铁路隧道防护工程山地整理可行性研究报告

1一、项目概况（一）XX工业新区概况XX工业新区（XX城区西部山地整理项目）于2007年6月成立项目指挥部，于2007年11月开工建设，是XX市拓展城区发展空间、着力打造区域性中心城市的重点项目。新区概念规划区域46平方公里，其中核心区域可用地面积15平方公里，划分为A、B、C三个园区。新区A园区规划面积7200亩，该区山地整理工程2007年11月开工，2011年6月完工。目前，A园已实现“三通一平”，签约入驻项目38家，计划投资60亿元，其中2家已建成投产，12家正在紧张建设之中，计划在年底前投产。新区B园规划面积约6900亩，新区C园规划面积约3000亩，目前正在做详细规划及前期工作。（二）襄渝铁路XX隧道概况1、隧道情况XX隧道位于目前XX工业新区内，隧道全长1746M，进出口里程分别为DK119654、DK121400，最大埋深75M。2、工程地质特征工点所在处主要地层为第四系全新统洪积粘土、中元古界武当群云母石英片岩。其岩性特征详述如下粘土（Q4PL1）青灰色，厚34M，软塑，级普通土，080KPA云母石英片岩（PT2WDSC）灰色，成份以石英为主、其余为云母、长石、辉石，片状构造，鳞片变晶结构，岩质较软，岩体较完整，片理产状变化较大，产状为N60W20E/5N65S,节理发育主要为两组J1N7085W/85S40NJ2N3035E/5773S；岩体强风化，风化层厚约35M，IV级软石，完整岩石0600KPA，风化层，0400KPA。3、水文地质特征工点范围内地表各支沟均有地表水，不发育，平时沟谷基本无水，仅在雨可行性研究2季有间歇性水流，水量不大，水量主要受大气降水影响。地下水主要为基岩裂隙水，水量较小。水质较好，对圬工无侵蚀性。4、地震烈度及气象资料（1）地震根据中国地震动参数区划图（GB183062001），本段地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征周期为035S,相当于地震基本烈度六度。（2）气象资料地处北亚热带湿润季风气候区，气候变化显著，四季分明。最大季节冻土深度5CM，年平均气温154C，最热月平均气温297C，最冷月平均气温09C。年平均降水量8331MM,年最大降水量13087MM,年平均蒸发量13644MM。5、隧道结构设计（1）隧道内轮廓按旅客列车行车速度为160KM/H的双线进行设计，轨面以上隧道净空横断面积不小于76M2。（2）暗洞段按锚喷构筑法技术要求设计,均采用曲墙带仰拱复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护。明洞段采用整体式衬砌。（三）XX城区西部（铁路隧道洞顶）山地整理项目概况该项目位于襄渝铁路XX隧道均田沟及刘家沟明洞顶（纵向范围为DK120337527段190M）。同时位于东风神宇车辆公司新工厂范围内。东风神宇车辆公司新工厂总占地面积490亩，设计年产整车35万辆，计划总投资167亿元，达产后年产值达4060亿元。3图11XX城区西部（铁路隧道洞顶）山地整理项目平面示意图图12铁路隧道洞顶现场照片图13东风神宇车辆公司新工厂生产车间建设情况平整范围可行性研究4二、XX城区西部（铁路隧道洞顶）山地整理项目建设的必要性1、襄渝复线XX隧道明洞四周大部分为原始山体，集雨面积多达21万M2且底部为大面积回填土，若遇长时间大雨，明洞顶水坑将会大量积水，危及铁路明洞安全；2、如不实施该项目建设，铁路明洞洞顶周边200亩土地将无法利用。3、神宇公司主厂房距该明洞最近距离仅10米，若不及时实施该项目建设，将影响该厂房的安全。三、XX隧道均田沟明洞及刘家沟明洞主要设计情况（一）施工图设计情况1、均田沟明洞范围（DK120337397段60M）（1）该段设计为级围岩；（2）DK120337347、DK120385397段共22M采用暗挖方案，全环设置工16型钢钢架，间距05M/榀，配合钢架在拱部设42超前小导管并注水泥浆进行预支护，小导管间距03M，长度35M，二次衬砌采用级围岩钢筋混凝土衬砌，初期支护厚25CM，二次衬砌厚60CM，主筋为4根22钢筋；（3）DK120347385段38M采用明洞方案，明洞钢筋混凝土衬砌，厚55CM，主筋为4根22钢筋；明洞两侧各设一道1M厚的C20混凝土隔水墙，明洞顶设30CM厚的C20混凝土隔水板，隔水墙（板）上铺设防水板，背衬无纺布（300G/M2），隔水墙、隔水板以及衬砌之间采用C15混凝土砌筑；明洞边坡采用网、喷、锚防护，明洞顶设渡槽排水。2、刘家沟明洞范围（DK120447527段80M）（1）该段设计为级围岩；（2）DK120447454、DK120520527段共14M采用暗挖方案，全环设置工16型钢钢架，间距05M/榀，配合钢架在拱部设42超前小导管并注水泥浆进行预支护，小导管间距03M，长度35M，二次衬砌采用级围岩钢筋5混凝土衬砌，初期支护厚25CM，二次衬砌厚60CM，主筋为4根22钢筋；（3）DK120454520段66M采用明洞方案，明洞钢筋混凝土衬砌，厚55CM，配筋为4根22；明洞两侧各设一道1M厚的C20混凝土隔水墙，明洞顶设30CM厚的C20混凝土隔水板，隔水墙（板）上铺设防水板，背衬无纺布（300G/M2），隔水墙、隔水板以及衬砌之间采用C15混凝土砌筑；明洞边坡采用网、喷、锚防护，明洞顶设渡槽排水。（二）变更设计主要情况1、变更设计范围均田沟明洞DK120330396段66M；刘家沟明洞DK120445530段85M；2、变更设计原因XX张湾工业区建设指挥部在两处洞顶地表土开发过程中，进行了大量的填土和爆破施工，造成雨季隧道洞内漏水、渗水，造成极大安全隐患，必须对其进行处理。依照2009年5月29日的会议纪要，对XX隧道均田明洞和刘家沟明洞洞内渗水、漏水现象进行应急处理。3、工程处理措施（1）对洞内拱墙漏水处压注水溶性聚氨酯堵水；（2）在明洞四周地表挖排水沟截水，并把两明洞间山体挖通，保证均田沟的水顺利排向刘家沟，再通过刘家沟排入既有冲沟而不积水；（3）对隧道洞顶松散填土钻孔压注水泥浆，防止地表水下渗。（三）明洞结构检算情况1、明洞结构参数拱部厚55CM85CM；拱墙厚85CM；仰拱厚55CM；二次衬砌采用C30钢筋混凝土；设计配筋4222、土压力计算（1）竖向土压力计算120KN/M3（土石重度）；明洞顶回填土厚度取7M。可行性研究6H17M（拱顶土石回填高度）；H213M（拱脚土石回填高度）；H317M（墙底土石回填高度）；Q11H1207140KN/M2140KPAQ21H22013260KN/M2260KPAQ31H32017340KN/M2340KPA（2）护拱侧向土压力计算取1/3；K取100000KPA/ME1Q11/314047KPAE2Q21/326087KPAE3Q31/3340113KPA3、结构计算（1）计算图示压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142图31计算模型示意图节点、弹簧71109921161059841059851109931161005869621725148826091149241244858622301978045921856375046206568697271944446460618242959783170755553521596515139814933348140485139814933355352159651597831707556460618242969727194444750462065688046218563858622301979114924124496218251488100586260压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142图32计算模型示意图荷载7923295429567924792430992146214619212627127121262192214521453107923136257428412841241162575585868913107110731041041073107289185917551624240928428425731359压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压1234678910112131415161718192021223242526272829303132334353637383904142内力组合6下梁柱单元12平面内的弯矩，最大值7924最小值7924图33计算模型示意图弯矩可行性研究81941194119411941144614161398139413971402140414041402139713941398141614461941196417761582140712581381051993896619819101810189819966199381051138125814071582177619641941压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142内力组合6下梁柱单元轴力，最大值964最小值1964图34计算模型示意图轴力5542815281455398677403111822245653754682033203254686536224311834032867711772009646124917118411734148111698768772271197121772487661169148117341841709124996472001173压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压压123456789101112131451617189202122232452627282930313233343536373839404142内力组合6下梁柱单元12平面内的剪力，最大值554最小值8677图35计算模型示意图剪力94、计算结果及结论表311计算结果汇总表序号部位节点号厚度（MM）M（KNM）N（KN）V（KN）设计配筋裂缝宽度（MM）备注1拱部6/24750284158212542201542仰拱32/405502141394234220187结论拱顶以上最大填土厚度为7M。四、方案设计情况（一）方案设计（1）桩基采用扩底灌注桩，材料采用C30钢筋混凝土，直径140CM，桩间距3M，桩长1355M，桩顶采用14M12M的C30钢筋混凝土贯梁联结；（2）拉杆采用C30钢筋混凝土，拉杆尺寸12M06M（宽高），拉杆间距3M，拉杆两端与桩顶贯梁及护拱拱脚整体浇筑；（3）护拱采用C30钢筋混凝土，拱部厚08M，拱脚厚10M，纵向贯通。（4）边坡防护坡脚采用M10浆砌片石，换填至粘土层不小于05M坡面坡率采用115坡度；锚喷网防护8CM厚C20喷混凝土；8钢筋网，间距25CM25CM；4M长22砂浆锚杆，间距20M20M，梅花型布置。（5）基坑外排水基坑坡顶周围5M外设一道截水天沟，截留地表汇水，水沟砌筑在稳定土体上。沟宽60CM，高60CM，M10浆砌片石铺砌，沟槽基础做成台阶型，以增加稳定性。截水沟的排水坡不得缓于1。（6）基坑内排水护拱两侧浆砌片石基础上方及现既有排水通道段设置800钢筋混凝土排水管，护拱两侧排水管管周2/3以上部位打孔，安装时打孔侧朝上，无孔部分埋设水泥砂浆保护层上，排水管上方回填1M厚砂夹卵石反滤排水层。（7）回填土石分层夯填，对称回填，层厚不大于05M，密实度085；最上层回填厚度1M的种植土。可行性研究10（8）监控量测洞内拱顶纵向每5M设置一处沉降观测点；边坡及坡顶每10M设置一处变形观测点。（二）结构计算1、结构参数护拱宽度纵向贯通，厚度08M；拉杆1206（宽高），纵向间距3M；灌注桩直径14M，纵向间距3M。护拱、拉杆、灌注桩均采用C30钢筋混凝土。2、土压力计算护拱竖向土压力计算120KN/M3（土石重度）；H117M（护拱顶土石回填高度）；H222M（墙脚土石回填高度）；3Q131H1320171020KN/M21020KPA3Q231H2320221320KN/M21320KPA护拱侧向土压力计算取1/3；弹性反力系数M10浆砌片石回填段取500000KPA/M；桩底及桩侧片岩范围内取100000KPA/M；E13Q11/31020340KPAE23Q21/31320440KPA3、结构计算图示11压压压压压压压压1234567891011121314151617181920212232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970图41计算模型示意图节点、弹簧43442544013032751320428585128575542553712766114162031248609406561219681396736119020938683911605163769751130926367255110176535778410733513486651045996340102034034866510459963577841073351367255110176537697511309263868391160516396736119020940656121968141620312486094255581276675428585128575543452413035734401320压压压压压压压压12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970图42计算模型示意图荷载可行性研究121483153515351392102638523675359764588479124895389699174892977595488252661721078143415061541541781417758858850264172331824651712110164353287135636711819448257525752492641032732447171211116567341514564282122685613391113620943981454123687135891106205935715251525144901854042512345678910111213141516171819202122232425262728930323334353637383904142434445464748495051525354555657585601626364656667686970内力组合1下梁柱单元12平面内的弯矩，最大值1819最小值1781图43计算模型示意图弯矩1403E0041344E0041284E04125E04117E04113E041062E041025E0041003E00499971016E0041044E0041044E0041016E00499961003E0041025E0041062E04113E04117E041254E041285E041344E0041404E0041262E0041266E004127E0041274E0041277E0041281E0041285E0041289E0041293E0041296E00413E0041304E0041308E0041311E0041263E0041266E004127E0041274E0041278E0041281E0041285E0041289E0041293E0041296E00413E0041304E0041308E0041312E00440584058405840584058405840584058405840584058405840584058405840581315E0041315E004123456789101112131415167181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575896061626364656667686970内力组合1下梁柱单元轴力，最大值4058最小值1404E004图44计算模型示意图轴力13598867746298856610621083102391037755646755455452548655864337723907210201081106092724048421498215157657240853985398539853975276105457931481931988834861523775824768264826482648264735160084542315219591028385744355905737588451031120329154385585573258795102711981445149529650185404251234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041443444546478495055253545556558596061626364656667686970内力组合1下梁柱单元12平面内的剪力，最大值1515最小值1523图45计算模型示意图剪力4、计算结果及结论表41计算结果汇总表序号部位节点号M（KNM）N（KN）V（KN）AS配筋备注13/231506128504041410730252护拱（3M08M）1491710440558817030253拉杆（12M06M）671534058085621825拉弯442/285881270085923620255桩（D14M）69/70013150092362025结论防护方案合理，结构尺寸及配筋合适。五、山地平整工程对襄渝铁路隧道的影响1、山地平整工程施工完毕后，可彻底解决铁路隧道明洞顶积水问题，彻底消除明洞顶积水对铁路隧道的影响；可行性研究142、山地平整工程施工完毕后，铁路隧道明洞顶周边200亩土地将可以加以利用。3、山地平整工程施工完毕后，有利于铁路隧道明洞顶周边建筑物的安全。六、工程概算1、编制范围及单元本概算编制范围开发区内隧道明洞防护的第一部分工程、工程建设其他费用以及预备费。本概算编制一套总概算。2、编制依据（1）交通部200733号公路工程基本建设项目概算预算编制办法，以下简称办法。（2）国家、湖北省以及XX市颁布的现行文件及规定。（3）XX市建设市场管理处发布的2011年第5月份XX市建设工程主要材料市场信息预算价。（4）本工程初步设计图纸及工程数量。3、采用定额及费用标准（1）采用定额采用交通部200733号文颁布的公路工程概算定额。上述定额缺项时，采用相近定额并按编制期工料机单价进行换算、补充。（2）费用标准采用办法的有关规定。4、工、料、机单价及设备价（1）人工单价采用湖北省交通厅公布的公路人工单价4298元/工日。（2）材料及机械单价按XX市建设市场管理处发布的2011年第5月份XX市建设工程主要材料市场信息预算价计列。155、工程建设其他费用（1）建设单位管理费按办法的有关规定计列。（2）建设工程监理费按办法的有关规定，以二级公路标准计列。（3）设计费按照国家计委、建设部计价格【2002】10号工程勘察设计收费管理规定的有关规定计列。（4）安全生产费根据财政部、国家安全生产监督管理总局财企2006478号，按建安费用的1计列。（5）工程保险费按第一部分工程费用的06计列。（6）施工图审查费按设计费的5计列。（7）设计文件审查费按办法的有关规定，以建筑安装工程总额的01计列。（8）竣（交）工验收试验检验费按办法的有关规定，以二级公路标准计列。6、预备费按第一部分工程费用和第二部分工程建设其他费之和的5计列。7、总概算及技术经济指标本工程概算总额为160012万元，技术经济指标为016万元/平方米。其中第一部分工程费用为130259万元，第三部分工程建设其他费为22133万元，其中预备费7620万元。8、相关问题（1）本项目施工涉及铁路运营的干扰问题，本次概算尚未考虑。（2）由于本项目涉及铁路运营问题，对铁路的影响补偿问题需建设单位与铁路相关部门协商，本次概算尚未考虑。（3）本次概算未含工程勘察费。七、需要进一步解决的问题1、本阶段工作是基于施工图资料进行的，下阶段工作需要以该隧道的竣工可行性研究16资料、春秋巡检资料为依据开展工作。2、本阶段工作地形、横纵断面均利用既有资料，因时间跨度大，既有资料有可能与目前实际情况不符，下阶段工作需要以实测资料为依据开展工作。3、本阶段工作边坡防护及桩基设计所需要的地层参数是根据类比法取用，下阶段需要开展地质勘探工作实测地层参数。17八、附件（一）工程设计委托函可行性研究18（二）主要工程数量表主要工程数量表序号工程项目单位数量1开挖土M3337262M10浆砌片石M355493防护面积M2100804