01三河隧道设计说明.doc

梅州市梅县至大埔高速公路梅县三角至大埔三河段 第11标段（K56+280K61+233.444） 三河隧道设计说明 S5-2-1三河隧道设计说明一、概况（一）设计依据及总体设计原则1、设计依据公路工程技术标准JTG B01-2003公路隧道设计规范JTG D70-2004公路工程地质勘察规范JTJ06498公路抗震设计规范JTJ 004-89公路水泥混凝土路面设计规范JTJ D40-2002公路排水设计规范JTJ 018-97公路隧道施工技术规范JTG F60-2009公路隧道施工技术细则JTG/T F60-2009地下工程防水技术规范GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50108-2001工程建设标准强制性条文 （2002年）公路工程基本建设项目设计文件编制办法（2007年）公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-19992、技术标准公路等级：高速公路隧道设计速度：100km/h设计交通量：48604辆/日隧道建筑限界：净宽10.75m0.75+0.5+23.75+1.0+1.0，净高5.0m隧道防水等级：一级，二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S83、隧道总体设计原则根据公路隧道设计规范（JTG D70-2004）以及初步设计审查意见进行设计，并遵循了以下原则：（1）充分考虑了隧道自身的结构特征以及施工方案，综合分析了隧址区地形、地貌、地物、地质、水文、气象、环境等因素。（2）遵循“早进晚出”的原则，注重环境保护与洞口景观设计，坚持环保优先，使洞门与自然景观融为一体。（3）隧道设计遵循“全寿命周期成本”理念，将动态跟踪设计引入本项目隧道工程设计中。（4）隧道按“安全、经济、合理、环保、美观”的原则，按新奥法原理，结合隧道实际情况进行设计，并考虑隧道的营运管理，力求总体安全、经济。（二）对初步设计审查意见及执行情况1、施工图设计时，应根据初步设计评审意见的要求，进一步结合隧道详勘资料，做好隧道结构设计，避免因地质勘察深度不足而造成工程设计变更、安全事故和工程浪费等。根据沿线地形、地质、路线走向、通风照明等情况优化隧道平纵面线形，合理确定洞口位置和隧道轴线，优化洞门设计。施工时应建立超前监测、完善预报及应急方案，以保证隧道施工、营运的安全。执行情况：本阶段加强了隧道工程地质钻探及水文地质资料的收集，深度满足相关规范及设计、施工要求，进一步探明不良地质情况，优化了隧道平、纵面线形设计，结合地质、地形条件确定了最优的洞门形式。设计中明确提出了超前监测、预报方法、要求及应急预案，以确保隧道施工、营运的安全。2、个别隧道（如桃子窝隧道等）平曲线半径较小，隧道内设置超高达4%，宜尽量加大平曲线半径，并相应减小超高，确保行车安全。执行情况：本阶段加大了平曲线半径，平曲线最小半径为R=1480m，隧道内最大超高为3。3、隧道衬砌结构设计应根据工程地质详勘成果，根据围岩等级和物理力学参数建立支护设计参数计算模型，以便在施工中结合超前预报和现场量测成果进行动态优化，以确保隧道安全并经济合理。执行情况：根据地勘成果，建立了支护设计参数计算模型，用以指导设计及施工。4、应根据隧道水文地质资料，进一步优化防排水设计，加强隧道施工排水、消防排水、弃渣防护等设计，避免污染环境。执行情况：施工图设计阶段进一步优化了防排水设计，加强了隧道施工排水、消防排水、弃渣防护等的设计，隧道内排水采用清污分开排放的原则进行设计，消防排水需清污后方可排放，弃渣场进行了绿化及复耕设计，避免了污染环境。5、进一步完善隧道通风、照明、监控、供电、消防救援组织和逃生救援等方案设计，确保隧道营运安全。执行情况：施工图设计阶段进一步完善和细化了隧道通风、照明、监控、供电、消防救援组织和逃生救援等方案的设计，确保隧道营运安全。（三）工程建设标准强制性条文公路工程部分中隧道部分执行情况1、隧道设计遵循充分发挥隧道功能、安全且经济的原则。设计时有完整的勘测、调查资料，符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。符合第1.0.3条规定。2、隧道主体结构己按永久性建筑设计，满足规定的强度、稳定性和耐久性的要求。符合第 1.0.5、1.0.6、1.0.7条规定。3、根据隧道的不同设计阶段，认真调查、测绘、勘探和试验。符合第3.1.1、3.1.3条规定。4、隧道做到“早进洞，晚出洞”，避免洞口大挖大刷，保证洞口的边坡及仰坡的稳定。符合第7.1.2条规定。5、隧道衬砌设计综合考虑各项条件，并充分利用围岩的自承能力。衬砌有足够的强度和稳定性，保证长期安全使用。符合第8.1.2条规定。6、隧道的防、排水设计严格按照“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则进行。对地表水、地下水已采取妥善的处理，使洞内与洞外排水沟、截水沟形成完整的畅通的防排水系统。符合第10.1.1条规定。7、隧道路基稳定、密实；路面具有足够的强度。符合第15.1.1、15.1.2条规定。（四）新技术、新工艺、新材料的应用1、隧道防排水采用分区处理，使隧道防排水设置更合理；隧道各类施工缝、沉降缝采用多种防排水措施联合处理，确保隧道防排水要求。2、喷射混凝土均采用湿喷技术，以降低回弹率，改善劳动条件。3、监控量测采用先进的激光隧道位移实时监控系统，使隧道围岩变形实现全天候数字化显示，提高了隧道施工的安全性。二、工程概况（一）概述本隧道位于大埔县三河镇，进口位于三河镇田家炳医院的南面省道333线的上部山坡上，出口位于三河镇汇东村对面省道333线的上部的山坡；线路总体呈南西-北东走向，洞身横穿低山区，隧址区内地面最大高程约244m，隧道的最大埋深约129米；该隧道设计为双向四车道分离式隧道，其中隧道进口处间距25米，出口处间距23米，洞身间距2325米；隧道的右线起讫桩号为K57+870K58+912，全长1042m，隧道的左线起讫桩号为ZK57+900（500）ZK58+910，全长1010m，属于长隧道。隧道右线进口位于A=550缓和曲线上，出口位于于R=1500m的圆曲线上，之间以R=1500m的圆曲线及A=550的缓和曲线相接，隧道左线进口位于A=550缓和曲线上，出口位于于A=550的缓和曲线上，之间以R=1480m的圆曲线及A=550的缓和曲线相接。隧道左、右均纵坡均为-1.3%的单向坡。（二）工程地质条件1、气象、水文（1）气象：隧址区属亚热带气候，受东南季风影响明显，且处于低纬度地区，太阳辐射强，冬短夏长，日照充足。据大埔县湖寮气象站统计，多年平均气温21.2，1月份平均气温 8.1 15.1，7月份平均气温27.029.6，极端最低气温-4.2（1967年1月17日），极端最高气温39.8（1962年7月31日）。多年平均降雨量1414.4mm，最大年降雨量2390mm（1960年），最小年降雨量1046mm（1995年），年内分配极不均匀，其中49月份降雨量占全年雨量80%以上，月最大降雨量483.00mm（2005年5月），日最大降雨量190.6mm（2003年5月17日）。全年平均相对湿度在80%左右。多年平均蒸发量在1200mm之间。春夏多吹东南风，秋冬多吹西北风，710月为台风盛行季节。多年平均风速1.4m/s，最大风速14.7m/s。（2）水文：隧道进出口处附近均无常年性地表水流，地表水不发育，仅在雨季降雨后洞口两侧的沟谷内会有短暂水流，对隧道建设无重大影响；隧道洞身上部（ZK57+500左侧沟谷内）有小水流，原为三河镇部分居民的饮用水源，但流量小且受季节变化的影响较大，隧道开挖后会有部分地表水下渗，但对隧道建设无重大影响。2、 区域地质环境（1）地质构造隧址区属于华南褶皱系粤东北粤中拗掐带之永梅凹褶断束内，所见晚古生代地层褶皱为过渡型褶曲，上部被上三迭下侏罗统地层不整合覆盖，形成于印支运动，伴有永梅区域动力变质岩带的发育，并为中、新生代岩浆岩、火山岩、红色盆地和断裂所叠加，形态不完整；隧址区属于单斜地层，倾角3252，岩性为侏罗系漳平组泥岩、砂岩。（2）地震及新构造运动、地应力据区域地质资料，隧址区在新构造区划上属于粤东北差异性断隆区，受莲花山断裂带的西北支五华深圳断裂与东南支大埔海丰断裂所控制，线路通过的阴那山莲花山构成类似“地垒”的断块山；隧址区历史上地震强度较小，出现在沿线范围内的地震震中较少，地震的最大震级不超过3级，属地壳相对稳定区块。据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）隧址区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，地震基本烈度为度，建议按度区进行简易设防。3、地形地貌隧址区洞身段在地貌上属于丘陵地貌类型，进、出口处均属于陡坡地形，地形陡峻，自然地面坡度约为2545，植被发育；隧址区山顶最大高程约为244m，进出口处最低高程为54m，相对高差约190m；隧道洞轴线呈南西-北东走向，与山脊走向斜交。隧道洞身顶部为森林保护区，植被发育，主要为松树。4、地层岩性勘察揭露，隧址区地层上部为第四纪残坡积层覆盖，下伏基岩为侏罗系中统漳平组（J2zh）泥岩、砂岩，其主要特征分述如下：（1）覆盖层坡残积碎石土（Q3dl+el）：以碎石土、粉质黏土为主，褐红、紫红色，稍湿，中密或硬塑状，碎石成分主要为粉砂岩，粒径30-50mm，次棱角状，含量约40-50%，岩芯呈土夹碎石状，土质很不均匀。除洞身顶部的钻孔（SZK17）未见有揭露外，其余各孔均有揭露，且隧道进口段的厚度较大；层顶面高程109.75152.09m，揭露层厚0.9013.30m；承载力基本容许值200220kPa；摩阻力标准值5560kPa；采取原状土样2个，其物理力学性质指标见土工试验报告及统计表；进行标准贯入试验3次，实测击数N=1932击，平均25.0击；进行重型动力触探试验1次，实测击数N63.5=24击。物探勘察揭露地震P波速度一般900 m/s。（2）基岩 勘察揭露隧址区内下伏基岩为侏罗系中统漳平组（J2zh）泥质岩、砂岩，属于较软岩或较硬岩；按岩石风化程度，本次勘察揭露有全风化、强风化和中风化岩带，现按其风化程度分述如下：1）全风化砂岩：褐红色，原岩结构不清晰，岩石风化强烈，含有少量球状风化残块，块径为2.0-5.0cm，约占15%，手折易断，岩芯呈砂土状。仅在CSZK32中有揭露，顶面埋深8.70m，层顶面高程118.65m，揭露层厚8.80m；进行标准贯入试验1次，实测击数N=37击。2）强风化砂岩：褐红、黄褐、紫红、灰黄等色，粉粒结构，裂隙发育，见铁锰质浸染，岩质较软，锤击易碎，岩芯呈半岩半土状、碎块状，块径为2.0-6.0cm，少量短柱状；岩石风化不均匀，局部夹薄层中风化岩。除SZK15孔外，其余各也均有揭露，顶面埋深0.9074.70m，层顶面高程101.74198.48m，揭露层厚1.3017.70m；承载力基本容许值450500kPa；摩阻力标准值7590kPa；进行重型动力触探试验1次，实测击数N63.5=36击。强风化泥质粉砂岩：褐红、紫红色，原岩结构清晰，岩石节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎石、碎块状以及半岩半土状；岩石风化不均匀，局部夹中风化岩块，岩质较软，锤击易碎。除CSZK32孔外，其余各孔均有揭露，顶面埋深0.0013.30m，层顶高程96.45209.98m，层厚4.9016.60m；承载力基本容许值380500kPa，摩阻力标准值8090kPa；进行重型动力触探试验2次，实测击数N63.5=35击和47击。物探勘察揭露强风化岩体的裂隙极发育，完整性极差，地震P波速度11001700m/s。3) 中风化砂岩：灰、浅灰色，中-细粒状结构，层状构造，泥质胶结为主，局部见硅质胶结，成份以长石、石英为主，岩质新鲜、较硬，锤击不易碎，节理裂隙发育，裂面见铁质，岩芯以碎石、碎块状为主，节长1-15cm。于SZK16、SZK18钻孔见有揭露，其顶面埋深6.1060.80m，层顶面高程91.29145.99m，揭露层厚1.407.60m；承载力基本容许值8001300kPa；摩阻力标准值120160kPa；采取岩样5个，测得饱和单轴抗压强度为30.849.0MPa，平均38.9MPa；天然抗剪切强度4.76MPa，泊松比0.250.37，弹性模量2960042100MPa。中风化泥质粉砂岩：浅紫红、褐红色，粉砂质结构，中-厚层状构造，泥质胶结，岩质新鲜、稍硬，锤击易断裂，裂隙发育，裂面见铁质渲，岩芯以碎块状、块状为主，节长6-24cm为主；岩性不均匀，局部夹硅质砂岩，或与之呈互层状出现，岩质较坚硬。在SZK16、SZK17、SZK18中有揭露，其顶面埋深7.5076.00m，层顶面高程86.79188.78m，钻遇厚度4.9053.50m；承载力基本容许值7501000kPa；摩阻力标准值110140kPa；采取岩石样4组，测得天然单轴抗压强度为19.028.8MPa，饱和单轴抗压强度为12.123.7MPa，天然抗剪切强度5.36MPa，软化系数0.370.54，泊松比0.32，弹性模量18400MPa。物探勘察揭露中风化岩体裂隙较发育，完整性稍好，地震P波速度21303740m/s，岩体的完整性系数Kv=0.420.67，属于较破碎-较完整。5、岩土物理力学性质本次勘察对每个钻孔内在设计洞底3倍洞高的洞身地段、洞室范围内以及洞底板下按岩性分别采取岩石进行物性、强度、变形、剪切试验，其结果详见岩石物理力学性质统计表。根据隧道围岩结构特征，结合室内岩土试验成果和当地经验，隧道各类围岩的物理力学指标见下表 隧道各级围岩的主要设计参数建议值表围岩级别岩土层名称重度(KN/m3)抗压强度Rc(MPa)弹性抗力系数k(MPa/m)变形模量E(104MPa)泊松比黏聚力c(MPa)内摩擦角()计算摩擦角c()中风化砂岩24.628.85000.80.30.73660中风化泥质粉砂岩24.512.22500.150.350.33050强风化岩、碎石土22.51200.10.450.0420406、物探测试成果本次勘察对隧道的左右线分别布置了纵向的物探测线，采用浅层地震及高密度电法的勘察方法进行勘察；对洞口及洞身中段布置了横测线，采用浅层地震法进行勘察；对每个钻孔进行了孔内声波测试。勘察揭露隧址区地表覆盖土层主要包括残坡积黏性土及全风化层，厚度变化大，分布不均匀，呈不连续状分布，最大厚度约12米；山顶位置见基岩出露，覆盖土层很薄，进出口地段地表覆盖层厚度较大；该层土质松散，强度及稳定性极差，地震P波速度一般900m/s，视电阻率一般为600200m。下伏基岩岩性主要为砂岩、泥质粉砂岩互层，呈强、中风化状。其中强风化岩分布于上部，呈半岩半土状、碎块状，裂隙极发育，岩石极破碎，强度及稳定性差，地震P波速度11001700m/s，视电阻率一般为22004600m；中风化岩岩质较硬，整体强度分布不均匀，裂隙发育，岩体较破碎-较完整，地震P波速度21303740m/s，视电阻率一般为7005700m。物探勘察揭露如下位置属于异常带，岩体破碎，完整性较差，富含地下水：（1）K57+930、ZK57+990附近位置发育有一条断层破碎带，断层视宽度约4米，影响范围约20米，倾向290，视倾角约70。该断层规模较小，且位于隧道进口低级别围岩区，该断层对隧道设计施工影响较小。（2）K58+015、ZK58+055附近位置发育有一条断层破碎带，断层视宽度约5米，影响范围约30米，倾向103，视倾角约85。受其影响，断层及其影响范围内，岩石破碎，风化强烈，富含裂隙水，施工开挖易掉块及大规模坍塌，容易侧壁失稳，遇雨季施工易滴水渗水，有涌水可能，建议加强支护并做好防排水措施。（3）K58+370、ZK58+445附近位置发育有一条断层破碎带，断层视宽度约1米，影响范围约15米，倾向113，视倾角约66。受其影响，断层及其影响范围内，岩石破碎，风化强烈，富含裂隙水，施工开挖易掉块及大规模坍塌，容易侧壁失稳，遇雨季施工易滴水渗水，有涌水可能，建议加强支护并做好防排水措施。（4）K58+665、ZK58+720附近位置发育有一条断层破碎带，断层视宽度约2米，影响范围约20米，倾向268，视倾角约76。受其影响，断层及其影响范围内，岩石破碎，风化强烈，富含裂隙水，施工开挖易掉块及大规模坍塌，容易侧壁失稳，遇雨季施工易滴水渗水，有涌水可能，建议加强支护并做好防排水措施。另外ZK58+170ZK58+205、ZK58+300 ZK58+340、ZK58+420 ZK58+460、ZK58+520ZK58+540、ZK58+565ZK58+595附近位置为物探异常范围，推测为岩体破碎，裂隙发育，富含裂隙水区域，隧道施工开挖易渗流水，雨季可能产生涌水。7、隧道围岩级别分段划分及工程特性勘察揭露隧址区内的围岩为侏罗系中统漳平组（J2zh）砂岩、泥质粉砂岩，根据公路隧道设计规范（JGT D70-2004）中有关隧道围岩分级标准的规定，参考钻探、物探、岩土测试资料和区域地质资料，经综合定性分析和围岩质量指标BQ值的定量计算，本隧道围岩可分为、三级。围岩基本质量指标BQ、BQ计算表钻孔号围岩名称RCKVBQK1K2K3BQ围岩级别SZK16泥质粉砂岩21.80.65318 0.250.30263 SZK17砂岩38.20.67372 0.10.30332 490.67405 0.10.30365 SZK18砂岩30.80.53315 0.250.30260 泥质粉砂岩12.10.53259 0.30.30199 围岩的具体分段分级情况及其性质见下表。三河隧道左洞围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别BQ值长度（m）工程地质条件水文地质ZK57+900ZK58+060209160围岩为坡残积土碎石土及强-中风化泥质粉砂岩、砂岩,土体结构松散,自稳性极差,岩体破碎,节理裂隙极发育,强度及稳定性差;开挖时易塌方及侧壁失稳,有冒顶可能,表层覆盖土层结构松散，厚度较大,稳定性极差，受施工扰动及雨水冲刷浸泡易产生滑动;围岩波速为4901940m/s.渗水或小规模涌水（雨季）ZK58+060ZK58+210263150围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,局部夹有强风化团块,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整-较破碎;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定;ZK58+170-ZK58+205段为物探推测裂隙发育富水区域,施工易渗水、涌水,有可能发生大的突水现象;围岩波速22303180m/s.渗水或涌水（雨季）ZK58+210ZK58+30090围岩为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;洞顶无支护时易掉块或小规模坍塌;围岩波速26503570m/s.滴水、渗水ZK58+300ZK58+600263300围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,物探勘察揭露ZK58+300-ZK58+340、ZK58+420-ZK58+460、ZK58+520-ZK58+540、ZK58+565-ZK58+600、ZK58+520-ZK58+540以及ZK58+565-ZK58+595路段属于岩石裂隙发育区段,富含地下水和断裂发育区,岩体较破碎;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定;施工易渗水、涌水,有可能发生大的突水现象,;围岩波速14903210m/s.渗水或涌水（雨季）ZK58+600ZK58+700365100围岩为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;洞顶无支护时易掉块或小规模坍塌;围岩波速26803690m/s.滴水、渗水ZK58+700ZK58+73533235该段为物探推测断裂发育区,岩体较破碎,富含裂隙水,施工易渗水、涌水; 围岩波速16602820m/s.渗水、涌水ZK58+735ZK58+80136566围岩为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;洞顶无支护时易掉块或小规模坍塌;围岩波速25303670m/s.滴水、渗水ZK58+801ZK58+85733256围岩主要为中风化泥质粉砂岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整-较破碎,中薄层状结构;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定; 围岩波速22103140m/s.渗水或涌水（雨季）ZK58+857ZK58+91019953围岩为坡残积土碎石土及强-中风化泥质粉砂岩、砂岩,土体结构松散;岩体破碎,节理裂隙极发育,稳定性差;开挖时易塌方及侧壁失稳,有冒顶可能,应及时跟进支护衬砌措施;洞口地形较陡,受施工扰动及雨水冲刷浸泡易产生滑动;围岩波速约为11802130m/s.渗水或小规模涌水（雨季）三河隧道右洞围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别BQ值长度（m）工程地质条件水文地质K57+870K58+020209150围岩为坡残积土碎石土及强-中风化泥质粉砂岩、砂岩,土体结构松散,岩体破碎,节理裂隙极发育,强度及稳定性差;开挖时易塌方及侧壁失稳,有冒顶可能;表层覆盖土层结构松散,厚度较大,稳定性极差,受施工扰动及雨水冲刷浸泡易产生滑动;围岩波速为4901940m/s.渗水或小规模涌水（雨季）K58+020K58+210263190围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,局部夹有强风化团块,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整-较破碎,中薄层状结构;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定;K58+175-K58+200段为物探推测裂隙发育富水区域,施工易渗水、涌水,有可能发生大的突水现象;围岩波速为22303180m/s.渗水或涌水（雨季）K58+210K58+26252围岩为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;洞顶无支护时易掉块或小规模坍塌;围岩波速为26503570m/s.滴水、渗水K58+262K58+560263298围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,物探勘察揭露K58+280-K58+380以及K58+480-K58+560属于岩石裂隙发育区段,富含地下水和断裂发育区,岩体较破碎;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定;围岩波速14903210m/s.渗水或涌水（雨季）K58+560K58+62236562围岩为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;围岩波速26803690m/s.滴水、渗水K58+622K58+69233270围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,该段为物探推测断裂发育区,岩体较破碎,富含裂隙水;施工易渗水、涌水;围岩波速16602820m/s.渗水、涌水K58+692K58+77236580围岩为中风化泥质粉砂岩夹薄层砂岩,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整,局部较破碎;洞顶无支护时易掉块或小规模坍塌;围岩波速25303670m/s.滴水、渗水K58+772K58+86233290围岩主要为中风化粉砂质泥岩夹薄层砂岩,局部夹有强风化团块,属于软硬岩石互层,并以软岩为主,岩体较完整-较破碎,中薄层状结构,呈块(石)碎(石)状镶嵌结构;洞顶无支护时可产生较大的坍塌,侧壁不稳定;围岩波速22103140m/s.渗水或涌水（雨季）K58+862K58+91219950围岩为坡残积土碎石土及强-中风化泥质粉砂岩、砂岩,土体结构松散;岩体破碎,节理裂隙极发育,稳定性差;开挖时易塌方及侧壁失稳,有冒顶可能,应及时跟进支护衬砌措施,洞口地形较陡,受施工扰动及雨水冲刷浸泡易产生滑动;围岩波速11802130m/s.渗水或小规模涌水（雨季）8、水文地质条件隧址区降雨量充足，分布较丰富地表水和地下水，其中地下水类型主要为碎屑岩孔隙潜水。 (1)地表水隧道进出口处及洞口身顶部的地表水均较为贫乏，一般无地表水流，仅在雨季降雨后有短暂的地表流水，对拟建隧道无重大影响；隧道洞身在ZK57+500左侧沟谷内有小溪流，原为三河镇部分居民的饮用水源，但流量小且受季节变化的影响较大，隧道开挖后会有部分地表水下渗，应作好隧道内的防水、堵水工作，以防地表水的下渗引起施工困难和地表水的枯竭。 (2)地下水隧址区地下水主要为基岩裂隙潜水，由于强-中风化岩体的裂隙较发肓，含有一定量的裂隙潜水；地下水主要接受大气降水及山坡上部地下水的下渗补给，水位埋藏深度随季节变化和地势的高低变化而变化；由于隧址区为单斜地层，根据地形地貌特征推测，隧道的进口端水量略大于出口端的水量。根据勘察结果认为整个隧道一般情况下不会出现大规模的涌水或突水问题，但是由于隧道的开挖改变了天然地下水的迳流及排泄等自然条件，隧道将会成为新的局部地下水的排泄基准，从而出现局部（特别是泥质岩的软弱夹层）渗水和涌水现象，主要表现为雨季地表水沿局部宽大裂隙向隧道内汇集，形成短时涌水现象。调查表明隧址区最高洪水位要低于隧道进、出口设计高程，对隧道建设没有影响。 (3)环境水腐蚀性评价本次勘察未采用地下水进行室内试验，根据邻近场区及初勘成果的水质情况，隧址区地下水对混凝土无腐蚀性。 (4)水文地质条件评价该隧道的地下水主要为岩层间的孔隙潜水，由于隧道洞身的埋深较大，含水量较大；同时洞口两侧上部的山坡沟谷内在雨季时会有地表径流，隧道的开挖改变了地下水的迳流及排泄条件，隧道内可能会出现有局部涌水现象，因此地下水的存在给隧道的施工及运营带来一定的影响。在施工时应作好隧道地下水的超前预测、预报工作，确保施工的安全。(5)隧道涌水量预测为了估算隧道内的涌量，本次勘察采用铁路工程水文地质勘测规程（TB10049-2004）中的有关公式估算隧道的涌水量，采用简易均衡法中的大气降雨入渗法进行计算：利用如下公式计算：QS=2.74.W.A式中 QS：预测隧道正常涌水量(m3/d)；：降水入渗系数，按当地经验及岩性来取值；W：多年平均降雨量(mm)，根据当地气象站资料，多年平均降雨量为1414.4mm；A：隧道通过含水体地段的集水面积(km2)，根据1:1万地形图计算所得。所选用的方法及计算结果如下。隧道正常涌水量预测表位 置地层岩性汇水面积A(km2)入渗系数多年平均降雨量W (mm)隧道正常涌水量Qs(m3/d)备 注进口至K58+685砂岩、泥质砂岩0.32940.071414.489.360K58+685至出口砂岩、泥质砂岩0.13100.071414.435.5389、主要工程地质问题根据本次勘察及区域地质资料，隧址区内地层结构较为单一，地质构造不太复杂，岩性变化不大，未发现有明显的不良地质现象，主要工程地质问题为进口处边坡的稳定问题及洞身可能存在有较多的软弱夹层（泥岩、页岩夹层），施工时应作好超前预报工作。其中隧道进口处附近的第四系覆盖层厚度较大，以碎石土为主，其凝聚力较小，施工开挖易产生滑塌，处理不当有可能引起较大的滑动，建议洞口的边坡、仰坡宜采用缓坡，开挖后应及时进行坡面的防护工作，同时应作好上部地表水的截排工作，防止地表水直接冲刷坡面。左线洞口下方有小型冲沟式的崩塌发育，处理不当可能引起更大的崩塌，建议对现有崩塌体回填压实处理，并结合韩江大桥的建设在适当位置设置挡墙。隧道出口处地形陡峻，下部为省道333线的边坡，已发生小范围的跨塌，宜采取措施防止其继续向上发生滑塌，从而影响拟建公路的安全。10、隧道施工对环境的影响隧道的施工不可避免地改变了现有的自然环境，甚至可能是对现有环境的破坏，例如洞口开挖后可能会引起山体的滑塌，特别是隧道进口段，覆盖层厚度大，结构松散，开挖易引起滑塌，处理不当会引起大的滑塌；建议洞口边坡、仰坡开挖后及时作好坡面的防护工作，坡率宜缓。隧道洞身的开挖使之成为隧址区地下水新的排泄基准面，从而有可能引起地下水位的下降，甚至是地表水的枯竭，从而对现有环境产生不良的影响，因此建议施工时应采取措施作好隧道内地下水的防堵工作。隧道施工开挖的弃方宜集中堆放，四周应作好防排水工作，完成后宜恢复植被，以防发生泥石流而破坏环境。（三）隧道工程地质评价1、围岩分级及其稳定性评价：根据公路隧道设计规范（JGT D70-2004）中有关隧道围岩分级标准的规定，参考钻探、物探、岩土测试资料和区域地质资料，经综合定性分析和围岩质量指标BQ值的定量计算，本隧道围岩可分为、三级，其中级围岩长约413m，占隧道全长的约20.1%；级围岩长约1189m，占隧道全长的约58.0%；级围岩长约450m，占隧道全长的约21.9%。级围岩分布在隧道的进出口处部位，以碎石土、强风化的泥质粉砂岩及砂岩为主，有代表性的围岩质量指标修正值BQ=199209，岩体松散结构，呈土状或碎块状、土夹石状，开挖时极易产生较大规模坍塌和侧壁失稳，浅埋时易出现地表下沉或坍至地表；由于岩体破碎，地下水易沿裂隙渗入隧道内，特别是在雨季有可能产生较的涌水或沿破碎带发生突水、突泥现象；应提前做好预防、预报工作，施工时应及时跟进支护衬砌措施。级围岩主要分布在洞身段，以中风化砂岩、泥质砂岩为主，夹薄层泥岩，有代表性的围岩质量指标修正值BQ=263332，岩石稍硬，比较完整，呈块(石)碎(石)状镶嵌结构，洞顶无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失稳；施工时地下水以涌水、渗水现象为主，雨季可能会发生沿宽大裂隙发生较大规模的涌水现象；施工时应及时跟进衬砌措施并提前做好预防、预报工作。级围岩主要分布在洞身中部埋深较大的路段，以中-微风化砂岩为主，夹薄层泥岩，有代表性的围岩质量指标修正值BQ=365，岩石稍硬，比较完整，呈块(石)碎(石)状镶嵌结构，洞顶无支护时可产生小的坍塌、和侧壁基本稳定，宜及时跟进支护衬砌措施；地下水不大以滴水、渗水为主，雨季可能会发生沿宽大裂隙发生较大规模的涌水现象；施工时应及时跟进衬砌措施并提前做好预防、预报工作。2、洞身段工程地质评价：根据本次勘察成果隧道洞身段围岩以级为主，岩性为中风化泥质砂岩夹薄层砂岩，围岩稳定性稍好，施工时地下水以渗水、涌水为主；勘察揭露该隧道围岩内常夹有薄层泥岩，属于极软岩-软岩，岩体强度低，泡水后变软强度降低明显，其透水性差，饱和后极易沿软硬接触面、岩石节理裂隙面软化、垮泄，因此施工时应及时做好支护衬砌措施，和提前做好预防、预报工作，并做好地下水的疏导工作。3、进洞口段工程地质评价：该隧道的进口段地形陡峭，坡向约为265295，坡角为2030，地形等高线与隧道洞轴线交角左线约为75，右线约为35，洞口附近以碎石土层为主，结构松散，稳定性差，如果处理不当有可能发生崩塌、滑塌的可能，施工前应作好预防措施和顶部地表水的引排工作。洞口段岩性为泥质砂岩夹砂岩，产状为11034，主要节理有22863、33240，对隧道洞口的左、右侧边坡为侧向坡，其中岩层产状与节理1所形成的楔形体对左边坡来说属于不稳定岩体，宜进行加固处理；对仰坡为逆向坡（见上图），稳定性稍好。4、出洞口段工程地质评价：该隧道的出口段地形较为陡，下部为省道333线的边坡，局部已发生小范围的滑塌，地面坡角3545，坡向约为55，地形等高线与隧道洞轴线交角约为80，无地表水流，斜坡稳定性不太好。洞口段岩性为薄-中层状泥质砂岩夹泥岩，产状为5632，主要节理有12878、23551，对隧道洞口的左、右侧边坡为侧向坡，对坡面稳定无不利的影响；对仰坡为顺向坡（见上图），对坡面稳定较为不利，建议采用锚杆进行加固处理。三、隧道设计（一）平纵面线型设计1、隧道平面线型设计本隧道为分离式长隧道，平纵方案主要由隧址区地质条件及路线的整体走向控制，隧道位置根据地形、地质条件、环境、造价、功能等因素综合确定，在综合线型指标和造价的前提下，通过实地勘察，充分研究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、隧址区工程地质条件、工程规模、营运管理设施布置场地等因素拟定隧道方案。2、隧道纵面线型设计隧道纵断面设计综合了隧道长度、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、纵指标概况一览表名称隧道长（m）梅州端大埔端左右线间距（m）纵坡(%)/坡长(m)平曲线(m)桩号高程洞门型式桩号高程洞门型式三河隧道1042K57+870100.639明洞式K58+91287.093端墙式20.325.7-1.30/2500A-550,R-1500,A-550,R-15001010ZK57+900100.249明洞式ZK58+91087.119端墙式-1.30/2500A-550,R-1480,A-550,A-55O详细资料见隧道平、纵面设计及其他有关图纸。3、隧道横断面设计（1）建筑限界： 主洞：净宽10.75m0.75+0.5+23.75+1.0+1.0，净高5.0m。 车行横通道：净宽4.50m，净高5.00m。 人行横通道：净宽2.00m，净高2.50m。隧道主洞建筑限界 车行横通道建筑限界 人行横通道建筑限界（2）内轮廓设计隧道内轮廓除满足建筑限界要求外，还考虑了通风、照明、监控、通讯、营运管理等附属设施所需空间，并结合衬砌结构受力要求而拟定。隧道内各种附属设施均不得侵入建筑限界。 主洞：内轮廓净宽11.40m，净高：7.24m。车行横通道：内轮廓净宽4.80m，净高：6.15m。人行横通道：内轮廓净宽2.20m，净高：3.10m。隧道主洞内轮廓 车行横通道内轮廓 人行横通道内轮廓（二）隧道洞门设计1、洞门设计原则隧道洞口位置（平面、高程）的选择应综合考虑地形、地貌、地质环境的影响及路线总体的要求，结合洞口排水及边坡稳定的要求，遵循“早进洞、晚出洞”的原则，控制边、仰坡高度，减少对地表植被的破坏和隧道营运期的病害。洞门设计力求结构简洁、实用，与洞口地形地势、周边环境协调一致，并能有效减少隧道结构病害、降低营运管理费用。本隧道进口采用明洞式洞门，出口因为地形较陡采用端墙式洞门。隧道洞口边仰坡按8米一级设置，各级边坡间设置碎落台，宽度为2米；结合洞口地形及地质条件，当边、仰坡高度较小时，坡率考虑为1：1，防护形式采用CF网植草灌防护；当洞口边仰坡高度较大或地质条件较差时，坡率考虑1:0.75，防护形式采用镀锌铁丝网植草。2、洞口施工注意事项（1）须先完成明洞及洞门后，才可进行暗洞开挖。明洞开挖时应及时进行挂网、锚喷支护，暗洞工作面开挖应控制开挖。（2）洞口施工前应作好洞顶截水沟及洞口区的临时截、排水系统，以防冲刷洞口。（3）洞门墙基础必须置于稳固的地基上，若地基承载力不足时，应换填基底或注浆加固处理。（4）洞口施工中应尽量减少扰动周围岩体，尽早做好洞口边坡、仰坡的防护及隧道洞门，确保洞口安全。3、明洞设计明洞采用整体式现浇防水钢筋混凝土衬砌结构；在存在明显偏压的地段，设置偏压明洞以平衡侧向压力。明洞开挖形成的临时边仰坡采用喷锚防护；明洞衬砌建成后两侧边墙底以上5m处采用M7.5浆砌片石回填以使结构受力均匀，纵向每8m浆砌片石设置1m干砌片石。要求明洞基底置于稳定基岩上，浆砌片石上分层夯填碎石土，拱顶回填厚度以2.0m为宜。回填土顶面夯填50cm厚粘土隔水层，以防止地表水下渗。明洞结构具体参数下表：明洞结构支护参数表明洞及边仰坡6钢筋网(cm)C25喷射砼(cm)药卷锚杆C25防水钢筋砼二衬(cm)SMa、SMb、SMc型衬砌202010cmL=3m1.21.2m60cm（有仰拱）备 注临时边仰坡防护（三）洞身结构设计1、设计原则除洞口段采用明洞结构外，其余地段各种洞室的支护结构均按照新奥法原理设计。、级围岩以超前管棚或小导管注浆加固地层、工字钢拱架（或格栅拱架）、系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土为初期支护；而对于级、级围岩则由系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土为初期支护；钢拱架之间设22纵向连接钢筋，拱架与围岩密贴。锚杆打设应尽量垂直于岩层层面。二次衬砌一般情况下采用素混凝土，以方便施工，但是当设计荷载较大，特别是浅埋、软弱围岩等地段，后期变形荷载较大时则必须采用钢筋混凝土，以确保隧道支护结构的安全。二次衬砌施作的合理时间应根据施工监测数据确定，尽可能发挥初期支护的承载能力，但又不能超过其承载能力，充分发挥、利用围岩的自稳能力。支护结构设计要综合考虑地形地质条件及施工工艺与施工方法，不仅要考虑使用过程中的安全问题，而且还应结合施工方法考虑施工过程中的安全问题。对于软弱围岩地段、洞口地段，要作好围岩稳定分析、结构内力计算、强度与稳定性校核工作。断面型式：围岩级别大于或等于级时，采用曲墙带仰供衬砌，围岩级别小于或等于级时，采用曲墙无仰供衬砌。根据隧道埋深及围岩级别的不同，本隧道主洞共设计了9种复合式衬砌结构形式：S5a、S5b、S4a、S4b、S3、S2、SJ4、SJ3、SJ2，分别对应的围岩为：级围岩加强段、级围岩深埋段、级围岩加强段、级围岩深埋段、级围岩、级围岩、级围岩紧急停车带段、级围岩紧急停车带段、级围岩紧急停车带段；复合式衬砌参数首先根据围岩级别、工程地质、水文地质条件、地形及埋置深度、结构跨度及施工方法等以工程类比拟定；然后选取隧道结构分析模型，应用有限元综合程序对施工过程进行模拟分析，定性的掌握围岩及结构的应力发展与变形破坏过程，进一步调整支护参数；其次采用“荷载结构”弹性抗力计算模式，应用隧道结构计算程序进行内力分析计算及强度校核；最后施工阶段根据现场监控量测结果进行调整和优化。2、支护参数设计分离隧道衬砌支护参数表围岩级别初 期 支 护二次衬砌厚度(cm)预留沉降量(cm)超前支护喷砼C20厚(cm)锚 杆钢筋网(cmcm)格栅或工字钢架(间距cm)拱墙仰拱直径(mm)长度(m)位置间距(m) (环X纵)V25(含仰拱)25中注式3.5拱墙1X0.756.520X20格栅钢架H150(75)454 22454 2212长管棚或小导管注浆IV2122药卷式3.0拱墙1.2X16.525X25格栅钢架H120 (100)40408钢插管（需要时设置）III1022药卷式2.5拱墙1.2X1.26.525X25355II522药卷式2.5局部1.51.5计30加强V26(含仰拱)25中注式3.5拱墙1X0.5820X20I20a(50)505 22505 2212长管棚或小导管注浆IV23(含仰拱)25中注式3.0拱墙1.2X0.75820X20格栅钢架H150 (75)504 22504 228小导管注浆或钢插管紧急停车带II1022 药卷式3局部1.51.5计403III1822 药卷式3拱墙1.21.26.5 2020格栅钢架H120 (120)458IV24(含仰拱)25中注式3.5拱墙11820X20I18钢(100)505 22505 2210小导管注浆或钢插管V28(含仰拱)25中注式4拱墙10.5双层820X20I22b钢(50)606 25606 2515小导管明洞605 2560525注：1、二次衬砌采用C25混凝土。2、锚杆（中注式）系指中空注浆锚杆。（四）辅助施工本隧道采用的辅助施工措施