅱ级道路等级标准建设,依据xx区人民政府相关会议精神及2012年8月30日,重庆市xx区大通道建设管理委员会《xx隧道工程工作协调会备忘录》(第2期)要求,将建设标准对应调整为公路一级,兼顾市政道路功能。施工图设计建设标准按一级公路兼顾城市主干道执行。

2011年11月11日下午xx区人民政府401办公室召开了xx隧道设计方案专题研究会。区政府以专题会议纪要作为设计方案审定批复及下阶段施工图设计的依据。会议议定:方案一(立交带右转匝道方案)为最佳设计方案,同时增设左转匝道;明确按三车道进行设计和建设。施工图设计文件严格按专题会议纪要技术标准执行。

施工图审查意见修改情况说明:

(1)优化路面结构;施工图设计中已将路面结构进行优化,路面结构采用40mm细粒式沥青混凝土 AC-13C 上面层(SBS改性沥青)+60mm粗粒式沥青混凝土 AC-25C 下面层+240mm钢纤维混凝土。

(2)细化路、隧、立交纵面衔接及协调;施工图设计中线位调整已综合考虑路、隧、立交纵面的接及协调。

(3)进洞口处存在偏压对进口偏压段采用偏压式衬砌结构(初期支护采用28cm喷射混凝土、I20b型钢,二衬采用60cm厚C30钢筋混凝土),并对进口左侧边坡采用锚网喷进行支护处理。

4、工程规模及主要内容

xx隧道(老城区至xx组团)是连接老城区至xx组团的干道复线,为本工程的重要组成部分,是对现状xx隧道的补充,有利于促进xx组团的建设,也是完善xx组团综合交通枢纽的重要举措。隧道总体设计时,考虑了路线的走向,两端接线、隧道营运的安全、环境保护、建筑红线等制约因素。隧道的线形、洞门位置服从道路设计要求。

xx隧道起讫里程主线桩号为K0+375~K1+745,隧道全长1370m。隧道起点洞口位于xx老城区东部的新华大道(原雄鹰大道)上,终点洞口则在xx组团的正舟路侧上方。隧道内标准段道路为三车道,设计全宽为13.25m,两侧检修道宽度左右各1.0m。隧道内轮廓均采用四心圆坦拱形式。另洞内还设有通风、照明、消防等隧道运营设施,并为部分市政管线穿越隧道预留了一定的安放空间。

隧道衬砌结构按新奥法原理设计,采用复合式衬砌结构,其包含的主要工程内容为洞口及洞门、洞身结构等主体结构、防排水、路面、人行横洞及独立避难间、中压配电洞室、通风、照明及供配电、营运管理设施等。

二、场地自然地理及工程地质条件

1、自然地理

(1)交通位置

xx隧道位于xx老城区东部,是连接老城区至xx组团的xx隧道的复线工程,为一级公路兼顾城市主干道。该隧道起点接xx区老城区新华大道(原雄鹰大道)上,出洞后将上跨正舟路,顺接学府三路。

(2)气象、水文

工程区属亚热带气候,温暖湿润,雨量充沛,具有冬暖、春早、夏热,大雨连绵的特点。多年平均气温13.7°C~15.40°C, 最高气温41°C,最低气温-10°C,多年平均相对湿度77%-90%,多年平均降雨量1204.8mm,降水主要集中在5~10月,占全年降水的三分之二。

工程区坡脚为xx河,勘察期间河水水位为552.37m~553.30m,基本为常年性洪水位; 50年一遇的洪水一般高出河床2.5m左右,在554.87~555.80m;100年一遇的洪水一般高出河床4m左右,最高洪水位556.37~557.30m。

2、工程地质条件

(1)地形地貌

本工程场区属构造剥蚀、岩溶侵蚀低山地貌,线路沿线地形总体起伏较大,微地貌发育,主要表现为陡崖和陡坎。地形坡度一般15~25°,较陡。最高点位于xx上部山顶处,高程为912.50m。最低点位于设计隧道进口处,高程为562.60m,高差为349.9m。

隧道进口位于原xx隧道出洞口右侧,微地貌为斜坡地貌,坡脚高程为583.6~586.7m,坡顶高程636.2~638.0m,高差约51.3~52.60m。斜坡坡向约255°,坡角约30~55°。

隧道出洞口为溶蚀地貌,高程为607.12~615.2m。斜坡坡向约82°,坡角约15~20°,斜坡坡面基岩直接出露地表,局部发育0.3~0.60宽的溶沟,局部充填有粉质粘土。

(2)地质构造及地震

场地区域地质构造上位于铜西向斜北西翼,岩层呈单斜产出,勘察区及附近无断层通过,区内岩层产状变化不大,为115°~130°,倾角较陡,为65~70°,层间未发现软弱夹层,为硬性结构面,结合一般。主要有两组构造裂隙:

①产状210°~220°∠60°~65°,裂隙间距0.5~1.2m,平均间距0.85m,局部张开度1~2mm,裂面平直,偶见泥质充填,延伸长度为8~15m,属硬性结构面,结合程度差;

②产状290°~310°∠65°~75°,裂隙间距0.4~1.5m,平均间距0.95m,张开度1~3mm,裂面平直,偶见泥质充填,延伸长度为5~15m,属硬性结构面,结合程度差。

根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)附表A-2,岩体结构为层状结构,结构面发育程度为较发育,节理不发育,岩体完整程度为较完整。

根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)之图A1及图B1,按《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)附录A的划分标准,该区设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g。地震动反应谱特征周期为0.35s。

(3)地层岩性

场地区域出露的地层由新到老依次为第四系全新统人工填土层(Q

4

ml)、冲洪积层(Q

4

al+pl)、

滑坡堆积层(Q

4

del)、崩坡堆积层(Q

4

col+dl)、残坡积层(Q

4

el+dl)和白垩系上统正阳组(K

2

z)、三叠

系下统嘉陵江组(T

1

j)、三叠系下统大冶组(T

1

d)、二叠系上统长兴组(P

3

c)、二叠系上统吴家

坪组(P

3

w)、二叠系中统茅口组(P

2

m)、二叠系下统栖霞组(P

1

q)、二叠系下统梁山组(T

1

l)、

志留系中统罗惹坪群组(S

2

lr)。各层(组)特性具体另详《工程地质勘察报告》。

3、水文地质条件

(1)地下水类型及富水性

根据地下水赋存条件及水力特征,拟建场区分为松散岩类孔隙水和岩溶水两种类型。

松散岩类孔隙水主要赋存于第四系土层中,该类地下水主要接受降雨补给,大部分通过孔

隙运移至低凹处,最终排泄至拟建场区最低侵蚀基准面xx河。部分则继续下渗,补给基岩裂隙水。该类地下水量动态极不稳定,受季节变化大,赋水性差。第四系土层主要分布于道路起点至隧道进洞口段,该类地下水主要赋存于该段。而洞身段斜坡上第四系土层厚度零星分布,该类地下水较贫乏。

岩溶水主要赋存于主要赋存于灰岩地层中,主要接受降雨及第四系松散岩类孔隙水补给。拟建场区内灰岩主要分布于地势较高的山脊段,第四系土层厚度零星分布,第四系松散岩类孔隙水贫乏,场区内岩溶水主要接受大气降雨补给。该类地下水在地表接受补给后,通过岩溶裂隙或岩溶管道,往深部运移,当地下水运移至地表横向沟谷深切的减压地带或岩层渗透性突然减小的地带时,地下水可沿导水构造(裂隙或断层破碎带)向外流出,最终流入最低侵蚀基准面。区内基岩较为完整,岩溶现象也不甚发育,在拟建场区最低侵蚀基准面xx河沿岸未见泉点出露。该类地下水也较为贫乏。

第四系冲洪积层卵石土渗透系数为 1.4889m/d,二叠系中统茅口组灰岩地层渗透系数为0.1227m/d,三叠系下统大冶组灰岩地层渗透系数为0.1069~0.1380m/d,三叠系下统嘉陵江组灰岩地层渗透系数为0.1298m/d。

(2)地下水和土腐蚀性分析

拟建道路场地属于Ⅰ环境,结晶类腐蚀等级为无腐蚀,分解类腐蚀等级为无腐蚀,结晶分解复合类腐蚀等级为无腐蚀,综合判定水对混凝土的腐蚀等级为无腐蚀,可采取常规防护措施。

4、不良地质现象

经调查,场区内未发现泥石流、崩塌、危岩、活动性断层等不良地质现象,拟建场区内主要不良地质现象为滑坡、岩溶和瓦斯气体。

1)滑坡

根据本次调查,在隧道进洞口上方约200m(K0+580~K0+820段)右侧为观音峡2号滑坡。根据《xx区xx隧道复线引道滑坡工程地质勘察报告》(重庆南江地质工程勘察院,2010年4月):

2号滑坡位于xx河左岸,起点于污水处理厂大桥位置,终点于峡口观音庙位置,地形上基本呈一单面折线坡型,总体上陡中缓下陡的地形,上部地形坡角25-30°,中部地形坡角为10-20°,下部地形坡角15-25°。地形总体北东高,南西低,在中部与上部地形陡缓交接部位基本为滑坡的后缘地带,地形标高在687.0m左右,坡脚为xx河,为滑坡的前沿剪出口位置,地形标高536.73-551.92m,整个滑坡最大高差150m左右。目前处于基本稳定状态。

2号滑坡位于拟建xx隧道K0+560段~K0+680段右侧,根据图5.4.1,xx隧道据滑坡后缘最近点距离为25m,在靠近滑坡地段隧道围岩厚度达30~40m,因此2号滑坡对拟建隧道工程影响小。由于滑坡体岩性主要为块石土,渗透性较好,可能在雨季有大量雨水下渗,对隧道防水造成一定影响,因此建议在滑坡体及其上部崩塌堆积层周围修建截排水沟,减少地表水的下渗。

拟建隧道与滑坡之间的距离较近,隧道的开挖过程中可能会对滑坡稳定性产生一定影响,因此建议开挖时,加强对滑坡的监测工作。

观音岩2号滑坡距离隧道最近点相对位置关系示意图

2)岩溶

(1)溶沟溶槽

当地表水沿碳酸盐岩表面或裂隙流动时,将岩石溶切成形成沟槽。溶沟溶槽受构造裂隙及地形影响外,对岩性的选择性也较强,主要分布于三叠系大冶组第三段和嘉陵江组第三段质纯灰岩中,溶沟多分布在地形斜坡山,宽度多在0.5米以内。

(2)岩溶洼地

区内岩溶洼地多分布于背斜两侧槽谷内的嘉陵江组地层,大冶三段和茅口组地层中出露,标高主要分布在650m和700m两阶,平面上多沿岩层走向方向延伸。区内洼地底部均覆盖较厚第四系粘土,厚度一般2~6m,最低处多形成漏斗、落水洞,洼地是较大区域地表水汇集和向深部地下排泄之处。

(3)溶洞

据本次调查结合区域地质资料,该段岩溶发育一般,区内溶洞主要分布在嘉陵江组、大冶组和茅口组地层中,其中又以嘉陵江组地层和茅口组地层溶洞发育较大。RD1:本次勘察主要在位于隧道进口处约北东45°方向250m处发育一较大型的溶洞,发育宽约10m,高15m,溶洞沿岩层走向发育,长约50m。洞内发育高程约为740m,无充填物,干燥。该处地层岩性为茅口组地层。

RD2:位于隧道K1+000段南西45°方向约300m处xx河右岸公路内侧,发育宽约4m,高约6m,发育方向约120°,长约10m的溶洞。洞内发育高程约为545m,无充填物,干燥。该处地层岩性为茅口组地层。

RD3:位于A匝道右侧坡脚处,发育宽约23m,高约6~7m,沿岩层走向发育,长约10m的溶洞。洞内发育高程约为587m,无充填物,干燥。该处地层岩性为嘉陵江组地层。

在钻孔中,仅在ZK12号孔揭露高约16.7m的溶洞,未见充填物,洞内干燥。该组地层为嘉陵江组地层。

区内岩溶发育极不均一,溶洞直径大小不一,小至数毫米的溶隙和溶孔。隧道段地势较高,地表溶隙发育,出露溶洞未见充填物。隧道区岩溶段无大的地表水体,亦无大的地表径流,地下水主要来源于大气降水,由于隧址区处于岩溶槽谷两侧谷坡地带,地势较高,xx河切割较深,大气降水经地表入渗后主要沿溶隙下渗至坡脚岩溶槽谷地下暗河内,隧址区未见地下暗河出口。隧道段岩溶区岩溶水相对贫乏,水位埋深较深。

区内溶洞的发育特征代表了岩溶向深部溶蚀的演化历史:在岩溶沟槽向深部溶蚀切割进程中,降低了区内最低侵蚀基准面,岩溶水在补给、径流过程中受最低侵蚀基准面下降进一步向深部改道下切,致使曾经的溶洞暗河出口逐渐干枯形成干溶洞或半干溶洞。

3)瓦斯气体

拟建隧道K0+874~K1+030段穿越吴家坪组含煤地层,根据本次调查结合区域地质资料,在吴家坪组地层中,未发现有煤线出露。本次调查及访问,拟建厂区附近无煤矿,根据《省道202线重庆xx至湖北咸丰二级公路改建工程xx段B2合同段K5+520~K7+228.355段竣工图xx 隧道工程竣工图》(中铁十六局集团有限公司2005年8月16日至2007年6月10日),在开挖隧道过程中,曾遇见贫煤层,但并未提及遇到瓦斯。由于该处地层与xx隧道基本一致,因此本次勘察综合各方面因素,判定该段为低瓦斯段,隧道瓦斯段落应按有关规范设计,施工过程中应随时监测瓦斯浓度,并作好通风工作。

4)突水、突泥

突水、突泥是隧道的主要工程地质问题之一,根据收集到的《省道202线重庆xx至湖北咸丰二级公路改建工程xx段B2合同段K5+520~K7+228.355段竣工图xx隧道工程竣工图》(中铁十六局集团有限公司2005年8月16日至2007年6月10日),在开挖隧道过程中,在茅口组地层中,遇到过三段突泥情况。本次地表调查及钻探揭露的岩溶集中在T1j4底部白云岩夹盐溶角砾岩、T1j2底部白云岩,T1d3与T1d2、T1d4接触带附近,P2c与T1d1接触带附近以及物探异常区。这些地段也是岩溶水富集的地段,隧道穿遇时可能发生涌突水突泥。

5、岩土设计参数建议

隧道部分岩土体参数建议取值表

6、隧道工程地质评价

6.1洞口段工程地质条件及评价

隧道进口位于原xx隧道出洞口右侧,微地貌为斜坡地貌,坡脚高程为583.6~586.7m,坡

顶高程636.2~638.0m,高差约51.3~52.60m。斜坡坡向约255°,坡角约30~55°,斜坡坡

面基岩直接出露地表。隧道进洞方向与地形等高线夹角约35°。

隧道进口段岩层呈单斜产出,倾向为125°,倾角65°。岩体中主要发育两组裂隙:

○1倾向152~165°,倾角64~73°,在页岩地层中发育间距0.20~0.60m,延伸0.8~2.5m,在砂岩地层发育间距0.50~2.0m,延伸1.5~5m,裂面较平直,无充填,为主要裂隙;

○2倾向210~220°,倾角78~82°,在页岩地层中发育间距0.20~0.50m,延伸0.1~0.2m,在砂岩地层发育间距0.80~2.0m,延伸0.5~1m,裂面较粗糙,无充填,为主要裂隙。

该段地层岩性为二叠系下统栖霞组(P

1

q)深灰色中至巨厚层状灰岩,未见地下水,水文地质条件简单。未见滑坡、危岩、泥石流及崩塌等不良地质现象,也未见溶洞、竖井等岩溶现象。进口段岩体完整性为较完整。

进洞口段上方仰坡为岩质斜坡,该段斜坡为切向坡,无不利外倾结构面及组合。根据现场调查,未见斜坡有变形迹象,斜坡整体稳定。

根据试验结果,岩体饱和抗压极限强度值为35.5MPa,属硬质岩;围岩地质构造变动小,无断裂,节理不发育,岩体多呈大块状砌体结构,较完整,围岩受地质构造影响程度等级为轻

微,隧道进洞口处围岩类别为Ⅴ

1

类。

拟建xx隧道口与原周白隧道在进洞口处相距最近距离为11m,属于小净距隧道。根据《隧道设计规范》表2.2,相邻隧道间距11m<2B(B=15.62),因此xx隧道修建将可能对既有xx隧道产生一定影响,故在进行隧道开挖时,对相邻侧应采取超前支护措施,同时应加强监测。

xx隧道进洞口处设计洞顶高程约为593.69m,局部高于该处地面高程,因此建议该处可采用明洞进行处理或将进洞口移至K0+405处。

6.2 出洞口段工程地质条件及评价

隧道出洞口为溶蚀地貌,高程为607.12~615.2m。斜坡坡向约82°,坡角约23~28°,斜坡坡面基岩直接出露地表,局部发育0.3~0.60宽的溶沟,局部充填有粉质粘土。隧道出洞方向与地形等高线夹角约40°。

隧道出口段岩层呈单斜产出,倾向为120°,倾角70°。岩体中共发育三组裂隙:

① LX1:倾向152~165°,倾角64~73°,裂隙面张开度约为2~10mm,间距1.20~3.60m,平均间距约为1.50m,延伸1.8~4.5m,裂面较平直,局部见泥质充填,结合较好,属硬性结构面,为主要裂隙;

② LX2:倾向210~220°,倾角78~82°,裂隙面张开度约为2~10mm,间距1.20~3.60m,平均间距约为1.50m,延伸1.8~4.5m,裂面较平直,局部见泥质充填,结合较好,属硬性结构面,为主要裂隙;

③ LX3:倾向210~220°,倾角78~82°,裂隙面张开度约为2~10mm,间距5.20~10.60m,平均间距约为7.50m,延伸0.86~2.2m,裂面较平直,多数为方解石充填,结合较好,属硬性结构面,为次要裂隙;

该段地层岩性为三叠系下统嘉陵江组(T

1

j)灰色夹紫红色中至巨厚层状灰岩,未见地下水,水文地质条件简单。未见滑坡、危岩、泥石流及崩塌等不良地质现象。ZK12号钻孔见深度为16.70m的溶洞,洞顶高程为620m,洞底高程为604m,洞内未见充填物,未见地下水。出口段岩体完整性为较完整。

出洞口段右侧斜为岩质斜坡,植被发育,坡长约为86m,坡度约为25°,坡向为86°,该段斜坡为切向坡,无不利外倾结构面及组合。根据现场调查,未见斜坡有变形迹象,斜坡整体稳定。

出洞口段左、右两侧将分别形成高度为14.45m和20.05m高的岩质边坡,左侧边坡为切向坡,裂隙LX2倾向坡外,为边坡稳定性主控外倾结构面,裂隙LX2倾角较大,建议边坡按1:0.50进行放坡处理,分阶高度按8m,宽度为2m,放坡后,边坡将不存在外倾结构面,整体稳定,边坡安全等级为一级,岩体类型为ⅣA类,等效内摩擦角取52°。

右侧边坡为切向坡,无不利外倾结构面及组合,边坡高度较大,其稳定性主要受岩体强度控制,建议边坡按1:0.50进行分阶放坡处理,分阶高度按8m,宽度为2m,放坡后,边坡将处于稳定状态,边坡安全等级为一级,岩体类型为Ⅱ类,等效内摩擦角取62°。

出洞口处设计高程约为595.851m,按设计高程直立开挖后将形成高度为6.53~11.08m的仰坡,该仰坡为顺向坡,岩层层面为其稳定性主控外倾结构面,岩层产状较陡,倾角达70°,直立开挖后边坡极易沿层面发生滑动破坏。因此建议边坡按岩层层面进行放坡处理,放坡后边坡将不存在外倾结构面,边坡将处于稳定状态。边坡安全等级为一级,岩体类型为ⅣA类,等效内摩擦角取52°。

综上,出洞口处嘉陵江组地层岩性较完整,现状斜坡稳定,无滑坡、泥石流等不良地质现象,未见地下水,水文地质条件简单。仅在ZK12号孔发现深度为16.70m的溶洞,未见充填物,溶洞位于隧道洞底部位,可采用清除局部危岩,锚固等措施进行处理。

按设计高程修建后,出洞处洞顶围岩厚度约6.53~11.08m,岩体类别为形成的边坡均可按1:0.35~1:0.50的坡率采用分阶放坡的方式进行处理,处理后边坡将处于稳定状态。因此出洞

口处场地整体稳定,适宜拟建隧道的修建。

6.3 洞身段工程地质条件及评价

隧道围岩定量分级是按[BQ]值结合隧洞埋深及经验等综合方法对隧道围岩进行定量分级,具体如下表:

围岩级别定量划分表

Ⅴ级,出洞口段为Ⅴ级,洞身段则分别有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。具体如下表:

围岩级别定性及综合划分表6.4 主要结论及建议

(1)本工程范围内属构造剥蚀、岩溶侵蚀低山地貌,场地区域地质构造上位于铜西向斜北西翼,岩层呈单斜产出,场区及附近无断层通过,适宜拟建隧道的修建。

(2)拟建隧道通过主要为岩溶地区,由于岩溶地区地质条件、水文条件十分复杂,因此开挖过程中一定做好预防涌水或突泥等现象的措施。

(3)K0+874~K1+030段位于吴家坪组地层内,该层局部夹有贫煤层,瓦斯含量及压力小,煤层的瓦斯涌出量小,为低瓦斯工区,煤层无突出危险性。在隧道设计与施工中,应考虑必要的措施防止瓦斯积聚而引起的燃烧、爆炸以及煤尘爆炸,应随时监测瓦斯浓度,并作好通风工作,保证足够的通风量,采取湿式钻眼、洒水降尘等措施,预防瓦斯突出及煤尘爆炸。

(4)拟建隧道区岩体强度总体较高,但岩层倾角陡,裂隙倾角亦陡,隧道开挖过程中顶部易发生垮塌,因此必须及时开挖及时支护。

三、设计规范及技术标准

1、设计规范

(1)国家标准

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001)

《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)

《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)

《地下工程防水技术规范》(GB 50108-2008)

《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)

《爆破安全规程》(GB 6722-2003 )

(2)交通部规范

《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)

《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)

《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)

《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)

《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)

《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04-2007)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)

《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)

《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1-1999)

《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)

《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)

《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》(交公路发[2007]358号)

(3)建设部规范

《工程建设标准强制性条文(公路工程部分) 》(建标[2002]99号)

《城市道路工程设计规范》(CJJ37-2012)

《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2004年3月)

(4)地方规范

《重庆市建筑地基基础设计规范》(DBJ50-047-2006)

《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)

《重庆市建筑边坡支护设计文件编制深度规定和重庆市建筑边坡工程方案可行性评估和施工图审查深度规定》(2005年修订)

本施工图设计文件全部按国家现行规范或标准执行,无违反强制性条文的情况。

2、设计技术标准

(1)道路等级:一级公路兼顾城市主干道

(2)设计车速:40km/h

(3)设计荷载:公路—Ⅰ级,并参照城—A级;回填土容重按20kN/m3计

(4)地震烈度:地震基本烈度6度,抗震构造措施设防烈度为7度

(5)隧道宽度:单向3车道+检修道

单洞宽:13.25m(全宽)=1.0m(检修道)+0.25m(路缘带)+2×3. 5m(车行道)+3.75m(车行道)+ 0.25m(路缘带)+1.0m(检修道)

(6)隧道建筑限界高度:5.0m

(7)地下工程防水等级为二级,混凝土设计抗渗等级不低于P8。

(8)当地下结构处于有侵蚀性地段时,应采取抗侵蚀措施,混凝土耐侵蚀系数不得低于0.8。

(9)隧道结构的耐火等级:一级。

(10)钢筋混凝土结构处于Ⅱ类环境,最大裂缝宽度限值Wmax=0.2mm。

(11)道路线型标准:平曲线半径R=700m;竖曲线半径R=5000m

最大纵坡i=2.8%;最小纵坡i=0.8%

隧道横坡i=1.5%

(12)结构设计使用年限:100年

(13)卫生标准:另详通风设计说明

(14)照明标准:另详电照设计说明

(15)洞内管线:另详综合管线设计说明

四、材料、设备及产品采用的技术指标或标准

1、混凝土:

二次衬砌(拱部、边墙、仰拱):C30,抗渗等级P8

混凝土垫层:C20

仰拱填充:C20片石砼

水沟、电缆槽:C30

水沟、电缆槽盖板:C30

截(排)水沟:C20

水泥混凝土路面下面层:C35,抗折强度等级4.5 MPa

素混凝土路面基层(整平层):C25

喷射混凝土:C25

锚杆用水泥砂浆:M25

2、普通钢筋

HPB235钢筋:公称直径<12mm的钢筋,应符合国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB 1499.1-2008)的规定要求。

HRB335钢筋:公称直径≥12mm的钢筋,应符合国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB 1499.2-2007)的规定要求。

钢筋连接:钢筋直径≥20mm的HRB335钢筋采用等强剥肋滚轧直螺纹连接,接头等级为Ⅰ级,质量应符合中华人民共和国行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107-2003)的要求,且同一截面接头数量应满足相关规范要求。凡需焊接的钢筋均应满足可焊要求。

3、锚杆

25砂浆锚杆和R25N中空注浆锚杆,垫板材料采用Q235钢。

4、钢架

采用轧制工字钢(Q235钢)型钢钢架及普通钢筋格栅钢架。

5、其他钢材

雨水篦、钢板、焊条等均应符合相应国标规定及满足设计、施工需要。

人行横通道中部设置有甲级防火密闭门(1M01-2124),门洞型号、作法等详图集《防火门窗》(03J609),具体位置详施工设计图。

6、外加剂

混凝土中可按规范要求掺入适量优质外加剂,其质量应符合国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 50119-2003)及《混凝土膨胀剂》(GB 23439-2009)的相关技术要求。

7、防水材料

防水卷材:采用1.5mm厚ECB高分子材料防水板(符合GB 18173.1—2006)

无纺布:采用密度不小于350g/m2的无纺布

中埋式止水带:采用E型橡胶止水带,规格300×18×R13×6

背贴式止水带:采用PVC止水带,规格300×28

中埋式止水条:采用BW-96型膨胀止水条

8、二次衬砌模注混凝土材料耐久性要求

(1)隧道大体积浇筑的混凝土避免采用高水化热水泥,混凝土优先采用双掺技术,结构顶底板及侧墙宜采用高性能补偿收缩防水混凝土。

(2)严格控制胶凝材料最小用量不小于290kg/m3。

(3)混凝土最大氯离子含量为0.06%。

(4)宜使用非碱活性骨料,当使用碱活性骨料时,混凝土中最大碱含量为 3.0kg/m3,且不超过水泥重的0.6%。

(5)限制水胶比最大限值为0.45。

五、隧道结构设计

1、隧道总体布置、隧道线形

xx隧道起讫里程主线桩号为K0+375~K1+745,隧道全长1370m。除进洞口端与已建xx隧道中心间距约22~50m,为小净距隧道(该段总长约110m)外,其余段均为与已建xx隧道形成上、下行分离式(划分原则:两相邻隧道最小净距,按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则,并结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定,一般情况可按《公路隧道设计规范》中表4.3.2进行取值)的独立隧道。考虑到与已建xx隧道间隔距离较远,若按规范在隧道中部设置一车行横洞则距离过长,和到隧道洞口之间的距离相差不大,且投入偏高,故本工程取消了车行横洞的设置,但出于救援与逃生的需要,仍须在隧道内按相关技术标准设置人员疏散专用独立避难间(具体详设计图);另洞内还设有通风、照明、消防等隧道运营设施,并为部分市政管线穿越隧道预留了一定的安放空间。主线在K1+780处与城市主干道正舟路交叉,本次设计将正舟大道立交确定为半互通立交。隧道出口段为满足立交A匝道布置,按四车道设计,隧道K1+645至隧道出口设计为隧道加宽段。

隧道纵坡服从道路的总体设计,采用以2.8%上坡进洞再以0.9%上坡出洞,在其变坡点处设置R=5000m竖曲线;进口高程582.80m,出口高程596.837m,进出口高差为14.037m。

2、隧道断面设计

根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)相关规定,并本着经济合理的要求,进行隧道净空断面的设计。在隧道的断面设计中还考虑了洞内路面、排水、检修道、通风、消防、侧壁装饰、监控等设施所需的空间,并根据受力、施工方法、断面利用率确定具体断面尺寸和形式。

xx隧道标准段衬砌的内轮廓采用四心圆断面形式,为扁坦隧道,其单洞净宽14.092m,净高7.4m,限高5.0m。隧道出口段为满足立交A匝道布置,按四车道设计,隧道K1+645至隧道出口设计为隧道加宽段。隧道加宽段衬砌的内轮廓采用四心圆断面形式,为扁坦隧道,其单洞净宽17.593m,净高8.38m,限高5.0m。隧道标准段净空断面尺寸如下图:

标准段建筑限界及内轮廓设计图(带仰拱)

3、洞门型式

xx隧道洞口位置选择受现状地形条件、建筑红线等的限制,余地不大。起点洞口工程地质条件简单,岩体结构较完整,边(仰)坡地形平缓。终点洞口则位于相对较陡地段,斜坡现状稳定,地质条件中等复杂,基岩裸露。另洞口均与现状坡面呈一定的斜交关系。进口端采用削竹式洞门,与周围景观相协调,并有效减少切坡高度,对运营和环境保护有利;出口端则结合现场地形条件采用端墙式洞门,并做艺术景观处理和绿化。

4、明洞段设计

隧道进口段埋深较浅,洞顶覆土厚度仅0~5m,难以采用暗挖法修建隧道。考虑到与已建xx隧道的协调统一,且从美观及保持生态角度出发,将该段设计为明洞段,洞顶回填覆土后地面设置绿化。

明洞段亦采用拱形结构,按整体式衬砌设计,并设置了仰拱。

5、洞口加强段设计

根据隧道洞口段的地形、地质和隧道断面尺寸、隧道净间距,在隧道的进、出口端均设有洞口加强段。加强段衬砌采用复合式衬砌结构,初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网及钢架拱,二次衬砌和仰拱采用模筑钢筋混凝土,超前支护采用大管棚、小导管预支护,以保证洞口段稳固安全。隧道进、出口加强段的长度系根据现有地质资料确定,施工时,应根据实际地质条件调整其长度。

6、主洞洞身一般段结构设计

(1)普通段衬砌结构参数拟定

隧道洞身段地质条件较好,但由于断面大,并位于城市中心区,故隧道结构衬砌采用复合式衬砌。衬砌结构的参数拟定主要考虑了围岩级别、埋深、进口端两隧道的净间距和隧道的跨度大小等因素。

根据隧道所处的工程地质特点及相类似工程的成功经验,隧道洞身按新奥法原理进行设计,并结合数字分析结果,主体洞室结构采用曲墙拱型断面形式,等截面(明洞段拱脚局部加厚)封闭衬砌,复合式衬砌结构,初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网加钢格栅拱支护单独或组合使用。锚杆采用全长粘结砂浆锚杆或中空注浆锚杆。二次衬砌采用整体式模注钢筋混凝土结构,两层支护间设置防水层。

结构计算主要采用荷载结构法计算模型,用MIDAS/GTS通用有限元程序进行计算分析。模拟计算中,初期支护和二次衬砌承担的荷载比例按照《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)中的规定进行取值。并同时辅以地层——结构法进行核算。最后根据相关技术规范计算隧道衬砌在最不利荷载组合下的安全系数并对裂缝宽度进行验算。

本工程拟建隧道的主要支护参数见下表:

隧道复合式衬砌主要设计参数表

注:各类型衬砌断面所适用的范围具体详见相关设计图。

(2)小净距隧道段

a.隧道起点洞口段(K0+390~K0+414),采用侧壁超前支护及加长型非对穿式低预应力中空注浆锚杆(具体详相关设计图)加固岩体,约束中间岩柱塑性区发展,使其具备足够的强度和稳定性。

b.随开挖跨度进一步减小,净间距进一步加大(K0+440~K0+485,净间距较大),采用局部长锚杆加固岩体。

在设计阶段难以准确预测各种复杂地质条件,在工程实施过程中应通过现场监控量测、观测围岩与初期支护的变形变化,掌握围岩动态及支护结构受力状态,及时调整设计支护参数。

7、锚喷支护设计

7.1锚杆支护设计

(1)系统支护锚杆采用全长粘结型型22、25砂浆锚杆或R25N中空注浆锚杆,要求锚孔内注满砂浆,锚杆技术参数:

直径(mm): 22、25

抗拉力(kN):≥130(180)

延伸率:≥10%

重量(kg/m):≥3.85(2.3)

(2)锚杆杆体保护层厚度≥8mm。

(3)锚杆用水泥砂浆强度等级为M25。

(4)锚杆一般应沿隧道周边径向布置,当结构面或岩层层面明显时,锚杆应与岩体主结构面或岩层层面呈大角度布置。

(5)局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆,锚固端应置于稳定岩体内,锚杆设计参数应根据现场地质参数计算确定。

7.2 喷射混凝土设计

喷射混凝土采用C25普通喷射混凝土。

8、衬砌结构

(1)隧道衬砌应满足抗渗要求,其混凝土的抗渗等级统一采用P8。

(2)除图中另有规定外,明洞衬砌与洞内衬砌交界处或洞口段衬砌(约50m),每10~15m 的位置应设变形缝;洞身段软硬围岩明显分界处、洞身衬砌变化处宜设变形缝;变形缝应垂直于隧道轴线。变形缝可兼作施工缝,施工缝应尽可能与变形缝处于同一位置。

(3)二次衬砌的施工,应在同时满足下列三项标准时进行:

a.隧洞周边水平收敛速度小于0.2mm/d;拱顶下沉速率小于0.1mm/d;

b.隧洞周边水平收敛速度以及拱顶或底板垂直位移速率明显下降;

c.隧洞位移相对值已达到总相对位移量的90%。

9、防排水设计

9.1 防水设计原则

(1) 遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。防水设计应根据不同的结构型式、水文地质条件、施工方法、施工环境、气候条件等,采取相适应的防水、限量排水措施。

(2) 确立钢筋混凝土结构自防水体系,以结构自防水为根本,施工缝、变形缝、穿墙管等细部构造的防水为重点,并在结构迎水面适当设置柔性防水层加强防水。

(3) 选用的柔性防水材料应具有耐久性能好、环保、经济实用、施工简便、与土建工法相匹配等特点;并具有适应当地气候环境条件、符合当地实际情况、成品保护简单等优势。

9.2结构自防水

二次衬砌模筑混凝土应采用补偿收缩防水混凝土作为结构自防水。

(1) 严格控制混凝土的配合比,在满足强度、密实性、耐久性、抗渗等级和泵送混凝土的和易性(即塌落度及其损失)要求的条件下,最大限度地控制混凝土的水泥用量,并选用低水热化水泥。

(2) 防水混凝土采用“双掺技术”,掺入不宜超过20%的优质粉煤灰或磨细矿渣粉,及性能稳定的抗裂密实膨胀剂(8%,掺量须替代水泥用量)等外加剂,掺量经过试配确定,外加剂性能

符合国家或行业相关标准。

(3) 为减少隧道衬砌的收缩,更好地保证初期支护与二次衬砌共同受力。为满足混凝土耐久性要求,减少混凝土收缩,提高混凝土的抗渗性能以满足抗渗等级要求,在混凝土中应通过配比试验掺入适量的优质微膨胀剂(如GNA-P型等),衬砌混凝土收缩率应控制在2.5×10-4。进行抗渗混凝土配合比设计时,应增加抗渗性能试验。

(4) 防水混凝土的中心温度与表面温度的差值不应大于25℃,混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃。防水混凝土终凝后应立即养护,养护时间不得少于14天。

(5) 防水混凝土的水、砂、石应符合《地下工程防水技术规范》4.1.8,4.1.9的相关规定。

9.3洞身防排水

根据隧道的水文地质条件,xx隧道防排水设计原则采取以防为主,防、排结合。

隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设ECB防水板及无纺布。无纺布设置在防水板与喷射混凝土之间,其作用兼作衬砌背排水层及缓冲层。为了防止柔性防水层由于施工原因而可能出现局部地方防水失败,故二次衬砌做成自防水混凝土结构。自防水结构抗渗标号要求达P8。全隧道二次衬砌施工缝采用BW-96型膨胀止水条及背贴式止水带,沉降缝设E型橡胶止水带及背贴式止水带。隧道排水是在衬砌外缘防水层与喷射混凝土之间设纵、环向盲沟,纵向采用Φ100PRT排水盲管,设在边墙底部,沿隧道两侧,全隧道贯通,环向盲沟采用Φ50弹簧软式透水管,沿隧道纵向每10m一道,在遇有地下水较大的富水区段或局部渗水较大形成径流区段,应在衬背无纺布排水层与喷射混凝土之间加设环向盲沟,位置与数量根据实际情况确定。环向盲沟下伸到边墙脚与纵向盲管相连,衬砌背后的地下水通过环向盲沟、无纺布汇集到纵向盲管后,通过横向Φ100PRT导水管,将地下水引入隧道中央纵向排水沟排出洞外。横向导水管沿隧道纵向间距5~10m一道,局部地下水涌水多处加密。纵向排水边沟于洞内右侧路缘设置,主要用于排放消防及清洗水。

9.4 洞口防排水

结合洞口的地形情况,于洞口边、仰坡坡顶5m外设截水沟,防止雨水对坡面、洞口的危害,路基边沟设计应作好对隧道排水沟的顺接和排水的疏导。

10、路面设计

隧道内路面采用复合式路面,面层为10cm厚沥青混凝土(顶层采用阻燃沥青)+ 26cm厚C35钢纤维混凝土面板(施工时应以抗折强度指标控制要求抗折强度4.5MPa以上),钢纤维掺入量为 40kg/m3。基层采用15cm厚C25素混凝土。在非仰拱区段,路面基层下设置10cm厚C25素混凝土垫层兼作找平层。仰拱路段路面基层下用C20片石混凝土回填。11、环保要求及绿化、美化设计

11.1环境监测及保护

(1)施工中迁移的树木、花卉、绿地等在施工完毕后尽量予以还建,如有条件则恢复原环境。认真做好施工期间交通疏散,并采取有效技术措施,以确保城市交通及建筑安全。

(2)要珍惜土地资源,以保护环境为出发点,做好土石方调配,施工弃土临时堆放坡脚宜设支挡物,并尽快运到指定的碴土弃放场,避免乱取乱弃,破坏环境。大面积土石方施工,尽量避免雨季,以避免造成大量的水土流失,污染市政水系。

(3)暗挖隧道施工,由于地质条件可能较复杂,不确定因素多,因此施工中必须加强监控量测,防患于未然,确保安全施工。

(4)在靠近敷设市政有压管地段施工,特别是燃气管道,应采取有效的保护措施,确保施工安全。

(5)选用符合环保标准的施工机械,减少深夜作业时间,必要时对噪音大的机械加盖防噪棚等措施。

(6)施工过程中应特别注意环境保护,避免各种有害污染。

11.2 为增强隧道壁面美观,洞内装饰设置内容如下:

(1)侧墙装饰

侧墙装饰采用高密度纤维水泥板(双面贴面板),其规格为3050×1220,厚8mm,沿隧道全长设置,安装竖缝通直。饰面高度3.15m(检修道平面算起)。

侧墙装饰板的龙骨及固定措施由施工单位自行设计。施工单位在选定好专业承包单位后应向设计和监理等多方呈报所采用装饰板的材质资料及龙骨与固定措施设计,待设计方认可并试安装后方可进行大面积施工。

(2)防火涂料饰面

隧道拱部内壁选用具有耐腐蚀、耐老化、抗碳化及可冲洗的黑色(或灰色)混凝土结构专用保护涂料(如AC100型),要求其抗CO

2

渗透系数≥1.5×106,与混凝土的粘结强度≥3MPa;另根据《混凝土结构防火涂料》(GA 98-2005)技术标准的要求,其耐火极限应≥2.0h。可采用机械或手工喷刷,施工时要求喷刷均匀,不得出现斑杂色。设置防火保护涂层的目的,主要是为防止火灾发生后使用水灭火,使混凝土衬砌爆裂,另亦可增加其内壁装饰效果。

11.3 洞门外作艺术景观处理和绿化。

12、弃渣处理

鉴于本工程隧道所处地理位置的特殊性,经与业主沟通,考虑xx组团新城建设所需填方

较大,现暂按在该处进行隧道的弃渣处理,运距约5km。

隧道开挖石渣除可以作为建筑材料的硬质岩石加工成碎石、片(块)石和路基土石方调配利用外,其余的开挖土石方均弃在专门的弃渣场内,在堆弃过程中需先修好挡墙并作好地表水的引排疏导。

六、附属构筑物、机电及其它设施设计说明

(另详)

七、新技术采用情况

隧道设计应贯彻国家的技术经济政策,积极而慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺,使其达到安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。

(1)隧道土建设计、施工按新奥法的原理,体现动态设计与信息化施工的思想,制定地质观察和监控量测的总体方案,及时评判设计的合理性,调整支护参数和施工方案。通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况,更经济、安全。

(2)当隧道横通道的建设受条件限制时,出于救援与逃生的需要,在隧道内设置人员疏散专用独立避难间,并配以独立送(排)风系统。

(3)隧道内铺装面层采用添加阻燃剂的复合改性沥青。

八、施工方法及注意事项

1、施工准备和施工测量

(1)施工前应仔细阅读设计图说及有关设计文件,领会设计意图,发现问题及时与设计单位联系解决。

(2)施工前要对设计图说进行现场核对,并作补充调查,核对隧道所在位置地形、地貌、工程和水文地质及隧道进出口位置与其它相关工程的情况。

(3)在每道工序的施工准备过程中,必须对有关桩号、坐标和高程等进行严格校核,并经实地测量确认无误后,方可进行施工。隧道结构应严格按照隧道和道路设计图的平、立、横断面尺寸放样,校核相互关系,以免出错。

(4)坐标系统采用重庆独立坐标系,高程为黄海系统。

2、施工配合

严格按照设计图纸施工,并应符合有关施工规范、规程及技术规定等的要求。施工过程中不得随意修改设计、对设计的任何修改须征得设计单位的同意后方可实施。

在施工过程中,应配合隧道电气、通风、交通工程、监控等专业附属设施的安装施工,注意附属设施预埋管件在衬砌中的预留、预埋。同时,在施工过程中还应与电缆沟、管等进一步配合,切实做好各专业的协调。

施工过程中,应对围岩进行监控量测,根据量测结果及反馈信息,合理修正支护参数和开挖方法,指导施工和确保安全,承包人应根据图纸要求和《公路隧道施工技术规范》(JTG

F60-2009)的规定进行地质和支护状态观察,必要时可作超前地质预报。另外,根据设计要求和围岩具体情况进行围岩体内位移量测,围岩压力量测等,所有成果应报送设计单位备查,并完善施工方案。量测资料作为支护隐蔽工程的重要技术内容,应纳入竣工文件,作为隧道验收内容之一。

施工中,若围岩情况与设计不符时,应及时调整支护参数,避免发生工程事故。

施工中除应符合本图说的要求外,还应符合国家和交通部现行有关标准、规范及规定。

3、施工方法

具体方法详见相关设计图。

为减小对周边围岩的扰动及减少超挖量,必须采用光面爆破技术。

4、洞口与明洞工程

洞口开挖原则:以尽量减少洞口刷坡,争取早进洞的原则,因地制宜进行开挖,设计图纸提出的开挖进洞位置可根据实际情况经业主、设计单位、监理共同确认后进行调整。

(1)洞口边、仰坡的开挖应自上而下,不得采用大爆破,减少对原地层的扰动。

(2)坡面上浮石、危石应清除,坡面应修整平顺。

(3)边、仰坡应随挖随支护,随时监测,确保山体稳定。

(4)明洞衬砌达到设计强度,完成防水和排水盲沟后,方可回填土方(隧道起点段回填高度不大于4m)。回填应分层、对称,每层厚度不大于0.3m,两侧回填土高差不大于0.5m,压实度应达90%,应在拱顶中心回填高度达到1.0m以上方可拆除拱架。

5、洞身开挖

(1)基本原则:尽可能地少扰动围岩,短进尺、尽快施作初期支护、并使每步断面及早封闭,采用信息化施工,勤量测并及时反馈信息以指导施工。严格遵循"短进尺、弱爆破、早封闭、勤测量"十二字原则。

(2)要加强对开挖工作面地质的观察和记录,判断其稳定性并预报开挖面前方的地质情

况,以指导施工。必要时应采取喷锚或注浆等有效措施确保开挖工作面的稳定。

(3)尽量减少超挖(允许平均超挖量为100mm),不允许欠挖。

(4)确定结构开挖轮廓时,应按图纸预留围岩变形量,在施工过程中通过施工监测及时加以调整此值。

(5)洞口浅埋段应严格控制施工引起的地面变形,保证邻近建(构)筑物的正常使用,道路车辆安全通行;采取短进尺、强支护、弱爆破、勤观测的原则施工。

(6)应采用光面爆破技术进行开挖。

(7)爆破或其它作业引起的地面震动,不应损坏地面现有建筑和公共设施,应进行每次爆破的震动监测,控制爆破震动速度不超过允许值(具体详见下表)。并防止开挖失稳。

爆破振动安全允许标准

(8)暗挖施工存在一定的施工风险,在施工中应预备一定的钢格栅或工字钢作为初期支护或临时支护用,遇到紧急情况时能够及时支护。

6、初期支护施工

(1)喷射作业紧跟开挖面时,混凝土终凝到下一循环放炮时间,不应小于3h。喷射混凝土宜用湿喷工艺。

(2)喷射混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5MPa.

(3)粗集料应采用坚硬耐久的碎石,不得使用碱活性集料,混凝土中的石子粒径不宜大于10mm,集料级级配,细集料应采用坚硬的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5。

(4)应先喷后锚,首次喷射混凝土厚度不应小于50mm,喷射作业中应随时观察围岩变化情况。锚杆施工宜在喷射混凝土3h后进行。

(5)钢筋网应随受喷面的起伏铺设,钢筋网混凝土保护层厚20mm,应与锚杆联结牢固。

(6)锚杆的抗拔力试验每300根锚杆必须抽样一组,每组不得低于3根,并应符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定。

(7)钢架的制造应符合《钢结构工程施工及验收规范》的要求,钢架安装偏差,横向和高程±50mm,垂直度为±2°。

钢架立柱埋入底板深度应满足设计要求,并置于基岩上,钢架与岩壁之间必须楔紧。相邻钢架连接牢固,钢架与围岩之间的混凝土保护层厚40mm,临空一侧的混凝土保护层厚为20mm。

(8)超前支护:详相关设计图,另在Ⅳ级围岩地段的大断面隧道,在自稳性差的软弱破碎地层或断层破碎带采用局部超前小导管。

7、洞身衬砌

(1)隧道应衬砌施工,其中线标高、断面尺寸、净空及衬砌材料的标准规格均应符合图纸的要求。

(2)应采用全断面衬砌模板台车,采用泵送混凝土作业。

(3)超挖部分采用同级混凝土回填。在即将浇混凝土之前,应将浇筑处的基面的积水、泥浆、油污、有害的附着物和松散物、半松散物或风化的岩块等清除干净。

(4)二次衬砌的施工原则上应在围岩和初期支护变形基本稳定,并同时满足下列条件后立即施作:

a.隧洞周边水平收敛速度以及拱顶或底板垂直位移速率明显下降;

b.隧洞周边水平收敛速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速率小于0.1mm/d;

c.隧洞位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。

d.初期支护表面无再发展的明显裂缝。

但是,当无法满足上述条件,围岩变化无收敛趋势时,必须采取有效的补强措施,使围岩+初期支护体系有一定的安全系数,然后立即施作二次衬砌,二次衬砌参数并适当加强。

(5)复合衬砌的施作时间一般应根据围岩和支护量测的数据确定。若围岩自稳能力一般,

可能长时间达不到基本稳定条件,当初期支护的混凝土发生大量明显裂缝,而支护能力又难以加强,变形收敛趋势时,应提前施工仰拱及二次衬砌,并通知设计单位对二次衬砌的构造作修正。二次衬砌施作前应铺设防水层,防水卷材应与喷层面平顺密实,喷层面应无钢筋或锚杆外露,凹凸较大的应先补平。二次衬砌施作前,应将喷层或防水卷材表面的粉尘清除干净,并洒水湿润,混凝土应振捣密实,防止收缩开裂,并不得损坏防水层。若衬砌背后需压浆应预留压浆孔。

(6)对于采用小导管注浆预支护的断层破碎带区段,在初期支护完成后,为防止过大变形,并从安全角度出发应及时施作二次衬砌。

(7)尽早施作仰拱以便封闭成环,提高承载能力,提早硬化路面,在隧道掘进过程中可以半幅交叉进行。

(8)施工采用的防水剂、防水卷材等特殊材料须经业主、设计、监理单位共同确认后方可使用。

(9)隧道施工过程中必须注意洞内排水,洞内的渗水、施工用水必须沿临时边沟或永久边沟及时排出洞外,不得散流。

8、小净距隧道

(1)小净距隧道中间岩柱厚度小,对其保护、加固极为重要,要求施工中“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”。

(2)施工方法建议选用侧壁导坑或台阶法施工,上下台阶保持足够距离。

(3)小净距段隧道的监控量测应对中间岩柱的稳定性、地表沉降和爆破振动对相邻洞室的影响作为侧重点。

(4)隧道施工爆破震动最大临界震动速度应根据试验确定,且ν≤2.0cm/s。

9、隧道防水施工技术要求

(1)防水卷材采用1.5mm厚的ECB高分子材料防水板,防水卷材的宽幅不得小于2m。

(2)缓冲层:无防布≥350g/m2。

(3)分区:分区面积为200~400m2(每一衬砌施工段为一分区)。

采用背贴式PVC止水带;与防水卷材热风焊接,焊缝宽度为30mm。

(4)注浆(发生渗漏时,注浆修补):采用注浆嘴和注浆管,根据水压大小每分区安装6-12套,注浆材料为水泥或化学浆液(注浆压力一般为0.2~0.4MPa)。

(5)采用吊挂法施工工艺,防水卷材之间搭接(长度不小于100mm)采用双缝热契焊接,焊接完毕后采用充气法对每条焊缝进行检测,充气压力为0.3Mpa,10~15分钟内压力下降小于10%;接缝部位的技术指标不得小于母材的技术指标。接缝为对接或“T”型节点,错开至少300mm。

(6)防水卷材施工应在供应厂家技术指导下进行。

10、超前地质预报

隧道的基本地质情况虽然已在详勘报告中有所表述,但仍存在其不确定因素,施工过程中还需进行超前地质预报。

(1)长期预报

采用TSP地震波法进行长距离(100~200m)预报,每隔50~100m地震波法超前地质探测,前后两次震动波法超前地质探测结果有足够的重叠范围。

(2)中期预报

中期预报距离开挖面前方30~100m,采用水平声波反射法(HSP)与LDS-1A陆地声纳仪和HY-30红外线探测仪相结合的方法进行进一步探测分析。在需要的地段则采用地质钻机钻孔进行验证。

(3)短期预报

短期预报距离开挖面前方30m以内,是在中期预报的基础上,结合它们的成果,采用地质雷达探测以及掌子面编录法(地质素描法)进行更准确的预报。在需要的地段则采用超前钻孔进行验证。

11、隧道施工穿越溶洞、高压富水段预防及处理

11.1溶洞、高压富水段处理目的

①保证隧道结构和隧道施工安全;

②保护生态环境,防止由于地下水的过度流失、地表塌陷、水源枯竭对附近地表生态环境的不利影响。

11.2溶洞类型及处理措施

当隧道施工遇到岩溶危害时,可按岩溶对隧道不同的影响情况及施工条件,采取跨越、加固溶洞,引排、截流岩溶水,清除充填物或注浆对软弱地基加固,回填夯实、封闭地表塌陷、疏排地表水等工程综合治理措施。本工程可能出现溶洞位置为K1+480~K1+520段。

岩溶水的处理:对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵。为防岩溶水的突然袭击,施工中可采用超前钻孔探测,预备足够的抽水设备,以确保施工安全,排水设施应结合具体情况可选用排水沟,涵洞、泄水洞等建筑物。对岩溶水的整治应采取截、堵、排、防综合措施,并对本地生产、生活用水采取适当的保护措施。

岩溶洞穴的处理:根据岩溶洞穴大小及洞穴与隧道不同部位的关系,采用跨越、堵塞、加固处理措施。

洞穴填充物的处理:洞穴填充物松软,下沉量大,强度底,稳定性差,当隧道必须穿越洞穴填充物时,可设计支撑桩、换填、注浆等工程措施来治理。

具体处理措施另详见相关设计图。

11.3高压富水段注浆堵水

(1)注浆堵水段的确定

①根据地质综合评判及超前探水,当掌子面前方存在高压富水区,具有较大规模涌水,突水,对隧道结构和隧道施工安全构成威胁的地段;

②根据地表监测数据及超前探水和超前地质预报判定:隧道涌水可能造成地表水库严重泄漏、对居民生产生活有重大影响的井泉干枯的地段;

③根据地表监测数据及超前地质预报判定:隧道涌水可能引起地表严重塌陷并对地表建筑安全构成威胁的地段;

④根据地质综合评判及超前探水,当掌子面前方不存在高压富水区,同时地下水渗漏对地表环境无影响时,可取消注浆堵水。

(2)注浆设计

①注浆方式采用帷幕超前预注浆、局部注浆、补注浆三种方式。

②注浆范围根据地质情况不同,为开挖轮廓外4~6m之间;注浆浆液扩散半径R=3.Om计算。

③注浆压力(终压值)为2~3倍实测水压力。

④注浆方法:如岩层破碎、裂隙发育,则采取前进式注浆;否则采取后退式注浆。

⑤注浆材料采用水泥水玻璃双液浆,采用外径φ42壁厚4.0mm无缝钢管,浆液配台比根据实际地质情况及试验确定。

⑥注浆孔布置原则:孔底间距按(1.4~1.7)R控制,正洞每循环注浆段长27.Om,设4环,其中开挖段22m,留5m止浆岩盘。

⑦单孔注浆结束标准:注浆压力逐步升高至设计终压,然后调小泵量至设计结束时的进浆量,并在该数值上稳定10min以上;注浆结束时的进浆量小于10L/min;检查孔涌水量小于O.2L/min。

⑧全段注浆结束标准:所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注现象:注浆后涌水量每米小于lm3/d;浆液有效注入范围满足设计值。

12、隧道段瓦斯控制与处理

(1)隧道穿越煤线地带瓦斯控制的目的

根据相似工程实例及地质构造,隧道拟建区局部(K0+874~K1+030段)夹有贫煤层,其瓦斯含量(涌出量预计小于0.3m3/min)及压力小,为低瓦斯工区,不具备煤与瓦斯突出的动力条件,煤层无突出危险性;但在隧道施工中,应考虑瓦斯积聚可能引起的燃烧、爆炸以及煤尘爆炸。为了保证施工及以后运营安全,须在设计和施工上进行预防控制。

(2)瓦斯隧道段衬砌设计

①穿越煤线处的隧道衬砌采用超前全封闭帷幕注浆,形成全封闭堵截瓦斯的帷幕,同时在煤线处形成不透水层,防止地下水流失;

②初期支护喷射混凝土中掺入水泥用量8%的硅微分;

③二次衬砌混凝土中掺入水泥用量5%的XTX-9型混凝土防腐气密剂;

④全环设置橡胶止水带,使用前涂抹一层混凝土密封剂。

(3)瓦斯隧道揭煤流程

①超前钻孔;

②综合分析预测资料,确定是否存在突出危险,若存在,采取措施直至安全;

③实施超前全封闭帷幕注浆;

④检查确认各项指标均达到安全,做好预防突发事件措施,准备揭煤;

⑤爆破,揭煤;

⑥加强通风,直至各项指标达到安全。

(4)瓦斯隧道段爆破作业与火源管理

①瓦斯隧道段使用煤矿许用安全电雷管和安全炸药;

②使用毫秒电雷管时,最后一段的总延时不得超过130ms,且不准跳段使用。

③注意调节风速、防止煤尘飞扬,采用湿式钻眼、刷洗巷壁、喷雾洒水等防尘措施;

④放炮员人员及施工人员,应穿棉布或抗静电衣服;

⑤放炮前设置警戒,专人把守;

⑥严禁携带引火物进入瓦斯隧道段,严禁洞内吸烟和使用手电筒照明。

(5)其它

①电器设备产生的电火花是引爆瓦斯的主要火源之一,应合理使用,严格管理。

②瓦斯隧道段必须建立严格的瓦斯、煤尘检查及检测报警制度;

③隧道中煤(岩)层瓦斯涌出,其浓度大小是危险程度的标志,施工中必须将瓦斯浓度控制在安全的限值。

其余另详见相关设计图。

13、隧道岩爆预防及处理措施

隧道区硬质岩层为灰岩,其饱和抗压强度为43~114.40MPa,标准值为56.58~71.55MPa,岩体完整系数0.60~0.73,岩体纵波波速5371~5980m/s;隧道最大埋深约248m左右,发生岩爆的等级为弱。在可能发生岩爆地段施工要注意以下事项:

①施工过程中进行全面、准确的超前地质探测预报工作;

②在岩爆地段施工对人员和设备进行必要的防护措施,建立严格的安全施工制度,以确保施工安全;

③施工中通过红外线测温仪、声波探测器等仪器,结合观察(听声响、看位置、看方向)找出岩爆发生的前兆,逐步积累经验,开展岩爆预测。如在施工中根据有无地下水、地应力方向(岩爆多发生在主应力方向上)、岩体稳定性、岩石软硬、岩性及地质构造进行初判,通过对岩石裂隙的发展、岩体内的声音、暴露时间的长短判别是否会落石伤人,若声响不对如岩层内发出沉闷的声响时施工人员及设备要及时撤离;

④在开挖过程中采用“短进尺、多循环”,同时利用光面爆破技术,严格控制用药量,及时调整钻爆设计,以尽可能减少爆破对围岩的影响并使开挖断面尽可能规则,减少局部应力集中发生的可能性。岩爆地段开挖进尺严格控制在2.5m以内;

⑤加强施工支护工作

在爆破后立即向拱部及侧壁喷射混凝土,尽早施做初期支护,必要时打设超前锚杆进行支护。衬砌工作要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层暴露的时间,减少岩爆的发生和确保人身安全,必要时可采取跳段衬砌;同时应准备好临时钢木排架等,在听到爆裂声响后,立即进行支护,以防发生事故。

14、洞内附属工程

(1)洞内路面按道路专业的要求办理。

(2)人行横洞、配电洞室等应根据图纸的布置与洞身同时开挖、衬砌、交叉段衬砌混凝土应连续浇筑,不应中断交叉段钢筋,应相互连接良好,绑扎牢固成为整体。

(3)洞内装饰采用的涂料、饰材等的样品及特性数据应送设计单位会审,正式施工前应作试验段,合格后方可正式施工。

九、监控量测要求

(1)量测目的

隧道施工监测是新奥法的重要组成部分,是信息化设计的重要一环,其目的可概括为预报、控制、检验、改进四个方面。

a.预报:通过量测发现异常现象,及时预测未来形态和发展趋势,防止灾害的发生。

b.控制:根据量测进行控制运行,适时调整支护参数以控制结构内力、位移、沉降,使支护结构发挥最佳工程效益。

c.检验:根据量测资料可反馈和验证设计的正确性,求得合理、完善和创新。

d.改进:通过量测结果可评价采用的施工技术的适用性、优越性和改进的途径。

在隧道施工中,通过对隧道围岩动态的监控量测(洞口地段还应对地表沉降进行观测),掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果调整设计支护参数,指导施工;通过量测预见事故和险情,以便及时采取措施防止事故发生,积累资料为以后的设计提供类比依据,确保隧道的安全,达到隧道施工安全、节约工程投资的目的。

(2)量测项目

根据隧道的地质条件,围岩特点,设计考虑进行如下项目的量测:

a.采用精密水准仪进行拱顶下沉观测;

b.采用周边收敛计,进行围岩周边收敛量测;

c.采用锚杆抗拔计进行锚杆抗拔试验;

d.采用精密水准仪进行洞口浅埋段地表沉降观测;

e.由有经验的地质工程师及时进行掌子面地质观测;

f.进、出口段:围岩内部位移,钢支撑应力,衬砌应力,围岩衬砌接触压力量测。

施工监控量测测点的布置、监测手段与监测频率等详见各相关设计图。

十、其他需要说明的问题

(1)本册图单位除坐标、里程和标高以米计及特殊说明外,其余尺寸均以毫米计。

(2)该复线隧道位于城市交通要道地段,场地内存在一定的地下管线,开挖过程中注意对现有管线的保护。另外,车辆、人流量较多,施工过程中注意安全、文明施工;

(3)本次设计与施工是按照新奥法进行的,监控量测是施工的重要组成部分。施工过程中应选用专业监控量测队伍监测,及时对监测数据结果分析,检测结果每周一~二次报设计监理,并根据结果对设计参数或措施进行调整。施工监测过程出现异常情况应立刻停止施工,保证施工安全,并通知四方,协商应急措施;

(4)本工程隧道所穿越地段的地质条件较为复杂,施工要求严格,工期较紧,而且大量隧道出渣必须通过外运至指定弃渣场。因此,为保证该隧道工程如期进行,必须确保施工单位的技术力量和机具设备的及时到位;

(5)其它各专业所须的预埋件,施工单位应注意在二次衬砌施工前,及时请设计单位有关专业设计人员进行技术交底,避免遗漏孔洞和相关预埋件;

(6)临近既有建(构)筑物的地段施工必须严格控制爆破和施置可靠减振措施,加强监测,尽可能地减小地表变形;

(7)暗挖隧道施工,不确定因数较多,施工环境和劳动条件差,因此施工中必须加强量测,及时采取措施消除隐患。同时应加强施工通风,排出有害气体、降温、消除缺氧,保持空

气新鲜,改善作业环境,保证洞内工作人员的人身安全;

(8)施工组织设计应有紧急预案,且施工现场应配备必要的抢险物资,以防止突发事件。

(9)上阶段风险评估的主要结论为“在收集xx隧道竣工图的基础上,结合地勘资料并充分考虑对地质滑坡的避让以及与新华大道的顺接后,已基本不存在较大风险源,适宜本工程拟建隧道的修建”。

(10)其余未尽事宜应按国家及重庆市现行规范、规程和标准中相关要求执行。

十一、隧道施工质量验收标准

有关施工及质量检验标准严格按照《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002,2011年版)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)等规范、标准和本工程“设计图说”有关规定执行。

十二、隧道运营管理注意事项

结合本工程隧道实际情况,有针对性地加强该隧道的后期运营管理,建立起一个“设施是基础,管理是关键,监控是核心,手册是指南,预案是保障”的安全运营管理体系,并注意对以下几点常规问题的保证、完善。

(1)充分利用隧道有线广播系统、可变情报板,对隧道内车辆进行喊话、传递信息,灵活地传递路面养护施工状况和交通信息。

(2)隧道进出口事故多发,隧道内外明暗对比度大,驾驶员驾车进入隧道的瞬间不能立即适应,突然减速刹车,极易碰撞低速行驶车辆,因此业主单位必须对照明系统进行合理管理,避免为了省电在入口只开启部分照明灯,使入口亮度较低的问题。

(3)合理布设视频检测系统,对车辆停在隧道区段、车辆掉头、堵车、事故等进行合理判断,及时诱导,避免事故的发生。

重点关注隧道的通风控制系统,在火灾情况下如何进行通风控制,无异常交通时如何进行通风控制,不能为了节约,隧道排风系统每日只开启一两小时,使隧道光照强度不足、通风不畅导致路面油污沉积,视线昏暗。

(4)注重维修保养,建立科学可行的维护保养制度。很多隧道管理没有可以借鉴的地方,只能是摸着石头过河,大部分管理制度和设备维修保养制度、办法都是自行制订,其中的疏漏和不合理内容占有很大部分,且没有形成统一模式,尤其对于特殊的专业设备,不清楚维护周期、维护内容,只能是哪里坏,修哪里,修不好,换新的,同时造成了设备的初始维护保养不够,后期维护保养困难。

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