㽏井河库岸综合整治工程(西段)隧道施工图设计说明_第1页
㽏井河库岸综合整治工程(西段)隧道施工图设计说明_第2页
㽏井河库岸综合整治工程(西段)隧道施工图设计说明_第3页
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文档简介

隧道施工图设计说明工程简介1.1项目概况本项目为忠县城区㽏井河库岸综合整治工程(西段)。其中包含两条道路,一条为新建道路环湖路,一条现状拓宽改造道路连接道。环湖路道路为新建道路,道路等级为城市次干路,设计时速40Km/h,标准路幅宽度24米,双向四车道,全长2952.33m。隧道(K2+570~K2+875)全长305m。在隧道东侧沿河设置一条5m宽的步道供行人通行,本次隧道洞内不考虑人行道。本次㽏[gàn]井口隧道属于二标段,二标段范围为环湖路K0+960~K2+952.33、连接道、步道。图1-1项目区位图本次㽏井口隧道起点桩号K2+570,终点桩号K2+875,全长305m。1.2隧道规模本次环湖路设置隧道1座,为双向四车道连供隧道。表1.1隧道分布一览表隧道名称起讫桩号长度(m)隧道布置型式进口桩号出口桩号㽏[gàn]井口隧道K2+570K2+875305连拱隧道设计依据与执行主要标准规范2.1设计依据(1)勘察设计合同和相关会议纪要。(2)实测1:500地形图。(3)《忠县㽏井河库岸综合整治工程(西段)工程地质勘察报告(一次性勘察)》(中都工程设计有限公司)2022.02。(4)《关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见》渝建发〔2010〕166号。(7)《初步设计批复》。(8)《重庆市危险性较大的分部分项工程-安全管理实施细则》渝建安发〔2019〕27号。2.2执行主要标准《城市道路路线设计规范》(CJJ193-2012)《城市道路工程设计规范(2016版)》(CJJ37-2012)《城市地下道路工程设计规范》(CJJ221-2015)《公路隧道设计规范第一册土建工程》(JTG3370.1-2018)《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》(JTGD70/2-2014)《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)《公路隧道施工技术规范》(JTG/T3660-2020)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)《公路隧道抗震设计规范》(JTG2232-2019)《混凝土结构设计规范(2015年版)》(GB50010-2010)《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB/T1499.1-2017)《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T1499.2-2018)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015)《混凝土结构耐久性设计标准》(GB/T50476-2019)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011)《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB50016-2014)《混凝土结构防火涂料》(GB28375-2012)《建筑抗震设计规范(附条文说明)(2016年版)》(GB50011-2010)《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)《爆破安全规程》(GB6722-2014)《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)《高分子防水材料第2部分:止水带》(GB/T18173.2-2014)《高分子防水材料第1部分:片材》(GB/T18173.1-2012)《公路隧道照明设计细则》(JTG/TD70/2-01-2014)《公路隧道通风设计细则》(JTG/TD70/2-02-2014)《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T3310-2019)《公路工程施工安全技术规范》(JTGF90-2015)《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTGF80/1-2017)《公路工程抗震规范》(JTGB02—2013)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)《城市道路和建筑物无障碍设计规范》(JGJ50-2001)《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2015)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2016)《建筑地基基础设计规范》(DBJ50—047-2016)(住房和城乡建设部备案号:J13150-2016,重庆市工程建设标准)其它相关规范、规程及标准文件等。2.3隧道设计技术标准(1)道路等级:城市次干道(双洞四车道)。(2)隧道设计行车速度:40km/h。(3)隧道主洞限界净宽12.5m,净高5.0m。(4)隧道路面横坡:单向坡1.5%。(5)隧道纵坡:0.3%。(6)汽车荷载:城市-A级。(7)隧道结构安全等级:一级。(8)隧道结构设计基准期:100年。(9)隧道设计洪水频率:1/100;防洪水位:195.0(黄海高程)。(10)抗震设防:地震动峰值加速度0.05g(基本烈度Ⅵ度,采用Ⅶ度进行构造设防)。(11)隧道防火:本隧道仅限通行非危险化学品等机动车,并在交通工程设计设置禁止通行危险化学品标牌;隧道防火分类:四类。(12)防水等级:二级;抗渗等级P10;(13)在正常使用荷载作用下,钢筋混凝土结构裂缝宽度:迎水面不大于0.2mm,背水面不大于0.3mm。(14)隧道内卫生标准:①本次连拱隧道长度为305m,隧道一氧化碳(CO)允许浓度正常营运时为150ppm,阻滞段的平均CO设计浓度取200cm3/m3,同时经历时间不超过20min。②烟尘允许浓度:正常营运时为0.009m-1。上阶段审查意见执行情况(1)说明1.5节补充上阶段审查意见执行情况。回复:按意见执行,说明1.5节补充上阶段审查意见执行情况。(2)说明补充超前地质预报及监控量测的相关说明。回复:按意见执行,11.10.4节补充超前地质预报及11.9节补充监控量测的相关说明。(3)补充单洞隧道(双向四车道)对比方案。回复:按意见执行,11.5.2节补充单洞隧道(双向四车道)对比方案。(4)连拱隧道全长305m,隧道内应设置人行横通道。回复:按意见执行,补充1道人行横通道。(5)连拱隧道中隔墙厚度最小设置1.0m偏小,建议将左右幅测设线间距调整为4.0m。回复:按意见执行,将左右幅测设线间距调整为4.0m,中隔墙厚度最小则为1.4m。隧道区工程地质条件(本节内容摘录自地质勘察报告)4.1地理交通本项目位于忠县州屏组团北侧,西邻高铁片区,北接苏家组团,与两组团隔湖相望,项目西起忠县三公里,与环城西路相接,东至忠县公安局,与红星路相接;北侧为甘井河,南侧为州屏组团,与希望越江府、金科地产等多个开发地块相邻。场地地理位置优越,环境条件好,交通便利。4.2地形地貌场地地貌单元属低山丘陵地貌区,浅丘斜坡及冲沟地貌,拟建道路大多为原始地貌区,里程K0+800附近约70m范围为深回填区域,道路设计范围大多处于回填区域,面向甘井河沿岸呈斜坡状,线路范围整体左线低,右线高,线路在二个里程段(分别为里程K0+780~K0+850、里程K2+460~K2+560)存在冲沟地貌,K0+780~K0+850区域已经回填,K2+460~K2+560区域为原始地貌,属深回填区域,高差较大。局部里程段现状标高与平场标高基本一致,地势总体起伏较大;地形坡角在5~35°左右;场地总体地形地貌较复杂。4.3气象、水文2.1.1气象本区属亚热带东南季风山地气候,温热凉寒,四季分明,降水丰沛,日照充足。全年日照时数1274小时,最多为8月,达227.9小时,最少为12月,仅28.6小时。年平均气温18.0℃,最暖月为8月,平均气温为28.6℃;最冷月为1月,平均气温为7.0℃,最低温度可达-0.9℃;全年≥0℃的积温为6636℃。全年无霜期341天,热量资源丰富。年均降雨量1198mm,降雨集中在5-7月,可达全年降雨量的46%。年均相对湿度为81%,秋冬季相对湿度较大。境内长江沿岸冬季雾日较多,年均43.5天。夏季多偏南风,冬季多偏北风。县城年平均风速0.9米/秒,夏季风速大,8月平均风速1.2米/秒;冬季风速小,12月平均风速0.6米/秒。其余地区随海拔高度的增加,风速也相应增大。2.1.2水文据调查,勘察区北侧约9~120m为㽏井河,属长江支流,大气降雨形成的地表水以面流或小水沟的形式汇集,然后通过冲沟向㽏井河排泄、汇集。4.4地质构造场地处于新华夏系第三沉降带川东弧形褶皱带忠县背斜的南东翼。岩层呈单斜产出,产状128°~140°∠60°~70°,优势层理面为135°∠60°,层面平直光滑,张开度1~3mm,偶尔达到8mm,主要为泥质夹岩屑充填。延伸范围广,间距0.30~1.50m,层面结合很差,属软弱结构面。砂泥岩界面:砂泥岩界面起伏小,接触面光滑,张开度3~10mm,主要为泥质夹岩屑充填(尤其是砂岩层在上时),该结构面结合很差,属软弱结构面。场地岩体中主要发育有2组构造裂隙:裂隙LX1产状:倾向304°~317°,倾角28°~31°,优势结构面为308°∠30°,裂面平直光滑,张开度3~5mm,主要为泥质夹岩屑充填。延伸长度4~6m,最大达数十米,间距1~3m,结构面结合很差,属软弱结构面。裂隙LX2产状:走向125°~135°,倾角近直立,优势结构面为40°∠87°,裂面较粗糙,主要为岩末充填,延伸长度1~3m,张开度1~2mm,间距0.5~0.8m,结构面结合一般,属硬性结构面。场地裂隙一般发育,场地内及周围未见断层构造及构造破碎带。综上所述:场地裂隙发育程度为较发育。4.5地层结构场地内出露地层有第四系全新统人工填土层(Q4ml)素填土,残坡积层(Q4el+dl)粉质粘土和侏罗系上统蓬莱镇组砂岩、泥岩(J3p),现将其岩性由上至下分述如下:1)第四系全新统人工填土层(Q4ml):素填土:杂色,以黄褐色为主,主要由粉质粘土及泥岩、砂岩碎石组成;块碎石含量约10~36%,块石粒径约5~180mm,松散~稍密、干燥~稍湿;大多为周边烦房屋、道路等建设场平施工时机械无序抛填形成,回填时间在K0+800附近约1~2年,属新近填土,其余区域素填土填龄大于5年,属老填土。揭露厚度在0m~29.7m。2)第四系全新统残坡积层(Q4el+dl):粉质粘土:以黄褐色为主,部分呈棕黄色;可塑状,巨块状结构,干强度中等~高,韧性中等~高,土芯断面平直、稍有光泽。局部质不纯,含少量碎石及植物根系,该层在场地内广泛分布于原始地貌区,钻探揭露厚度为0~4.5m。~~~~~~~~~~~~不整合~~~~~~~~~~~~~~3)侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)砂岩:灰白色、灰色;细~中粒结构,中厚层状构造,主要矿物成份为长石、石英、云母等,钙质胶结,岩体较完整,岩芯主要呈柱状,局部段含少量泥质矿物。在大多钻孔中均有揭露,为本场地主要岩层。与场地泥岩互层产出。泥岩:紫红色、红褐色,主要由粘土矿物组成,泥质结构,薄层状构造,局部含砂质较重,部分岩芯有灰绿色钙质团斑及条带,强风化带岩芯较破碎,主要呈碎块状,中风化带岩体较破碎~较完整,岩芯主要呈柱状、短柱状,少数碎块状。与场地砂岩岩互层产出。4.6基岩顶面及基岩风化带特征(1)基岩面特征:场地原始地貌为丘陵地貌,场地整体起伏,总体地势线路左侧低,线路右侧高,地形坡角平均约5°~35°。场地基岩面整体随地形起伏,基岩面倾角约为5°~35°。(2)基岩风化特征:强风化泥岩呈紫红色、暗紫色,大部分矿物已风化变质,岩芯破碎呈碎块状、土夹碎块状或短柱状,岩块敲击易碎,钻探揭露层厚0.8m~4.0m。强风化砂岩呈暗灰色,局部灰褐色,岩芯呈砂土状、碎块状及短柱状,岩块敲击易碎,钻探揭露层厚0m~4.30m。中等风化带泥岩岩芯较破碎~较完整,呈柱状、短柱状、碎块状,岩质软,岩芯节长一般5~35cm,岩体属较完整岩体,局部段含砂质较重;砂岩岩芯较完整~完整,岩芯主要呈柱状,岩芯节长一般5~45cm。4.7水文地质4.7.1地下水工程区地下水主要可分为第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水以及河水反渗形成的地下水三种类型。(1)第四系松散层孔隙水该类型地下水主要赋存于第四系土层中,接受大气降雨的补给,经短途运移后向低洼处排泄。该类型地下水水质较差,该类地下水,主要受大气降雨影响,富水性一般。(2)基岩裂隙水该类型地下水主要赋存于基岩风化裂隙及构造裂隙中,接受大气降雨及上部第四系松散层孔隙水和地表水体的补给,沿基岩风化带裂隙作短途运移后向低洼处排泄,水量较小,工程区未见泉点出露。隧址未见稳定地下水位。(3)河水该类型地下水主要赋存于透水岩土体中,为河水反渗入地层中形成,主要受河水水位影响,亦受长江水位影响,勘察期间有稳定水位,经提干钻孔循环水24小时后观测水位为172.00m,最高水位为173.24m。场地及周边无地下水出露,场地水文地质条件较简单。在雨季,由于大气降雨,可能在局部形成上层滞水,对施工平场有一定影响,在施工过程中应做好相应的地表排水措施。4.7.2地表水场地整体为斜坡地带,场地范围内有2处冲沟地貌,有利于地表水的排泄。场地外侧为甘井河,距离拟建场地较近,其水位受长江水位影响,最高水位为175.0m(吴淞高程,黄海高程约173.24m),且在每年10月至第二年3月为防汛期,水位不定,最低水位约140m左右,勘察期间水位相对稳定在高程172.0m左右。4.7.3水、土腐蚀性评价根据现场调查,场地周边和拟建场内无污染的工厂、矿山或污染排放点等污染源,场内土层为未污染土,场区上覆的填土层为含水层或地下水位以上的强透水层,场地环境类型为Ⅲ类,并结合当地经验判定,按环境类型水和土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。4.8不良地质作用根据勘察报告,场区及附近周边地段无断层通过,场区内未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,无埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。4.9特殊性岩土隧址区内不存在特殊性岩土。4.10隧道工程地质条件及评价4.10.1隧道洞身围岩工程地质分级(1)围岩的荷载高度计算根据《公路隧道设计规范》JTG3370.1-2018附录G,对于Ⅳ~Ⅵ级围岩,当隧道埋深小于2.5倍压力拱高度时应划分为浅埋隧道,当隧道埋深大于2.5倍压力拱高度时应划分为深埋隧道。压力拱高度由下式确定:hq=q0/γq0=q+q’q0=q+q’,q、q’按公路隧道设计规范》JTG3370.1-2018附录G式(G.0.3-3)、式(G.0.3-4)计算。连拱隧道总宽度为25.62m,计算式中附加荷载修正系数§取值0.45计算。表4.1隧道深浅埋划分一览表构筑物围岩级别跨度(m)ha(m)Hp(2.5ha,m)连供隧道IV25.629.4623.7V25.6218.9347.3(2)隧道围岩分级依据隧道区不同岩石的力学性质,首先进行岩石坚硬程度的划分,并依据钻孔声波测井及岩体裂隙发育程度所确定岩体完整性系数Kv计算BQ值,对围岩进行初步分级。而后考虑到围岩地质构造的影响和围岩节理的发育程度,同时考虑到各种围岩的风化特征对围岩强度的影响,隧道的埋置深度以及地下水对围岩的危害性作围岩详细分级。A围岩主要特征岩石坚硬程度的划分按岩石单轴饱和抗压强度将隧道围岩划分为软岩、较软岩。表4.2隧道围岩坚硬程度分类统计表分段地层代号岩性饱和抗压强度标准值(MPa)坚硬程度分类备注进洞口段J3P泥岩5.11软岩中风化J3P砂岩14.5软岩中风化洞身段J3P泥岩4.23极软岩中风化J3P砂岩13.2软岩中风化出洞口段J3P泥岩5.5软岩中风化J3P砂岩14.9软岩中风化隧道围岩岩体完整性系数Kv的确定本次勘察围岩完整性系数Kv利用在钻孔中进行的声波测井成果,围岩完整性系数Kv根据现场情况综合取值。Kv具体取值如下表。表4.3隧道围岩完整性系数Kv统计表地层代号位置岩性饱和抗压强度标准值(MPa)岩体完整性系数KvJ3P浅埋段泥岩5.11~5.50.55J3P深埋段砂岩15.030.68J3P深埋段泥岩4.230.65J3P深埋段砂岩15.030.55B定量划分=1\*GB3①围岩BQ值计算岩体基本质量指标BQ值的计算据《公路隧道设计规范第一册土建工程》JTG3370.1-2018,3.6.2条:计算公式为:BQ=100+3Rc+250Kv当Rc>90Kv+30时,取Rc=90Kv+30;当Kv>0.04Rc+0.4时,取Kv=0.04Rc+0.4。=2\*GB3②围岩详细定级围岩基本质量指标修正值[BQ]按JTGD70-2004,3.6.4条计算。[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)K1—地下水影响修正系数;K2—主要软弱结构面产状影响修正系数;K3—初始应力状态影响修正系数;岩体基本质量影响因素的修正系数K1、K2、K3按JTG3370.1-2018附录A表A.0.3-1、表A.0.3-2、表A.0.3-3确定。隧址区出露的地层为J3P地层,围岩主要为泥岩、砂岩。隧道进、出口段地下水出水状态主要为淋雨状或涌流状出水,K1取值为0.7;浅埋段及洞身段裂隙水较发育主要为潮湿或点滴状出水,K1取值为0.4。主要软弱结构面为层面裂隙,洞轴线走向135°~176°,结构面走向45°,结构面走向与洞轴线夹角为大于60°,结构面倾角60°,为其他组合。进、出口及洞深段K2取值为0.2。由于隧址区内无高地应力存在,隧道区初始应力主要以岩体的自重应力场的自重应力为主,初始应力状态影响修正系数K3取0。表4.4左幅隧道围岩级别定量划分表序号段落长度(m)地层时代及岩性围岩级别围岩基本质量修正值[BQ]岩体完整性系数Kv单轴饱和抗压强度Rc(Mpa)修正系数基本质量指标BQ深浅埋分类K1K2K3主要岩性地层时代1K2+570.00~K2+608.2038.2泥岩J3PⅤ1630.50253超浅埋2K2+608.20~K2+667.0058.8泥岩J3PⅤ2150.60275浅埋3K2+667.00~K2+729.7062.7泥岩J3PⅤ2150.60275深埋4K2+729.70~K2+810.3080.6砂岩J3PIV2600.680310深埋5K2+810.30~K2+854.9044.6泥岩J3PⅤ2150.60275浅埋6K2+854.90~K2+876.0021.1泥岩J3PⅤ1640.50254超浅埋表4.5右幅隧道围岩级别定量划分表序号段落长度(m)地层时代及岩性围岩级别围岩基本质量修正值[BQ]岩体完整性系数Kv单轴饱和抗压强度Rc(Mpa)修正系数基本质量指标BQ深浅埋分类K1K2K3主要岩性地层时代1K2+570.00~K2+615.0045.0泥岩J3PⅤ1630.50253超浅埋2K2+615.00~K2+625.8051.7泥岩J3PⅤ2150.60275浅埋3K2+666.70~K2+723.0056.3泥岩J3PⅤ2150.60275深埋4K2+723.00~K2+810.3087.3砂岩J3PIV2600.670310深埋5K2+810.30~K2+855.3045泥岩J3PⅤ2150.60275浅埋6K2+855.30~K2+876.0020.7泥岩J3PⅤ1640.50254超浅埋4.10.2隧道涌水量预测(1)隧道区地下水水力特征及赋集条件隧道穿越的地层主要为侏罗系上统蓬莱镇组砂岩、泥岩。主要发育中~高倾角的构造裂隙,利于地下水的径流、排泄。地表上地形切割较浅,进、出洞口处地形坡度较陡,地下水不易赋存。经地表水文调查及钻孔水位观测,区内地下水为基岩裂隙水。(2)隧道涌水量预测根据地勘报告,隧道涌水量的预测值,即单洞平水期最大涌水量Q单=186m3/d、丰水期单洞平水期最大涌水量Q单=559m3/d。本隧道在分层界限、裂隙段等突水突泥的可能性较小。(4)地下水腐蚀性评价场地内地下水主要为松散岩类孔隙水,基岩裂隙水,地下水贫乏,水文地质条件简单,按I类环境Mg2+、HCO3-、总矿化度对混凝土结构均有微腐蚀,SO42-有弱腐蚀;在A类条件下对混凝土结构有微腐蚀(pH值微腐蚀,侵蚀性CO2微腐蚀);Cl-在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀。4.10.3工程地质评价(1)隧道进口工程地质评价隧道进洞口仰坡倾向355°,倾角约25°~36°,主要为基岩组成,覆盖层厚度小于1.0m。洞口仰坡与层面大角度相交,层面对仰坡稳定性影响小,裂隙Ⅰ、裂隙Ⅱ均与仰坡大角度相交,对仰坡稳定性影响小,仰坡稳定性受岩体强度控制,而仰坡现状坡度小,故仰坡处于稳定状态。表4.6隧道进口段岩体物理力学指标建议值岩性重度(kN/m3)单轴饱和抗压强度(MPa)围岩弹性波速(m/s)岩体完整性系数Kv挡墙基底摩擦系数中等风化泥岩地基承载力特征值fa0(KPa)泥岩25.55.1125990.28-0.590.45800弹性模量(MPa)泊松比抗拉强度(MPa)C(MPa)Ф(°)弹性抗力系数K(MPa/m)M30砂浆与岩体粘结强度(kPa)10150.360.2240.40430.770*330*表4.7隧道进口段岩体及结构面抗剪参数指标岩土类型参数类型岩土体结构面中等风化泥岩岩土界面泥岩层面砂、泥岩界面LX1砂岩LX1砂岩LX2泥岩LX2泥岩内摩擦角(°)天然30.713.9412.0*12.0*17162018饱和——9.79————————————粘聚力(KPa)天然40420.1220.0*20.0*45406050饱和——14.41————————————(2)隧道洞身工程地质评价隧道穿越地层为单斜构造,洞身穿越的山体稳定,地层分布连续,无断层破碎带,区域地质整体稳定性较好。隧道与岩层走向呈曲线相交,穿越地层为下伏基岩为下伏侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)地层,围岩岩性为泥岩,砂岩。据声波测试成果岩体完整性系数0.28~0.70。隧道洞身段最大埋深71.4m,根据地勘资料,隧址区内无高地应力存在。拟建隧道围岩为V级围岩,围岩体多较完整,局部较破碎。V级围岩稳定性评价:V级围岩分布在隧道进出洞口及围岩岩性主要为泥岩段。组成V级围岩的岩性主要为强风化岩体及泥岩,属极软岩,风化裂隙较发育,层间结合一般~较差。IV级围岩稳定性评价:IV级围岩分布在隧道洞身围岩岩性主要为砂岩段。组成IV级围岩的岩性主要砂岩,局部夹薄层泥岩,属极软岩~较软岩,以较软岩为主,岩体较完整,层间结合一般。表4.8隧道洞身段岩体物理力学指标建议值岩性重度(kN/m3)单轴饱和抗压强度(MPa)围岩弹性波速(m/s)岩体完整性系数Kv挡墙基底摩擦系数中等风化泥岩地基承载力特征值fa0(KPa)泥岩25.54.2325990.650.45400弹性模量(MPa)泊松比抗拉强度(MPa)C(MPa)Ф(°)弹性抗力系数K(MPa/m)M30砂浆与岩体粘结强度(kPa)8670.330.1770.2730.060*400*砂岩重度(kN/m3)单轴饱和抗压强度(MPa)围岩弹性波速(m/s)岩体完整性系数Kv挡墙基底摩擦系数中等风化砂岩地基承载力特征值fa0(KPa)24.513.2030210.670.50900弹性模量(MPa)泊松比抗拉强度(MPa)C(MPa)Ф(°)弹性抗力系数K(MPa/m)M30砂浆与岩体粘结强度(kPa)21070.270.4921.06732.3190*800*表4.9隧道洞身段岩体及结构面抗剪参数指标岩土类型参数类型岩土体结构面中等风化泥岩中等风化砂岩岩土界面砂岩层面泥岩层面砂、泥岩界面LX1砂岩LX1砂岩LX2泥岩LX2泥岩内摩擦角(°)天然30.032.313.9414.0*12.0*1717162018饱和————9.79——————————————粘聚力(KPa)天然270106720.1230.0*20.0*4545406050饱和————14.41——————————————(3)隧道出口工程地质评价出洞口仰坡倾向126°,倾角约60°,为基岩组成,洞口仰坡与层面同向,层面对仰坡稳定性影响大,裂隙Ⅰ、与边坡反向,裂隙Ⅱ与仰坡大角度相交,对仰坡稳定性影响小,仰坡稳定性受层面强度控制。表4.10隧道出口段岩体物理力学指标建议值岩性重度(kN/m3)单轴饱和抗压强度(MPa)围岩弹性波速(m/s)岩体完整性系数Kv挡墙基底摩擦系数中等风化泥岩地基承载力特征值fa0(KPa)泥岩25.45.525990.28-0.590.45800弹性模量(MPa)泊松比抗拉强度(MPa)C(MPa)Ф(°)弹性抗力系数K(MPa/m)M30砂浆与岩体粘结强度(kPa)13750.330.230.5130.980*450*表4.11隧道出口段岩体及结构面抗剪参数指标岩土类型参数类型岩土体结构面中等风化泥岩岩土界面泥岩层面砂、泥岩界面LX1砂岩LX1砂岩LX2泥岩LX2泥岩内摩擦角(°)天然30.713.9412.0*12.0*17162018饱和——9.79————————————粘聚力(KPa)天然40420.1220.0*20.0*45406050饱和——14.41————————————4.10.4隧道有毒有害气体隧道穿越地层主要为侏罗系上统蓬莱镇组砂岩、泥岩,不具备含有毒有害气体的地层,隧道施工中将不会产生有毒、有害气体涌出排放。4.10.6偏压及大变形现象根据场地地形和地质情况,隧道围岩为倾斜岩层,裂隙较发育,隧道洞口基本垂直地形等高线,其横向坡角较小,可不需考虑地形偏压影响。4.10.7隧道工程建设对环境的影响隧道施工中将产生大量废水废渣,废水处理不当将对周围地表水体、河流水质及水生生物等生态环境产生影响;同时废渣若堆放不善,将对当地土地带来严重影响,或带来一系列工程地质问题。在施工时,应优化施工程序,及时进行开挖面的衬砌与防护,减少废水的产生。同时,应设置专用排水管渠系统,减少施工机械废弃油污进入河流。在隧道线路施工时,其开挖废渣要尽量选择地形平坦,地表汇流条件差的堆放场地,同时作出复耕设计,当废渣堆放达到一定高度时,平整复耕,恢复植被覆盖和可利用土地面积。隧道土建设计5.1平面设计隧道设计左、右线采用双洞单向两车道连供隧道方案。隧道进口端位于直线上,出口端位于曲线半径R=200m的圆曲线上,隧道纵坡为单向坡0.3%。5.2隧道纵面设计隧道纵面线型设计综合地形、地质条件、通风、排水、施工及隧道两端的接线条件。隧道纵坡为0.3%,为单向坡。5.3横通道设计为方便紧急情况下左右隧道洞内的联系和发生事故时的救援与逃生,本隧道在K2+723设置了1处人行横通道,便于洞内的联系和紧急情况下救援逃生。5.4连供隧道建筑限界及内轮廓1、隧道主洞及隧道内其他各种洞室的建筑限界均应满足规范要求,且隧道内各项设备均不得侵入建筑限界内,隧道内路面为-1.5%的单面横坡。2、隧道主洞限界净宽:1)限界净宽为B=12.5m(检修道0.75m+路缘带0.5m+小车道3.5m+大车道3.5m+路缘带0.5m+人行道3.0m+检修道0.75m);3、限界净高:5.00m。5.5隧道主体工程设计5.5.1隧道衬砌内轮廓根据建筑限界要求以及电缆沟、排水沟、隧道通风需要以及机电设施等所需空间尺寸确定了衬砌内轮廓断面型式。拟定上半圆半径为530cm的三心圆曲边墙结构,净空面积(含仰拱)73.22m2,周长(含仰拱)31.04m。图5-1隧道建筑限界图图5-2人行横通道建筑限界图5-3隧道内轮廓图5.5.2洞门形式洞口位置的确定遵循早进洞晚出洞的原则,尽量减少洞口边仰坡开挖高度,同时兼顾洞口地形、地质条件,以及左右洞口的协调美观等综合因素,选用经济、美观、和谐自然并有利于行车视线诱导的洞门型式。本次隧道进口接3#桥桥台,仰坡地形较陡,采用端墙式洞门。出口位于R=200m圆曲线上,洞门位置受路线3s行程控制,晚进洞,仰坡地形也较陡,采用端墙式洞门。5.5.3隧道衬砌设计隧道洞身结构按新奥法施工原理进行设计,即以系统锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢架等组成的初期支护与二次模筑混凝土相结合的复合衬砌型式,通过结构分析计算、技术经济比较及工程类比等多种方法,同时结合本隧道工程地质特点等综合拟定洞身结构支护参数如下表。表5-1隧道复合式衬砌支护主要设计参数支护类型应用范围初期支护预留变形量二次衬砌C25砼湿喷系统锚杆钢架间距辅助措施L-Md明洞段/////拱墙、仰拱:60cmC35钢筋砼(P10)L-S5aⅤ级围岩浅埋段26cm厚;Φ8钢筋网@20×20cmΦ25中空注浆锚杆L=4.0m,@50×100(纵×环)I20b@0.5mΦ42注浆小导管或108大管棚,环距40cm15cm拱墙、仰拱:55cmC35钢筋砼(P10)L-S5bⅤ级围岩深埋段26cm厚;Φ8钢筋网@20×20cmΦ25中空注浆锚杆L=4.0m,@75×100(纵×环)I20b@0.75mΦ42注浆小导管,环距40cm12cm拱墙、仰拱:50cmC35钢筋砼(P10)L-S4Ⅳ级围岩深埋段24cm厚;Φ8钢筋网@20×20cmφ22砂浆锚杆L=3.5m,@100×100(纵×环)I18@1.0mΦ22超前锚杆,环距40cm10cm拱墙、仰拱:45cmC35钢筋砼(P10)5.5.4防排水及管沟设计1)设计原则(1)防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠,排水顺畅,经济合理,不留后患的目的。(2)对洞口周边的地表水进行拦截和疏导,不让地表水进入主洞范围。2)防水系统(1)结构防水:要求二次衬砌混凝土采用防水混凝土浇筑,即可在混凝土中添加密实微膨胀剂或防水剂,以达到衬砌密实、防裂及防水目的,防水混凝土防水等级应不小于P10。(2)三缝防水:变形缝设置中埋式橡胶止水带并用防水材料嵌缝;施工缝中间位置设置中埋式橡胶止水带。所有变形缝及环向施工缝设置背贴式止水带。(3)模注混凝土衬砌外防水:明洞应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后,拱圈背部以砂浆涂抹平整。明洞洞身(除仰拱外)满铺防水层。3)排水系统隧道排水系统分地下水排水系统、路面水(清洗水)排水系统和洞外截、排水系统,各自互相独立,分别排放。(1)地下水排水系统组成包括:①单壁打孔波纹管:每10m均匀设置一处Ф50HDPE单壁波纹管盲沟(每处1~3根),洞壁股水或地下水较集中处适当加密,将地下水引出。②边墙底衬砌外侧的纵向排水暗管:将单壁波纹管以及拱墙外侧的塑料防水卷材及无纺布中引排的地下水,均集中到左右边墙底部的纵向φ100排水暗管中。③隧底横向排水支管:将左、右边墙底纵向排水暗管汇集的地下水通过φ100横向支管流入隧道纵向排水边沟,该边沟净空尺寸左、右侧分别为30×35cm、35×40cm。(2)洞外截、排水系统组成包括:①洞顶截水沟:洞顶截水沟将洞顶坡面流水截走,不让水流进洞口范围。②洞外路基排水沟:洞外路基排水沟将洞外路面水和边坡水引离隧道洞口。4)管沟设计为满足管线及后期管网的需要,本次在隧道行车方向左侧设置了65×60cm电缆沟,右侧设置了68×70cm电缆沟。5.5.5抗震设防本项目区域地震动峰值加速度为0.05g,地震基本烈度为6度,根据《公路隧道设计细则》及《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)相关要求,隧道按照提高一度考虑抗震措施,本隧道按7度采取抗震措施。1)洞门抗震设防措施(1)隧道洞门及衬砌建筑材料采用C35混凝土,洞门形式均采用削竹式,拱腰以上部分采用M7.5砂浆砌片石回填,以增强洞门结构的整体抗震稳定性。(2)仰拱坡率的确定充分考虑地震的影响,当地质条件较差时,采用锚网喷等措施进行加固处理,以提高坡面的稳定性。(3)边仰坡采用植物配合框架锚杆支护,利用植物根系固坡、护坡,保证边坡稳定安全。2)明洞抗震设防措施(1)明洞洞身结构采用C35钢筋混凝土,钢筋按要求配置。(2)墙背回填采用浆砌片石,增大回填高度,以提高弹性抗力,增大周围岩体对衬砌结构的约束,减少结构内弯矩。3)暗洞抗震设防措施(1)按规范要求,在隧道洞口段,浅埋偏压段等薄弱环节需设置抗震设防段。(2)隧道洞身初期支护采用柔性结构,洞口和洞身浅埋、偏压段二次衬砌采用钢筋混凝土结构。(3)洞口明暗交界面、覆盖层与基岩交界面、浅埋与深埋交界面设置环向沉降缝。(4)隧道二次衬砌拱顶预留压浆孔,压入水泥浆液填充空洞,保证二次衬砌密实。5.4.6路面工程路面结构由上到下依次为:上面层:沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)4cm(阻燃);下面层:中粒式密级配改性沥青混凝土(AC-20)6cm;防水粘接层0.8cm:0.7kg/m2的GS-Ⅰ溶剂型粘接剂;26cm厚C40混凝土面板(设计抗弯拉强度≥5.0MPa);20cm厚C20混凝土基层(设计抗弯拉强度≥1.8MPa);C20砼仰拱填充。4.0cm厚沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)上面层中应掺入沥青用量6-10%的隧道路面专用复合阻燃改性剂,以达到阻燃改性效果。隧道路面专用复合阻燃改性剂应具有阻燃效果好(OI氧指数应大于30)、掺入后不影响沥青的其它路用性能,在达到阻燃性能的同时不改变沥青的技术性能、与沥青相容性好、环保等特点。其技术指标要求如下。表5-2隧道路面专用复合阻燃改性剂的技术指标P2O5(%)>2.0N(%)>8.0MgO(%)35~50AL2O3(%)>18密度(g/cm3)>2.0分解温度(℃)>270吸热温度(℃)>250PH5.5~7.0粒径<10um表面颜色白色5.4.7隧道内装饰设计隧道检修道以上3.15m范围内隧道内部侧墙装饰采用防火装饰板,沿隧道全长设置。装饰板应采用配套专用龙骨支架及相关配件固定于隧道边墙上。装饰板应确保30年不变色,龙骨采用采用弧形压条式铝合金龙骨,龙骨体系保证30年寿命。防火装饰板横纵抗折强度应大于等于20N/㎡,内结合强度应大于等于0.6Mpa。板材应为A级不燃材料,色彩丰富、表面光滑,易清洁耐污染等特性,缝处须断开,板表面应为亚光处理。装饰板在施工缝和沉降缝处须断开。采用的隧道装饰板材,其技术指标如下表:表5-3隧道内装饰板材的技术要求序号检测项目标准值检测依据1密度,g/cm³≥1.6GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》2横纵抗折强度,N/㎡≥20GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》3抗冲击强度,Mpa≥2.7GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》4抗拉强度≥11.2GB/T15231-2008《玻璃纤维增强水泥性能试验方法》5石棉含量不含有石棉HJ/T206-2005《环境标志产品技术要求无石棉建筑制品》6放射性A类GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》7不透水性经24h底面无水滴出GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》8抗风压性正压为7000pa时,试样无损坏;负压为9000pa时,试样无损坏GB/T7106-2008《建筑门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》9抗冻性经25次冻融循环不得有分层等破坏现象GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》10铅笔硬度≥4HGB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》11耐沾污性,%≤10GB/T9780-2013《建筑涂料层耐沾污性试验方法》12耐洗刷性10000次,试样无变化GB/T9266-2009《建筑涂料涂层耐洗刷性的测定》13耐酸性不起泡、不脱落、不开裂GB/T17748-2008《建筑幕墙用铝塑复合板》14耐碱性不起泡、不脱落、不开裂GB/T17748-2008《建筑幕墙用铝塑复合板》15燃烧性符合GB8624-2012中A(A1)级的要求GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》16贴面双贴面复合板装饰板材应采用中国绿色环保产品。隧道内部防火装饰板以上部分装饰采用隧道专用防火涂料,耐火极限不小于2小时,厚度为10mm。防火涂料装饰层与装饰板之间应有不小于15cm的搭接长度。鉴于隧道环境潮湿且便于冲洗,隧道专用防火涂料必须具备:无毒、无异味、环保、超耐久性、耐洗刷、防火阻燃、耐酸碱、涂料颜色绝不退色、防霉、无菌及防苔藓滋生等特性。采用的隧道专用防火涂料技术指标如下表:表5-4隧道防火涂料技术要求序号检测项目技术指标缺陷分类1在容器中的状态经搅拌后呈均匀稠厚液体,无结块▲C2干燥时间(表干)/h≤24▲C3粘结强度/Mpa≥0.1▲A4干密度/(kg/m3)≤800▲C5耐水性/h≥720,试验后,涂层不开裂、起层、脱落,允许轻微发胀和变色A6耐酸性/h≥360,试验后,涂层不开裂、起层、脱落,允许轻微发胀和变色B7耐碱性/h≥360,试验后,涂层不开裂、起层、脱落,允许轻微发胀和变色B8耐湿热性/h≥720,试验后,涂层不开裂、起层、脱落,允许轻微发胀和变色B9耐冻融循环试验/次≥15,试验后,涂层不开裂、起层、脱落,允许轻微发胀和变色B10产烟毒性不低于GB/T20285-2006规定产烟毒性危险分组ZA[1]级B11耐火性能/h≥2.00(标准升温)▲A≥2.00(HC升温)▲升温≥1.50,降温≥1.83(RABT升温)▲12涂层厚度(mm)≤10A注1:A为致命缺陷,B为严重缺陷,C为轻缺陷。注2:型式检验时,可选择一种升温条件进行耐火性能检验和判定。注3:表格中带▲符号的指标为强制性指标,选择材料时须完全满足表中要求,其他指标可根据需要选取。防火涂料应做耐火试验,耐火时间不得低于2小时。装饰颜色及装饰采用的涂料、饰材等的样口及特性数据应送设计、监理及业主单位会审,正式施工前应作试验段,合格后方可正式施工。5.4.8主要建筑材料及要求钢筋混凝土混凝土1)明洞衬砌采用C35钢筋混凝土,抗渗等级P10;2)复合式衬砌初期支护采用C25喷混凝土;3)二次衬砌采用C35钢筋混凝土,抗渗等级P10;4)导向墙、隧道内纵向排水沟、电缆沟及盖板采用C30钢筋混凝土;5)仰拱回填采用C20素混凝土。钢筋、钢材直径D<12mm的钢筋一般采用HPB300级钢筋,直径D≥12mm的钢筋及锚杆采用HRB400级钢筋;钢拱架采用I20b、I18型工字钢。1)HPB300光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB/T1499.1-2017)标准规定,钢筋屈服强度标准值fyk=300MPa。2)HRB400带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T1499.2-2018)标准规定,钢筋屈服强度标准值fyk=400MPa。3)Q235钢材应符合GB/T700-2007、Q345钢材应符合《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008标准规定,选用的焊接材料应符合GB/T5117-2012和GB/T5118-2012标准规定,并与所采用的钢材材质和强度相适应。钢架采用轧制20b、18、16工字钢拱架(Q235钢)。(3)钢筋的混凝土保护层厚度受力钢筋的混凝土保护层厚度在一般环境条件下应符合下表的规定。受力钢筋的混凝土保护层厚度(mm)结构类别二次衬砌迎水面背水面保护层厚度5040(4)钢筋的锚固混凝土受拉钢筋锚固长度:≥30d;(5)钢筋的连接1)钢筋接头:直径≥16mm主筋采用机械连接,采用Ⅰ级接头,钢筋采用机械连接应符合《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010)标准的规定。其余采用焊接,焊接接头的类型和质量应符合现行《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)的要求。焊条:E43系列用于焊接HPB300钢筋;E55系列用于焊接HRB400钢筋;2)接头位置:施工中根据实际情况分段,相邻连接位置应相互错开,同一区段受力钢筋的接头位置应相互错开35d且不小于500mm,同一截面接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不大于50%。系统锚杆本次设计系统锚杆:D25中空注浆锚杆用于Ⅴ级围岩地段,全粘接药卷锚杆用于Ⅳ级围岩地段,临时支护采用普通砂浆锚杆。D25中空注浆锚杆技术参数:锚孔直径(mm):42~50。锚杆内/外直径(mm):17/25。拉拔力(KN):≥120。锚杆垫板(mm):150×150×6。锚杆螺母(mm):SW=41,H=30。(2)施工工艺流程:1)锚杆安装:钻孔,用水和空气洗孔,直至空口返水或返气后安装锚杆。2)安装止浆塞、垫板和螺母,临时固定锚杆体。3)注浆,采用1:1水泥砂浆,水灰比1:0.4~1:0.5,砂子粒径不应大于1.0mm。4)浆液灌注饱满,水泥液体强度达到5.0MPa后,拧紧螺母。大管棚进洞超前大管棚选用Ф108热轧无缝钢管加工,管身四周带φ12的溢浆小孔,管壁厚6mm,环向间距40cm,单根长度取10~30米,外插角小于1~2°;注浆材料:为加固地层,需通过管棚向地层注浆,注浆液一般选用纯水泥浆(W/C=1.0),注浆压力1~2.0MPa。注浆小导管φ42热轧无缝钢管,管身周围带φ8的溢浆小孔,管壁厚4mm。注浆材料:=1\*GB3①42.5#纯水泥浆液(W/C=0.6~0.8),注浆压力0.5~1.0MPa。=2\*GB3②M20早强水泥砂浆(W/C=0.5~0.8),注浆压力0.5~1.0MPa。EVA防水卷材[《高分子防水材料第1部分:片材》GB18173.1-2012表4中JS2类]厚度:1.5mm,幅宽≥3m,外观为自然白色,不参加任何回收料等杂质。表5.5防水板主要技术指标项目单位性能指标EVA断裂拉伸强度Mpa≥18扯断伸长率%≥650撕裂强度KN/m≥100不透水性0.3Mpa/24h无渗漏低温弯折性oC≤-35,无裂缝加热伸缩量延伸mm≤2收缩mm≤6热空气老化断裂拉伸强度MPa≥16扯断伸长率%≥600耐碱性断裂拉伸强度MPa≥17扯断伸长率%≥600人工候化断裂拉伸强度保持率%≥80扯断伸长率保持率%≥70刺破强度防水板厚度(1.5mm)N≥300无纺布[《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》GB(T)17638-2017]尺寸规格:每平方米质量应大于400g;表5.6隧道内用无纺织土工织物技术指标项目单位技术指标备注单位面积质量g/m2300400偏差为±5%断裂强度(纵横向)KN·m-1≥15≥20断裂延伸率(纵横向)%≥40CBR顶破能力KN≥2.9≥3.9撕破强力(纵横向)KN≥0.42≥0.56等效孔径O90(O95)mm0.05~0.2垂直渗透系数cm·s-1K×(10-1~10-3)K=1.0~9.9厚度mm≥2.2≥.7中埋式橡胶止水带(执行规范:GB18173.2-2014)规格尺寸:宽×厚=30cm×10mm背贴式橡胶止水带(执行规范:GB18173.2-2014)规格尺寸:宽×厚=40cm×10mm表5.7橡胶止水带主要技术指标项目单位指标硬度邵尔A度60±5拉伸强度MPa≥10扯断伸长率%≥380压缩永久变形70oC×24h≤3023oC×168h≤20撕裂强度KN/m≥30脆性温度oC≤-45热空气老化70oC×168h硬度变化邵尔A度≤6拉伸强度MPa≥9扯断伸长率%≥320耐碱性Ca(OH)饱和溶液23oC×168h硬度变化邵尔A度≤6拉伸强度MPa≥9扯断伸长率%≥320臭氧老化(50×10-8,20%,40oC,48h)无龟裂橡胶与金属粘合橡胶破坏(R)表5.8钢边橡胶止水带主要技术指标项目单位性能指标硬度(绍尔)度62±5拉伸强度MPa≥18扯断伸长率%≥400压缩永久变形70oC×24h≤3523oC×168h≤20撕裂强度KN/m≥35脆性温度oC≤-45热空气老化70oC×168h硬度变化(绍尔)度≤+8拉伸强度MPa≥16.2扯断伸长率%≥320耐碱性Ca(OH)饱和溶液23oC×168h硬度变化(绍尔)度≤+6拉伸强度MPa≥12扯断伸长率%≥400臭氧老化(50×10-8,20%,40oC,48h)无龟裂橡胶与金属粘合橡胶破坏(R)HDPE(高密度聚乙烯)波纹管(执行规范:CJT250-2018建筑排水用高密度聚乙烯管材及管件)纵向排水管:Φ110HDPE双壁波纹管(有孔);横向排水支管:Φ110HDPE双壁波纹管(无孔);环向盲沟:Φ50HDPE单壁打孔波纹管。表5.9HDPE(高密度聚乙烯波纹管)指标名称单位指标基本要求无毒,耐酸碱,寿命50年以上环刚度KN/m2≥6.0扁平试验垂直方向加压至外径变形量为原外径的40%时立即卸荷,试样不破裂、分层落锤冲击试验0°C,高度1米,用1Kg垂锤冲击10次,应9次以上无开裂现象纵向伸缩率%<3透水面积cm2/m≥40孔眼打孔波纹管打孔眼:10×1mm~30×3mm结构构造与耐久性设计6.1结构构造措施(1)钢筋保护层厚度结构钢筋混凝土保护层厚度按下表执行,且主筋净保护层不应小于主筋直径。主筋净保护层表结构部位隧道二衬外侧隧道二衬内侧厚度(mm)50mm40mm注:箍筋、分布钢筋和构造筋的混凝土保护层厚度不得小于20mm。(2)钢筋的锚固与连接1)除图中注明外,受拉钢筋最小锚固长度Lae按下表选取钢筋种类C40砼HPB30025dHRB400d≤2533d2)钢筋的连接a.钢筋绑扎搭接、机械连接和焊接的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。b.钢筋直径≥16mm时,主筋采用机械连接,接头等级I级。c.同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头应相互错开。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率:梁、板、墙类构件≤25%;柱类构件≤50%。d.纵向受力钢筋绑扎搭接接头的搭接长度:L=ζla,在任何情况下,纵向受拉钢筋搭接接头的搭接长度均不应小于300mm。e.纵向受力钢筋机械连接应相互错开,接头连接区段长度≥35d,纵向受拉钢筋接头面积≤50%,机械连接接头连接件的混凝土保护层应满足厚度的要求,连接件之间的横向净间距≥25mm。f.纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开,焊接接头连接区段的长度≥35d且≥500mm,受拉钢筋的焊接接头面积百分率≤50%。6.2变形缝与施工缝设置(1)变形缝设置及要求在结构、地质或荷载发生显著变化处,或因抗震要求必须设置变形缝时,为避免差异沉降引起的纵向变形,应按以下要求设置变形缝:①隧道衬砌类型分界处设置变形缝;②隧道除上述部位需设置变形缝外,每间隔50m设变形缝一道。(2)施工缝设置及要求施工缝在混凝土浇筑前,应对其表面进行凿毛、清洁处理,并应满足防水设计要求。施工缝处的钢筋无论采用何种连接方式,钢筋都要留够长度,确保连接质量,要求同一断面的钢筋接头不超过钢筋面积的50%。6.3耐久性要求为达到该耐久性要求,主要采取了如下措施:(1)结构构件(不含临时构件)正截面的裂缝控制等级一般为三级,即允许出现裂缝,裂缝宽度:迎水面不大于0.2mm,其它部位不大于0.3mm。(2)混凝土的材料要求:①大体积浇筑的砼避免采用高水化热水泥,砼优先采用双掺技术(掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣),并控制内外温度差不超过25℃。隧道二衬应采用高性能补偿收缩防水砼。②严格控制胶凝材料及水胶比用量;如下表单位体积混凝土的胶凝材料用量表最低强度等级最大水胶比最小用量(kg/m3)最大用量(kg/m3)C400.45260320③混凝土中的最大氯离子含量为0.06%。④宜适用非碱活性骨料;当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3。⑤严格控制入模温度≤30℃。⑥优先掺加优质引气剂。6.4与结构耐久性有关的施工质量要求①耐久混凝土的施工应结合工程和环境特点,对施工全过程和各个施工环节提出质量控制与质量保证措施,并制定相应的施工技术条例。②混凝土配比及其原材料,应通过试配和混凝土抗裂性能的对比试验进行优选;③采用合理浇筑顺序,尽量减少混凝土硬化收缩过程中的拉应力与开裂;④确保混凝土保护层的设计厚度。保护层垫块可用细石混凝土制作,其抗侵蚀能力和强度应高于构件本体混凝土,水胶比不高于0.4;⑤暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。根据现浇混凝土使用的胶凝材料的类型、水胶比及气象条件等确定潮湿养护时间。⑥控制混凝土入模前的模板与钢筋温度以及混凝土的入模温度;混凝土的入模温度应视气温而调整,在炎热气候下不宜高于气温且不超过30℃,冬季施工不宜低于5℃。混凝土入模后的内部最高温度一般不高于65℃,构件任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差一般不高于25℃,新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土的温差不大于15℃。⑦混凝土浇注后应仔细摸面压平,摸面时严禁洒水,并应防过度操作。⑧应进行现场混凝土的耐久性质量检测。辅助工程措施及施工工艺针对本隧道的特点,隧道洞口加强段超前支护选用了Φ108大管棚,V级围岩浅埋段选用了Φ42小导管,Ⅳ级围岩深埋段选用了Φ22锚杆作为开挖时保证地层稳定的辅助措施。隧道施工各项工序的工艺要求应严格按《公路隧道施工技术规范》、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》等规范规程执行。7.1隧道开挖(1)施工应根据隧道洞口、洞身不同的段落和不同的围岩级别和围岩状况采用合理开挖方法。(2)隧道爆破开挖前,必须根据开挖段围岩的地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、爆破材料等因素编制详细的钻爆设计,并报监理工程师批准后实施。钻爆设计的主要内容包括炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。爆破人员应按爆破设计图表及说明严格施工,并根据爆破效果及时修正有关参数,以达到理想的爆破效果。(3)爆破应采用光面爆破或预裂爆破,分步开挖时可采用预留光面层光面爆破。(4)光面爆破的参数应根据工程类比法或通过现场试爆确定。在软弱围岩中开挖时,爆破开挖一次进尺应根据开挖宽度和围岩自稳时间严格控制;在坚硬完整的围岩中开挖时,应考虑有利于控制超挖因素综合确定进尺。另外,软岩爆破时周边眼间距宜控制在40cm以内,中硬岩爆破时周边眼间距不宜大于50cm。(5)爆破开挖时必须预留足够的变形量,避免侵限。7.2初期支护(1)喷射砼采用湿喷工艺。钢架间喷砼应饱满平顺;钢架与围岩之间的间隙应用喷砼充填密实;钢架腹、背的空隙禁止填塞片、碎石或其他杂物。(2)喷射混凝土的回弹物严禁重复利用。新喷射的混凝土应按规定洒水养护。(3)喷射砼时,喷嘴应与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般可取0.6~1.0m。(4)隧道爆破开挖后,应坚持先喷后锚的原则,即应首先初喷砼封闭岩面,然后再施作系统锚杆、挂钢筋网、架立钢架,最后复喷达到设计厚度。(5)隧道系统锚杆为药卷锚杆,锚杆应全长锚固,并设置垫板。施作时应遵循锚固卷的使用要求,精确控制其泡水时间,随泡随用;系统锚杆方向一般应沿轮廓线法向;当软弱的岩层面和节理裂隙可能对隧道稳定性产生不利影响时,锚杆方向应尽量垂于于不利结构面施作。7.3防排水(1)防水卷材及无纺布应在初期支护验收合格后方可施工。同时,应特别检查喷砼支护表面,除去露出的尖锐物,其平整度应符合D/L<1/6的要求(L为相邻凸出距离,D为凹进深度)。(2)铺设衬砌背后的防水卷材前,应在防水卷材内侧(靠近围岩侧)先铺设400g/m2无纺布,无纺布用暗钉圈固定在喷砼上。(3)防水卷材的搭接采用热风双焊缝施工工艺,防水卷材搭接长度应不小于10cm并应保证接缝质量。(4)隧道洞身模筑砼变形缝(洞口明暗交界面、覆盖层与基岩交界面、断层破碎带以及V级围岩较差的段落)设置橡胶止水带,纵向施工缝设置中埋钢边橡胶止水带。(5)隧道内边墙下部的HDPE纵向排水暗管应外包一层无纺布,以避免土砂颗粒进入管内,造成管道淤塞。(6)所有排水管路交叉部分,原则上均应采用市售成品。(7)所有的纵向和横向排水管必须严格按设计的高程埋置到位,不能呈波浪状,引起积水和排水不畅;隧底横向泄水支管埋设时应严格按设计的坡度的管口高程埋置,避免积水倒流;各排水管件交叉处必须用三通或多通管连接;各打孔排水管件均外裹透水无纺布。7.4二次衬砌(1)隧道边墙及拱部二次衬砌的浇筑应采用移动式液压模板台车和泵送砼整体浇筑,以保证二次衬砌的密实,超挖部分采用同级砼回填。隧道进洞前,模板台车应装配到位;每模衬砌砼应连续浇筑,一次完成。(2)二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱和矮边墙,然后立模进行拱部砼浇筑,矮边墙与拱墙模筑砼间的纵向施工缝宜位于电缆沟盖板以下。仰拱必须整体浇筑,不得分幅浇筑。(3)二次衬砌砼浇筑时,应采取措施确保隧道拱部砼灌注密实,必要时应在拱部预留注浆孔,以便在二次衬砌背后进行充填注浆。监控量测8.1监控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,利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,以便及时采取措施防止事故发生,积累资料为以后的设计提供类比依据,确保隧道的安全,达到隧道施工安全、节约工程投资的目的。8.2监控量测项目1、必测项目1)洞内外观察洞内观察包括开挖面观察和初期支护完成区段观察等。开挖面观察:每次开挖后进行一次。必须认真填写设计图中要求的《施工围岩调查表》。初期支护完成区段观察:每天至少进行一次,观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状态。洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。2)周边位移量测(拱顶下沉和周边收敛)量测坑道断面的收敛情况,包括量测拱顶下沉、净空水平收敛以及底板鼓起(必要时)。拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为:Ⅳ级围岩为10~20m,Ⅴ级围岩为5~10m。围岩变化处应适当加密,在各级围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1~2个,水平收敛1~2对。当发生较大涌水时,Ⅴ级围岩量测断面的间距应缩小至5m。各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下,尽可能靠近工作面埋设,一般为0.5~2m,并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后12h内读取,最迟不得超过24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读数。拱顶下沉量测应与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行。当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。3)地表下沉量测浅埋段地表下沉量测断面布置宜与拱顶下沉量测及水平净空变化量测在同一量测断面内,地表下沉量测应在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。隧道地表下沉量测左右线应联合实施。表5.1-1量测频率表位移速度(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测频率>5(0~1)B2次/d1~5(1~2)B1次/d0.2~1(2~5)B1次/(2~3)d<0.2>5B1次/(3~7)d注:B表示隧道开挖宽度2、选测项目1)钢架内力及外力2)围岩体内位移(洞内设点)3)围岩体内位移(地表设点)4)围岩压力及两层支护间压力5)支护、衬砌内应力6)锚杆轴力上述选测项目应结合本隧道围岩性质、开挖方式有选择的进行;围岩压力、支护及衬砌内应力等项目的量测频率开始时与同一断面的变形量测频率相同,当量测值变化不大时可适当降低量测频率。8.3连拱隧道段监控量测连拱隧道段除上述监控量测要求的内容外,增加以下监控量测内容:(1)爆破振动采用爆破振动监测仪对连拱隧道先行洞以及临近受保护建(构)筑物区段位置进行监测,在后续洞每次爆破后进行。连拱隧道地段监控量测与分离式隧道不同之处在于特别强调中墙的稳定、地表沉降和爆破震动对相邻洞室的影响,尤其是后行洞爆破开挖时中墙靠超前洞拱腰位置最大震速的监测,要求不超过2.5cm/s。(2)围岩内部位移及中墙变形量测(洞内设点)洞内钻杆中安设单、多点杆式位移计,每一级围岩段选一断面每个断面3~11个测点,在爆破后24小时内进行。8.4监控量测资料整理与反馈(1)量测资料整理包括以下内容:①原始记录表(包括断面编号、测点设置时间、施工情况)及实际测点布置图。②绘制位移随时间变化的曲线——时态曲线。③绘制位移随开挖面距离变化的曲线——空间曲线。④绘制位移速度、位移加速度随时间及开挖面距离的变化图。(2)对初期支护时态曲线应进行回归分析,选择与实测数据拟合性好的函数进行回归,预测可能出现的最大位移。并根据最大位移值、位移速率及位移时态曲线进行施工管理。判断隧道是否稳定的标准参照《施工监控量测设计图》要求,并应满足《公路隧道施工技术规范》的相关要求。隧道安全设计9.1隧道施工安全设计施工前应详细阅读本设计文件,领会设计意图,并应贯彻《中华人民共和国安全生产法》“安全第一,预防为主”的方针,严格按《公路隧道施工技术规范》(JTG/T3660-2020)、《公路工程施工安全技术规范》(JTGF90-2015)和《爆破安全规程》(GB6722-2014)等规范规程的相关要求,详细编制实施性施工组织设计,包括隧道各项施工工序详细的施工安全措施和应急预案,并报监理工程师批准后实施。9.2洞口施工安全(1)洞口施工前应复测洞口段横、纵地面线,若与设计不符,应及时上报,严禁盲目开挖,形成高边坡。(2)挂口进洞前,应加强洞口周围和掌子面临时边仰坡的锚喷网防护,确保安全进洞。(3)隧道洞口区域所有危及洞口安全的危石、落石等必须彻底清除,同时设置好相关安全设施,以保证隧道的施工和营运安全。(4)隧道洞口在施工前应首先施作截、排水沟,并确保排水畅通,以减少积水对洞口的冲蚀,保障洞口施工安全。9.3洞身施工安全(1)施工中应严格遵循“短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则,严格控制循环进尺和爆破震动速度。(2)洞身在开挖前应施作好超前支护。(3)应坚持“随挖随支护和先喷后锚”的原则,即喷锚或钢架支护必须紧跟开挖工作面,应在爆破、通风和找顶后及时对岩面进行初喷砼,尽快封闭围岩,控制围岩的初期变形,然后再及时施作锚杆、挂钢筋网或架立钢架,最后复喷砼达到设计厚度。在喷锚作业期间,应有人随时观察围岩变化情况。9.4超前地质预报本项目超前地质预报指导思想:以工程地质综合分析为核心、直接探测与间接探测相结合、现场量测与室内分析相结合,由初步探测到详细探测,必要时采用超前钻孔予以验证,对不良地质体的规模和位置进行超前预报,指导施工。超前地质预报应由经验丰富的专业人员实施。初次探测和详细探测建议采用TSP探测、瞬变电磁仪、地质雷达等物探探测方法,根据隧道工程地质条件,及各种方法探测的优缺点,各种方法配合使用。9.5施工预案9.5.1塌方预案1)隧道局部坍塌的预防首先,了解设计文件中的地质情况及特点、难点,开展施工实际地质描述,并随时与设计对照,判断设计准确性及意图。其次,加强地质超前预报和监控量测工作,做到提前预测和定量实测分析,以便及时提出变更要求,经设计确认后调整施工方案。再次,施工中突然出现大变形时必须及时改变施工方案,同时,采用光面控制爆破或预裂爆破减小对围岩的扰动,控制围岩变形。最后,严格按照设计文件施作初期支护,确保锚杆的长度、间距,钢筋网的尺寸,喷射混凝土的厚度和钢拱架的间距等参数达到设计要求。2)洞内岩石类塌方处理预案根据实践统计分析,洞内岩石类塌方规模一般为中、小型,个别为大型塌方,一般塌方数量不超过500方。①中、小型塌方对于中小型塌方,从塌腔口可观察到坍壁的稳定性,确定是否采用清渣方案,同时根据塌腔的矢跨比(H/B)采取不同的处治措施。当塌腔矢跨比H/B<0.7时,采用WNF法处治,利用围岩暂时稳定状态,边清渣边处理,尽快采用喷锚支护加固未塌地层,即“外层初期支护(简称W)”,然后沿二次衬砌外轮廓施作钢筋混凝土壳体,即“内层初期支护(简称N)”,同时在壳体和喷锚支护之间采用钢架连成整体,沿内层初期支护外轮廓外依次设防水层、1m厚护拱及1m以上的缓冲层,即“防护层(简称F)”。当塌腔矢跨比H/B≥0.7时,采用WF法处治,利用围岩暂时稳定状态,边清渣边处理,尽快采用喷锚支护加固未塌地层,即“外层初期支护(简称W)”,然后沿二次衬砌外轮廓施作防水层、1m厚护拱及1m以上的缓冲层,即“防护层(简称F)”。②大型塌方对于大型塌方,一般不能采用清渣方案,而是采取“注浆+管棚”整体加固方案。设置止浆墙,然后充填注浆,充填后施作管棚,在管棚支护下采用短进尺、分步开始施工。③“冒顶”塌方先处理地表塌方洞口,四周设置截、排水沟,并采用喷锚支护,根据地表稳定性情况决定是否采用地表注浆加固,洞内塌方处治方案可参考大型塌方处理,待洞内处治完毕后对地表塌方口回填加固,一般采用粘性土回填,回填后高出地表0.6-1m。3)洞内土质类塌方处理预案土质类塌方的围岩级别一般为Ⅳ~Ⅵ级,塌方范围以外的未塌方部分稳定性差,因此,塌方规模一般较大,为大型或特大型塌方。土质塌方不能采用清渣方案,而是采取“注浆+管棚”整体加固方案,且管棚施作后需进一步注浆加固。9.5.2隧道安全事故应急处理预案根据《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、交通部《公路水运工程安全生产监督管理办法》等安全生产条理,施工单位应根据本工程特点,制订安全事故应急处理预案。1)编制目的针对本隧道的地质情况,对隧道可能发生的坍塌等事故提前作出安排,明确应急职责,识别紧急需求,确保事故发生时,能快速反应,实施紧急救援,有效预防事故范围的扩大,最大限度地降低和减少事故带来的人员伤亡和财产损失。2)应急响应机构及职责根据各相关责任单位的职责,成立相应的事故应急响应机构,其中隧道施工的承担单位负责主要的抢险救援职责。应急响应机构中应包括抢险救援领导小组,常设现场抢险、抢险物资保障、消防、医疗救护、交通指挥、后勤保障等部门。抢险救援领导小组负责抢险指挥及协调工作,并负责抢险信息的发布。现场抢险部门负责实施事故现场的抢险、搜救工作。抢险物资保障部门负责抢险物资准备、供应以及现场照明、通风工作。消防部门负责现场消防工作,以及与当地消防部门的联系。医疗救护部门负责现场必要的就地救护工作,以及与当地医院救护的联系。交通指挥部门负责抢险现场的交通疏导,维持抢险现场秩序,并负责与当地公安交通部门联络。后勤保障部门负责抢险救援期间的后勤物资、生活保证。3)建立事故报告制度根据发生事故的等级建立相应的事故报告制度,事故发生后应在最短的时间内报告事故应急响应机构,启动相应的应急预案。4)建立抢险保障系统(1)应急物资、设备保障配备足够的应急救援物资和设备器材,指定专人负责,定期维护,保障正常运转。应急物资主要包括抢险物资、常备医疗药品和器材、通讯设备、照明设备、消防设备、水中逃生设备等。抢险物资包括钢材、水泥、木材、脚手架、钢管、钢拱架、编织袋、开挖机具、运输机具、注浆机具、抽水机、抽水管道等。常备医疗药品和器材包括消毒用品、溺水和受伤急救用品、常用小夹板、担架、止血袋、氧气袋等。水中逃生设备包括救生圈、救生衣等水中漂浮物。(2)人员保障配备足够的抢险、救援人员,定期对各类抢险、救援人员进行抢险、救援知识培训,必要时应进行抢险、救援演练。(3)通讯保障配备必要的通讯设备,如手机、电话、对讲机等,并由专人负责,保证通讯24小时畅通。(4)交通保障事故发生时应有足够的车辆,并保证车辆运转正常,交通顺畅。5)坍方事故应急措施(1)事故发生后应根据事故等级立即报告相关单位和人员,同时启动应急预案;发生涌突水事故时,涌突水处的人员迅速开展自救工作,远离涌突水现场。(2)立即停止施工,撤出全部作业人员,清点施工人数,确认是否有人员伤亡或处于危险状态,并立即封锁现场,防止无关人员盲目进入危险区域。(3)若无人员伤亡或处于危险状态,迅速制定抢险方案,各部门相互配合开展抢险工作,防止事故扩大。(4)当有人员伤亡,立即组织救援,帮助伤员及时脱离危险区,根据伤员情况施行必要的救护工作,尽快与当地医疗急救中心取得联系,以最快的速度使伤员得到尽可能好的紧急救护。(5)交通指挥部门迅速清理现场无关人员,清理和设置路障,维持现场秩序,保证抢险救援的交通通畅,必要时请求当地公安来维持现场秩序。(6)在实施抢险方案时应随时注意观察围岩情况(包括地下水情况);发生坍塌事故时应对周围未坍塌地段作必要的加固,防止发生再次坍塌;涌突水事故应对突水点周围地段作必要的加固,防止涌突水引起坍塌,检查其他地方是否还有涌突水的可能。(7)进行事故原因分析,搜集事故物证

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