隧洞施工圖說明.doc

隧洞工程施工圖設計說明1隧洞設計基礎資料1.1設計依據(jù)的主要技術標準（1）水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL2522000）；（2）灌溉與排水工程設計規(guī)范（GB50288-99）；（3）水工隧洞設計規(guī)范（SL279-2002）；（4）灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范（SL482-2011）；（5）水利水電地下工程施工組織設計規(guī)范（SL6422013）（6）水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范（SL3782007）；1.2設計依據(jù)的技術資料（1）*工程初步設計報告；（2）取水輸水建筑物叢書隧洞（中國水利水電出版社 2004年12月版）1.3隧洞建筑物級別各級渠道隧洞建筑物級別表表1.3-1渠道名稱渠首設計流量建筑物級別m3/s一流量段上段二流量段三流量段四流量段五流量段六流量段其余干渠、分干渠及支渠2隧洞地質條件2.1隧洞主要工程地質1）進、出口邊坡渠線隧洞大都穿越條形山脊或山丘，各隧洞進、出口位于陡坡坡腳或緩坡地帶，大多基巖裸露，局部覆蓋薄層坡殘積土層。其中龍泉山隧洞和金水橋隧洞進、出口邊坡高分別為1640m，其中覆蓋層厚012m，其邊坡穩(wěn)定性差，建議清除或采取工程處理措施；下伏基巖為粉砂質泥巖，強弱風化，軟弱破碎，巖層傾角為515，龍泉山隧洞進、出口和金水橋隧洞出口巖層傾向坡外、為緩傾同向結構的順層邊坡，金水橋隧洞進口巖層傾向坡內、為緩傾反向結構的巖質邊坡，邊坡巖體風化破碎、完整性差，開挖邊坡穩(wěn)定性差，建議施工中采取適當工程處理措施，設置坡面排水系統(tǒng)。其余隧洞進、出口邊坡高度一般小于10m，巖性主要為砂巖或粉砂質泥岸，其巖層產狀大多近水平（傾角03），為強弱風化的軟巖或較軟巖，邊坡整體穩(wěn)定；但由于邊坡巖體風化破碎、完整性差，建議施工中清除坡面覆蓋層和不穩(wěn)定巖塊后采取適當護坡的處理措施，注意坡面的排水。2）洞室圍巖隧洞穿越地層主要為白堊系蒼溪組（K1c）、白龍組（K1b）關組（Kj）、灌口組（K2g）和侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3s）、蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）的地層，巖性主要為砂巖和粉砂質泥巖不等厚互層，除蓬萊鎮(zhèn)組上段（J3p）的砂巖在龍泉隧洞進口以后渠段為中硬巖外，其余均為較軟巖或軟巖。巖層傾角除龍泉山隧洞和金水橋隧洞相對較陡（傾角1030）外，其余巖層產狀近于水平（傾角小于5）。隧洞圍巖為類，其中類圍巖成洞條件及圍巖穩(wěn)定性相對較好，施工中局部存在掉塊及小規(guī)模坍塌，建議及時支護和襯砌；類圍巖，弱風化砂巖新鮮粉砂質泥巖組成，層狀薄層狀結構；類圍巖成洞條件及穩(wěn)定性差，巖層傾角大多小于5，特別是粉砂質泥巖層間結合力弱，施工中存在洞頂?shù)拿搶犹鷨栴}，建議應加強支護，及時封閉、襯砌。隧洞穿越龍泉山東坡斷裂和西坡斷裂的洞段，圍巖分類為類，穩(wěn)定性差，開挖后易坍塌失穩(wěn)，建議及時支護、襯砌；施工開挖揭穿斷層破碎帶存在突水突泥的可能，建議加強排水并采取相應的工程處理措施。龍泉山隧洞和金水橋隧洞穿越斷層不存在抗斷裂帶的問題。龍泉山以東的廣大丘陵區(qū)無斷裂構造，構造形跡以寬緩褶皺為主。特別注意的是本工程龍泉山、金水橋可能存在瓦斯問題，建議龍泉山、金水橋隧洞施工中加強瓦斯監(jiān)測和人工檢測，并采取防火、防爆（人員培訓、設備改造），及時封堵，特別是施工通風等防范措施。3）粉砂質泥巖膨脹性隧洞圍巖為侏羅系和白堊系紅色砂、泥巖互層。粉砂質泥巖崩解分類主要屬類和類、少量類和類。根據(jù)試驗成果，白堊系地層（K）強弱風化粉砂質泥巖具弱膨脹性，新鮮粉砂質泥巖的膨脹性具有不均一性、但總體具有一定膨脹性，大多屬弱膨脹巖。侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（J3p2、J3p1）、遂寧組地層（J3s）強風化、弱風化粉砂質泥巖普遍具弱膨脹性；新鮮粉砂質泥巖的膨脹性由于巖性不均一導致其膨脹性的具有不均一性，類比南充干渠和武都引水二期工程侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組（J3p2、J3p1）和遂寧組地層（J3s）粉砂質泥巖的膨脹試驗成果資料，以及升鐘水庫總干渠、西梓干渠和武引一期工程運行情況，侏羅系的新鮮粉砂質泥巖在圍巖濕度條件及含水率變化時、產生的脹縮現(xiàn)象明顯。粉砂質泥巖膨脹變形和破壞一般表現(xiàn)為：頂拱、邊墻的膨脹開裂，洞底膨脹反鼓開裂等膨脹破壞。因此，建議粉砂質泥巖洞段施工中及時封閉、襯砌成洞，盡可能避免圍巖含水量特別是干、濕交替條件的變化，減少超挖，尤其是頂拱空腔應回填密實，頂拱和邊墻加強襯砌，洞底采取反底襯砌等工程處理措施，抑制粉砂質泥巖洞段的圍巖膨脹變形和破壞。4）地下水隧洞由砂巖和粉砂質泥巖不等厚互層組成。巖層產狀近于水平，巖層傾角大多5。巖體透水性差異較大，一般砂巖為相對含水層，粉砂質泥巖為隔水層。龍泉山以西低山地貌區(qū)，隧洞埋深度相對較大，砂巖（含水層）和粉砂質泥巖（隔水層）相間成層分布，地下水一般具有多層含水層，因此，隧洞埋深較大的洞段，地下水也不是很豐富。龍泉山以東丘陵區(qū)，地下水位相對貧乏，對成洞無大的影響。但隧洞進、出口風化帶巖體、有地表水影響較強的洞段及其余各短隧洞、褶皺核部洞段，地下水和地表水聯(lián)系密切，特別是在雨季地下水活動往往比較強烈，建議施工中加強排水，對粉砂質泥巖洞段開挖后及時封閉、襯砌處理。隧洞穿越斷層（特別是龍泉驛斷層和紅花塘斷層）和褶皺核部洞段，利于地下水集聚，開挖后易坍塌失穩(wěn)，施工開挖揭穿斷層破碎帶或褶皺核部存在突水突泥的可能，建議加強排水并采取相應的工程處理措施。2.2隧洞圍巖工程地質分類工程區(qū)隧洞穿越地層主要為白堊系蒼溪組（K1c）、白龍組（K1b）關組（Kj）、灌口組（K2g）和侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3s）、蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）的地層，巖性主要為砂巖和粉砂質泥巖不等厚互層，除蓬萊鎮(zhèn)組上段（J3p）的砂巖在龍泉隧洞進口以后渠段為中硬巖外，其余均為較軟巖或軟巖。隧洞圍巖分類采用水利水電工程地質勘察規(guī)范（GB50487-2008）和中小型水利水電工程地質勘察規(guī)范（SL55-2005）中圍巖工程地質分類標準，以巖體結構為基礎，綜合考慮巖石強度、巖體完整程度、結構面特征及其與洞軸線的組合關系、地下水影響等因素，對洞身圍巖進行評價和分類。10隧洞圍巖分類表表2.2-1圍巖類別巖性巖體結構圍巖主要工程地質特征 圍巖穩(wěn)定性評價新鮮砂巖中厚層厚層狀巖石為較軟巖，新鮮，厚層巨厚層狀，巖性均一，無軟弱夾層，巖體完整，裂隙不發(fā)育，閉合無充填，無控制性軟弱結構面，巖體抗風化能力較低，暴露大氣和濕水后，強度降低較快，一般地下水活動輕微，洞線與巖層走向夾角30。當?shù)叵滤械然顒訒r應降為類。穩(wěn)定性總體較好；局部受軟弱結構面組合控制，穩(wěn)定性較差，可產生掉塊。較軟巖強度不足，局部會產生塑性變形或小至中等坍落，可短期穩(wěn)定。中硬巖，中厚層狀結構，巖體完整性較差，裂隙較發(fā)育，有貫穿性軟弱結構面，地下水活動中等，沿裂隙面或軟弱結構面有大量滴水或線流，洞線與巖層走向夾角大于30。弱風化砂巖新鮮粉砂質泥巖層狀薄層狀巖性為較軟巖或軟巖，弱風化砂巖，新鮮粉砂質泥巖，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育， 巖體較完整完整，層間結合力差，抗風化能力低，暴露大氣和濕水后，強度降低較快，地下水活動輕微。洞線與巖層走向夾角30。當?shù)叵滤械然顒訒r應降為類。 圍巖穩(wěn)定性差，自穩(wěn)時間很短， 拱頂常有坍落， 邊墻也有掉塊或塌落。夾砂巖、泥巖薄層段局部層間結合力差，存在垮塌的可能。 時間效應明顯，施工中可能產生較大的變形破壞，軟巖流變顯著，可產生較大的塑性變形。強風化巖體、弱風化粉砂質泥巖、斷層破碎帶、褶皺核部、有地表水體影響較強、地下水活動強烈洞段等碎裂結構碎塊狀結構薄層狀結構強風化巖體，弱風化粉砂質泥巖，巖體破碎，完整性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，普遍張開松弛，部分充填泥、巖屑等。地下水活動中等至強烈， 加速巖體風化和降低結構面抗剪強度，極易發(fā)生垮塌 。巖層傾角30。 圍巖極不穩(wěn)定，風化巖體受裂隙及層面控制，拱頂及邊墻極易產生垮塌。風化狀態(tài)的粉砂質泥巖以及斷層破碎帶在地下水的作用下，將出現(xiàn)邊墻及頂拱垮塌，甚至出現(xiàn)冒頂和地面塌陷 。2.3隧洞圍巖建議值渠系隧洞圍巖建議值表表2.3-2圍巖類別密度抗剪斷強度變形模量E泊松比堅固系數(shù)fk單位彈性系數(shù)Ko（無壓）洞臉邊坡開挖坡比fCg/cm3MPaGPaMPa/cm臨時永久2.22.30.650.750.30.4230.250.335561:0.31:0.52.12.20.550.600.10.30.51.50.250.3523131:0.51:0.752.02.10.400.450.020.030.10.30.350.40120.40.61:0751:1建議開挖坡比適用于坡高小于8m，大于8m則應設置馬道。3隧洞結構設計3.1斷面型式根據(jù)初設審批成果，為便于施工，隧洞均布置為無壓城門洞型式，圓拱直墻型，頂拱圓心角為180。各隧洞具體斷面尺寸根據(jù)相應的流量，經過水力學計算確定。3.2糙率隧洞為渠系輸水建筑物，均為現(xiàn)澆砼或鋼筋砼襯砌，設計糙率為0.014，隧洞施工后，過水斷面糙率應滿足設計要求。3.3隧洞進、出口設計隧洞進、出口一般采用漸變段（矩形渠除外）與前后明渠銜接，漸變段為C15素砼，漸變段長度一般為進口1015m，出口1520m（詳見各隧洞結構布置圖），進口由貼坡式斷面漸變?yōu)楹庵厥街绷嗝媾c隧洞相接（出口反之）。隧洞進、出口洞臉設計采用在隧洞進、出口上部設砼直墻，用以標示隧洞名稱，直墻背后設排水溝。由于隧洞為無壓洞，對進口上覆圍巖厚度要求較低，施工時應盡量遵循“早進洞、晚出洞”的原則，隧洞掛口布置應盡量少開挖邊坡，突出其生態(tài)環(huán)保的特點。對必要開挖形成的邊坡，應進行支護處理。對覆蓋層邊坡可采用漿砌石襯砌，對巖石邊坡則采用噴錨支護（邊坡支護詳見設計圖紙），邊坡若超過8m高應根據(jù)現(xiàn)場具體地質地形條件設置馬道。3.4隧洞永久襯砌為確保砼襯砌與圍巖緊密結合，保證結構安全，必須清除所有松動巖塊及洞渣后，方可進行砼襯砌。類圍巖洞段：采用底板和邊墻分離的型式（分離式）襯砌，頂拱和邊墻為25cm厚C20W4F50素砼，底板為C15 W4F50素砼，厚20cm，對于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設置3030cm貼角砼；類圍巖洞段：采用全封閉式C20 W4F50鋼筋砼結構襯砌，襯砌厚度根據(jù)不同流量段大小確定為3040cm，對于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設置3030cm貼角砼；類圍巖洞段：采用全封閉式C20 W4F50鋼筋砼結構襯砌，襯砌厚度根據(jù)不同流量段大小確定為3045cm，對于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設3030cm貼角砼。 根據(jù)地質資料揭示，工程區(qū)粉砂質泥巖總體具有一定膨脹性，大多屬弱膨脹巖，設計對圍巖有、無弱膨脹力均進行了設計計算。施工時對圍巖的分類及有、無微膨脹力的劃分，應根據(jù)現(xiàn)場開挖揭示后，由現(xiàn)場地質工程師確定，并選取相應的襯砌斷面及鋼筋圖。必要時微膨脹力大小可采取室內試驗確定。具體布置詳見各流量段隧洞結構及鋼筋圖。3.5隧洞分縫及止水隧洞襯砌縱向原則上每12m設一結構縫，并在圍巖分類變化處設置結構縫，縫寬2cm，采用高密度聚乙烯泡沫板嵌縫，并設置橡膠止水帶，類圍巖設計為分離式結構，底板和邊墻之間設置縱向橡膠止水帶，縱向止水帶與橫向止水帶應進行硫化搭接。為節(jié)省工程投資，根據(jù)業(yè)主組織的專家咨詢意見，對于地下水位高于洞頂?shù)念悋鷰r段，僅作結構縫處理，不設置橡膠止水帶（詳見相應圖紙）?，F(xiàn)場開挖揭示后，應根據(jù)現(xiàn)場情況進一步界定范圍。3.6隧洞灌漿隧洞永久襯砌后應在頂拱120范圍內進行回填灌漿，灌漿孔深入基巖0.1m，以保證隧洞襯砌砼與圍巖緊密結合，回填灌漿需滿足相應的規(guī)范和設計圖紙要求（根據(jù)配筋計算的邊界條件，灌漿壓力不得大于0.2MPa），具體灌漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場灌漿實驗確定。隧洞為無壓隧洞，不考慮對隧洞進行固結灌漿。3.7隧洞排水隧洞多經過灌區(qū)的高地及分水嶺，隧洞所在山體地下水相對不豐富，隧洞在頂拱部位設置排水孔，排水孔最低處高于隧洞加大流量對應水位，排水孔排距3m，孔徑5cm，深入基巖3m，砼內采用預埋PVC管，施工后應確保排水孔暢通。4 隧洞施工注意事項：4.1隧洞掛口隧洞掛口施工時應盡量遵循“早進洞、晚出洞”的原則，原則上洞頂以上有2m以上圍巖厚度即可以考慮進行掛口，盡可能的減少邊坡開挖與支護。由于隧洞進、出口段基本為、類圍巖，邊坡穩(wěn)定性較差，施工時可以根據(jù)圍巖具體情況，考慮設置超前錨桿支護及鋼拱架支撐等臨時措施，以保證安全掛口進洞。隧洞掛口位置應與現(xiàn)場設計代表、地質工程師及監(jiān)理工程師等共同確認。4.2隧洞開挖隧洞開挖建議按照以下技術要求實施：（1）洞室開挖爆破應采用光面爆破技術，并控制同時起爆藥量，減少對圍巖的擾動，開挖尺寸應符合地下工程施工規(guī)范要求，對于軟弱巖石可采取適當欠挖結合人工修鑿方式，控制超挖。需作為交通通道且不能及時封閉覆蓋的隧洞底板軟弱巖石部分應考慮預留部分巖石待混凝土澆筑前開挖清理。（2）開挖爆破一般原則：類圍巖采用深進尺、少循環(huán)掘進（深控制爆破）；類圍巖采用短進尺、多循環(huán)掘進，局部地段需采用淺孔小藥量爆破；類圍巖按不良地質地段施工，淺鉆孔、多循環(huán)、弱爆破。爆破時應正確處理孔徑與孔距、線裝藥密度、不偶合系數(shù)之間的關系及合適的預留保護層及炮眼布置。（3）爆破參數(shù)：施工單位應根據(jù)地質情況變化調整鉆孔和爆破技術、修正爆破參數(shù)，以適應巖石條件的變化，并保證爆破后獲得很好的開挖面。但鉆孔爆破技術和參數(shù)的改變，均應報經項目監(jiān)理批準。（4）爆破組織設計：因圍巖地質條件不同，襯砌需近距離跟進時，爆破應注意對已成建筑物的影響，應采用少藥量、弱爆破，爆破時間應考慮砼齡期強度要求。（5）地質情況出現(xiàn)變化，特別是突變時應及時向業(yè)主、監(jiān)理、設計反饋，以便共商應對措施。4.3隧洞臨時支護承包人在隧洞爆破