隧道工程设计说明书.doc

绩溪县城区扩展灵山隧道工程 设计说明书 第五篇 隧道工程设计说明书安徽省交通规划设计研究院 -19- 施工图设计第一章 设计原则1.1 设计原则、本项目规划与设计的隧道遵循了充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。、隧道主体结构按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；建成的隧道能适应长期运营的需要，方便维修作业。、加强隧道主体结构设计与运营设施设计之间的协调，形成合理的综合设计。、隧道土建设计体现动态设计与信息化施工的思想，通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况，更加安全、经济。、隧道设计全面贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地采用了新技术、新材料、新设备、新工艺。第二章 技术标准采用情况2.1 设计依据与执行标准（1）城市道路设计规范（cjj37-90）；（2）公路工程技术标准（jtg b01-2003）；（3）公路隧道设计规范（jtg d70-2004）；（4）公路隧道通风照明设计规范（jtj026.1-1999）; （5）公路隧道交通工程设计规范（jtg/t d71-2004）；（6）公路工程抗震设计规范（jtj004-89）；（7）公路隧道施工技术规范（jtg f60-2009）；（8）公路隧道施工技术细则（jtg/t f60-2009）；（9）公路路基设计规范（jtg d30-2004）；（10）地下工程防水技术规范（gb50108-2008）；（11）公路沥青路面设计规范（jtg d50-2006）；（12）公路水泥混凝土路面设计规范（jtg d40-2011）； （13）建筑设计防火规范（gb500162006）；（14）混凝土结构防火涂料中华人民共和国公共安全行业标准（ga982005）；（15）建筑灭火器配置设计规范(gb50140-2005)；（16）室外给水设计规范(gb50013-2006)；（17）建筑给水排水设计规范 (gb50015-2003)；（18）合成树脂乳液外墙涂料国家标准（gb/t97552001）； （19）工程建设标准强制性条文公路工程部分（2002年）；（20）公路工程基本建设项目设计文件编制办法（2007）；（21）绩溪县城区扩展灵山隧道工程环境影响报告书；（22）绩溪县城区扩展灵山隧道工程水土保持方案报告书；（23）绩溪县城区扩展灵山隧道工程防洪影响评价报告；（24）绩溪县城区扩展灵山隧道工程地震安全性评价报告；（25）绩溪县城区扩展灵山隧道工程地质灾害危险性评估报告；（26）关于绩溪县城区扩展灵山隧道工程初步设计的批复；（27）绩溪县城区扩展灵山隧道工程施工图设计工程地质勘察报告。施工中涉及设计文件未列的标准、规范,应按国家有关标准、规范严格执行。2.2 技术标准2.2.1公路等级双向四车道城市主干道，设非机动车道及人行道。2.2.2 隧道设计速度40km/h。2.2.3 隧道建筑限界净宽：14.25m，净高：5.0m。2.2.4 洞内路面标准轴载 路面设计采用双轮组单轴载100kn作为标准轴载，以bzz-100表示。2.2.5通风卫生标准co设计浓度：140ppm ；烟雾设计浓度k：0.0090m-1。2.2.6 设计交通量隧道交通量详见下表： 隧道交通量一览表 表2-1隧道名称2020年预测交通量（pcu/d）2033年预测交通量（pcu/d）灵山隧道7493127342.2.7 隧道路面横坡设计本隧道位于不设超高的曲线上，机动车道、非机动车道路面设置2%的横坡，检修道、人行道设置0.5%横坡。2.3主要新技术、新材料的应用 本项目隧道所采用的主要新技术、新工艺、新材料有：（1）小净距隧道设计、施工技术的应用，体现了我国隧道修建技术的进步，优化了路线平纵指标，为隧道选址提供了更大的空间，节约了土地资源，降低了工程造价。（2）隧道防排水采用分区处理，使隧道防排水设施更合理；隧道各类施工缝、沉降缝采用多种防排水措施联合处理，并采用新型可排水背贴止水带以解决传统止水带只堵不排引起高水压以及传统背贴式止水带不能排水、凸楞过小、质地过软、不便施工的问题。（3）隧道采用复合式路面，与洞外柔性路面协调一致，提高行车舒适度，降低噪音。（4）新奥法监控量测中采用先进的激光隧道位移实时监控系统，使隧道围岩变形等实现全天候数字化显示，提高了隧道施工的安全性。（5）喷射混凝土采用湿喷工艺，减少回弹。第三章 初步设计审查意见的执行情况现将省发改委主持召开的绩溪县城区扩展灵山隧道工程初步设计审查会中专家组对隧道工程部分的意见在施工图中的执行情况列表如下：初步设计审查意见施工图设计中执行情况1.隧道结构设计基本合理，为增加施工及运营期间的安全性，建议进一步优化。1. 在施工图设计阶段已进一步核查和优化了隧道结构支护参数。2.隧道洞门结构设计合理。建议在施工图设计阶段，对暗洞口位置，结合实际地形进行适当调整。2. 在施工图阶段根据详勘资料和调整后的平纵进一步优化了洞门设计，并结合地形调整了隧道暗洞位置。3.隧道防排水设计合理。建议下阶段设计结合系统配套工程，优化给排水、消防、综合管线方案。3.施工图阶段，进一步细化了隧道防排水、消防、综合管线等设计。4.建议下阶段适当增加地质钻孔，特别是在初步勘察确定的断层破碎带附近增加钻孔，进一步查明地质情况。4.已按审查意见增加钻孔，详细查明地质情况，并结合实际情况优化相关设计。 第四章 工程概况4.1 隧道设计内容本册图纸包括隧道主体结构设计、内壁装修、通风以及预留预埋设计，隧道照明、监控、供配电系统设计以及隧道消防系统设计单独成册，另行出版。4.2 项目概况城市隧道设计应满足城市总体规划、路网规划、交通功能等要求。隧址区位于安徽省绩溪县县城东部扬之水河畔，穿越灵山，是连接绩溪主城区与登源新区的快速通道，本隧道的建设将突破灵山这一交通瓶颈，实现县城东西交通无缝对接，促进县城东部区域乡镇的经济发展，对绩溪县扩大城市规模、拓展发展空间，增强城市竞争力、构建和谐社会起着巨大推动作用。4.2.1隧道规模灵山隧道位于分离式路基段，为分离式隧道。洞口段最小净距18m，洞身段最小净距为14m。隧道的主要功能为满足城区路网规划、交通出行的需求，近期考虑机动车、非机动车及行人混合通行，远期预留了双向六车道的通行条件，并根据各市政设施相关单位的需求，考虑了通信、供水等管线的通行能力。隧道长度、洞口桩号详见隧道一览表。隧道一览表项目名称隧道长度县城端洞口新区端洞口桩号高程桩号高程右线隧道1247.00k0+303163.306k1+550183.749左线隧道1235.00zk0+315163.270zk1+550183.2744.2.2各级围岩所占隧道的比例根据绩溪县城区扩展灵山隧道工程施工图设计工程地质勘察报告，灵山隧道围岩划分为、两种围岩级别，各级围岩所占隧道比例如下表：围岩分级一览表围岩级别级级长度（m）/百分比（% ）右线627.0/50.28620.0/49.72左线605.0/48.99630.0/51.014.3项目特点及难点 本项目隧道为城市隧道，主体结构设计采用公路隧道设计规范，断面形式充分考虑城市交通特点，根据交通量组成确定。本隧道围岩级别低，岩石整体性差，建设条件一般，具体特点及针对措施如下：（1）本隧道为人车混行的城市隧道，是沟通县城与其东部登源新区的枢纽工程，隧道设计除满足县城发展的交通需求外，还要充分考虑各种市政管线的通行能力。通过深入调查交通量、交通组成以及各市政公用设施的通行需求，合理确定隧道断面尺寸等技术指标。（2）本项目隧道主要穿越强风化、中风化泥岩、砾岩、钙质泥岩等软-较软岩类，洞身穿越断裂破碎带和次生褶皱破碎带，围岩节理裂隙发育，破碎，强度低，整体稳定性差。设计中针对不同级别围岩及地质构造情况设置了相关衬砌结构类型，结合洞身水文地质情况设置了超前支护及防排水系统，并给出了施工中可能出现的小型塌方的处理预案。（3）本项目隧址区位于低山区，隧道浅埋段较长，且穿越断层破碎带，受岩层裂隙水影响，稳定性较差，设计中根据隧道地质地形情况采取预注浆处理。级围岩段、级浅埋段加强支护并采取侧壁导坑法开挖等有针对性的处理措施。（4）本隧道跨径大，且小净距段较长，左右线净距大部分在0.8倍洞径以上。针对小净距段采用了涨壳式预应力长锚杆加固中夹岩，同时施工过程中，应该严格控制左右洞施工工序，并加强监控量测。4.4 隧址区自然条件4.4.1地理位置及地形地貌隧址区位于安徽省绩溪县县城东部扬之水河畔，穿越灵山，是沟通县城与其东部登源新区的枢纽工程，总体走向113135。与洞口段等高线接近垂直，最大埋深约158m，隧道进出口端为扬之水河，出口端为和尚潭水库，有利于隧址区汇水的排泄，山体植被茂密，以竹子和乔木为主。该隧道作为连接县城与登源新区的重要纽带，对绩溪县社会、经济、交通发展中占有极其重要的地位。项目所在区域地貌以丘陵与河谷盆地相间为主。1）丘陵海拔在500米以下，多数为海拔300米左右。红壤为主，多农业植被，旱园地遍布。部分丘顶呈龟背形或浑圆形，坡度小，表层风化壳多处可见。在较高地带，冲沟发育，流水旁蚀显著，溪流两侧有少量冲积、洪积物堆积，隧址主要位于丘陵区。2）盆谷分布在扬之水河与登源河沿河地带。经地壳运动而断陷或下降地带，成为流水汇集、流经之地。流水长期冲刷、侵蚀，地势变低、拓宽，夹带泥沙大量沉积而形成河漫滩，渐演变成阶地或洪积扇，并不断扩大，彼此连接，最后成山间盆谷。盆谷外缘多与低山或中山交接。4.4.2 气候绩溪属亚热带湿润季风气候区。气候特征是：四季分明，气候多变，降水年际变化大，梅雨集中。区内无霜期258天，年平均气温16.3，极端最高气温39.7（1988年7月8日），年极端最低气温-10.5（1月）。多年平均降水量1646.7mm，最大降水量为3026.0mm（1977年），最小降水量为927.7mm（1978年），日最大降水量达247.3mm；年降雨天数为160200天，连续最长降雨期达40天。降雨年际、年内分配不均，每年的58月份为汛期，雨量集中，约占全年降雨量的60%70%，1月和12月份雨量最少，仅占全年降雨量的2%3%，汛期一般以6月份雨量最大，约占全年总降雨量的20%。多年平均蒸发量为1243.6mm，年最大蒸发量为1423.6mm，年最小蒸发量为1073.8mm。多年积雪天数2858天，积雪深度21cm。多年平均相对湿度80%85%。全年主导风向，春夏多东及东南风，秋冬多西北及北风，风速16m/s，极大风速大于40m/s。4.4.3 水文绩溪境内河流，分属长江、钱塘江水系。河流特征：水量季节变化大，水清、流急、落差大；丰水期3月下旬开始，6月达到高峰，期内常有暴雨引起山洪暴发，流量可猛增数十倍，甚至数百倍；枯水期11月中旬开始，次年2月结束，期内河水主要靠地下水补给，流量细小，山溪有时断流或干涸。河水清澈，遇暴雨即变混浊，雨后复清。河床比降一般为720，河源比降多超50，多急流、跌水。登源河江南第一关河段，1公里陡降百余米。永来河河源，5公里陡降千余米。与项目有关的河流为扬之河与登源河。扬之河：发源于尚田乡五亩地村东之中降山北麓，流经庙山、白川、扬溪、朗家溪、县城东郊、灵山下、雄路、临溪等村镇，长42km。上游称扬溪源水，东北流向，流程14km，比降14。至扬溪进入中游流程17km，沿途有众多支流，至曹渡桥进入下游。下游萦回于低山、丘陵中，河道弯曲，缺少支流，流程11km，至蒲川村西汇入大源河。至临溪汇登源河。登源河：古称登水。发源于逍遥乡长坪尖南麓，长55公里，为境内第一大河。上游称逍遥河，处于逍遥峡谷中，水流湍急，河床下切强烈，基岩出露，多跌水。流经黄茅培出江南第一关过虹溪桥至鱼龙川纳赤石坑水，称登源河。上游流程12公里，比降38.6。鱼龙川以下为中游，折向西南，经伏岭下、新桥、石水村、北村，出龙须峡至大坑口进入下游，流程20公里，比降4。下游流程23公里，谷地较宽，两岸冲沟，小溪众多，河漫滩发育，沙石积厚数米。谷地中田园广布，村落密集。流经浒里、瀛洲、汪村、仁里、湖里、中王、周坑、高车、吴家坑至罗昆，河水南流转北流，半公里距离形成4公里长之河曲，然后至临溪与扬之河汇合入歙。4.5 工程地质条件4.5.1 地层岩性本次勘探深度范围内地层工程地质特征分述如下：全新统角砾土（q4el+dl）：灰黄色，稍密，角砾主要成份为泥岩，厚度约1.5m左右，局部分布于隧道进洞口。断层构造破碎带：红褐色，灰红色，为断层构造破碎带，沿断裂带岩石破碎，角砾岩化、糜棱岩化、硅化、片理化强烈，褶皱发育，构造角砾岩风化呈土状及碎石状，局部呈砂土状。揭露厚度约23.0m。强风化砾岩（k2qy）：紫红色、砖红色，砾状结构，中薄层状构造，岩性极软，岩体破碎，呈块状、碎块状。层厚6.010.0m，推荐承载力基本容许值f0400600kpa。中风化砾岩（k2qy）：紫红色、砖红色，砾状结构，中薄层状构造，岩性软，节理裂隙发育，岩体较破碎，呈短柱状，局部夹碎块状。根据区域资料，该层厚度可达198m。推荐承载力基本容许值f08001200kpa。强风化泥岩（o3x）：青灰色、黄褐色，泥质结构，薄层状构造，岩性软，手搓易碎，岩体极破碎，岩芯呈散粒状、碎块状。层厚2.413.0m，推荐承载力基本容许值f0300450kpa。中风化泥岩（o3x）：青灰色，泥质结构，薄层状构造，岩性较软，节理裂隙较发育，岩芯破碎较破碎，呈短柱状、柱状，局部呈碎块状。该层未揭穿，揭露最大厚度约35.6m，推荐承载力基本容许值f07001000kpa。全风化钙质泥岩（1ht）：灰黄色，原岩结构构造以破坏，岩芯风化呈砂土状。层厚0.6m，推荐承载力基本容许值f0280350kpa。强风化钙质泥岩（1ht）：灰黄色，青灰色，钙质泥质结构，薄层状构造，风化强烈，岩体极破碎，岩芯因机械破碎呈碎块状。层厚约6.0m，推荐承载力基本容许值f0450600kpa。中风化钙质泥岩（1ht）：灰黑色，钙质泥质结构，薄层状构造，岩性较软，性脆，锤击易碎，节理裂隙发育，见少量条纹状方解石脉，岩体破碎，多呈碎块状、块状，少量短柱状。该层未揭穿，揭露最大厚度约30.5m，推荐承载力基本容许值f08001500kpa。4.5.2 地质构造1）构造单元隧址区构造单元属于扬子准地台（）一级构造单元，下扬子台坳（2）二级构造单元，皖南陷褶断带（23）三级构造单元，绩溪穹褶断束（23-2）四级构造单元，位于绩溪穹褶断束绩溪附近。2）褶皱构造隧址区附近的褶皱主要形成于印支期、喜山早期断陷盆地也较发育。褶皱轴向均为北东向。3）断裂构造隧址区断裂构造发育，区域性深大断裂主要是绩溪断裂，在k0+750处相交，总体走向30，省内长约240km，断层面倾向se，倾角5060。破碎带宽数米至数十米，断距数百米至数千米，沿断裂带岩石破碎，角砾岩化、糜棱岩化、硅化、片理化强烈，褶皱发育。断裂沿线串珠状分布着金沙、绩溪早白垩世盆地。寒武系地层自东向西逆冲在白垩系地层之上。该断裂起始于燕山中期，燕山晚期活动强烈。4.6 水文地质条件工程区地下水按岩性及其赋存条件、水理性质及水力特征，将地下水划分为三种类型：松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、“红层”孔隙裂隙水，现将其主要特征详述如下：1) 松散岩类孔隙水分布于隧道的外围。含水层由全新统坡积土（q4el+dl）组成。赋水性较差，单井涌水量一般小于100t/d，地下水矿化度小于0.5g/l，以hco3-ca型水为主，其次为hco3-camg或hco3-cana型水。2) 基岩裂隙水水量贫乏的层状岩类裂隙含水岩组（单井涌水量10100m3/d），分布于隧道k0+303k0+725（zk0+315zk0+725）、k0+765k1+550（zk0+770zk1+550），部分为覆盖型，部分为裸露型。含水层岩性为奥陶系上统新岭组（o3x）的泥岩、寒武系下统荷塘组（1ht）的钙质泥岩等，单井涌水量10100m3/d，但在构造有利部位,单井涌水量可达100300m3/d。地下水位埋深为7.09.1m，矿化度0.30g/l，ph值7.7，水质类型为hco3-ca、hco3-camg或hco3-cana型。3) “红层”孔隙裂隙水含分布于隧道k0+725k0+765（zk0+725zk0+770），含水层岩性为白垩系上统齐云山组（k2qy）的砾岩等，裂隙发育，地下水主要赋存于浅表的风化裂隙中，地下水富水性较差，泉水多为季节性，泉流量0.1l/s，单井涌水量10m3/d，矿化度0.30-0.50g/l，ph值7.3，水质类型为hco3-cana及hco3-ca型。根据本隧道水文地质条件，本次勘察主要采用降水入渗法对隧道的涌水量进行预测，由于隧道涌水受多种非确定因素制约，预测困难，准确性较差，应加强施工期间隧道涌水超前探测和预报。隧道涌水量预测见下表。 隧道涌水量预测一览表 预测方法计算公式隧道涌水量m3/d单位涌水量l/ minm备 注入渗系数，w为年降水量(mm)，a隧道集水面积(km2) 降水入渗法最大3090.162正常1680.0884.7 不良地质1)坍塌隧道进口段岩性为强中风化泥岩，出口段为强中风化钙质泥岩，岩性软，岩层薄，岩体破碎，整体稳定差，开挖易发生掉块、坍塌甚至冒顶现象，建议采取有效的工程防护措施。雨季施工应采取防排水、截流等措施。2)浅埋隧道洞口段埋深浅，顶板薄，围岩自稳性差，雨季施工地表水不及时疏排，隧道开挖易发生淋雨状出水。受下渗水浸泡软化，洞顶易发生掉块、坍塌、冒顶等现象，施工时应加强截排水和超前支护措施。3)断层破碎带隧道洞身k0+765k0+845（zk0+770zk0+835）段，为区域大断层绩溪断裂，受断裂构造影响，围岩节理裂隙发育，岩体破碎，强度较低。断层破碎带是地下水通道和储水空间，隧道开挖易发生坍塌、冒顶、涌水现象。4.8 隧道工程地质评价4.8.1 隧道洞口稳定性评价1) 县城端洞口县城端洞口段轴线方向约为131，洞口位于斜坡地形，斜坡坡向约313，自然坡角约62，地表覆盖层薄，基岩出露，岩性为强中风化泥岩，薄层状构造，岩体破碎，岩层产状为11575，主要发育两组陡倾节理j1：22575，j2：35685；从赤平投影图可知：岩层与仰坡坡面p1反倾，节理j1、j2与仰坡坡面均大角度相交，且倾角较陡，没有不利组合结构面，故结构面对仰坡的稳定性影响小。但由于基岩岩性软，岩层薄，节理裂隙发育，岩体破碎，自然边坡坡角较陡，易发生崩塌，应加强边坡的支护。综上分析，进口段岩性软，风化层厚，雨水浸泡强度易降低，整体稳定性差，应加强防排水，超前支护和监测工作。2) 新区端洞口新区端洞口段轴线方向约为135，洞口位于斜坡地形，斜坡坡向约135，自然坡角约50，地表覆盖层薄，基岩出露，岩性为全强中风化钙质泥岩，薄层状构造，岩体破碎，岩层产状为12062，主要发育两组陡倾节理j1：23580，j2：30020；从赤平投影图可知，岩层与仰坡坡面p2与顺倾，两者倾角相当，节理j1与仰坡坡面p2大角度相交，且节理j2与仰坡坡面p2反倾，节理j1、层面与仰坡组合切割的楔形体易沿陡倾层面滑塌，设计应尽量放缓仰坡坡率，加强支护。综上分析，出口段岩性软，风化层厚，雨水浸泡强度易降低，整体稳定性差，应加强防排水，超前支护和监测工作。4.8.2 隧道洞身稳定性评价1）进口段k0+303k0+390 （级 87m）；zk0+315k0+390（级 75m） 隧道进口穿越强中风化泥岩，薄层状构造，局部夹炭质泥岩，强风化层岩性极软，岩体极破碎，纵波波速12001800m/s，中风化层岩性软，岩体破碎，纵波波速23002600m/s。bq250。地下水为基岩裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生淋雨状出水。进口段埋深027m，顶板中风化层019m，围岩强度低，围岩综合定为级，整体稳定性差，易发生掉块，甚至坍塌冒顶现象。2) k0+390k0+665（级 275m）；zk0+390zk0+660（级 270m）隧道洞身埋深2837m，顶板中风化层厚1625m，穿越中风化泥岩，薄层状构造，局部夹炭质泥岩，岩性软，岩体破碎，地下水为基岩裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生淋雨状出水。该层纵波波速23002600m/s，bq=171.0，围岩综合定为级，稳定性较差，易发生掉块，片帮现象，应加强防排水、支护和监测。3) k0+665k0+725（级 60m）；zk0+660zk0+725（级 65m）隧道洞身埋深3338m，顶板中风化层厚2733m，穿越中风化泥岩与中风化砾岩的不整合接触带，薄层状构造，岩性极软，岩体破碎，地下水为基岩裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生淋雨状出水。该层纵波波速23002600m/s，bq250，围岩综合定为级，稳定性差，易发生掉块，甚至坍塌冒顶现象，应加强防排水、支护和监测。4) k0+725k0+765（级 40m）；zk0+725zk0+765（级 40m）隧道洞身埋深2868m，顶板中风化层厚2053m，穿越中风化砾岩，中薄层状构造，岩性软，岩体破碎，地下水为红层孔隙裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生淋雨状出水。该层纵波波速30003300m/s，bq250，围岩综合定为级，隧道稳定性差，易发生掉块，甚至坍塌冒顶现象，应加强防排水、支护和监测。5) k0+765k0+845（级 80m）；zk0+765zk0+835（级70m）隧道洞身埋深3889m，该段位于断层构造破碎带及断层影响区，破碎带宽数米至数十米，断距数百米至数千米，沿断裂带岩石破碎，角砾岩化、糜棱岩化、硅化、片理化强烈，褶皱发育。bq250。断层带附近岩体破碎，地下水为基岩裂隙水，雨季施工可能发生淋雨状出水，甚至可能发生涌水。6) k0+845k1+465（级 620m）；zk0+835zk1+465（级 630m）隧道洞身埋深39154m，顶板中风化层厚30154m，穿越中风化钙质泥岩，局部夹炭质泥岩、泥灰岩等，岩性软，节理裂隙较发育，岩体较破碎，地下水为基岩裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生滴水。该层纵波波速27003000m/s，bq=258.0，稳定性较差，易发生掉块，片帮现象，应加强防排水、支护和监测。7) 出口段k1+465k1+550（级 85m）；zk1+465zk1+550（级 85m）隧道出口穿越强中风化钙质泥岩，局部夹炭质泥岩、泥灰岩等，强风化层岩性软，岩体破碎，纵波波速14002000m/s，中风化岩性较软，岩体较破碎，纵波波速27003000m/s。bq250。地下水为基岩裂隙水，受降水补给，季节性变化较大，旱季水量贫乏，在雨季施工可能发生淋雨状出水。出口段埋深045m，顶板中风化层038m，围岩强度低，综合定为级，整体稳定性差，易发生掉块甚至坍塌、冒顶现象。4.9 地震根据国家标准中国地震动参数区划图（gb183062001）（1400万），隧址区属地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区为0.05g。第五章 隧道主体工程5.1 隧道平面线形设计隧道平面布置主要服从路线总体走向，具体隧道位置根据隧址区地形、地质工程条件、环境、造价、功能等因素综合确定，在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，通过实地勘察，充分研究了隧道所处地域的地形、地质情况，主要考虑隧道进、出口地形条件、工程地质条件、营运管理设施场地等因素拟定本隧道方案。灵山隧道位于分离式路基段，隧道左右线位于不设超高的圆曲线上，左右线隧道路线设计线相距14m40m。5.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计综合考虑了隧道长度、主要施工方向、通风、排水、洞口位置以及隧道进、出口接线等因素。隧道平、纵面指标见下表。 隧道平、纵指标概况一览表 隧道名称起讫桩号纵坡（%）平曲线灵山隧道k0+303k1+550+0.870 230.00+1.780 1125.00圆曲线zk0+315zk1+550+1.000 295.00+1.763 1080.00圆曲线5.3 隧道横断面设计5.3.1横断面方案设计本隧道横断面设计要求在满足车辆（机动车、非机动车）、行人通行的基本前提下，兼顾城市管线的穿越及隧道自身设备安装（通风、照明、监控、内装饰等）的需求。各横断面组成具体如下：（1）隧道主洞建筑限界限界净宽：14.25m=0.75m左侧检修道+0.25m左侧向宽度 +23.75m机动车道+0.50m右侧向宽度+0.50护栏+2.50m非机动车道+0.25右侧向宽度 +2.00m人行道；限界净高：行车道净高5.0m，检修道净高2.5m。（2）车行横洞建筑限界净宽4.5m，净高5.0m,采用直墙式断面。（3）人行横洞建筑限界净宽2.0m，净高2.5m，采用直墙式断面。5.3.2 衬砌内轮廓隧道内轮廓应符合公路隧道设计规范、公路工程技术标准相关规定的建筑限界的要求，并应考虑通风、照明、通讯、排水等其他设施的需要而确定，各种设备均不得侵入建筑限界。衬砌内轮廓的形状和尺寸亦需考虑围岩级别和结构受力的特点。本设计中内轮廓考虑对结构受力有利及便于施工，推荐采用三心圆内轮廓。同时在设计中考虑了模板支架内挤量、内饰预留量、施工误差等，具体设计参数如下表。 内轮廓设计参数表 参数适用范围内轮廓形式内轮廓半径（m）净 高（m）净 宽（m）备 注分离式隧道三心圆5.75m/9.35m 7.78m 14.91m40km/h注：1.净高为路面边缘最低点至拱顶的最高点。5.3.3 隧道内各市政管线的布设方案为保障绩溪县未来新城区的通信建设和使用要求，提供县城的各项综合通行能力，更好的服务绩溪。根据绩溪相关部门提供的管线埋设要求，从技术、安全和投资等方面进行了方案研究。 隧道内市政管线布设 相关部门管线埋设需求备 注中国移动绩溪分公司两孔通信管道，直径110mm同意中国联通绩溪分公司口径需求不小于50cm同意安广网络绩溪分公司两根七孔梅花管，直径110mm同意中国电信绩溪分公司两孔通信管道，直径110mm同意绩溪县自来水厂供水管道，直径500mm同意绩溪县供电公司5条通信管道，直径250mm，一条专用电力电缆沟不同意 根据以往的工程经验，考虑到供电线路的特殊要求及隧道运营的安全性，本隧道内不设置专用电力电缆沟。同时，要求各通信、供水管道在隧道内为无缝连接，洞内不预留各种检修设施。5.4 隧道洞门设计5.4.1 洞门设计原则根据隧道进出口地形和工程地质条件，结合开挖边仰坡的稳定性及洞口防排水需要，选用经济、美观并有利于视线诱导的洞门形式；在考虑尽量少刷坡和隧道“早进洞、晚出洞”的原则确定洞门位置。为了确保洞口边仰坡的稳定性，不受可能出现的自然灾害、气象灾害的影响，同时减少对车辆行驶的影响，隧道均修建洞门。5.4.2洞门设计县城端洞口左、右线地面纵坡均较陡，隧道埋深浅，考虑到隧道洞口地形、地质条件，洞口设置了端墙式洞门。新区端洞口左、右线地面横坡较缓，纵坡较陡，结合地形接长明洞设置了斜切式洞门。隧道洞门基础应落在稳定的地基上，若开挖后地质条件与设计不相符时，应及时通知业主及设计单位，并根据隧道具体地质条件针对每座隧道洞门进行不同的处理。隧道临时边仰坡根据具体地质条件采用锚、网、喷混凝土进行防护。隧道洞门建筑材料采用c20片石混凝土，以达到施工方便、安全和快速。隧道洞门装饰方案应根据业主后期要求另行专项景观设计，本设计中预算了洞门美化工程专项费用。5.5 隧道主体结构衬砌结构设计5.5.1 隧道衬砌结构设计原则隧道除洞口段结合地形、地质条件设置明洞外，其余均按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以系统锚杆、喷射混凝土、立型钢钢架等为初期支护，模筑混凝土或钢筋混凝土为二次支护，并在两次衬砌之间敷设pvc防水板+无纺土工布。隧道衬砌类型、衬砌断面型式、衬砌结构尺寸，主要采用工程类比法，结合构造要求，根据围岩级别和洞室埋深条件拟定相应的支护类型，分别运用有限元法及荷载结构法进行理论分析计算及校核，确定支护衬砌模式。衬砌型式以复合式衬砌为主，隧道洞口段均采用大管棚进行超前支护。穿越破碎带等不利构造带时，根据破碎带的具体宽度采用管棚或小导管等主动超前支护穿越破碎带；当穿越岩层走向与隧道轴线角度较小时，拱部应根据地质条件对围岩衬砌进行适当加强，以确保施工安全。断面型式为：软岩地区隧道或级围岩及其以上时采用曲墙带仰拱衬砌。分离式隧道级洞口浅埋段、风机悬挂段、车人行横洞与主洞交叉口段衬砌均采用钢筋混凝土结构。对净间距1420m的小净距隧道，本设计推荐采用涨壳式预应力锚杆对中夹岩柱进行处理，纵向错开施工，总体上达到技术先进，节约工程造价，施工安全的目的。5.5.2复合式衬砌支护参数与段落本隧道所采用的支护类型与段落见下表： 隧道复合式衬砌支护类型与段落表 项目(小净距)aa(小净距)bb衬砌段落右线k0+350-k0+710k1+455-k1+537k0+308-k0+350k0+710-k0+855k1+365-k1+455k0+855-k1+365左线zk0+351-zk0+710zk1+455-zk1+539zk0+710-zk0+845zk1+365-zk1+455zk0+845-zk1+365适用范围适用于左右洞净距为14-20m时，级围岩浅埋加强段适用于级围岩浅埋加强段适用于左右洞净距为14-20m时，级围岩洞身一般段适用于级围岩洞身一般段隧道各级围岩复合式衬砌断面支护参数见下列各表。 分离式隧道复合式衬砌支护设计参数表 项 目单位衬砌支护系统参数ab超前支护类型mm505424间距cm4040长度m4.54.0喷射砼c25早强砼cm2820系统锚杆直径mm2525长度cm350300锚杆布置cm6010090100钢筋网直径mm88钢筋网格cm2020(双层)2020钢架截面尺寸mmi20b i14间距cm6090二次衬砌c30防水砼拱墙cm55钢45素仰拱cm55钢45素 注：在、级围岩均设置系统锚杆。隧道、级衬砌设置了工字钢，隧道级围岩洞口超前支护第一循环根据具体地质条件设置大中管棚, 、级围岩洞身段设置超前小导管。各级围岩衬砌根据规范设计了预留变形量。 小净距隧道（14mh20m）复合式衬砌支护设计参数表 项 目单位衬砌支护系统参数(小净距)a(小净距)b超前支护类型mm505424间距cm4040长度m4.54.0喷射砼c25早强砼cm2820岩柱加固直径mm32mm 32mm锚杆布置cm6010090100长度m8.08.0系统锚杆直径mm2525长度cm350300锚杆布置cm6010090100钢筋网直径mm88钢筋网格cm2020(双层)2020钢架截面尺寸mmi20b i14间距cm6090二次衬砌c30防水砼拱墙cm55钢45素仰拱cm55钢45素 注：在、级围岩设置系统锚杆。隧道、级衬砌均设置了工字钢，隧道级围岩洞口超前支护第一循环根据具体地质条件设置大管棚。、级围岩洞身段设置超前小导管。、级围岩中夹岩柱采用32涨壳式预应力锚杆加固。5.5.3特殊设计（1）明洞工程为了减少路基开挖形成的高边坡等病害对隧道口的威胁，隧道进出洞口均设置了c30钢筋混凝土明洞结构，拱顶最大填土厚度不得大于4m，基底允许承载力不得小于250kpa。（2）洞口浅埋段特殊处理本项目灵山隧道左线县城端洞口由于埋深较浅，围岩风化严重，洞口k0+351k0+377段采用地表反压回填注浆等加固措施进行处理，以保证隧道安全进洞。两端洞口均采用108大管棚作为超前支护，并辅以钢拱架等联合支护，二次衬砌为钢筋混凝土结构。（3）隧道小净距段的处理受线形控制的影响，灵山隧道两端洞口段间距较小，洞身小净距段较长，不满足规范规定的普通分离式隧道要求，设计时通过计算分析以及参考相关工程经验，对此段隧道内侧采用涨壳式预应力长锚杆，施工采用左右洞错开施工工序法施工，保证左右隧道开挖掌子面间距不小于2倍隧道开挖宽度（可根据量实际情况调整），并加强隧道监控量测，以保证结构稳定及施工安全。（4）穿越断层破碎带处理灵山隧道k0+765k0+845段穿越断层破碎带，节理裂隙较发育，岩体较破碎。设计中应对可能发生涌水，采用超前探水等物理勘探手段，查明隧道前方地下水分布状况和水量后，适时采取预注浆。（5）塌方处理预案本隧道穿越级围岩段，埋深浅，岩体节理裂隙发育，整体性差，针对施工过程中可能出现的小型塌方，设计给出了处理预案。若塌方高度超过2m，施工方应及时通知各方，共同确定处理方案。 5.6 隧道主洞防排水工程设计隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，采用完整的防排水体系，使隧道内防水可靠，排水通畅，保证运营期间隧道内不渗不漏，基本干燥。隧道防水等级不低于二级，二次衬砌抗渗等级达到p8。5.6.1 隧道明洞防排水明洞衬砌外层采用双层土工布（350g/m2无纺土工布）加pvc防水板（1.2mm）及粘土隔水保护层防水；明洞衬砌基础两侧纵向排水管与横向引水管相连，将明洞衬砌背后水引入隧道侧式水沟排走；明洞顶回填土体表层设一层粘土隔水层以防地面径流下渗，并在回填地表坡度的作用下流入洞顶排水沟排走；在结构构造防水方面，采用橡胶止水带和止水条于明洞施工缝、变形缝处布设，同时结构采用防水混凝土以形成完善的明洞防排水体系。5.6.2 隧道洞内防排水隧道防排水设计以复合式衬砌结构原则进行设计，隧道二次衬砌以自防水为主，衬砌采用防水混凝土。根据隧道围岩裂隙水的大小采取不同的防排水措施，主要防排水措施为：在初期支护与二次衬砌之间设置pvc防水板（1.2mmpvc防水板+350g/m2无纺土工布）防水，并实现无钉铺设；并采用半圆排水管、pvc排水管等形成完善的防排水系统。隧道衬砌排水是在初期支护与防水层之间设置环向半圆排水管，环向半圆排水管设置间距为510m。在洞内初期支护边墙脚设置纵向排水管，采用160mmpvc波纹管，沿隧道两侧全隧道贯通。环向半圆排水管沿隧道拱背环向布设将水排入纵向pvc波纹管，然后通过pvc塑料排水管将水导入隧道底部侧式水沟，本隧道采用300mmhdpe双壁波纹管作为侧式水沟引水至洞外排水沟。该地区降水频繁，植被良好。由于隧道开挖，改变地下水渗、径流条件，使地下水向隧道内富集，隧道为潮湿环境，为改善隧道内的路面使用环境，并考虑隧道内路面维修较为困难，为了减少水对路面的毁坏，隧道内均设计了侧式水沟，并在路面基层设置了横向排水盲沟。在遇有地下水较大的地段或有集中渗水地段，应加设半圆排水管将水导入纵向透水管。隧道路面横坡采用2%的单面坡，路面水通过沉砂池流入路面侧沟。洞内路面侧沟主要排放消防及清洗水，使衬砌背后围岩水与污染水分离排放。涌水若发生在大型富水破碎带或地表有保护水资源要求的地段，应对可能发生涌水的地段采用堵水处理，根据国内外堵水经验和隧道的具体情况，采用超前探水等物理勘探手段，查明隧道前方地下水分布状况及水量后，适时采取预注浆，保护自然水体，将大量水尽可能封堵在围岩内，使隧道开挖后不出现大量涌水，为隧道后续施工创造条件，以确保隧道施工能安全 、按时完成。5.6.3 施工缝、变形缝防水本隧道变形缝设置pvc背贴式可排水止水带加中埋式橡胶止水带，两道防水，且嵌缝材料要求防水。环向施工缝具体可根据施工情况进行调整，宜少设施工缝，环向施工缝设置背贴式可排水止水带加橡胶止水条，两道防水。本隧道防水设计采用了分区防水方式，将渗水封闭在一定范围内，防止渗水乱窜，使隧道防排水设施更合理，在隧道施工缝或变形缝处均设置了注浆嘴，二次模注混凝土完成后，通过注浆嘴对施工缝或变形缝处背贴式止水带周围的混凝土进行注浆，使其密实，以达到不渗不漏的目的。仰拱与边墙施工缝应设置在电缆沟盖板以下，检修道道面设0.5%的横坡，以利排水。施工时应注意防水板搭接，排水管预埋、止水条安装、止水带安装、注浆嘴预埋等等，如遇安装位置不合适时，应作适当调整。5.6.4 隧道洞口防排水隧道开挖前应做好防排水处理工作，如山顶、坡面低洼或沟槽应整平并做好排水设施。结合洞口的地形情况，设置洞门墙排水沟以及在洞口上方设置截水沟，防止雨水对坡面、洞口的危害，引地表水至路基边沟或洞门外端自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统。洞顶可先采用临时沟槽排水，最终根据实际需要考虑是否设置永久截水沟。本隧道上坡一侧设0.3%反坡排水，并在路面上设置横向截水沟，防止洞外雨水进入隧道。5.6.5 隧道横通道防排水隧道横通道防排水设计以二次衬砌自防水为主，衬砌采用防水混凝土。主要防排水措施为： 横通道侧壁设置160mmpvc波纹管，拱背设置环向弹簧排水管，并与纵向排水管连接，铺挂时应与岩面密贴。横洞内纵向排水管与主洞侧式水沟相接，与主洞相交处设置橡胶止水带。人行横洞路面两侧设置55cm排水槽，车行横洞路面横坡采用1%的单面坡，路面一侧设置1010cm排水槽。5.7 隧道路面及洞内装饰为了提高隧道中行车的舒适度，减少路面的变化次数，本项目灵山隧道洞内路面采用温拌沥青混凝土复合式路面，上面层采用4cmac-13 sbs改性（温拌）沥青混凝土，沥青中应加入10%的tcep阻燃剂，下面层采用6cmac-20c sbs改性（温拌）沥青混凝土，下设26cm厚水泥混凝土刚性路面，其设计弯拉强度不小于5mpa，路面下设15cm厚c20素混凝土基层。隧道车行横洞路面采用18cm厚水泥混凝土路面，下设10cm厚c20素混凝土基层；人行横洞采用c25混凝土底板。隧道装修设计在满足结构防火、安全逃生等功能要求的前提下，力求美观、经济、可靠、安全、便于养护。根据目前一些市政隧道的工程实践，本隧道采用“隧道装饰板+专用防火板”的洞内装饰方案。隧道内装饰之前，必须对混凝土墙面进行处理，满足内装工艺要求。隧道边墙4.8m高范围内采用隧道板装饰，拱部采用10mm厚隧道专用防火板。隧道装饰板表面涂层具有良好的光反射率，反射方式为漫反射，符合国际光反射率的要求，不仅为司机提供了良好的环境，还大大减少了隧道电力资源的消耗，同时也避免了不利于行车的眩光、高亮光的产生。隧道专用防火板耐火极限采用hc标准升温曲线测试，不应低于2.0小时。要求受火2.0小时内距离混凝土底表面25毫米处钢筋的温度不超过250摄氏度，或者顶板混凝土底表面温度不超过380摄氏度。测试标准必须按公安部行业标准ga/t 714-2007规定执行，