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文檔簡介
PAGE隧道工程施工圖設計說明1概述1.1設計依據1顧客與我院簽定的工程設計合同;2本項目的方案設計和初步設計成果,項目業主和建設主管部門的有關文件或會議紀要;3初步設計專家咨詢意見;4建設方提供的《江津區濱江新城李家灣及隧道工程地質勘察報告(K0+000~K0+509.51詳細勘察)(重慶市高新工程勘察設計院有限公司);5建設方提供的其他資料。1.2初設階段專家主要須修改意見執行情況1《公路隧道設計規范》應采用2018新版本。處理情況:在初設說明引用規范中改為2018版本。2按渝建發(2010)166號文規定,應補充高邊坡、深基坑論證報告作為設計依據。處理情況:本工程超限邊坡已經報送審查單位進行高邊坡評估并已出具評估報告。3應補充必要的方案比選內容。處理情況:因建設方對設計資料深度要求,本次初設前的方案設計階段,已經對隧道的平面位置、縱斷面高程及坡度、洞口位置、洞口結構形式、洞內施工及開挖方式、洞內裝飾等進行了方案比選并最終確定作為本次初設的結論,因此未做重復比選。4總平面圖中建議增加工程地質信息。處理情況:在SD-03《隧道平面圖》中增加工程地質簡要說明。5Ⅳ級圍巖兩車道標準段設計略為保守。處理情況:標準段為三車道超小凈距隧道,設計參數參考設計細則中上限值,并根據工程類比和模擬計算確定。6立面圖中應標注明暗挖分界位置及樁號。處理情況:已在立面圖中標注暗挖分界樁號。7S1/B淺埋襯砌相較S1/A淺埋襯砌,埋深加深,而二襯鋼筋減小欠妥,右線較弱的S1/B淺埋襯砌延伸進入Ⅴ級圍巖內也與抗震設計原則背離。處理情況:S1/A為Ⅴ級圍巖區,S1/B雖埋深更大但已進入Ⅳ級圍巖,二襯鋼筋依據計算適當減小,但二襯厚度未變;右洞S1/B延伸進入Ⅴ級圍巖區為劃分時筆誤已修改。8應補充隧道結構計算相關章節。處理情況:隧道結構計算書單獨成冊,按要求提供。9洞口仰坡高達13米以上,系統錨桿長僅3.0m,建議加長錨入基巖破裂面內。處理情況:仰坡的支護設計劃分在邊坡設計部分,隧道洞口圖僅為示意,邊坡設計格構梁錨桿長度大于3米。10未見隧道明挖兩側邊坡支護設計圖紙。處理情況:明洞兩側地形較高,洞頂回填后依舊存在永久性邊坡,考慮臨時邊坡裸露時間長且與永久性支護造價相近,為簡化統一,對回填部分的臨時邊坡和上部的永久邊坡均按照永久性道路邊坡設計,詳見邊坡設計分冊。11管棚外插角1°~2°偏小,容易侵入限界內。處理情況:增大為5°。以上設計內容均已在初設階段提交審查專家確認通過。施工設計按此執行,未做原則性變化。1.3工程簡況濱江新城位于江津區城市組團中心城區的德感片區,北接雙福新區,南臨長江,與幾江老城區隔江相望,西包含原來的德感街道連接縉云山脈,東與西彭工業園接壤。基于濱江新城城市建設發展需要和進一步完善城市交通基礎設施的背景下,重慶市江津區濱江新城開發建設集團有限公司委托我司對濱江新城李家灣隧道(原滸溪隧道)工程進行初步設計。本次設計濱江新城李家灣隧道(原滸溪隧道)工程為新建道路,道路位于江津區濱江新城,具體工程規模為:道路全長505.917m,其中,隧道長約265m,城市主干道,標準路幅寬36.0m,車速40km/h。其中左線隧道起終點為K0+103~K0+368,隧道全長265m;右線隧道起終點為K0+103~K0+370,隧道全長267m;隧道斷面為單洞三車道和單洞四車道兩種,并設置一道人行橫洞項目在路網中的位置2工程地質條件2.1氣象江津區屬亞熱帶季風氣候,區內氣候特點是:光照充足,氣候溫和,雨量充沛,且冬暖、夏熱、秋長。多年平均氣溫18.2℃,最熱為每年7月中旬至8月中旬,最冷為每年12月下旬至次年1月中旬。年平均無霜期為335天,霜凍一般出現在每年小雪至次年立春前后(即12~1月),輕者地面草叢上白霜,重者稻田起薄冰,多發生于每次寒潮過后的晴天。多年年平均降雨量為1163.3mm,降雨主要集中在每年5~9月份,降雨量占全年總降雨量的70%,其中5月降水最為豐富,平均降水177.2mm。年平均降雨日為161.3d,多年平均日最大降雨量約90mm。日降雨量大于25mm以上的暴雨日數占全年降雨日數的62%左右,小時最大降雨量可達62.1mm。多年平均相對濕度78%,絕對濕度17.6mb,大氣降雨是該區域內地表水及地下水的主要補給源,地表水匯入河溝內。2.2水文江津區屬長江水系上游干流區,流域面積大于30平方公里的河流27條,其中流域面積大于200平方公里的有7條,即長江、臨江河、璧南河、塘河、驢子溪、綦江河、筍溪河。區域降雨充沛,地表水及地下水匯集滲流入河,水源補給豐富,雨季河水流量變化較大。場地北側為沖溝,地表水較為豐富,余段地表排水條件較好。2.3地質構造江津區地處“川東褶皺”和“川黔南北構造帶”的過渡地帶,構造形跡受其影響,地勢南高北低。根據重慶市構造綱要圖(2002),勘察區位于北碚向斜西翼,巖層呈單斜產出,巖層產狀:113°∠7°,層面張開度小于1mm,無充填,層面較平直,結合程度差,屬硬性結構面。層間裂隙不發育,巖性漸變。區域內共發育兩組構造裂隙:LX1:227°∠82°,間距0.8~3.5m,可見延伸長度約3m,張開1~2mm,局部泥質充填,裂面較平直,結合程度差,屬硬性結構面。LX2:317°∠77°,間距0.6~3.0m,可見延伸長度約4m,張開1~3mm,局部泥質充填,裂面較平直,結合程度差,屬硬性結構面。綜上所述,場地裂隙均屬硬性結構面,場區內無斷層,構造裂隙較發育,地質構造簡單。2.4地層巖性經工程地質測繪和鉆探揭露,場地內分布地層為第四系全新統素填土(Q4ml)、第四系殘坡積層粉質粘土(Q4el+dl)、和侏羅系中統上沙溪廟組(J2s2)砂質泥巖、砂巖,現由新到老分述如下:1素填土(Q4ml)雜色,主要由粉質粘土及砂質泥巖、砂巖塊石組成,塊石粒徑1~60mm,含量10%~35%,呈強風化、棱角狀,稍濕~濕,松散~稍密。粉質粘土為紅褐色,呈可塑狀,切面稍有光澤,干強度中等,韌性中等,無搖振反應。該層主要分布于左線K0+000~K0+120段、右線K0+000~K0+050段、左線K0+350~K0+420段及右線K0+330~K0+400段,出露地表,多為建筑地基填筑土,填筑較均勻,填筑質量一般,回填年限為1~10年。鉆探揭露最大厚度3.8m(ZY1)。2粉質粘土(Q4el+dl)紅褐色,局部夾砂土,可塑為主,刀切面稍有光澤,干強度中等,韌性中等,無搖振反應。手搓有砂感,可搓成粗泥條,鉆進正常,表層部分夾雜植物根莖。該層于場地內廣泛分布,鉆探揭露最大厚度4.4m(ZY38)。~~~~~~~~~~~~不整合~~~~~~~~~~~~~3侏羅系中統上沙溪廟組(J2s2)該層為炎熱干燥氧化環境下河、湖交互相碎屑巖,多韻律、多旋回沉積組合,巖性為紫紅色~紅褐色中厚層狀砂質泥巖、灰色~灰白色中厚層狀細~中粒砂巖。巖體裂隙較發育~不發育,巖體較完整~完整。1)砂質泥巖(J2s2-Sm)紫紅色~紅褐色,主要由粘土、石英、長石及云母等礦物組成,泥質結構,中厚層狀構造,局部夾砂質斑團。強風化層裂隙較發育,巖芯呈碎塊狀,手捏易碎;中風化層巖芯多呈柱狀、長柱狀,錘擊聲啞。該層在場地內均有分布,為本場地主要巖層。其中,中風化砂質泥巖的RQD值為75%~80%,巖石質量較好。2)砂巖(J2s2-Ss)灰色~灰白色,主要由石英、長石及云母等礦物組成,細~中粒結構,鈣泥質膠結,中厚層狀構造,局部夾泥質斑團。強風化層裂隙發育,巖芯呈碎塊狀;中風化層巖芯多呈柱狀,巖質較硬,錘擊聲較清脆。該層在場地內均有分布,為本場地主要巖層。其中,中風化砂巖的RQD值為75%~83%,巖石質量較好。項目區所在場地巖層產狀較平緩,根據鉆探揭露情況分析,整個場地內基巖面起伏較大,受地形條件及人工開挖等影響,基巖面高差最大61.6m。2.5水文地質條件擬建場地屬構造剝蝕丘陵地貌,場區地下水富存受地形、巖性及裂隙發育程度控制,場區及場區周邊未見地表水及地下水點出露。擬建工程標高在275.60m~299.85m,遠高于項目南側3.1km處長江水位。擬建場地地下水來源主要為大氣降雨和地面水體滲透補給,水量大小與降水因素關系密切,受氣候和季節性變化較大。勘察期間降雨較集中,雨量較大,區域地下水分布不均勻,未形成統一的穩定地下水潛水面,所見地下水為上層滯水。故擬建場地地下水補給、徑流、排泄相對簡單。根據場地地下水的賦存條件、性質及水力特征,地下水可劃分為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水。1松散層孔隙水松散層孔隙水不連續分布在人工填土層和殘坡積層中,動態變化幅度大,水質成分由含水介質的性質決定,水量大小受地貌和覆蓋層范圍、厚度約,主要由大氣降水補給,受季節、氣候影響大。人工填土層與殘坡積層主要受大氣降雨和地面水體滲透補給,通過土體內部孔隙排泄下滲至下覆巖體內并最終匯集于場地外低洼地帶。2基巖裂隙水基巖裂隙水包括風化裂隙水和構造裂隙水。風化裂隙水分布在淺表層基巖強風化帶中,為局部上層滯水,水量小,受季節性影響大,各含水層自成補給、徑流、排泄系統。構造裂隙水分布于厚層塊狀砂巖層中,以層間裂隙水或脈狀裂隙水形式儲存。砂質泥巖相對隔水,水量稍小,動態不穩定。該類地下水主要賦存于基巖裂隙中,水量較小,由于巖層傾角較緩,隧道穿越段地層主要為砂質泥巖、砂巖,隧道埋深較淺,勘察區內基本不存在潛水。項目所在地高程遠高于南側長江水位,故場地位于庫區水位以上,項目所在地不會受到庫區水位影響。鉆探完成后隨即進行了簡易水文地質觀測和終孔24小時后孔內水位測量,本次勘察僅于勘探孔ZY38中可見穩定水位,其余孔未見穩定地下水位。由于擬建工程主要以隧道為主,為充分了解隧道穿越區域圍巖透水性,本次勘察在ZY16、ZY19號鉆孔內分別作了2段壓水試驗,壓水試驗選取區段主要依據鉆孔巖性確定,主要以透水層(砂巖)及其間隔隔水層(砂質泥巖)作為試壓對象。壓水試驗所選用公式如下(《工程地質手冊》第五版):式中:q——試段透水率(Lu);Q3——第三階段計算流量(L/min);P3——第三階段試驗壓力(MPa);L——試驗長度(m);k——滲透系數(m/d);Q——壓入流量(m3/d);H——試驗水頭(m);——鉆孔半徑(m),取0.045m。壓水試驗結果表明隧道巖體的滲透系數較小,砂質泥巖滲透系數k=0.18~0.22m/d,屬微透水層,砂巖滲透系數k=0.90~1.00m/d,屬弱透水層。3地下水補給、徑流及排泄關系通過對勘察場地水文地質調查結合地區經驗可知,擬建場地地下水來源主要為大氣降雨和地面水體滲透補給,水量大小與降水關系密切,受氣候和季節性變化較大。擬建場地上覆巖土體以填土、粉質粘土為主,下伏砂質泥巖為相對隔水層,滲透性小,砂巖為相對透水巖層。地下水主要以基巖裂隙水為主。鉆孔穩定水位測量表明,鉆孔水位高低不均,分布無規律性,未見穩定地下水面,可知隧道所在場區地下水位埋深較大,推測隧道底標高高于穩定地下水滲流面,地下水屬上層滯水為主。擬建工程標高遠高于長江水位,位于其所在區域地下水最低侵蝕基準面以上,處于地下水徑流垂直補給區。場地地下水富水性受地形地貌、地層巖性及裂隙發育程度控制,地下水最終通過滲流向最低侵蝕基準面排泄。由于粉質粘土層厚度較薄,無法進行試驗,根據周邊地質情況結合區域水文地質資料綜合判定粉質粘土為極微透水層,滲透系數為3×10-7m/d,素填土與粉質粘土的物質組成及密實度較為接近,故綜合判定素填土為微透水層,滲透系數為1.0×10-6m/d。2.6不良地質現象及地質災害勘察區范圍內地質構造簡單,未發現滑坡、斷層、泥石流和塌岸等不良地質現象。未發現墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。2.7巖土參數的選用及建議因本次勘察項目跨越長度較短,巖石力學性質差異性相對較小,試驗成果符合地區建筑經驗,成果資料可信,統計成果可選作擬建物地基中風化巖石物理力學指標。設計參數建議值按不同巖性,不同風化程度分別提供:(1)結合程度差的硬性結構面強度參數根據《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)表E.0.1及該地區相鄰工程經驗的標準值取值如下:天然狀態:C=70kPa,Φ=25°;飽和狀態:C=50kPa,Φ=20°。(2)巖質邊坡強度參數,在巖石強度參數的基礎上,綜合該地區相鄰工程經驗的標準值取值如下:軟巖的等效內摩擦角:52°,巖體破裂角:60.1°;較硬巖的等效內摩擦角:62°,巖體破裂角:62.7°。(3)巖體與錨固體(M30砂漿)極限粘結強度標準值參照《建筑邊坡技術規范》(GB50330-2013)表8.2.3-2、表8.2.3-3及工程經驗,泥巖取320kPa,砂巖取1000kPa。根據數理統計成果、結合野外鑒定及相鄰場地建筑經驗,綜合確定本場地巖土物理力學設計參數如下表:表1巖土體物理力學參數表地層天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)天然抗剪強度飽和抗剪強度抗拉強度(kPa)彈性模量(MPa)變形模量(MPa)地基承載力特征值(kPa)地基承載力基本容許值(kPa)基底摩擦系數巖體水平抗力系數K(Mpa/m3)巖體靜力側壓系數C(kPa)Φ(o)C(kPa)Φ(o)天然飽和天然飽和天然飽和素填土20.0*20.5*028*022*//////現場實測為準/0.3//粉質粘土19.820.323.714.816.8210.36///////120*0.35//強風化砂質泥巖24.0*25.0*///////////3000.4//中風化砂質泥巖25.325.559732.431830.226216413676221315605177810000.4580*0.45強風化砂巖23.0*24.0*///////////4000.4//中風化砂巖24.524.7220536.9154235.410897936200319260043102872425000.5360*0.5注:1“*”表示經驗值,其余為本次勘察試驗值。2巖體抗剪強度的折減系數依據《市政工程地質勘察規范》DBJ50-174-2014第14.2.8條、第14.2.9條,結合巖體完整程度,抗剪強度Φ值折減系數取0.90,抗拉強度折減系數取0.40,C值折減系數取0.30。3巖體的變形模量、彈性模量標準值取巖石室內試驗標準值的0.7倍。4巖體靜力側壓系數參照泊松比取地區經驗值。5地基承載力特征值為綜合土工試驗、區域工程經驗及《市政工程地質勘察規范》DBJ50-174-2014)14.3節確定。6根據《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)14.3.2條規定,巖質地基極限承載力標準值由巖石天然抗壓強度標準值乘以地基條件系數。7根據《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)14.3.5條規定,巖質地基承載力特征值由地基極限承載力標準值按0.33折減。8粉質粘土地基承載力基本容許值[fa0]根據試驗成果和地區經驗確定。9巖質地基承載力基本容許值[fa0]根據室內巖塊單軸抗壓強度統計值結合《公路橋函地基與基礎設計規范》(JTJD63-2007)確定。3隧道工程地質評價3.1隧道出、入口段工程地質評價本項目隧道出、入口主要工程地質問題:(1)隧道左線入口上覆土層的穩定性問題(2)隧道右線入口、左線出口段偏壓問題(3)隧道出、入口仰坡穩定性問題。隧道軸線與巖層走向呈大角度相交,出、入口位置斜坡坡度較大,主要由土層及砂質泥巖、砂巖組成,由于隧道出、入口段為淺埋隧道段,隧道圍巖等級綜合評定為Ⅳ級,成洞條件一般。隧道南出、入口處原始地形邊坡坡向173°~243°,坡度約30°,表層覆蓋素填土厚度約3.0m,隧道入口仰坡坡向173°。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013)表4.1.4及表3.2.1,該段邊坡巖體類型屬Ⅱ類,邊坡安全等級為二級。巖層產狀為113°∠7°,發育兩組裂隙,LX1:227°∠82°,LX2:317°∠77°。仰坡極射持平投影分析如下:圖1隧道南出、入口仰坡結構面極射赤平投影圖邊坡巖層傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,巖層層面較緩,巖層層面對邊坡的穩定性不起控制性作用;LX1傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,對邊坡的穩定性不起控制性作用;LX2傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,對邊坡的穩定性穩定性不起控制性作用。LX1、LX2的投影交點位于邊坡投影弧對側,結構面組合切割體不會沿坡向滑動,因此邊坡處于穩定~基本穩定狀態。砂質泥巖的等效內摩擦角為52°,巖體破裂角為60.1°,砂巖的等效內摩擦角為62°,巖體破裂角為62.7°,邊坡穩定性主要受巖體自身強度控制。隧道北出、入口處原始地形邊坡坡向0°~30°,坡度約50°,表層覆蓋素填土厚度約2.5m,隧道入口仰坡坡向349°。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013)表4.1.4及表3.2.1,該段邊坡巖體類型屬Ⅳ類,邊坡安全等級為二級。巖層產狀為113°∠7°,發育兩組裂隙,LX1:227°∠82°,LX2:317°∠77°。仰坡極射持平投影分析如下:圖2隧道北出、入口仰坡結構面極射赤平投影圖邊坡巖層傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,巖層層面較緩,巖層層面對邊坡的穩定性不起控制性作用;LX1傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,對邊坡的穩定性不起控制性作用;LX2傾向與邊坡坡向相切,形成切向坡,對邊坡的穩定性穩定性不起控制性作用。LX1、LX2的投影交點雖位于邊坡投影弧同側,但其傾角大于坡角,結構面組合切割體不會沿坡向滑動,因此邊坡處于穩定~基本穩定狀態。砂質泥巖的等效內摩擦角為52°,巖體破裂角為60.1°,砂巖的等效內摩擦角為62°,巖體破裂角為62.7°,邊坡穩定性主要受巖體自身強度控制。設計方案隧道出、入口采用明洞,隧道入口巖土界面較陡,隧道施工可能出現沿巖土界面滑移破壞,建議明洞施工時清除表層土體。隧道右線出口位置將形成高邊坡,該段基本不適宜作為隧道出口,建議延伸至K0+360處。建議隧道出、入口兩側邊坡臨時放坡坡率:素填土1:1.5,粉質粘土1:1.5,強風層巖質邊坡1:0.75,中等風化巖質邊坡1:0.5。建議隧道出、入口仰坡施工時清除表層土體,并對坡面采取噴射混凝土防護,做好截排水工作。3.2隧道圍巖級別劃分本次勘察隧道圍巖分級按照《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)附錄B中的隧道圍巖分級標準執行。根據圍巖基本分級、地下水、高地應力及環境條件等影響的分級修正,綜合分析后確定。1圍巖基本分級圍巖主要定性特征為巖石堅硬程度、巖體完整性、巖體結構類型、巖體縱波速度等,土質圍巖主要定性特征為土體類型、密實狀態等。1)圍巖主要特征(1)巖體完整性系數根據鉆孔波速測試成果及《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)2016年版表4.1.3:強風化砂質泥巖壓縮波波速1756m/s,完整性系數為0.22,屬破碎,剪切波波速689m/s,屬軟質巖石;強風化砂巖壓縮波波速1836m/s,完整性系數為0.21,屬破碎,剪切波波速711m/s,屬軟質巖石;中風化砂質泥巖壓縮波波速2888~2937m/s,完整性系數為0.59~0.61,屬較完整;中風化砂巖壓縮波波速3211~3240m/s,完整性系數為0.63~0.65,屬較完整。(2)巖體基本質量等級劃分根據波速測試成果和《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)表3.1.7判定:強風化砂質泥巖和強風化砂巖屬極軟巖,巖體為破碎,巖體基本質量等級為Ⅴ級;中等風化砂質泥巖天然單軸抗壓強度標準值為7.60MPa,屬軟巖,為較完整巖體,巖體基本質量等級為Ⅳ級;中等風化砂巖天然單軸抗壓強度標準值為30.99MPa,屬較硬巖,為較完整巖體,巖體基本質量等級為Ⅲ級。2)圍巖基本分級左線K0+103.15~K0+367.98段穿越地層主要為侏羅系中統上沙溪廟組砂質泥巖,為軟巖,巖體完整性為較完整,中厚層狀構造,圍巖級別為Ⅳ級。右線K0+088.17~K0+328.99段穿越地層主要為侏羅系中統上沙溪廟組砂質泥巖,為軟巖,巖體完整性為較完整,中厚層狀構造,圍巖級別為Ⅳ級。2分級修正1)地下水因隧道段位于常年水位以上,地下水量較貧瘠。砂質泥巖屬微透水圍巖,隧道開挖后圍巖干燥或者濕潤,地下水狀態分級為Ⅰ級,不需進行地下水影響修正。2)高地應力該區位于北碚向斜西翼,巖層呈單斜產出,無高地應力。圍巖構造裂隙較發育,地應力亦將得到一定釋放,水平向應力對圍巖洞壁的穩定性影響小,隧道處于以自重應力為主的應力場,施工中可能產生局部洞頂圍巖掉塊、塌落、剝離現象。據鉆探揭露,孔底巖芯呈短柱狀及柱狀,未見高初始應力釋放的餅狀化巖芯,故證明地應力是低的,主要以自重應力場為主。施工過程中產生巖爆的可能性小,施工時加強監測即可。因此圍巖分級不受地應力的影響,不需進行地應力修正。3)環境條件隧道區受其它環境條件影響較小,不需進行環境條件修正。3圍巖級別綜合分析后確定本次圍巖根據基本分級、地下水、高地應力及環境條件等的影響進行分級修正。同時,對進、出口埋深小于等于1.5倍洞跨段降低一級,綜合分析后分級見下表。表2隧道圍巖分級表里程樁號圍巖巖性圍巖級別隧道長度占比左線K0+103.15~K0+159.61段砂質泥巖Ⅴ21.3%左線K0+159.61~K0+309.54段砂質泥巖Ⅳ56.6%左線K0+309.54~K0+367.98段砂質泥巖Ⅴ22.1%右線K0+088.17~K0+160.42段砂質泥巖Ⅴ28.6%右線K0+160.42~K0+306.73段砂質泥巖Ⅳ58.0%右線K0+306.73~K0+340.55段砂質泥巖Ⅴ13.4%3.3深淺埋隧道的劃分根據《市政工程地質勘察規范》(DBJ50-174-2014)第6.3.2條,隧道埋深大于2.5倍壓力拱高度時應劃分為深埋隧道,隧道埋深小于等于2.5倍壓力拱高度時應劃分為淺埋隧道。壓力拱高度由下式確定:式中:h——壓力拱高度(m);S——圍巖級別;——寬度影響系數;B——隧道跨度(m);i——圍巖壓力增減率,B<5m,i=0.2;B≥5m,i=0.1。經計算隧道埋深劃分見下表。表3隧道埋深劃分表里程樁號圍巖埋深類型隧道長度占比左線K0+103.15~K0+157.80段淺埋隧道20.6%左線K0+157.80~K0+319.30段深埋隧道61.0%左線K0+319.30~K0+367.98段淺埋隧道18.4%右線K0+088.17~K0+154.40段淺埋隧道26.2%右線K0+154.40~K0+318.40段深埋隧道65.0%右線K0+318.40~K0+340.55段淺埋隧道8.8%3.4擬建隧道涌水量預測本次勘察擬采用地下水動力學水平坑道疏干法對隧道涌水量進行預測。擬建工程區水文地質條件簡單,地下水主要為上層滯水和基巖裂隙水,分布不連續,受大氣降水補給,水量受季節影響較大,無統一地下水位。本項目隧道穿越地層主要為侏羅系中統上沙溪廟組的砂質泥巖,砂質泥巖層為微透水層。按地下水坑道疏干法計算公式如下:式中:Q——水平坑道涌水量(m3/d);B——水平坑道長度(m);S——水平坑道疏干降深(m);R——水平坑道影響范圍(潛水R=2S(MK)0.5、承壓水R=10S(K)0.5);M——含水層厚度(m);K——滲透系數(m/d)。對隧道的涌水量計算詳見下表:表4隧道開挖涌水量估算表里程樁號長度(B)滲透系數(K)降深(S)含水層厚度(M)涌水量(Q)mm/dmmm3/d左線264.80.2211.412.0203.8右線242.20.2211.412.0186.4根據上述方法得到的擬建隧道預測涌水量可知,左線隧道涌水量203.8m3/d,右線隧道涌水量186.4m3/d,由于左線隧道與右線隧道間距小,故采用涌水量預測最大值203.8m3/d為隧道平均涌水量,最不利工況最大涌水量乘以系數2.0,故不利工況最大涌水量為407.6m3/d。擬建隧道與所在區域地下水狀態總體屬較貧乏,但局部裂隙發育段涌水量狀態主要以淋雨狀或涌流狀出水,故隧道穿越巖體段預測涌水量較小。建議在隧道設計過程中應充分考慮隧道所在地段局部涌水的可能性,施工時宜根據實際情況復核最大涌水量。4設計技術標準4.1設計原則在遵守現行規范、標準的前提下,參考國內外同類工程案例和研究成果,借鑒國內類似隧道設計經驗,遵循“安全經濟、功能完備、以人為本、減少拆遷、技術先進、環保節能”的理念,注重創新設計和動態設計,設計中應體現“安全、環保、舒適、和諧"的設計理念,確保工程結構安全可靠,并按以下總體原則進行設計:1)隧址的選擇、隧道線型布置原則①隧址選擇既要服從路線的總體走向,又要綜合考慮隧道沿線的地形、地貌、地質、水文、氣象、經濟、地面及地下構筑物、地面交通、施工條件和運營條件等因素,合理選擇線路平縱面,盡可能使本項目的建設既安全又經濟、合理。②本項目為市區南北向交通大動脈,作為城市主干路的隧道,其技術標準、設計速度目標值及集成系統防災能力要求高、交通量大,隧址的選擇將直接影響到道路營運期間的交通功能及技術指標;同時,一個合適的隧址應使隧道自身防災配套與城市綜合疏散救援系統緊密結合,保障運營安全。③隧址的選擇宏觀上既要服從路線的總體走向,又應與兩側工程無縫銜接。本項目南接已建成松林路,北接規劃10號路,因此在隧址選擇上,要保證本項目與兩端實現無縫對接。④隧址的選擇應適應城市車輛交通和行人的流向、流量需要,必須滿足使用上的方便,吸引各種車輛通行,緩解區域內其他通道的交通壓力。隧址的選擇應與城市總體規劃相銜接,滿足規劃走廊的控制要求,同時應與區域既有規劃相結合。⑤隧道線位選擇應充分考慮隧址沿線建(構)筑物情況,盡量避開重要建筑物,如軌道交通、高層建筑及橋梁等;同時結合周邊地塊的開挖情況、進出洞口用地情況等綜合確定隧道的走向。(2)主體結構設計按永久性結構設計,滿足施工、運營、城市規劃、防火、防水的要求,具有規定的強度、穩定性和耐久性。(3)充分考慮施工及營運過程中對周圍環境包括重要建筑物、鐵路、城市交通干道、機場、軌道及地上、地下管網的影響。(4)充分重視景觀設計,力求造型美觀,總體上與周圍環境協調。(5)根據道路等級、隧道長度、施工方法、工期和營運要求,對隧道內外防排水系統、輔助通道、棄渣處理、環境要求等作綜合考慮。4.2道路(隧道)平面、縱斷面設計4.2.1道路平面設計設計道路全長505.917m,城市主干道,設計車速為40km/h,道路平面線形與方案線形一致,起點為滸溪路與松林路現狀交叉口處,終點接規劃10號路。道路全線共設置1處平曲線,圓曲線半徑R=1200m,根據《城市道路工程設計規范》(CJJ37-2012)2016版相關要求,道路設計車速為40km/h,當圓曲線半徑超過500m時可不設置緩和曲線,因此,本次設計道路未設置緩和曲線。4.2.2道路縱斷面設計設計道路起點設計標高為Hs=276.0,與方案設計起點標高一致,終點設計標高為Hs=299.82,與方案設計終點設計標高一致。全線共設置2個變坡點,共有3個坡段,分別為3.0%(31.0m)、4.99%(442.0m)、2.53%(32.917m),其中,最小凹形豎曲線半徑為2000m,最小凸形豎曲線半徑為2000m。4.3采用的設計規范和設計標準1國家標準《道路工程制圖標準》(GBJ50162-92)《工程結構可靠度設計統一標準》(GB50183-2008)《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)(2015年版);《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013);《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)《混凝土結構耐久性設計規范》(GB50476-2019)《建筑基坑工程檢測技術規范》(GB50497-2009)《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范》(GB50086-2015)《地下工程防水技術規范》(GB50108-2008)2交通部規范《公路工程技術標準》(JTGB01-2014)《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范》(JTG/TB07-01-2006)《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTGD40-2011)《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50—2017)《公路隧道設計規范》(JTG3370.1-2018)《公路隧道設計細則》(JTG/TD70-2010)《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)《公路隧道交通工程設計規范》(JTG/TD71-2010)《公路隧道施工技術規范》(JTGF60-2009)《公路隧道養護技術規范》(JTJH12-2015)《公路隧道消防設計施工管理技術規程》(DBJ53-14-2005)《公路工程抗震設計規范》(JTGB02-2013)3建設部規范《城市道路工程設計規范》(CJJ37-2012)《城市道路路線設計規范》(CJJ193-2012)《城市道路路基設計規范》(CJJ194-2013)《城鎮道路路面設計規范》(CJJ169-2012)《市政公用工程設計文件編制深度規定》《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2012)《城市地下道路工程設計規范》(CJJ221-2015)《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)4.4主要設計技術指標隧道主要設計指標表項目設計指標設計基準期100年隧道長度等級短隧道隧道分類四類隧道(不通行危險化學品車輛)隧道跨度分類大跨度隧道隧道結構安全等級一級隧道抗震設防標準按烈度6度設計,設計基本地震動峰值加速度0.05g,并按7度構造隧道埋深淺埋隧道可變荷載城市-A級隧道橫斷面形式小凈距隧道隧道標準建筑限界限界凈高5m,限界凈寬13.5m隧道設計車速40km/h隧道通風方式自然通風結構防水等級二級隧道結構耐火等級一級耐火極限隧道承重結構體耐火極限的測定應符合《建筑設計防火規范》GB50016-2014附錄C規定,隧道火災升溫曲線采用規范附錄C第C.0.1規定的RABT升溫曲線,耐火極限不低于2小時隧道消防采用消防栓、滅火器、人行橫通道、信號燈、監控、報警設備的綜合防、疏、救消防體系隧道監控四類隧道不需設置中央控制室監控管理隧道供配電隧道采用外接市政電源長期供電和自備發電機臨時供電最大縱坡4.99%5材料、設備及產品采用的技術指標或標準5.1材料及產品5.1.1混凝土:初期支護:C25早強型噴射混凝土二次襯砌、洞門:C35防水混凝土人行道板、路緣石、排水溝:C30超挖找補:C25早強型噴射混凝土,局部較大超挖采用漿砌片石回填。砼的施工均需按有關設計、施工規范及本設計說明執行,并應符合下列要求:混凝土不應使用堿活性材料;片石強度等級不應低于MU40,塊石強度等級不應低于MU60,混凝土砌塊強度等級不應低于MU20,有裂縫和易風化的石材不應采用;片石混凝土內片石摻用量不得超過總體積的30%。5.1.2鋼筋及普通鋼材1普通鋼筋HPB300鋼筋、HRB400鋼筋應符合GB13013-2008和GB1499-2007的規定。凡需焊接的鋼筋均應滿足可焊要求。2其他鋼材襯砌結構型鋼、管棚、小導管、鋼板及焊條等,應符合相應國標規定及滿足設計、施工需要。5.1.3其它材料1超前支護設計1)注漿小導管:選用熱軋無縫鋼管加工,外插角5~10o,水平搭接長度不小于1m;注漿液一般選用水泥砂漿(水灰比W/C=0.5~1,注漿壓力0.5~1MPa);圍巖極為破碎段或地下水豐富地段,采用水泥—水玻璃雙液注漿(壓力1.2~1.5MPa)。2)注漿大管棚:選用熱軋無縫鋼管加工,外插角5o,兩組管棚應有不小于3.0m的水平搭接。注漿液一般選用水泥砂漿(水灰比W/C=0.5~1,注漿壓力0.5~1MPa);當有加固地層需要時,采用純水泥漿,地下水較大時為水泥—水玻璃雙液注漿(壓力1.0~3.0MPa)。2防水卷材用于隧道鋪裝的防水卷材應滿足下表技術要求。防水卷材技術要求技術指標要求可溶物含量g/m2≥2900不透水性壓力MPa≥0.3保持時間min≥30耐熱性℃≥110拉力N/50mm縱向≥450橫向≥450低溫柔性℃-8撕裂強度N縱向≥250橫向≥2503防水粘接材料采用GS溶劑型粘接劑,其技術指標如下表。隧道內鋪裝層間粘接劑的技術要求檢測項目技術指標GS-ⅠGS-Ⅱ外觀黑色或褐色液態黑色或褐色液態比重,kg/L0.950.95固含量,%≥45≥48閃點,℃≥26≥28粘度(涂4粘度計),S≤15≤15指干時間(20℃),h≤30≤30固化時間(20℃),h≤30≤40附著力,MPa20℃≥1.0≥1.040℃≥0.6≥0.6滲水系數,ml/s≤1.0×10-8≤1.0×10-8柔韌性不大于1級不大于1級鋪裝瀝青砼后的粘接強度,MPa20℃≥1.0≥1.040℃≥0.6≥0.6鋪裝瀝青砼后的剪切強度,MPa20℃≥0.8≥0.840℃≥0.4≥0.4*GS-Ⅰ的附著力是指與水泥砼的附著力,GS-Ⅱ的附著力是指與鋼板的附著力4阻燃改性瀝青鋪裝層采用SBS類阻燃改性瀝青,其技術要求如下表。隧道內阻燃改性瀝青技術要求技術指標阻燃改性瀝青試驗方法針入度25℃、100g、5s30~50(0.1mm)T0604-2000延度5℃、5cm/min≥20(cm)T0605-1993軟化點TR&B≥80(℃)T0606-2000針入度指數PI≥1.0T0604-2000溶解度≥96(%)T0607-1993氧指數≥28氧指數法GB10707-89彈性恢復25℃≥75(%)T0662-2000質量損失≤0.6(%)T0610-19935HDPE(高密度聚乙烯)波紋管1)打孔波紋管孔眼10×1mm~30×3mm,360o范圍2)基本要求:無毒、耐酸堿3)環剛度:≥6KN/m24)透水面積:≥40cm2/m5)縱向伸長率:≤3%6)扁平試驗:垂直方向加壓至外經變形量為原外徑的40%時立即卸載,試樣不破裂、分層。7)落錘沖擊試驗:溫度0℃,高度1m,用1kg垂錘沖擊10次,應9次以上無開裂。6隧道結構設計6.1隧道總體布置(1)隧道總體布置根據道路新方案,共有1段隧道,其中:左線隧道起終點為K0+103~K0+368,隧道全長265m;右線隧道起終點為K0+103~K0+370,隧道全長267m;隧道斷面為單洞三車道和單洞四車道兩種,并設置一道人行橫洞根據《建筑設計防火規范》,本次左洞長265m<500m,可定義為四類隧道,右洞長267m<500m,可定義為四類隧道(僅通行非危險化學品等機動車)。6.2隧道內輪廓隧道斷面內輪廓除符合隧道建筑限界的規劃外,還應考慮洞內排水,通風照明、防火、監控營運管理等附屬設施所需要的空間、地質情況、結構受力、施工方法等,使斷面形式及尺寸,達到安全、經濟、全理。其內輪廓形式按圍巖級別,擬定如下。1)標準寬度段隧道建筑限界及內輪廓:五心圓斷面①建筑限界為13.5m(檢修道0.75m+路緣帶0.5m+小車道3.5+小車道3.5+大車道3.75+路緣帶0.5m+檢修道1.0m)。②限界凈高:5.00m。2)暗挖隧道建筑限界及內輪廓(加寬段):五心圓斷面①建筑限界為17.0m(檢修道0.75m+路緣帶0.5m+小車道3.5+小車道3.5+大車道3.75+小車道3.5+路緣帶0.5m+檢修道1.0m)。②限界凈高:5.00m。3)人行橫洞建筑限界①限界凈寬:2.0m。②限界凈高:2.5m。6.3隧道洞門及洞口構造物隧道上下行分離設置,綜合考慮隧道的經濟性、美觀性和兩側接線要求,隧道出入口采用削竹式洞門,并做藝術景觀和綠化處理。6.4橫洞設計根據《公路隧道設計規范》,《建筑設計防火規范》等相關規范要求,兩獨立式平行隧道之間,在超過一定長度時,應設置人行橫通道、車行橫通道。隧道按間隔250m左右設置人行及車行橫通道(間隔布置),具體詳見平面布置圖。人行橫洞與隧道車行道之間采用常閉式雙向開啟防火門隔離。6.5隧道襯砌隧道設計遵循安全、經濟、合理的原則,在遵守交通部頒發《公路隧道設計規范》的同時,以工程類比法為主進行設計,設計結果經MIDAS/GTS(巖土與隧道專業)軟件分析驗算,確保安全經濟。(1)隧道普通段主要采用新奧法施工,適當釋放圍巖變形;建筑加強段和淺埋段采用淺埋暗挖法施工,根據監控、量測及時進行支護。主體結構采用復合式襯砌支護,并設防水層。(2)由于圍巖等級主要為Ⅳ、Ⅴ級,且為小凈距隧道和連拱隧道,故隧道底部采用仰拱結構,邊墻與仰拱圓順交接。在施工時,仰拱先于拱墻修筑。a.初期支護隧道采用復合式襯砌,初期支護以錨桿、鋼筋網、濕噴混凝土、格柵鋼拱架、工字鋼等為主要手段,并采用超前小導管注漿預支護等輔助措施,以確保洞口段穩固安全,并充分發揮洞身深埋段圍巖的自承能力。b.二次襯砌二次襯砌采用C30防水混凝土,施工時采用臺車模注現澆。商品混凝土的輸送采用機械泵送。每次澆注長度暫定8m,以提高二次襯砌的整體密實性,減少橫向施工縫。圍巖較差段復合襯砌向圍巖較好地段延伸10m,以確保施工安全。支護參數見下表:主線隧道標準段襯砌支護參數表圍巖等級襯砌類型初期支護二次襯砌濕噴混凝土錨桿鋼架間距輔助措施ⅣS3標準段13.5m深埋C25砼22cm厚;單層φ8鋼筋網@20×20cm;預留變形10cmΦ25砂漿錨桿L=3.5m,@100×80cm,梅花型布置16工字鋼拱@80cmφ42超前小導管超前支護拱墻、仰拱為60cm厚的C35防水鋼筋混凝土ⅤS1加寬段17m淺埋C25砼31cm厚;雙層φ8鋼筋網@15×15cm;預留變形15cmΦ25砂漿錨桿L=4m,@100×120cm,梅花型布置I25b工字鋼拱@60cmΦ127大管棚加強支護/φ42雙層超前小導管超前支護拱墻、仰拱為80cm厚的C35防水鋼筋混凝土S2標準段13.5m淺埋C25砼26cm厚;單層φ8鋼筋網@20×20cm;預留變形12cmΦ25砂漿錨桿L=4.0m,@100×100cm,梅花型布置I18工字鋼拱@50cmΦ127大管棚加強支護/φ42雙層超前小導管超前支護拱墻、仰拱為60cm厚的C35防水鋼筋混凝土c明洞段明洞段拱墻和仰拱襯砌厚度均為80cm厚的C35防水鋼筋混凝土。d緊急停車帶襯砌結構設計本項目隧道采用三車道,可不設緊急停車帶。e人行橫通道人行橫通道根據《城市地下道路工程設計規范》、《公路隧道設計規范》、《建筑設計防火規范》,考慮施工組織及結合防災救援的需求進行布置。人行橫通道設置間距為250~300m,并不大于300m(本次人行橫洞設置樁號為左線K0+250,共設一座)。人行橫通道底面與檢修道頂面齊平,人行橫通道與主線隧道相交處進行結構加強。橫通道凈寬2m,凈高2.5m。人行橫通道初期支護采用長2.0mD22砂漿錨桿(@1x1m)噴射8cmC25混凝土(φ8鋼筋網@25x25cm),二次襯砌采用30cmC35防水混凝土。f車行橫通道本項目不設置車行橫洞。6.6隧道抗震設計6.6.1總體要求按烈度6度設計,并按7度構造。對于襯砌抗震設防構造如下:軟弱圍巖地段隧道襯砌應采用帶仰拱的曲墻式襯砌;明暗洞交界處、軟硬巖交界處及斷層破碎帶段,結合沉降縫、伸縮縫綜合設置抗震縫,抗震縫的縱向間距取10~15m;嚴禁襯砌背后存在空洞,襯砌背后的空洞應壓注水泥砂漿進行充填;當隧道穿越發震斷裂時,襯砌斷面應適當加大。6.6.2對材料的要求(1)非預應力鋼筋應采用HRB400級、HPB300級鋼筋;(2)梁、柱縱向受力普通鋼筋應采用HRB400級鋼筋;(3)箍筋應采用HRB4000、HPB300鋼筋;(4)當構件縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時,鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度的實測值的比值不應大于1.25,鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.3,且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%。(5)鋼結構構件一般采用Q235B鋼;鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85;鋼材應有明顯的屈服臺階,且伸長率不應小于20%;鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。6.6.3結構交叉位置節點處理:(1)對于中間節點、中間層端節點、頂層中間節點以及頂層端節點,縱向鋼筋在節點部位的錨固和搭接,應錨固到暗梁、柱內,符合下圖構造規定。節點梁筋90°彎折錨固節點梁筋在節點內直錨固節點柱筋90°彎折錨固節點梁筋在節點外搭接鋼筋在頂層端節點外側和梁端頂部彎折搭接鋼筋在頂層端節點外側直線搭接(2)節點區腋角的設置在結構梁與板、墻與板交界處均設置腋角。設置腋角后,可有效增大節點區結構構件的截面高度,提高了節點的受剪承載力,提高結構的抗震性能。腋角內下部縱向受拉鋼筋的直徑和根數,一般不應小于結構伸進腋角內的下部鋼筋的直徑和根數。6.7明洞段臨時邊坡及仰坡設計結構設計合理使用年限50年,邊坡安全等級二級,結構重要性等級二級。由于本次道路設計起點位置已建道路松林路兩側邊坡均為格構護坡,為保證治理設計及景觀的統一,本次設計采取格構護坡。且放坡+格構護坡治理造價低,施工及后期維護簡單。隧道出、入口道路左側邊坡高度最大約12.2m,坡向83°,為巖土質混合邊坡。邊坡放坡坡率1:1.5,每8m一級,各級間設2m寬平臺截水溝,坡面采用混凝土格構護坡,格內采用TBS植被護坡。隧道出、入口道路右側邊坡高度最大約26.0m,為巖質及巖土質混合邊坡。邊坡放坡坡率1:0.5,每8m一級,各級間設2m寬平臺截水溝,坡面采用錨桿式格構護坡。錨桿采用一根直徑d=25mm的HRB400鋼筋,孔徑90mm,間距2x2m,有效錨固長度5m。格內采用TBS植被護坡。隧道出入口仰坡高度最大約27.0m,為巖質及巖土質混合邊坡。邊坡放坡坡率:巖質1:1,土層1:2,每8m或根據地質分層分級,各級間設2m寬平臺截水溝,1:1坡面采用錨桿式格構護坡,1:2坡面采用混凝土格構護坡。錨桿采用一根直徑d=25mm的HRB400鋼筋,孔徑90mm,間距2x2m,有效錨固長度5m。格內采用TBS植被護坡。有關邊坡主要材料質量要求、施工注意事項以及監測要求同路基邊坡圖紙部分,可參照執行。7隧道施工方案設計李家灣隧道指導性施工方法襯砌型式圍巖等級、邊界條件及限界寬度施工方法Ⅳ級普通標準段Ⅳ級深埋單側壁導坑法Ⅴ級普通標準段Ⅴ級淺埋單側壁導坑法17m加寬段Ⅴ級普通加寬段17mⅤ級淺埋雙側壁導坑法1)雙側壁導坑法雙側壁導坑法具體施工步序如下:雙側壁導坑法左洞右導坑上臺階開挖1→左洞右導坑上臺階初期支護、臨時支護施做2→左洞右導坑下臺階開挖3→左洞右導坑下臺階初期支護、臨時支護施做4→左洞右導坑澆筑仰拱二次襯砌5→左洞左導坑上臺階開挖6→左洞左導坑上臺階初期支護、臨時支護施做7→左洞左導坑下臺階開挖8→左洞左導坑下臺階初期支護、臨時支護施做9→左洞左導坑澆筑仰拱二次襯砌10→左洞中導坑上臺階開挖11→左洞中導坑上臺階初期支護施做12→左洞臨時支護拆除,中導坑下臺階開挖13→左洞中導坑下臺階初期支護施做14→左洞中導坑澆筑仰拱二次襯砌15→左洞澆筑拱墻二次襯砌16→右洞施工順序與左洞對稱17。先行和后行洞的掌子面距離宜控制在20m左右;單洞內左、右兩側導坑應以3~5m長為一段交替開挖前進,嚴禁同時開挖。由于隧道開挖采用弱爆破或非爆破施工的方式,震動較小,先行洞二襯施工應領先于后行洞掌子面2倍跨度。2)單側壁導坑法單側壁導坑法具體施工步序如下:單側壁導坑法左洞右導坑上臺階開挖1→左洞右導坑上臺階初期支護、臨時支護施做2→左洞右導坑下臺階開挖3→左洞右導坑下臺階初期支護、臨時支護施做4→左洞右導坑澆筑仰拱二次襯砌5→左洞左導坑上臺階開挖6→左洞左導坑上臺階初期支護、臨時支護施做7→左洞左導坑下臺階開挖8→左洞左導坑下臺階初期支護、臨時支護施做9→左洞左導坑澆筑仰拱二次襯砌10→左洞澆筑拱墻二次襯砌11→右洞施工順序與左洞對稱17。先行和后行洞的掌子面距離宜控制在20m左右;單洞內左、右兩側導坑應以3~5m長為一段交替開挖前進,嚴禁同時開挖。由于隧道開挖采用弱爆破施工的方式,震動較小,先行洞二襯施工應領先于后行洞掌子面2倍跨度。施工中應按照“動態設計、信息法施工”的原則進行,及時返回數據,及時調整施工工法。8隧道防、排水設計8.1隧道防水設計根據洞內無滲漏水,路面不積水,不冒水的技術標準,洞口段及下穿重要建筑物段“以堵為主”,其余一般段貫徹“以排為主”。洞口段、下穿重要建筑物段采取“以堵為主,大堵小排”的原則,因地制宜,綜合治理,保護生態。其“堵水限排”的原則是:洞口向內300m范圍內,縱向每米每天的排水量不超過0.3m3,其余洞身段縱向每米每天的排水量不超過1m3。一般地段采取以排為主,因地制宜,綜合治理原則,其措施如下:(1)在洞口段采用截水溝及護坡等手段,在洞頂沿隧道用地邊界,在洞口仰坡及邊坡以外5m的適當位置設置截水天溝,洞門墻背后設置排水溝,減少大氣降水對洞口圍巖的影響。(2)二次模筑混凝土采用抗滲標號不得低于P8的防水混凝土澆筑。混凝土摻微膨脹劑,其含量為水泥用量的8%。(3)以混凝土結構自防水為基礎,襯砌防水等級為二級,在二次襯砌、初期支護之間鋪設2mm厚高分子復合防水卷材,采用濕鋪法施工,二次襯砌混凝土抗滲等級P8。,二次襯砌施工縫設遇水膨脹止水條,沉降縫設E型止水帶。(4)在地下水較發育的地段,采取超前探水、超前注漿堵水措施、開挖后周邊注漿堵水、局部注漿堵水。當圍巖開挖初噴5cm混凝土后,在圍巖開挖有滲水位置處作軟式彈簧排水管,將排水接入排水溝。(5)必要時調整注漿比例,加入水玻璃等防水材料,優化注漿止水效果。8.2隧道排水設計(1)本工程排水系統主要包括雨水系統。雨水系統主要考慮隧道洞口的雨水排放。隧道內布置排水暗溝,隨道路縱坡單向排出隧道。(2)隧道襯砌排水:沿襯砌兩邊墻墻腳外側縱向設置Φ116軟式彈簧透水盲溝;襯砌背后環向設置3×Φ75軟式彈簧透水盲溝,環向盲溝原則上每10m設一處,干燥無水段較長時,間距可適當加長;在有水地段間距適當加密。彈簧管數量可根據水流調整,一般3根;在縱向排水管與洞內縱向路緣邊溝之間設置DN50橫向硬塑管,沿隧道縱向間距為10m,局部地下水豐富地段加密;洞內清洗水通過縱向排水邊溝排出洞外。縱向盲溝全隧貫通,環向盲溝下伸至邊墻腳與縱向盲溝相連,襯砌背后地下水從環向盲溝匯集至縱向盲溝后,通過橫向排水管將地下水引入縱向路緣邊溝,排出洞外。施工過程中,特別是雨天施工時,加強隧道進口段和土層段的降水、抽水措施。減少施工時隧道周邊的涌水量。9路面結構及內裝飾1路基、路面隧道內路面設計考慮到維修、更換以及降低洞內噪音、提高行車安全與舒適性的需要,隧道內路面采用瀝青混凝土復合式路面結構,瀝青混凝土面層厚10cm,由4.0cm阻燃SMA13瀝青瑪蹄脂碎石上面層和6cm中粒式密級配瀝青混合料中面層(AC-16)組成,瀝青混凝土面層以下為防水粘接層和24cm厚C40混凝土面板,其下為仰拱填充層。為增強C40混凝土面板的防裂性能,改善其沖擊韌性、抗彎折性能,應在C40混凝土面板中摻入鋼纖維。其摻量為4.5kg/m3。考慮隧道洞口外溫度變化差異較大,所有的縮縫、施工縫均需鋪上寬度為50cm的防水卷材,防止溫度反射裂縫的產生。全隧道所有的脹縫,應先清除縫內雜物,再填入瀝青瑪蹄脂填縫料,然后鋪上寬度為50cm的防水卷材。檢修道路面形式:面層:青石造景磚,厚5cm(或與洞外人行道路面一致);粘結層:M10砂漿,厚2cm(或與洞外人行道路面一致)。2洞內裝飾隧道內裝飾前必須對混凝土墻面進行清洗、處理,達到表明圓順、平整、光潔,顏色搭配詳見圖紙。采用隧道專用厚型、無機防火涂料,厚度為>19mm。防火涂料性能要求:砼耐火極限升溫曲線采用RABT曲線,判斷標準為受火2小時后,距離砼底面25mm處,鋼筋溫度不超過250℃,砼表面溫度不超過380℃;與混凝土的粘結強度大于0.15Mpa,并要求在長期潮濕條件下不脫落。10環保、綠化設計在整個施工生產和生活活動中,要求嚴格按國家和地方政府有關規定及設計要求做好環保、水保工作,防止破壞環境、水土流失和空氣污染。10.1要求維護自然生態平衡1保護當地自然植被,盡量少砍伐林木,生產和生活活動盡量繞避大樹和古樹。2統籌安排施工用場,盡量減少對表層土的破壞。3施工期間加強保護自然資源及野生動植物。4施工便道選線、生活營地、大型臨時設施場地選址盡量少占或繞避林地,保護原有植被。工程完工后及時進行現場清理,恢復植被。5棄渣場地應按設計完善防護及排水設施、恢復植被。6采用合理的進洞方案,減少對洞口環境的破壞。10.2合理規劃施工用地嚴格按計劃使用用地。施工臨時設施在滿足工程需要的前提下不占或少占居民生活用地,各種臨時房屋采取因地制宜、簡易方便的原則就近設置。10.3臨時工程環境保護1便道、砼攪拌站及施工營地的設置盡量減少對植被的破壞。攪拌站等高噪音生產設施盡可能遠離生活區。施工場地周圍應排水暢通,應充分考慮其對原地面排水的影響,以免阻擋地表徑流的排泄。2施工營地及施工現場設固定的垃圾桶或垃圾池盛放垃圾,分類標識存放,定期清理,運至指定的垃圾處理場或廢品回收利用站,不得亂扔、亂倒垃圾。施工場地的遺棄物、廢油等集中進行預處理后,采用專用車輛運輸至指定地點填埋。污水須經集中凈化處理后排出,嚴禁將未處理的生產、生活污水直接排放入洞口處的溝渠。3施工場地和運輸道路須定期灑水養護,避免產生揚塵。10.4生活區環境保護1生活區的設置要相對集中,設置必要的公共衛生設施,廢水凈化池、化糞池,并應定期清理,避免生活垃圾污染環境。生活固體垃圾集中堆放、適時運至指定地點填埋,保持駐地清潔。2臨時生活設施的修建、拆除時產生的固體廢棄物要妥善堆放并應保護。10.5施工中的環境保護1注意施工的噪音影響,盡量采用低噪音施工設備。少數高噪音設備盡可能不在夜間施工作業,必須在夜間從事有噪音污染的施工時,應采取限時作業措施。2對不符合尾氣排放標準的機械設備,不能使用。10.6工程完工后環境恢復1工程完工后應將臨時設施全部拆除。對施工場地要認真清理并收集施工垃圾運至指定的位置處理或就地掩埋。2工程完工后對臨時設施、施工工點及其他施工區域范圍做好環保及生態環境的恢復工作。棄渣場盡快恢復生態環境。10.7施工水土保持措施施工前做好防排水設施,進洞前做好洞門及洞口仰坡、邊坡的防護工程和天溝的排水工程,洞內排水經處理后達標排放,不能隨意排放。便道施工不得隨意開挖,造成水土流失。棄渣不得隨意堆放,必須到指定棄渣場地進行處理。10.8施工便道設置和棄渣處理施工便道可利用現有的道路小路拓寬引入。臨時用房及材料堆放、加工場地可于洞外路基范圍和附近緩坡地帶布置,但不得妨礙洞口及截、排水等構造物的設置,施工用電與施工用水自附近居民點接入。隧道棄渣可全部利用作為其它地方路基填方。11隧道施工組織方案及注意事項11.1施工組織方案1施工方案本隧道采用新奧法及淺埋暗挖法設計和施工。隧道建議根據周邊具體條件選擇非爆破或爆破施工技術。當需要采取爆破施工時,應充分進行安全、環境影響的論證和評估,采用控制爆破技術,爆破作業及爆破物品管理需滿足《爆破安全規程》。依據我國現行的《爆破安全規程》進行安全預警,狀態良好的鋼筋混凝土框架房屋允許地表振動速度峰值建議為1.0~2.5cm/s,一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物、道路路面建議為0.5~2cm/s,管線、特殊結構、狀態不佳的建筑結構建議為0.5~1.5cm/s,并根據所涉及的具體建、構筑物情況選擇。同時,為了保證目標建筑的絕對安全,以加速度監測值為輔助判斷依據,必要時舉行專家論證會論證,確定具體針對性預警值。為了減少對建筑物的影響,建議可以采取上臺階機械開挖,以獲取臨空面,下臺階控制爆破施工的方案。明洞段,根據地形、地質情況采用明挖方式,施工前應先作截水溝,對坡面上的不穩定巖石進行清除或對不穩定坡體作必要的加固,開挖邊仰坡應從上到下邊開挖邊噴錨防護,嚴禁暴露時間過長。洞口段開挖至明暗分界面處后,須先對成洞面、邊仰坡噴錨防護及施作護拱與超前加固后再進洞。明洞襯砌結構按照先仰拱、后墻拱的澆筑順序施工,當混凝土強度達到70%后,拱部才可對稱分層夯填碎石土。采取爆破時,爆破進尺根據圍巖條件確定,控制炮眼裝藥量和質點震動速度,以最大限度保護周邊巖體的完整性,控制超欠挖。對于洞口段、軟弱圍巖及不良地質地段,應遵循“弱爆破、短進尺、少擾動,快加固,強支護,早封閉,勤量測”的原則,有效控制圍巖變形,保證隧道結構安全,當發現圍巖變形不收斂或其它異常情況時需采取加強措施。施工過程加強監測,及時處理分析數據,并根據分析結果調整支護參數。二次襯砌施作時間根據監控量測信息反饋確定,采用泵送混凝土和整體式模板臺車的機械化配套施工方案,確保二次襯砌質量達到內實外光。在開挖過程中還需結合地層情況采取超前管棚注漿、超前小導管注漿、超前錨桿、地表預注漿等輔助施工措施,注漿一般采用單液漿,地下水豐富時采用雙液漿,施工前應進行注漿試驗。二次襯砌采用模板臺車整體澆筑,長度根據平面線形確定,一般為6~10m,鋼筋混凝土襯砌地段綁扎或焊接鋼筋時須事先制定有效措施,以防刺破或灼傷防水板,防水板應杜絕漏鋪、漏焊、假焊。施工時還應做好洞內外的排水工作,以減少水給隧道帶來的病害,隧道出渣可采用無軌運輸。2非爆破施工方案目前,非爆破開挖技術主要有幾種:懸臂掘進機法配合銑挖機法:是一種集開挖、裝卸、運輸于一體的綜合機械設備,輔以銑挖機對隧道輪廓進行修邊,能實現無爆破、擾動小、連續作業、效率高、超挖小等特點。但占用空間大,需要完整的施工作業面。液壓沖擊錘法:是先于掌子面開挖輪廓周邊鉆孔預切槽,再采用挖掘機攜帶液壓錘進行鑿巖開挖,適用于有裂隙和層理分明的地質。劈裂法:采用劈裂機以高壓油為能量源,應用斜契原理,達到數百噸的劈裂力。靜態破碎法:是在炮眼里裝入靜態破碎劑,利用水化反應,使得晶體膨脹,從而緩慢的壓破炮眼周邊巖體。各種方案的特征如下表所示:考慮本項目處于江津行政中心附近,周邊已建樓盤眾多,建筑密集,同時考慮造價和工期因素,暫按控制爆破+機械開挖相結合方式設計。經開挖專項論證評價對控制爆破存在安全隱患及影響環境的敏感區段,可采用非爆破開挖方式,例如先大量鉆孔預先破碎巖體,再利用懸臂掘進機開挖巖體;經專項論證評價對控制爆破不敏感的區段,可采用控制爆破方式。11.2施工注意事項隧道采用信息法施工,施工過程中應注意監控量測,對量測結果進行分析,并及時反饋給設計與地勘單位,以便根據施工中實際量測結果對設計參數進行必要的調整,適應復雜的地質狀況,快速安全地完成本項目。施工前應制定詳盡的施工組織設計,對各種不利情況應作合理的安全應急預案。具體要求:(1)施工前必須仔細閱讀設計文件,與道路設計圖核對路線平縱面以及隧道平、縱面和控制點坐標、高程等關鍵數據,弄清測量線、隧道中線和車道中線的相互關系,確保施工放線準確無誤。(2)施工前必須復測隧道洞口段平縱地面線,如與設計不符,應及時提出,嚴禁盲目大挖大刷,造成人為高邊仰坡。(3)隧道洞口防護,進洞后,洞口明洞和明洞回填應及時施作,同時應做好洞口范圍的排水,以確保洞口的安全和穩定。(4)施工中應嚴格遵循“短進尺、不爆破(或控制爆破)、快封閉、勤量測”的原則。特別是Ⅴ級圍巖洞口淺埋段,應嚴格控制施工進尺,具體進尺速度應根據監控量測情況調整,原則上應開挖一榀鋼架的距離就支護一榀鋼架的距離,嚴格執行短進尺、緊支護的原則。(5)每次開挖后,應立即進行工程地質和水文地質狀況的觀察和記錄,并進行地質描述、編錄存檔。地質變化處和重要地段,應有照片記載。圍巖級別的變更必須提供圍巖動態監控量測數據。(6)隧道開挖,特別是洞口段的開挖,必須預留足夠的變形量,鋼架應及時落底封閉,鋼架基礎應穩固,避免沉降過大造成侵限。每榀鋼架間必須嚴格按設計用縱向鋼筋連接成整體,以增強鋼架的整體支承能力。初支鋼架應與支護面緊貼,應采取措施保證鋼架背側密實(如預留注漿管注漿填充)。(7)隧道附屬設施的預留洞室應對照相關設計文件中的隧道預留洞室設計圖施工,在施作前,應將相關圖紙仔細進行核對。(8)分部開挖時,鋼架腳不得懸空,且要保證基礎穩定可靠。鋼架左右兩側不得同時落底,建筑敏感區和土層區段每部開挖應立即將初支成環。(9)對隧道中可能出現的各種不良地質現象,施工單位應有詳細應對方案和預案。(10)系統錨桿施工時應注意通過調整長度、間距和角度以避讓市政管線等構筑物。(11)隧道工程應嚴格按照相關規范中的相關要求進行質量管理、監控和檢驗評定,保證隧道工程質量達到設計與規范要求。(12)設計文件中未經之處按相關技術規范、規程執行。11.3施工質量驗收標準本工程隧道部分按《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80-2004)檢驗評定,并應符合重慶市地方標準《城市隧道工程施工質量驗收標準》的規定。12隧道安全12.1本隧道風險評價本隧道長約265m,屬短隧道,隧址區工程地質條件簡單,隧道區范圍內無明顯的活動斷裂構造、構造破碎帶和軟弱夾層等不良地質現象。隧道施工主要風險在于:洞口超淺埋段施工安全、、下穿建構筑物施工安全。其對應技術處理措施為:洞口淺埋段采用大管棚預支護,控制進尺、及時支護;下穿建構筑物段采用加強初支強度和剛度并要求短進尺、緊支護、勤量測,對出現的問題及時反饋及時處理。12.2隧道施工安全設計施工前應詳細閱讀本設計文件,領會設計意圖,并應貫徹《中華人民共和國安全生產法》“安全第一,預防為主”的方針,嚴格按《公路隧道施工技術規范》(JTGF60-2009)、《公路工程施工安全技術規程》(JTJ076-95)和《爆破安全規程》(GB6722-2011)等規范規程的相關要求,詳細編制實施性施工組織設計,包括隧道各項施工工序詳細的施工安全措施和應急預案,并報監理工程師批準后實施。施工方案在正式施工前也應進行專項論證,并應根據9.1指出的主要風險進行施工安全評估并進行專項審查。隧道內應設置意外逃生通道,設置方式如下圖所示:救生箱采用10mm厚鋼板加工成1×1×1m的立方體,側設30×50cm的薄板木門(石頭可砸開)。放置在距離開挖面不大于10m的適當位置。施工時應注意對逃生管和救生箱的保護。逃生管內設有線聯絡設備一套,并預備工作繩,方便逃生、救援。施工單位應事先對工作人員進行相關操作的培訓和演練。施工時可以對上述設備在保證安全的前提下予以適當調整。救生箱子內救生用品明細如下表所示:12.2.1洞身施工防坍主要措施①施工中應嚴格遵循“短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則,嚴格控制循環進尺和爆破震動速度。②洞身在開挖前應施作好超前支護。③應堅持“隨挖隨支護和先噴后錨”的原則,即噴錨或鋼架支護必須緊跟開挖工作面,應在爆破、通風和找頂后及時對巖面進行初噴砼,盡快封閉圍巖,控制圍巖的初期變形,然后再及時施作錨桿、掛鋼筋網或架立鋼架,最后復噴砼達到設計厚度。在噴錨作業期間,應有人隨時觀察圍巖變化情況。12.2.2其它主要安全注意事項①在隧道施工作業中應采取各種有效的防護
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