勘察技术与工程毕业设计.doc

贵州大学本科毕业论文（设计） 第V页本科毕业设计设计题目：惠兴高速公路惠水至兴仁段林场隧道开挖方案设计 学 院：资源与环境工程学院 专 业： 勘察技术与工程 班 级： 072 学 号： 070810110172 学生姓名： 罗仿超 指导教师： 续 建 科 2011年5月24日大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。设计作者签名： 罗仿超 日 期： 2011年5月 目 录摘要Abstract第一章 工程概述11.1 简介11.2 开工11.3 路线11.4 技术标准11.5 意义2第二章 区域地质条件及水文地质条件32.1 自然地理及地形地貌32.2 工程地质条件32.2.1 地层岩性32.2.2 地质构造及地震52.3 水文地质条件62.4 不良地质分析72.5 工程地质评价82.5.1 隧道洞口评价82.5.2 隧道涌水量预测评价8第三章 隧道开挖方案设计103.1 设计参数103.2 洞身围岩工程特征103.2.1 隧道围岩分段评价103.3 隧道总体、结构及防排水设计173.3.1 隧道总体设计173.3.2 洞身结构设计173.3.3 隧道防排水设计213.4 隧道开挖方案的分析及优化选择213.4.1 常用的隧道开挖方法223.4.2 隧道开挖方案的优化比选25第四章 隧道台阶法开挖施工274.1隧道开挖施工流程274.2施工质量监控294.3隧道开挖及支护的动态数值模拟304.3.1 开挖方式304.3.2 开挖方案324.3.3初期支护施工及辅助施工措施36 4.3.4 台阶法开挖支护的动态数值模拟38 4.4 围岩监控量测41 4.4.1 监控量测的目的41 4.4.2 监控量测工具方法及监测项目表41 4.5二次衬砌43 4.5.1 仰拱与填充作业43 4.5.2 墙、拱衬砌43 4.6 附属设施施工444.6.1 洞内防排水设施44 4.6.2 行车（人）横洞施工 44 4.6.3 洞内风、水、电路布置 44 4.6.4 洞内路面45 4.6.5 隧道内装饰施工45 4.6.6 特殊地质地段施工46 4.7 施工注意事项46第五章 隧道附属工程设计施工485.1 洞口边仰坡设计48 5.2 路面及内装设计。48 5.2.1主洞及紧急停车带路面设计。485.3 人行、车行横通道路面设计505.4 内装设计50第六章 隧道监控量测及灾害处理516.1 隧道施工监控量测516.1.1 必测项目516.1.2 选测项目536.2 隧道不良地质处理536.2.1断裂、岩溶处理536.2.2涌水段的处理546.3 结论与建议55致谢56参考文献57附录58惠兴高速公路惠水至兴仁段林场隧道开挖方案摘要本设计是根据设计任务书的要求和公路隧道设计规范等的规定，对惠兴高速公路惠水至兴仁段林场隧道开挖进行方案比选和设计。所处围岩级别主要为级和级围岩，整体稳定性差，兴仁方向进出口段穿越以泥炭质岩为主的区域，洞身段岩体较软弱、破碎。通过对隧道的工程地质、水文地质、安全、经济、技术等方面的综合比较，该隧道选择受力条件好的单心圆形式分离式隧道设计形式。由于隧道所处的围岩较软弱，结合隧道的结构形式，根据施工经验，隧道选择台阶法作为主要的开挖方法，特殊地质条件区域采用相应的其他开挖方法。其主要施工特点是：多台阶、短进尺、强支护，以尽量减小对周边围岩的扰动，且台阶之间可平行穿插作业、互不干扰。这样既安全确保工程施工进度。隧道洞身衬砌设计以新奥法原理为指导，采用复合式衬砌，即以系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土、格栅钢架、超前小导管等作为初期支护，以模筑钢筋混凝土作为二次衬砌。关键词：隧道开挖、单心圆形式、台阶法、复合式衬砌The excavation design of Linchang tunnel on Huishui to Xingren sections of HuiXing high-speedAbstractThe design is based on the requirements of the design plan and the highway tunnel design specifications and other provisions on the excavation plan selection and design of Highspeed from Huishui to Xingren. The main Surrounding rock rank is and and the integrity is poorer,so the exits and entrances sections of Xingren Directions traversing a zone that covered most Peat qualitative and the cavity bodys rock mass is very feebled and broken, Through to. Engineering geology, hydrogeology, safety, economy and technology Comprehensive comparison of the tunnel, we determine to select the single circle as Design form because it has better conditions than other desingn form to Bear loads to tunnel. due to the tunnel surrounding rock relatively weak, combined with the tunnel structure, under construction experience, Selecting Step method as the major excavation method. Which Main features is Many steps, excavate a short sections and the strong support ,that try to reduce disturbance to the surrounding rock mass,and eace steps between could parallel and Thrust deep into work but have no Influence each other ,which not only ensure the Engineering construction progress ,but also ensuer the Personal safety. using New Austrian Tunneling Method as the guide of Tunnel and body lining design principle, and composite lining As the support form, that is, the system bolts, steel mesh, shotcrete, I-shaped steel frame、grille steel frame and ahead small catheter as the initial support, Model building of reinforced concrete as secondary lining catheter Key words: tunnel excavation, single circle form, step method, compound lining 贵州大学本科毕业论文（设计） 第59页第一章 工程概述1.1 简介 惠兴高速公路起点位于惠水县城的紫油寨，终点位于兴仁县境内马金河，路线全长203.053km；采用四车道高速公路标准设计，设计时速80km/h，路基宽度21.50m， 总投资137.7亿元，建设工期初定为4年。1.2 开工 2009年12月26日下午，贵州省惠兴高速公路开工建设，并在黔西南州兴仁县城城郊的丫桥举行开工建设的仪式。1.3 路线 惠兴高速公路是贵州省6横7纵8联4环线高速公路规划网（简称“678”网）的水口至江底段，连接黔南、黔西南地区，是横贯我省西南部的一条重要快速通道。起点位于惠水县城西南面4.5公里处的紫油寨，经过长顺、紫云、镇宁和贞丰，终点位于兴仁县境内马金河与拟建的高速公路相接。4.1 技术标准 本次所设计的林场隧道位于紫云县内,该隧道为一双向四车道普通分离式隧道，全长11.09公里，最大埋深164米，隧道设计速度为80km/h；交通方式为单向行驶；隧道建筑限界：净宽10.25m=0.75m(左侧检修道)+0.5m(左侧侧向宽度)+3.75m2（行车道）+0.75m（右侧侧向宽度）+0.75m(右侧检修道)；净高：5.0m；隧道内路面横坡：公路级，地震动峰值加速度系数（g）：0.05。1.5 意义惠兴高速还将打通贵州南部及西南部地区北上贵阳、成渝经济圈，南下珠三角地区、环北部湾经济区及大湄公河次区域的物流通道。其建设对完善贵州省高速公路网布局，更好地承接沪昆、汕昆、兰海、厦蓉国家高速公路的辐射作用。 惠兴高速公路和晴兴高速公路建成后，黔西南州将形成以镇胜、汕昆、晴兴、毕水兴等高速公路为井字形的高速公路主骨架网。这两条高速公路建成投运后，加上在建的汕昆高速公路贵州段，黔西南州高速公路里程将由2008年底的57公里增加到326.5公里，通高速公路的县市也将由原来的2个增加到7个，为促进黔西南州资源优势转化为经济优势发挥巨大作用。惠水至兴仁高速公路全长200多公里，它的开工建设将结束兴仁、惠水、长顺、紫云、贞丰5县没有高速公路的历史。第二章 区域地质条件及水文地质条件2.1 自然地理及地形地貌 隧址区位于较低纬度、较高海拔地区，属中亚热带湿润季风气候区，受季风影响显。形成了以亚热带季风气候为基带的山地气候，兼有高原气候特征，季风气候湿润特征明显。安顺气候宜人，冬无严寒，夏无酷暑，多云少日照，雨量充沛。这里年平均气温为116 ，夏天不热，7、8月的平均气温只有22 左右，平均最高气温才26；冬季也不冷，1月平均气温有4 左右，因而四季适宜旅游，是避寒避暑胜地。这里降雨较多，年雨量有13001400mm，57月降雨最多，多年平均的月雨量均在200mm以上。 隧址区属结构剥蚀、溶蚀中低山斜坡地貌区，地面标高在1177.01358.6m，相对高差约182m，地形起伏较大。拟建隧道斜穿近东西向山岭，坡上植被较发育，以灌木为主，局部为旱地，隧道两端均为缓坡地段，现为水田。隧址区地层主要为石炭系摆佐大塘组、黄龙组、马平组深灰、灰色薄层状泥质灰岩、生物屑泥晶灰岩。地表出露灰岩溶蚀现象明显，见溶峰、溶沟、溶穴等。2.2 工程地质条件 2.2.1 地层岩性 根据工程地质调绘、钻探及物探解释成果，隧址区山体斜坡上覆第四系全新统残坡积物,岩性为灰色褐黄色碎石土，下伏基岩为石炭系摆佐大塘组、中上统灰岩、泥岩。其特征如下： 第四系全新统残坡积物：揭露层厚1.028.9m，主要由稍密的碎石土及含碎石粉质粘土组成。 灰色褐黄色，稍密，稍湿，由灰岩、炭质泥岩、泥岩、粉质粘土混合而成，棱角状，直径250mm，无分选。岩芯采取率约为90。Vp=0.42.8Km/s，石炭系中上统。 （1）中风化灰岩：青炭色、灰黑色，主要矿物成分为方解石，具灰、泥质结构，层状构造，裂隙较发育，见方解石脉、铁质浸染，岩芯呈短柱状、碎块状，质硬，新鲜，有溶蚀现象。岩芯采取率约为80%。RQD约为18%。Vp4.25.3Km/s，ZK82+620ZK82+654、ZK83+036ZK83+140、ZK83+332ZK83+396和ZK83+488ZK83+517段，对应的右线（YK82+579YK82+646、 YK83+028YK83+135、YK83+338YK83+402和YK83+490YK83+520段），据物探资料推测为岩溶发育带，Vp= Vp4.05.1Km/s。（2）强风化泥岩（Clbd）：揭露层厚3.719.4m,灰黑色，主要矿物成分为泥炭质、方解石等，具炭质、灰泥质结构，薄中厚层状构造。节理裂隙较发育，原岩风化剧烈，岩质稍硬，完整性差，多呈碎石状，无溶蚀现象。岩芯采取率约为92。（3）溶洞：多为全充填，充填物主要为灰黄色软塑状粘土，局部为质灰岩碎块石。本次进洞口钻孔揭露溶洞高1.6m(标高1195.41197.0m)。初勘于该地层中施工的2个钻孔也均揭露有溶洞，揭露洞高0.5m，洞底标高分别为1199.5m、1247.1，说明该地层中岩溶发育且具有极不均匀性。 根据勘察中采取的岩石试样室内试验及野外原位测试结果，隧道区岩石物理力学指标统计详见表。岩石物理力学性质详见岩石试验成果总汇表。 表2.1 岩石物理力学性质指标统计表统计项目岩石名称统 计指 标统计数最大值最小值平均值标准差变 异系 数修 正系 数标准值中风化灰岩中风化泥炭岩天然密度（g/cm3）52.72.72.72.73饱和抗压强度(MPa)5124367556.1饱和C（MPa）13.23.23.23.21饱和()161616161.6弹性模量（GPa）21308810999.2泊松比20.20.20.20.24天然密度（g/cm3）12.72.72.72.75饱和抗压强度(MPa)153535353.4 2.2.2 地质构造及地震（1）地质构造 项目区处于扬子陆块西南缘，西南与右江造山带接触，北西向的紫云水城构造带斜跨区内西南部，北东部属贵定南北向构造变形区。前者以北西向褶皱及断裂展布为特征。后者以南北向褶皱和北东北东的断裂发育为特征。 隧址区地处火烘背斜北东翼，隧道前段主要由石炭系马平组（C3mp）泥晶灰岩与薄中层状硅质岩组成，中段主要由石炭系黄龙组（C2hn）：深灰色薄层状生物屑泥晶灰岩、燧石泥晶灰岩夹生物屑、砂屑、砾屑灰岩及薄层状硅质岩以及深灰色中厚层燧石泥晶灰岩或块状砂屑灰岩组成，后段主要由石炭系摆佐大塘组（C1bd）：深灰、灰黑色薄层状泥质灰岩、生物屑泥晶灰岩，生物砾屑灰岩夹黑色薄层状硅质岩及泥岩组成，产状5345 2553，岩层产状变化较大。 根据地面调查及区域地质资料，地表ZK83+330（YK83+370）处有一条断裂（者阳滑脱断层），地表被第四系覆盖，对应于隧道洞身部位ZK83+206ZK83+210（YK83+267YK83+271），断裂走向NESW，对隧道洞身有一定影响。 据场区基岩出露情况，隧道进口段出露中薄层状灰岩夹泥岩，岩层单层厚度在110cm，灰岩层间夹有12cm的泥岩或泥灰岩等软弱夹层，具明显的层状构造，节理面受浅部溶蚀作用，无明显规律性，为块状镶嵌结构。 隧道出口段主要出露泥岩，在风化及构造作用下，岩体裂隙极发育，将浅部掩体切割呈小碎片及碎块状，贯通性较差，方向无明显规律性。为碎块状散体状结构。 经过地面调查和相邻地段钻探揭露，根据公路工程勘察规范（JTJ 06498）附录G判定，隧址区泥岩及灰岩节理（裂隙）发育程度为较发育。 （2） 地震 根据国家建筑抗震设计规范（GB500112001）附录A公布的资料，隧址区抗震设防烈度（基本烈度）为6度，设计基本地震加速度值为0.05g, 地震反应谱特征周期为0.35s.考虑工程的重要性，依据公路抗震设计规范（JTJ 00489）的有关规定，建议拟建隧道按地震基本烈度7度设防，其设计基本地震加速度a=0.01g,地震动反应谱特征周期T=0.35s。2.3 水文地质条件 勘察区地下水分为松散岩类空隙水、基岩裂隙水两种类型。 （1）松散岩类孔隙水：指赋存与第四系河流碎屑物、基岩强风化层和部分坡积层孔隙中的潜水，主要分布在隧道附近山涧洼地，一级阶地，水量较丰富。坡脚地带规模较大在冲洪积层局部赋水性较好外，大多数坡积层赋水性较差，甚至不含地下水。 （2）基岩裂隙水：分布于广大基岩山区，水量大小分布很不均匀。在层状岩类中，发育节理，紧闭的节理含水甚微，只有规模较大的节理带和张性张扭性节理密集带及部分裂隙赋水性相对较好。值得强调的是基岩区的断层水，地下水沿断层破碎带分布，水量大小主要取决于破碎带的性质、规模、角砾大小及形态、胶结程度等因素。 大气降水为地下水的主要补给来源。风化裂隙、张开微张的节理为地下水渗入径流的通道，泉为地下水主要排泄方式。 根据区域水文资料及环境水水质分析结果，工区环境水PH=7.1,侵蚀CO2=0.00,SO42-=42.96mg/L，HCO3=417.38mg/L，总硬度624.54mg/L，矿化度732.94mg/L，水化学类型为HCO3Ca型，属中性微硬型淡水。参照公路工程地质勘查规范（JTJ06498）结合区域水文地质资料综合判断：隧址区环境水水质较好，对混泥土无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。2.4 不良地质分析 通过勘察，隧址区未见有深大断裂构造及全新活动性断裂构造通过迹象，地表也未发现滑坡、崩塌等不良地质现象。隧址区主要地质问题为断裂和岩溶，对隧道洞身稳定性影响较大。 者阳滑脱断层：位于火烘背斜北东翼，与路线呈30斜交，走向西北，断面产状随地层产状变，在西段小浪风关形成峭壁，且岩石破碎，呈角砾状，角砾成分人灰岩、硅质岩，棱角状圆状均有，钙泥质胶结，较紧密，大小从泥状至30cm不等，靠近断层细小者多，远离断层粗的逐渐增多，而且发育网状方解石脉渐变为正常的砾屑灰岩，靠近断层处岩层近直立，向北渐趋于平缓，而摆佐大塘组靠断层处破碎而且发育强烈揉皱，产状混乱。 溶洞：钻孔中揭露有小溶洞，规模虽不大但具有普遍性和极不均一性，且地表出露的白云质灰岩表面见大量溶芽、溶隙。根据物探资料推断，在岩性分界处有可能发育较大的岩溶空洞。隧址区岩性主要为泥岩、泥灰岩，第四系覆盖层及强风化层厚度较小，地形坡度较陡，岩层产状较陡，在自然状态下，有浅层滑塌现象。在隧道洞门开挖的情况下，会进一步坍滑。洞门施工前需对坡体采取清除浅部表土及强风化层，并采取锚喷进行预先防护处理。2.5 工程地质评价 2.5.1 隧道洞口评价 （1）进洞口边坡稳定性评价评价 隧道进口端里程为ZK82+520(YK82+515)，两个洞口间距约21m。位于山体东侧斜坡地带，进口端地形较缓，自然坡角30。根据钻探、物探和地表地质调查，周围出露地层为石炭系马平组（C3m）泥晶灰岩与薄中层状硅质岩，岩层产状3253，与坡面呈顺层关系，但倾角大于坡角，自然山坡稳定。 由进洞口段路线走向及地形地貌特点可知，进口端仰坡高度不大，坡高10m12m，坡体主要由碎块石及强风化灰岩构成，洞口开挖易诱发坡面坍滑失稳，建议碎石土层按11.01.5放坡，强风化层可采用10.75，中风化基岩按10.5放坡，并应尽量山坡自然坡度状态，放坡前宜先完善坡顶上方坡面水设施建设，坡面施工应自上而下分层开挖，对形成的坡面应及时采取锚喷挂网防护。（2）出洞口边坡稳定性评价评价 隧道出口设计里程ZK83+645(YK83+640)，位于山体西侧斜坡地带，两个洞口间距为27m。根据钻探、物探和地表地质调查，洞口处坡积层主要由粘土夹碎块石构成，局部夹滚石，厚度35.0m，下伏石炭系摆佐大塘组（C1bd）：深灰、灰黑色薄层状泥质灰岩、生物屑泥晶灰岩，生物屑泥晶灰岩夹黑色薄层状硅质岩及泥岩，边坡开挖易诱发上覆坡积层变形失稳。隧道放坡：崩坡积层可采用11.251.5，强风化层边坡坡率可采用10.75，中风化层可按10.30.5放坡。施工前宜先对坡顶作坡面截排水设施建设，施工应分段分层施工，坡面形成后及时进行锚喷挂网喷浆防护。 2.5.2 隧道涌水量预测评价 隧道区水文地质条件复杂，对涌水量尚不能进行精确计算，只能进行粗略估计、预测，预测方法和公式较多，常用的方法有地下水动力学法（如达斯定律、裘布依公式、科斯嘉科夫公式等），地下水均衡法（地下径流模数，大气降水渗入系数法等）。本隧道通过地层为二叠系碳酸盐岩分布区，透水性较强，地下水总体贫乏，由于钻孔为干孔无水，本次勘察为对钻孔进行钻孔轴（提）水试验。所采用的方法为大气降水渗入法。已知隧道穿越地段的汇水面积为1.86km2 ，年平均降雨量W=1378.9mm，据搜集的区域水文地质资料，综合隧址区地形特征，植被覆盖状况，渗透系数（选用0.15），则全隧道涌水量为： Q=2.74WA=2.740.151150842500365=1744.18m3/d 式中：Q涌水量 m3/d；A隧道通过含水体的地下集水面积km2；渗入系数选用0.15 经计算Q=2829.22 m3/d。隧道穿越的山岭，地表水向两侧冲沟中排泄顺畅，大气降水下渗条件较差，隧道涌水量较小，这与上面的估算相符。洞身中部灰岩与泥岩、泥灰岩交界处，灰岩岩溶较发育，这为岩溶水提供了一定储水空间，因此在该段施工时应引起重视，防止储积的岩溶水在开挖后产生小型的突水、突泥现象。第三章 隧道开挖方案设计3.1 设计参数公路等级：高等级公路建设规模：双向四车道隧道设计速度：80km/h交通方式：单向行驶隧道建筑限界：净宽10.25m=0.75m(左侧检修道)+0.5m(左侧侧向宽度)+3.75m2（行车道）+0.75m（右侧侧向宽度）+0.75m(右侧检修道)净高：5.0m隧道内路面横坡：公路级地震动峰值加速度系数（g）：0.053.2 洞身围岩工程特征 3.2.1 隧道围岩分段评价 按照分段定量评价隧道围岩级别的技术要求，本隧道围岩分级采用现行公路隧道设计规范（JTGD702004）第3.6.33.6.5条规定的围岩分级质量指标BQ值判别法。为计算BQ值及其修正值BO，初勘时对深孔作了声波测井，以求分层的岩体完整性系数Kv，声波测井成果见表32所列；在钻孔中还采取了大量岩石试样测定岩石饱和状态下的单轴极限抗压强度(Raj)，试验成果岩石试验汇总表。 围岩基本质量指标BQ值按式BQ=90+3Rc+250Kv计算；围岩基本质量指标修正系数BQ=BQ100（K1+K2+K3）计算：式中的K1、K2、K3分别为地下水、主要软肉结构面、初始应力状态修正系数：计算中的限制条件，计算结果的分级评价标准详见公路隧道设计规范。 左幅隧道围岩级别为VIII级，共分为9个围岩段，个围岩段工程地质评价及工程施工建议如下：（1）ZK82+250ZK82+548，长28m，隧道埋深0.028m，该段为V级围岩，属洞口浅埋段，近洞口一带浅表为崩坡积碎块石、强风化灰岩，深部为中风化灰岩，但风化裂隙发育，岩体破碎，有溶洞，开挖拱顶易产生坍塌，隧道施工有渗水现象，雨季淋雨状渗水较普遍。建议采取超前管鹏注浆支护，采用台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷+钢筋网+钢架加强初期支护，以现浇混泥土作为二次衬砌。（2）ZK82+548ZK82+662，长114m,隧道埋深78103m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作为初期支护，以现浇混泥土作为二次衬砌。（3）ZK82+662ZK82+878段：长216m，隧道埋深81140m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（4）ZK82+878ZK82+911段，长33m隧道埋深84 90m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（5）ZK82+911ZK83+014段：长93m，隧道埋深7090m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（6）ZK83+014ZK83+222段，长208m隧道埋深70 92m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，推测者阳滑落断层可能在该处与洞身相交拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（7）ZK83+222ZK83+323段：长101m，隧道埋深92158m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（8）ZK83+323ZK83+492段，长169m隧道埋深34 92m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（9）ZK82+492ZK83+648，长156m，隧道埋深0.034m，该段为V级围岩，属洞口浅埋段，隧道主要由碎石、泥岩、中风化泥灰岩及泥岩构成，受构造影响，围岩自稳能力差，隧道开挖多呈滴状、线状渗水，局部可能有较轻度涌水现象，建议采取超前管鹏注浆支护，采用台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷+钢筋网+钢架加强初期支护，以现浇混泥土作为二次衬砌。 右幅隧道围岩分属VIII级，共分9个围岩段，各段工程地质评价及工程施工建议如下：（1）YK82+515YK82+552段，长37m隧道埋深0.0 26m，该段为V级围岩，属洞口浅埋段，近洞口一带浅表为崩坡积碎块石、强风化灰岩，深部为中风化灰岩，但风化裂隙发育，岩体破碎，有溶洞，开挖拱顶易产生坍塌，隧道施工有渗水现象，雨季淋雨状渗水较普遍。建议采取超前管鹏注浆支护，采用台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷+钢筋网+钢架加强初期支护，以现浇混泥土作为二次衬砌。（2）YK82+552YK82+653段，长101m，隧道埋深90 124m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（3）YK82+653YK82+862段：长209m，隧道埋深81154m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（4）YK82+862YK82+901段，长39m，隧道埋深94 103m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（5）YK82+901YK83+021段：长120m，隧道埋深86100m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（6）YK83+021YK83+141段，长112m，隧道埋深71 138m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，推测者阳滑落断层可能在该处与洞身相交，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（7）YK83+141YK83+253段：长112m，隧道埋深101162m，该段为III级围岩，由中风化灰岩组成，岩体节理裂隙弱发育，洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力好较，无支护时局部可能有小的掉块塌落。建议：成洞采用全断面开挖，以稀疏锚杆作超前支护，采用锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（8）YK83+253YK83+492段，长239m，隧道埋深24 113m，该段为IV级围岩，由中风化灰岩夹泥岩构成，该段岩溶、裂隙较发育，拱部无支护时易小范围塌落，侧壁容易掉块。建议采用超前锚杆作超前支护，采取台阶分部开挖法，以锚喷混泥土作初期支护，以现浇混泥土作二次衬砌。（9）YK83+492YK83+650，长167m，隧道埋深0.032m，该段为V级围岩，属洞口浅埋段，隧道主要由碎石、泥岩、中风化泥灰岩及泥岩构成，受构造影响，围岩自稳能力差，隧道开挖多呈滴状、线状渗水，局部可能有较轻度涌水现象，建议采取超前管鹏注浆支护，采用台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷+钢筋网+钢架加强初期支护，以现浇混泥土作为二次衬砌。 表3.1 林场隧道左幅隧道围岩分级表起讫里程分段长度围岩类型饱和抗压强度岩体完整性系数围岩基本质量指标考虑影响因素修正系数确定围岩级别围岩基本质量指标修正系数震探测定岩体纵波速（）考虑影响因素状态或关系说明地下水K1主要软弱结构面K2初始应力状态K3进洞口ZK82+250ZK82+54828灰岩200.302500.10.12060.31.7潮湿，淋状渗水，雨季渗漏严重。ZK82+548ZK82+662114灰岩35.0.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。ZK82+662ZK82+878216灰岩56.70.555100.20.24704.05.1裂隙弱发育，潮湿、滴状渗水。ZK82+878ZK82+91133灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。ZK82+911ZK83+014103灰岩56.70.555100.20.24704.05.1裂隙弱发育，潮湿、滴状渗水。ZK83+014ZK83+222208灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。ZK83+323ZK83+492169灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。ZK82+492ZK83+648156泥岩200.332502120.31.7潮湿，淋状渗水，雨季渗漏严重。 表3.2 林场隧道右幅隧道围岩分级表起讫里程分段长度围岩类型饱和抗压强度岩体完整性系数围岩基本质量指标考虑影响因素修正系数确定围岩级别围岩基本质量指标修正系数震探测定岩体纵波速（）考虑影响因素状态或关系说明地下水K1主要软弱结构面K2初始应力状态K3进洞口YK82+515YK82+55237碎石土200.302500.10.12060.31.7潮湿，淋状渗水，雨季渗漏严重。YK82+552YK82+653101灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。YK82+653YK82+862209灰岩56.70.555100.20.24704.05.1裂隙弱发育，潮湿、滴状渗水。YK82+862YK82+90139灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。YK82+901YK83+021120灰岩56.70.555100.20.24704.05.1裂隙弱发育，潮湿、滴状渗水。YK83+021YK83+141120灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。YK83+141YK83+253112灰岩56.70.555100.20.24704.05.1裂隙弱发育，潮湿、滴状渗水。YK83+253YK83+492239灰岩35.50.543283322.03.0局部点滴状、线状渗水。YK83+492YK83+650158泥岩200.332502120.31.7潮湿，淋状渗水，雨季渗漏严重。3.3 隧道总体、结构及防排水设计 3.3.1 隧道总体设计（1）隧道平面及纵断面设计 隧道轴线是根据隧址区地形、地貌等因素，在符合路线总体走向的前提下，结合了隧址区工程地质与水文地质条件、两端接线及工程造价等因素综合确定；隧道平面为双向四车道分离式隧道；左右线间距的确定主要考虑隧道总体地质条件、左右线隧道相互间施工干扰以及洞口接线工程等因素。 隧道纵断面设计主要考虑路线总体走向、隧道工程及接线工程规模、隧道施工难度、通风照明等机电设施前期投入及后期运营费用。 隧道进出口平、纵面线形指标均满足3s行程的要求。 （2）紧急停车带及横通道设计 根据公路设计规范要求，隧道设置了2处人行横通道，1处车行横通道，左右线隧道各1处紧急停车带。 （见附图）。 3.3.2 洞身结构设计 （1）建筑限界设计 依据现行公路工程技术标准及公路隧道设计规范，结合本项目技术标准及相关要求拟定隧道主洞、紧急停车带、行人横通道及行车横通道建筑限界，如图3-1所示： 图3-1 公路隧道建筑限界图（单位：cm） H建筑限界高度 W行车道宽度 LL左侧向宽度 LR右侧向宽度 C余宽 J检修道宽度 R人行道宽度 h检修道或人行道高度 EL建筑限界左顶角宽度 EL=LL ER建筑限界右顶角宽度 主洞建筑限界宽为10.25m=0.75m(JL)+0.5m(LL)+3.75m2（W）+0.75m(LR)+.0.75m(JR)； 主洞建筑限界高为5m；紧急停车带建筑限界宽为 13.0m=0.75m(JL)+0.5m(LL)+ 3.75m2（W）+2.75(加宽)+0.75m(LR)+0.75(JR)； 紧急停车带建筑限界高为5m； 车行横通道建筑限界宽为 4.5m=0.25m+4.0m+0.25m； 车行横通道建筑限界高为 5m； 人行横通道建筑限界宽为 2.0m； 人行横通道建筑限界高为 2.5m.（2）内轮廓设计 隧道内轮廓设计以建筑限界为基础，综合考虑路面超高、衬砌结构受力特点、通风照明及消防设施布置空间、沟槽尺寸及隧道内装等拟定断面形式及具体参数，内轮廓均采用受理条件好的单心圆形式。隧道采用满足路面超高4%的R=555cm内轮廓。断面尺寸见设计图。 隧道紧急停车带内轮廓依据建筑限界并综合考虑相关因素拟定：停车带内轮廓采用三心圆断面形式，其边墙部曲线与主洞一致以实现顺适过渡，隧道拱顶采用R=749.5cm打半径曲线；停车带内轮廓图详见设计图。 车行横通道及人行横通道，由于路跨度较小且位于较好的围岩内，采用断面利用率高的直边墙+半圆拱方案；拱部圆弧半径分别为2.40m和1.25m，具体布置见设计图。（3）明洞衬砌设计12 隧道明洞段采用明挖法施工，整体模筑衬砌结构；明洞段临时边仰坡采用喷锚防护，喷锚防护采用喷射混泥土+锚杆+钢筋网的复合防护形式，相关衬砌结构参数如下表：表3.3 明洞结构支护参数表明洞及边仰坡6钢筋网（cm）C20喷射混凝土（cm）22砂浆锚杆C25混凝土二次衬砌（cm）SMa型衬砌2020103.5m1.51.5m60（钢筋混凝土）（4）衬砌结构设计1,2 本路段隧道衬砌结构均按照新奥法原理进行设计，隧道采用复合式衬砌，即初期支护采用锚网喷混凝土和钢拱架，在地质条件较差段辅以不同形式的超前支护，二次衬砌为模筑混凝土或钢筋混凝土。衬砌设计支护参数通过工程类比和计算分析综合确定。隧道衬砌设计的主要原则为： 初期支护：对于级围岩由工字钢拱架（或格栅钢架）、系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成，并辅以不同形式的超前支护，而对于级围岩则由系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成。对于级洞口段围岩软弱、压力较大的段落则根据实际情况设置临时仰拱以控制围岩变形。 超前支护：本路段隧道设计采用的超前支护措施主要有超前打管棚、超前小导管。超前的管棚一般设于两端洞口，防止隧道开挖塌方和仰坡变形，惠水端洞口左右线均采用16m长超前管棚，兴仁端洞口左右线均采用28m 长超前管棚；超前小导管：适用于V级围岩或IV级较差围岩段，主要防止隧道开挖发生塌方。 二次衬砌：一般情况下采用素混凝土，以方便施工，但在浅埋软弱围岩地段则采用钢筋混凝土，以确保隧道结构的安全。二次衬砌施作的合理时间应根据围岩地质情况和施工监测数据确定。设计时结合隧道的地质、地形及所处位置选择合理的衬砌类型，主要衬砌类型的支护参数见下表：表3.4 明洞支护、衬砌参数表衬砌类型