东关隧道说明书.doc

东关隧道施工图设计说明（一）设计原则遵守现行的有关规范、规程，借鉴、参考国内外类似工程的成功经验，根据隧道所处的总体线形、地形、地质条件，结合施工、运营、管理等情况，遵循“安全、经济、合理、环保”的原则进行设计。（二）设计依据及技术标准 1.设计依据(1) 交公路发（2023）608号交通部文献“关于隆林（桂黔界）至百色公路初步设计的批复”(2)公路工程技术标准JTG B012023(3)公路隧道设计规范JTJ D70-2023 (4)公路隧道施工技术规范JTJ04294(5)公路工程地质勘察规范JTJ06498(6)锚杆喷射混凝土支护技术规范GB500862023(7)钢筋混凝土设计规范GBJ1089(8)公路抗震设计规范JTJ00489(9)公路水泥混凝土路面设计规范JTJB4020232.技术标准(1) 公路等级：高速公路（双洞四车道）。(2) 设计车速：80Km/h。(3) 通风、照明计算行车速度：80 Km/h。(4) 设计交通量：近期9357辆/日(标准小客车) ；远期37092辆/日(标准小客车)。(5) 隧道建筑限界净宽：10.25（0.75+0.5+2x3.75+0.75+0.75）m；限界净高：5.0m。（三）工程概况东关隧道为越岭隧道，隧道进口位于田林县乐里镇新建村1组，出口位于田林县乐里镇东关屯村，设计行车速度80Km/h，为双向4车道隧道。单洞设计为10.25x5m。左线起止里程ZK111+335-ZK111+868，纵坡为1.5%，单向坡，全长533.0m，起止点设计高程分别为276.284及283.869；右线起止里程YK111+295-YK111+840，纵坡为1.8%，单向坡，长545m，起止点设计高程分别为277.314及287.017。隧道出口右线位于半径为2200米的曲线上，隧道最大埋深约55m，隧道长1000m，为中隧道。（四）初步设计批复意见及执行情况初步设计隧道设立基本合理。下阶段应根据沿线地形、地质条件，优化隧道平纵面线形，合理拟定隧道轴线、洞口位置、洞门型式及具体设计参数，保证施工安全和结构稳定。1.下阶段加强地质勘察力度，查明各种不良地质病害，补充完善各种情况下的施工应急预案，做好施工过程监控和超前地质预报方案。回复：施工图阶段加强了地质勘察力度，但经线形调整，基本避开了不良地质段落，施工图设计也完善了各种施工措施，并进行了具体的施工监控和超前地质预报设计。2.田林隧道群地形、地质条件复杂，隧道洞口、洞身浅埋偏压严重，应结合勘察工作，优化设计方案，保证结构可靠。回复：施工图阶段对田林隧道群路段进行了平纵线形调整，洞口洞身的偏压问题基本得到解决。3.应加强V级围岩加强段初期支护，形成环状封闭结构，控制围岩变形。回复：V级围岩段进行了监控量测设计，严格控制围岩变形。根据相关工程经验，已有初期支护设计是合适的。（五）工程地质与水文地质条件1气象、水文隧址区属亚热带季风气候类型，因纬度低，太阳辐射强，温度较高。数年平均气温20.9C，最低气温3.1C（1975.12），最高极端气温41.3C（1958.4），数年平均降雨量1185.3mm，年最大降雨量1542.5mm（1979年），年最小降雨量768.9mm（1963年），日最大降雨量264.0mm(1959.6)，月最大降雨量441.7mm（1970.7），降雨量分派不均，降雨量最多为6、7、8三个月，降雨量最小为1、2、3、11、12五个月，平均年降雨日为138天。全年盛吹东南风，数年平均风向CSE，数年平均风速为1.2m/s，最大风速为14.0m/s，占全年降雨量的2/3，降水强度与降雨季节同步，雨季阵雨、暴雨时有发生。隧址区河流只要为乐里河，从隧道出口通过，乐里河为右江的一级支流，发源于田林县板桃乡米花岭南麓，南东流向，流入百色市右江区境，至阳圩注入右江上源剥益河。田林县境内流域面积875.3km2，河长83.5km，数年平均流量6m3/S。2地形地貌东关隧道位于乐里河右岸构造侵蚀低山丘陵区，山顶高程一般在340380m，山顶浑圆，山间谷地高程一般在255315m，相对高差2080m， 沟谷多呈“U”字型。隧道走向为145，隧道路面高程268273.6m，隧道穿越地面最大高程为345.5m，洞身最大埋深55m。位于洞身中部（里程桩号K111+370）处地表发育一冲沟，沟深约3040m，沟底宽约2040m，沟底距隧道顶部约35m。隧道进口位于乐里河右岸一凸型斜坡上，斜坡倾向308，坡度3035，坡高约50m，斜坡前及左、右各有一条冲沟，三条冲沟在洞口斜坡前交汇。两侧支沟规模较小，长100m左右，沟宽38m，均为干沟，洞前冲沟长125m，宽25m，沿斜坡坡向延伸至一常年流水冲沟，流经约350m至乐里河。地表植被发育。隧道出口位于乐里河右岸斜坡，坡向130，坡度3035，坡面植被发育。斜坡左侧为一季节性冲沟，沟宽510m，坡前为乐里河河漫滩。洞口正对乐里河，距乐里河约250m。3地层岩性根据野外调查及钻探、物探资料，隧址区基岩为三叠系中统兰木组下段（T2l1）泥质粉砂岩，第四系为残坡积（Qel+dl）亚粘土及碎石土。具体特性如下：3.1第四系3.1.1坡残积（Qel+dl）亚粘土灰黄、褐黄色，硬塑状，含角砾，角砾含量占58%，粒径一般为3-5cm，成分为砂岩、泥质粉砂岩等，棱角状至次棱角状。重要分布于隧址区山间洼地、进洞口及洞身地表，厚度变化较大，山顶较薄，一般为12m，山脚及沟谷较厚，一般为25m。3.1.2坡残积（Qel+dl）碎石土灰黄、褐黄色，松散密实，碎石含量占5060%，粒径一般为5-8cm，成分为砂岩、泥质粉砂岩、页岩等，棱角状-次棱角状，土为亚粘土。隧址区地表普遍分布，厚度变化较大，山顶较薄，一般为12m，山脚及沟谷较厚，一般为25m。3.2基岩为三叠系中统兰木组下段（T2l1），岩性为泥质粉砂岩，强风化呈灰黄色、灰绿色，弱风化及新鲜基岩为灰色，中厚层厚层状，强风化岩体破碎，呈块石碎石状，弱风化岩体呈大块状，强风化层下限为10.0012.00m，大部分地段地表无露头，仅在沟谷或陡坎处中有基岩出露。4地质构造隧址区位于右江大断裂南西侧。右江大断裂（F1）为区域性断裂，长约360Km，走向N40W，倾南西，倾角6080,以逆冲断层为主,在田林段呈略向北凸的弧形。该断裂重要受印支运动形成,喜马拉雅山旋回再次张裂活动,近代地震比较活跃。断裂两侧向斜、背斜发育。断层在田林县城附近基本沿乐里河延伸，断层带宽一般2040m，断层带内为构造角砾岩，受断层挤压影响，两侧影响带宽数百米。隧道距断裂最近部位为隧道出口，距离约为111m，岩层受断裂影响较小。隧址区岩层为单斜构造，倾南西，中度倾角，产状为25057。进出洞口及洞身段各地层岩性段内均发育有裂隙。5隧址区水文地质条件5.1区域水文地质特点线路区重要出露中生界三叠系中统的泥质砂岩、粉砂岩及页岩、泥质粉砂岩等，其渗透性和富水性普遍较差，是区域的相对隔水层，而乐里河为本地侵蚀基准面，是地下水的集中排泄区，因此，区内仍有部分地下水类型存在。根据区内地层岩性组合及地下水赋存条件，路线走廊带内地下水含水介质类型可分为第四系松散岩类孔隙含水岩组、基岩裂隙弱含水岩组、构造裂隙水弱含水岩组三大类和相对隔水层。5.2重要地下水类型及含水岩组的富水性根据调查和钻探揭露，隧址区一带地下水露头少，其出露高程与现有河水面高差小；隧址区地表分布有厚度不大的残坡积亚粘土及碎石土，下伏强风化泥质粉砂岩，加之隧址区距区域性右江大断裂较近，受其影响基岩构造裂隙较发育，各种成因裂隙为地下水的赋存与运移提供了良好场合与通道，因此，隧址区地下水类型重要为第四系松散岩类孔隙水、基岩风化裂隙及构造裂隙水，其富水性随裂隙发育限度差异变化较大，弱风化基岩裂隙不发育，可视为相对隔水层。5.2.1含水岩组（1）第四系松散岩类孔隙水重要分布在隧道区地表的碎石土中以孔隙潜水为主，重要接受大气降水、地表径流补给，碎石土中多充填有一定量粘性土，因此其透水性及富水性均较弱。（2）基岩裂隙水地下水重要赋存于三叠系中统兰木组下段（T2l1）强风化泥质粉砂岩为主的碎屑岩风化裂隙、层面裂隙、构造裂隙中，含水性不均一，透水性较差，为弱富水含水岩组。地下水接受大气降水直接补给，顺层面裂隙、构造裂隙向地势相对较低处以间歇性下降泉的形式出露。工作期间未见地下水出露。根据区域资料，泉流量一般为0.1l/s。据钻孔注水实验，流量一般小于0.1l/s，强风化泥质粉砂岩渗透系数为2.48104，弱风化泥质粉砂岩渗透系数为3.11105，属弱含水岩组。5.2.2 相对隔水岩组弱风化砂岩夹页岩，裂隙不发育, 可视为相对隔水岩组。5.3隧道涌水量评价隧道山体相对窄小，与周边山体为同一个水文地质单元，年平均降雨量10001200mm，渗入系数山区取3.23.4%，大气降水入渗补给量为1.1万m3/a，若该水量所有涌入隧道则1.26m3/h，即隧道只能产生滴水或渗水现象，不也许有大的涌水。若进入隧道洞身基岩完整时则无滴水现象。而隧道区地下水类型重要为基岩网状风化裂隙水，基岩裂隙呈网状，为弱含水岩层。重要分布于近地表处。裂隙细小，连通性较差，大气降水在地表排泄顺畅，致使补给来源小，综合评价隧道以滴水、渗水为主。5.4腐蚀性评价5.4.1 地表水腐蚀性分析隧址区无常年性地表水体，乐里河距隧址区较远，因此隧址区不存在地表水腐蚀性之患。5.4.2地下水腐蚀性分析地下水化学特性：本次勘察对东关段乐里河河水进行了取样分析，成果见附表。隧址区地下水贫乏，未能采集到地下水样，本次勘察参照邻区地下水分析结果，成果见附表。水质分析结果显示，桥区地表水属HCO3-SO42-CL- Ca2+Mg2+ Na型水。根据JTJ064-98公路工程地质勘察规范中的附录D天然水对混凝土腐蚀的评价标准判断，地表水和地下水对混凝土无腐蚀，对钢结构有弱腐蚀，防护等级应为一级防护。6区域稳定性及地震6.1区域稳定性隧址区位于广西西北部山区，地处云贵高原东南边沿，区内以低山丘陵为主，乐里河河谷、级阶地发育，喜马拉雅山运动以来，差异性抬升为主，未见第四系断裂发育，该区属新构造运动缓慢抬升区，新构造运动相对稳定。6.2地震 根据中国地震动参数区划图GB183002023附录A中国地震动峰值加速度区划图线路区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为度；根据附录B中国地震动反映谱特性周期区划图，线路区动反映谱特性周期为0.35s。7不良地质现象经勘察，隧址区无不良地质现象。（六）建筑限界与内轮廓设计 1建筑限界隧道建筑限界是根据公路隧道设计规范、公路工程技术标准，并结合公路等级、设计行车速度、车道数、路缘带、余宽、检修道宽度等拟定的。据此拟定的隆百高速公路的隧道建筑限界净宽为10.25m（标准段）、13.00m（紧急停车带），净高为5m。2内轮廓设计原则隧道内轮廓以建筑限界为基础，考虑衬砌结构受力特性、工程造价，并结合以下几种因素拟定：满足规范规定的预留装饰厚度和富余空间；充足考虑通风、照明、消防、供配电、交通工程及排水等隧道运营设施的安装空间。3内轮廓设计通过对单心圆、扁平三心圆、三心圆等几种断面形式的分析比较，本项目隧道推荐采用受力条件好、断面运用率高的三心圆（曲墙半圆拱）断面。拱半径为5.4m、曲墙半径为8.9m，净空面积为62.23m2。（七）洞口设计假拟洞口工法 图711洞口设计原则（1）洞口位置按因地制宜、“早进晚出”的原则拟定，尽也许避开滑坡、崩积体和过高过陡的边仰坡出现，以消除洞口坍塌的隐患。（2）洞口边仰坡防护形式应合理、有效，以保证洞口边仰坡的稳定。（3）洞门型式应综合考虑洞口地形、地质、原生植被、洞口排水及边仰坡稳定，并从全线景观规定、与周边环境的协调、环境保护、水土保持、交通工程学、养护管理等各方面进行分析比选。2洞口设计洞口设计结合洞口工程地质及地形条件，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境浑然一体。为保护原生态环境，减少隧道施工对生态环境的影响，避免高边坡、高仰坡，坚持“不破坏就是最大保护”的理念，本项目隧道洞口设计施工尽也许采用“假拟洞口”工法，“假拟洞口工法”采用不切坡（即零开挖）的进洞方法，最大限度地保护自然生态环境。“假拟洞口”施工方法的总体思想是改变传统的洞口施工顺序和施工工艺，结合公路隧道洞口的特点，遵循环保、安全、经济原则，在不开挖明洞段洞内山脚土体的情况下，两侧开槽，在原设计明洞外轮廓以外施作工字钢拱架并浇注混凝土，作为明洞临时衬砌，在进洞前成洞，然后反压回填，保证洞口边仰坡的稳定后再进行临时衬砌内暗挖施工，并以洞口超前支护措施保证隧道施工安全。“假拟洞口工法”不开挖两洞间土埂，既保护两洞间土埂上的原生植被，又借助土埂维持两洞口山体的稳定，施工初期洞内土体也不全开挖，采用两侧开槽逐榀施作工字钢拱架，浇注混凝土形成临时衬砌，进洞前以临时衬砌和回填反压稳定边仰坡，再进行临时衬砌内暗挖，真正地实现“早进晚出”。综上所述，在洞口设计中，强调与周边自然环境相协调，注重环保和结构合理。本项目隧道隆林端及百色端洞口均采用假拟洞口工法，设立为前置式洞口，简洁明快环保。明洞边坡防护重要采用喷锚网防护，明洞式洞门回填坡面与原地面应顺接，尽也许绿化、美化洞口。（八）洞身结构设计1洞身结构设计原则（1）明洞按结构荷载法进行计算，边坡防护应合理、有效，其回填方式及厚度应充足考虑开挖边仰坡崩落体对明洞结构的冲击影响。（2）暗洞结构应根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，其支护衬砌参数按工程类比，结合有限元分析拟定。2明洞设计本项目明洞结构采用C25钢筋混凝土，厚度为60cm，其边坡防护采用喷锚网，回填厚度按拱顶以上不小于1.8m考虑。隆林端左右洞出口结合假拟洞口工法，分别设立10米、8米明洞。3暗洞设计本隧道隆林端明洞后左右洞分别设立49及70米小间距隧道洞口加强段。其余为分离式隧道结构。（1）分离式隧道初期支护以喷射砼、锚杆、钢筋网为重要支护手段，二次衬砌采用C25混凝土或钢筋混凝土，整体式模板台车浇筑。V级围岩段、局部软弱带辅以钢格栅拱作为初期支护的加劲措施，以小导管预注浆作为超前预支护措施；洞口加强段、V级围岩加强段辅以型钢拱作为初期支护的加劲措施，并分别以超前大管棚、小导管预注浆作为超前预支护措施；IV级围岩局部较破碎带采用钢格栅拱加强初期支护，且部分基底较好段落可取消仰拱。分离式隧道各类围岩支护衬砌参数详见表72。 分离式隧道衬砌支护参数表 表7-2项 目洞口加强段V级围岩段IV级围岩段III级围岩段V级围岩加强段局部软弱带初期支护C20喷射砼22cm20cm15cm10cm22cm20cm6.5钢筋网1515cm1515cm2020cm1515cm1515cm系统锚杆8080cmL=3.5m8080cmL=3.5m100100cmL=3.0m120100cmL=2.5m8080cmL=3.5m8080cmL=3.5m二次衬砌50cm45cm40cm35cm50cm45cm仰 拱50cm45cm40cm50cm45cm辅助措施127超前大管棚，环距50cm42超前小导管，L=4.0m，环距40cm42超前小导管，L=5.0m，环距40cm42超前小导管，L=4.0m，环距40cm16工字钢拱、75cm钢格栅拱、80cm局部钢格栅拱设立，100cm16工字钢拱、75cm钢格栅拱、80cm备 注一般路段隧道二次衬砌、仰拱采用C25混凝土，系统锚杆为22组合式锚杆、25中空注浆锚杆、22砂浆锚杆等，详见设计图。（2）小净距隧道小净距隧道支护衬砌形式与分离式隧道相同，但由于邻近洞室开挖所引起的二次应力的影响，其各类围岩的支护参数需作调整，特别应对低类围岩段的中夹岩（两洞之间的岩体）进行加固。因本隧道小净距隧道中夹岩厚度大于8m，中夹岩采用径向锚杆支护。小净距隧道各类围岩支护衬砌参数详见表2。 小净距隧道衬砌支护参数表 表2项 目洞口加强段V级围岩段初期支护C20喷射砼24cm22cm6.5钢筋网1515cm1515cm系统锚杆8080cmL=3.5m8080cmL=3.5m加固中夹岩锚杆8080cm8080cm二次衬砌55cm45cm仰 拱55cm45cm辅助措施127超前大管棚，环距50cm42超前小导管L=500cm、环距40cm18工字钢拱、75cm16工字钢拱、75cm备 注洞口加强段、V级围岩段二次衬砌采用C25钢筋混凝土，洞口加强段、V级围岩段的仰拱采用C25钢筋混凝土，其余情况隧道二衬、仰拱采用C25混凝土。系统锚杆为22组合式锚杆、25中空注浆锚杆、22砂浆锚杆等，详见设计图。（九）不良地质解决结合地质详勘成果，该隧道区无不良地质现象，但隧道洞身浅埋段进行了相应加强解决。此外，隧道开挖过程中应有相应应急措施和准备，以保证施工及运营中的安全。（十）防排水设计 1防排水设计原则隧道防排水按“防排堵相结合、因地制宜、综合治理”的原则进行设计。2洞口防排水结合洞口的地形情况，于洞口边仰坡坡口外5m左右设截水沟，防止雨水对坡面、洞口的危害；洞口雨水不得进入隧道，经截、排水沟汇入临近路基涵洞或自然沟渠中。3洞身防排水隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设EVA点复合防水层（无纺布+EVA防水板），二次衬砌采用防水混凝土，抗渗标号不小于S8，即在二次衬砌中掺高效抗裂防水剂，以提高衬砌结构的自防水能力；全隧道二次衬砌施工缝设BW96型膨胀止水条、沉降缝设止水带；明洞防水是在明洞衬砌背后涂刷一道沥青，并设EVA 点复合防水层。隧道衬砌排水是在衬砌拱背，防水层与喷射混凝土层之间设纵环向盲沟。纵向盲沟设在边墙底部，沿隧道两侧，全隧道贯通，环向盲沟沿隧道拱背环向布设，每20m一道，并下伸到边墙脚与纵向盲沟相连，在遇有地下水较大的地段或有集中渗水地段应加设环向排水盲沟，衬砌背后的地下水通过环向排水盲沟、无纺布汇集到纵向盲沟以后，通过横向排水管，将地下水引入中心水沟排出洞外。洞内路缘边沟重要排放消防及清洗水。使地下水和污染水分离排放。 （十一）路面、横洞及内装设计 1隧道内路面设计进行了综合考虑并结合交通状况，主洞采用沥青复合式路面，详见设计图。人行横洞采用厚 10cm的 C25 混凝土路面。2人行横洞设计本隧道设立一处人行横洞。其结构设计方法与主洞相同。3隧道内装设计隧道内部装饰采用隧道专用防火涂料，厚8mm，其中底层7mm，面层1mm，墙部（距检修道3.5m范围）面层为银灰色，拱部面层为铁蓝色。防火涂料防火时间为2h。（十二）监控量测设计1量测的目的监控量测是新奥法的重要部分，在隧道施工中，通过对隧道围岩动态的监控量测（洞口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，运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，以便及时采用措施防止事故发生，积累资料为以后的设计提供类比依据，保证隧道的安全，达成隧道施工安全、节约工程投资的目的。2量测项目根据本项目隧道的地质情况，设计考虑进行如下项目的量测：（1）采用精密水准仪进行拱顶下沉观测；（2）采用周边收敛计，进行围岩周边收敛量测；（3）采用锚杆抗拔计进行锚杆抗拔实验；（4）采用精密水准仪进行洞口浅埋段地表沉降观测；（5）由有经验的地质工程师及时进行掌子面地质观测。该隧道特别应加强V级加强围岩段的监控量测工作。（十三）临时工程与环境保护施工临时用房及材料堆放加工场地布置于洞外路基范围和附近缓坡地带，注意不得妨碍洞口截排水结构的设立。施工用电、用水应与隧道营运统一考虑，洞口施工便道可自沿线修建的主施工便道引入。隧道洞渣可择优用作路用材料和洞外路堤填筑，未运用的洞碴弃于本隧道所在路段统一指定的碴场内。（十四）隧道实行方案1分离式隧道：洞口加强段、洞身V级围岩加强段采用单侧壁导坑法，必要时可采用双侧壁导坑法或增长临时仰拱，V、IV级围岩段采用上下台阶法，III级围岩采用全断面法。（十五）施工注意事项1本隧道洞身段V级围岩加强段应严格按设计的施工方法进行施工，并严格实行监控量测，及时反馈信息，保证施工安全。2初期支护（涉及临时支护）应紧跟开挖面及时施作，开挖后立即对围岩进行初喷、打设锚杆、挂钢筋网，初喷厚度不小于40mm，喷射混凝土分24次复喷达成设计规定，并覆盖所有钢筋和锚杆露头。3钢筋网应尽也许单根现场绑扎，并随岩面凹凸起伏，紧贴岩面。钢筋网挂网作业必须在初喷后进行，再复喷达成设计厚度。4级及以上初期支护达成设计规定后的地段距开挖面的距离不得大于10cm。5尽早施作仰拱以便封闭成环，根据复合式衬砌设计规定，二次衬砌的仰拱应先于拱墙施作，以形成闭合受力环。6加强施工监控量测工作，建议成立专门的监控量测队伍，及时掌握围岩及衬砌的应力、应变状态。7量测信息应及时反馈，以便施工、监理、设计随时掌握围岩和结构的工作状态，从而及时调整衬砌结构设计参数，制定合理的施工措施和支护手段，保证施工安全，节约工程费用。8隧道开挖需爆破作业时应采用控制爆破技术，保证开挖幅面规整，减少超挖，不允许欠挖。9隧道围岩较差段落开挖时应“短进尺、弱爆破、多循环”作业，减少对围岩的扰动。10二次衬砌应采用全断面模板台车整体浇筑，机械泵送，以提高其整体性、密实性，减少施工缝。11复合式衬砌施工应认真执行新奥法原则，当围岩变形过大，初期支护力局限性时，除应及时增强初期支护外，亦可修改二次衬砌设计参数后提前施作模筑混凝土。12在进行洞口施工前,应先做好洞顶截水沟,明洞段的边仰坡防护工程,须从上到下边开挖边防护,严禁暴露时间过长,并注意观测土体稳定性,如有失稳现象应立即停止开挖,及时采用防护措施。13隧道成洞面采用喷射混凝土、锚杆、挂网等加固稳定。14洞口端墙或明洞基础施工时若因地质因素承载局限性时, 可对基础采用换填、注浆加固或加大基础等措施。15施工缝、沉降缝在施工时必须竖向设立。（十五）其它1.隧道工程数量均计至洞口桩号止。2隧道附属工程设计由业主另行委托,建议业主在二次衬砌施作前,向承包商提供附属工程预埋件设计图并将预埋管件工程量计入土建工程中。3隧道风机预埋件本图已作设计，其具体设立里程须与附属工程设计单位协调联系并拟定。