廈門(mén)東通道初步設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、初步設(shè)計(jì)說(shuō)明初步設(shè)計(jì)說(shuō)明1 1 概述概述1.11.1 項(xiàng)目項(xiàng)目概況概況廈門(mén)東通道是一項(xiàng)規(guī)模宏大的跨海工程，跨越海域總長(zhǎng)約 4200m，設(shè)雙向六車(chē)道，跨海形式采用鉆爆法暗挖隧道。東通道是連接廈門(mén)市本島和翔安區(qū)陸地的重要通道，兼具公路和城市道路雙重功能，目前，進(jìn)出廈門(mén)島的公路交通主要依靠廈門(mén)大橋和海滄大橋，交通已十分擁擠，從進(jìn)一部完善廈門(mén)島進(jìn)出通道和區(qū)域路網(wǎng)布局，適應(yīng)進(jìn)出廈門(mén)島交通需求，拓展廈門(mén)市發(fā)展空間，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局等方面考慮，建設(shè)東通道是非常必要和迫切的，其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益也是十分顯著的。同時(shí)，采用鉆爆法暗挖方案修建本工程，將是我國(guó)大陸第一座大斷面的水底隧道，對(duì)我國(guó)隧道

2、建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，將起到里程碑式的作用。1.21.2 編制依據(jù)編制依據(jù)（1）交通部關(guān)于廈門(mén)東通道工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的專家審查意見(jiàn)；（2）國(guó)家計(jì)委關(guān)于廈門(mén)東通道工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的批復(fù)意見(jiàn)；（3）廈門(mén)東通道項(xiàng)目中標(biāo)通知書(shū)；（4）中交第二公路勘察設(shè)計(jì)院與廈門(mén)市路橋建設(shè)投資總公司簽定的廈門(mén)東通道勘察、設(shè)計(jì)合同；（5）廈門(mén)東通道海底隧道方案研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要；（6）本院測(cè)繪公司提供的東通道及兩岸接線地形圖（1:1000） ；（7） 東通道兩岸引道接線地質(zhì)勘察報(bào)告 ；（8） 東通道海底地質(zhì)初勘報(bào)告 。1.31.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及采用技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及采用技術(shù)規(guī)范1.3.1

3、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主洞計(jì)算行車(chē)速度： 80km/h主洞隧道建筑限界凈寬： 0.5+0.25+0.5+3*3.75+0.75+0.25=13.50m主洞隧道建筑限界凈高： 5.0m服務(wù)隧道上方預(yù)留檢修車(chē)輛兼逃生空間 3.0m（寬）2.5m（高） ，下方設(shè)置供水自來(lái)管道預(yù)留空間 2.6m（寬）2.15m（高）和 22 萬(wàn)伏特高壓電纜預(yù)留空間 3.0m（寬）2.15m（高） 。1.3.2 主要技術(shù)規(guī)范主要技術(shù)規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (jtg b001-2003)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (jtj 004-89)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 (jtj 026-90)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范 (gb 50086-2001

4、)地下工程防水技術(shù)規(guī)范 (gb 50108-2001)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (gb50010-2002)2 2 自然地理概況自然地理概況2.12.1 場(chǎng)區(qū)地形地貌場(chǎng)區(qū)地形地貌工程場(chǎng)址位于廈門(mén)島東北側(cè)，地貌單元屬閩東南沿海低山丘陵濱海平原區(qū)。場(chǎng)址區(qū)陸域?yàn)轱L(fēng)化剝蝕型微丘地貌，海岸帶為海蝕海岸及堆積海灘地貌；兩岸地勢(shì)開(kāi)闊平坦，主要為殘丘紅土臺(tái)地，丘頂高程 2035m，丘體多呈橢圓體，坡度和緩。丘間洼地高程一般515m，溝、塘較多。海濱局部為全新世沖海積階地，地面高程一般 25m，略向海邊傾斜。海岸帶為海蝕海岸及堆積海灘地貌，岸線曲折，岸坡以土質(zhì)陡坎為主，坎高 720 米，部分地段坎底基巖裸露。五通岸多

5、為侵蝕海岸，海灘多礁石，西濱岸為堆積海岸，海灘寬闊，灘面被浮泥覆蓋，被辟為海產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)。2.22.2 水文與氣象水文與氣象廈門(mén)海域?yàn)檎?guī)半日潮，歷年來(lái)最高潮位 4.53m，最低潮位-3.30m，平均高潮位2.39m，平均低潮位-1.53m，平均潮差 3.92m，最大潮差 6.92m，平均海平面-0.32m（黃海高廈門(mén)東通道地理位置圖廈門(mén)東通道地理位置圖廈門(mén)島廈門(mén)島翔安區(qū)翔安區(qū)程） 。潮流形式屬往復(fù)型，漲潮時(shí)最大流速 1.3 節(jié)，流向 3330；落潮時(shí)最大流速 1.4 節(jié)，流向 137。場(chǎng)區(qū)陸域沒(méi)有河流，大氣降雨靠丘（崗）間溝谷排泄流入港灣或海中。區(qū)內(nèi)小型水體較多，池塘遍布。廈門(mén)地區(qū)屬亞熱帶海洋性

6、氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，四季如春。年均氣溫 20.8，極端最高氣溫 38.4，極端最低氣溫 2.0。每年 28 月為雨季，年均降雨量 1143.5mm。主要風(fēng)向?yàn)闁|北向，次為東南向，9 月至次年 4 月為沿海大風(fēng)季節(jié)，多為東北風(fēng)，平均風(fēng)力34 級(jí)，最大 89 級(jí)。79 月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，風(fēng)力 710 級(jí)，最大可達(dá) 12 級(jí)，最大風(fēng)速60m/s。3 3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)3.13.1 區(qū)域地質(zhì)概況區(qū)域地質(zhì)概況廈門(mén)地區(qū)所處大地構(gòu)造單元為閩東中生代火山斷拗帶（二級(jí)構(gòu)造單元）之閩東南沿海變質(zhì)帶（三級(jí)構(gòu)造單元） 。在此構(gòu)造單元內(nèi)，對(duì)隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造具有控制意義的斷裂構(gòu)造為長(zhǎng)樂(lè)詔安斷裂帶和九

7、龍江斷裂帶。長(zhǎng)樂(lè)詔安斷裂帶位于東南沿海丘陵地帶，呈北東向平行海岸線展布，北起閩江口，經(jīng)長(zhǎng)樂(lè)、惠安、泉州、廈門(mén)、詔安，向南延伸至廣東南澳、惠來(lái)入海，長(zhǎng)約 450km。該斷裂帶由一系列近于平行、長(zhǎng)短不一的斷層組成，帶寬 3858 km。該斷裂帶上地震活動(dòng)較弱，最新活動(dòng)年代為晚更新世早期。九龍江斷裂帶分布于廈門(mén)、漳州和南靖等地，走向北西至東西，由二到三條次級(jí)斷裂組合而成，長(zhǎng) 120 km 以上。斷裂形成于晚侏羅世，沿?cái)嗔哑砘?、糜棱巖化現(xiàn)象明顯。在晚第四紀(jì)時(shí)期，該斷裂某些地段有較強(qiáng)活動(dòng)，扭斷水系，斷錯(cuò)上更新統(tǒng)。此外，沿?cái)嗔褞б彩堑責(zé)岙惓?，發(fā)生過(guò)多次 56 .5 級(jí)地震。本次海域地震反射勘探發(fā)現(xiàn)數(shù)條

8、軸向測(cè)線均有三條強(qiáng)風(fēng)化基巖深槽，呈北西及近南北向展布，f1 走向北西 276， f2 走向北西 304.5，f3 走向北西 345.5，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，強(qiáng)風(fēng)化層深厚，部分巖芯可見(jiàn)密集的高角度裂隙及碎裂特征。3.23.2 工程地質(zhì)工程地質(zhì)本工程場(chǎng)區(qū)地質(zhì)、巖性相對(duì)單一，基巖為燕山期花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖侵入體和喜山期巖脈，巖石堅(jiān)硬、完整，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，表層普遍分布厚度不均的第四系松散層，沖坡積層及風(fēng)化殘積層主要為兩岸耕地，岸灘及海底分布為海積層，成分相對(duì)復(fù)雜，多數(shù)含有機(jī)質(zhì)，不均勻分布于海底。各層具體工程地質(zhì)特征描述如下：1）第四系地層）第四系地層第四系地層以侵入巖殘積土為主，其次為上更新統(tǒng)沖洪積、以白色

9、基調(diào)為主的粘性土（當(dāng)?shù)胤Q白土）和粘土質(zhì)砂，少量全新世沖坡積或海積砂土、粘性土、淤泥等。侵入巖殘積土水平方向較為均一，垂直方向則顯示出不甚明顯的分帶現(xiàn)象，本區(qū)殘積土一般可分為上、中、下三個(gè)帶，即棕紅色粘土帶、棕紅雜灰白花斑色亞粘土帶、灰白色砂質(zhì)或礫質(zhì)粘性土帶，此類土在丘頂處薄，丘體邊緣較厚，厚度一般 515 米。上更新統(tǒng)白土主要分布于丘間洼地，層厚變化大，最厚處可達(dá) 20 米左右。全新統(tǒng)主要分布于海域及堆積潮灘地帶，少量分布于丘間洼地表部。各類土體特征及分布情況如下： 填筑土（q4me）：多為雜填土，局部為素填土，結(jié)構(gòu)疏密不均，主要分布于五通岸人口居住區(qū)，厚度一般不超過(guò) 3 米，西濱岸僅以海堤、

10、塘埂、路堤等形式出現(xiàn)。 全新世海積淤泥或淤泥混砂（q4m）：灰色灰黑色，含貝殼碎片，土質(zhì)均勻，粘性較強(qiáng)，流動(dòng)流塑狀；主要分布于港灣及沿海潮間帶，陸域溝、塘中有少量分布。場(chǎng)區(qū)潮灘前緣地帶此類土較厚，鉆孔揭示最厚處達(dá) 6m 左右。 全新世海積砂類土（q4m）：多呈灰色，局部呈淺黃色，多為中、粗砂，結(jié)構(gòu)松散，成份以石英為主，分選性差，含泥質(zhì)和貝殼碎片；主要分布于海岸邊及淺海暗礁群內(nèi)，厚度一般不超過(guò) 5 米。 全新世亞粘土、淤泥質(zhì)亞粘土及泥炭質(zhì)土：場(chǎng)區(qū)丘間洼地表部一般均有全新世沖洪積亞粘土（q4al+pl） ，顏色以黃褐色居多，洼地邊緣過(guò)渡為棕紅色，軟塑狀為主，局部流塑或硬塑狀，層厚一般小于 2 米；

11、濱海低凹處常有湖沼相灰色淤泥質(zhì)粘土（q4l）或黑色泥炭質(zhì)土（q4f）分布其下，流塑軟塑狀，層厚一般不超過(guò) 2 米；同安岸引道段 ysk7 孔及 ysk16 孔揭示了此類地層，分布高程在 2.07.0 米之間，泥炭層厚度一般小于 1 米，淤泥質(zhì)粘土厚度小于 2 米，五通岸低洼處局部地段也可能有此類土分布。 上更新世沖洪積粘性土及粘土質(zhì)砂（q3al+pl）：此類土以白色為主基調(diào)，殘丘邊緣過(guò)渡為棕黃雜灰白色，以砂質(zhì)粘性土為主，某些深度可出現(xiàn)細(xì)膩的粘土夾層，硬塑半干硬狀，下部往往夾密實(shí)的粘土質(zhì)中粗砂透鏡體；該土層砂粒含量及粒徑垂向變化大；海域中同安岸養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū) czk10、czk11、ztk13、ztk

12、15、ztk16、ztk17、ztk18 孔揭示的更新統(tǒng)沖洪積中粗砂局部含卵、礫石，最大粒徑可達(dá) 10cm 左右，反映出山前古沖溝或古洼地的沉積特征。前者在場(chǎng)區(qū)丘間洼地均有所分布，揭示最大厚度近 15 米。同安岸揭示該類土頂界最高點(diǎn)為4.88 米（zsk5 孔） ，五通岸 ysk15 孔于高程 5.72 米即揭露該類土。 第四紀(jì)殘積層（qel）：表部均為棕紅色，往下過(guò)渡為棕紅雜黃色、灰白色花斑狀，以砂質(zhì)粘土、亞粘土居多，硬塑半干硬狀，廣泛分布于殘丘臺(tái)地，厚度多為 510 米。（注：本次勘察是以礦物風(fēng)化程度及原巖結(jié)構(gòu)是否可辨作為殘積土與全風(fēng)化層的劃分標(biāo)準(zhǔn)，如僅以標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)小于 30 擊/30c

13、m 為劃分依據(jù)，則殘積層厚度大于上述范圍值） 。2）基巖）基巖場(chǎng)區(qū)基巖以燕山早期第二次侵入的花崗閃長(zhǎng)巖及中粗粒黑云母花崗巖為主，淺海區(qū)及五通岸為花崗閃長(zhǎng)巖分布區(qū)，同安側(cè)潮灘及其以北地帶為黑云母花崗巖分布區(qū)。其內(nèi)穿插二長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖、輝綠巖（玢巖）等巖脈，脈巖以輝綠巖最為多見(jiàn)，多沿本場(chǎng)區(qū)最為發(fā)育的近南北向及北北東向高角度裂隙侵入，脈寬一般不足 1 米，個(gè)別部位寬達(dá) 1020 米；除ztk3、ztk5、ztk17 鉆孔揭示二長(zhǎng)巖脈外，在五通側(cè)潮灘后緣 czk4 孔附近有所出露，總體呈北東東向展布，延伸不遠(yuǎn)，最寬處約 10 米，其內(nèi)原生節(jié)理及密閉裂隙很發(fā)育；同安岸鉆孔多處揭示了已風(fēng)化為土狀的細(xì)粒閃長(zhǎng)

14、巖，引道 zsk11 及 ysk12 孔還揭示了閃長(zhǎng)玢巖脈體?；鶐r按風(fēng)化程度可分為全、強(qiáng)、弱、微四個(gè)風(fēng)化帶，各帶特征如下： 全風(fēng)化帶（w4）：全風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖及黑云母花崗巖一般呈棕黃灰黃色，含灰白色及褐色斑點(diǎn)，巖體已呈砂質(zhì)粘土或砂質(zhì)亞粘土狀；全風(fēng)化輝綠巖為灰黃含黑褐色細(xì)紋，呈硬塑半干硬粘土狀；全風(fēng)化閃長(zhǎng)巖為灰黃淺黃色，巖體呈硬塑粘土狀；全風(fēng)化閃長(zhǎng)玢巖多為紫紅含灰白斑點(diǎn)，呈硬塑半干硬粘土狀。全風(fēng)化帶的厚度主要取決于其頂部受剝蝕程度，兩岸普遍較厚，一般為 1030m，海域變化很大，淺海區(qū)及五通岸潮灘區(qū)該風(fēng)化帶幾乎被沖刷剝蝕殆盡，但構(gòu)造破碎帶內(nèi)仍可達(dá) 30 米左右。 強(qiáng)風(fēng)化帶（w3）：花崗閃長(zhǎng)巖及黑

15、云母花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶呈棕黃灰黃色，從上至下一般由礫質(zhì)粘性土 泥質(zhì)砂礫石土 酥脆巖體過(guò)渡，中下部常有大小不等的弱微風(fēng)化球狀殘余體，輝綠巖、閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖等脈巖強(qiáng)風(fēng)化帶為棕黃色，呈堅(jiān)硬土極軟巖狀，風(fēng)化差異不及前兩者明顯。強(qiáng)風(fēng)化帶頂界高程一般低于-10 米，厚度一般小于 15 米，構(gòu)造破碎帶內(nèi)可達(dá) 30 米以上；在個(gè)別風(fēng)化深槽內(nèi)，其底界可深至 -100 米以下。 （注：以標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)是否達(dá)到 50 擊/30cm 作為劃分全、強(qiáng)風(fēng)化帶的標(biāo)準(zhǔn)） 弱風(fēng)化帶（w2）：該風(fēng)化帶的主要特征是巖體被較多風(fēng)化裂隙切割，風(fēng)化裂隙一般追蹤構(gòu)造裂隙或原生節(jié)理發(fā)育，部分追蹤低傾角裂隙，裂隙兩側(cè)數(shù)毫米數(shù)厘米范圍內(nèi)的礦物風(fēng)化成

16、黃色，部分裂隙內(nèi)充填物或膠結(jié)物已風(fēng)化為泥，巖塊大部仍保持原巖特征，僅邊緣帶變軟。該風(fēng)化帶為強(qiáng)風(fēng)化與微風(fēng)化的過(guò)渡帶，厚度一般不超過(guò) 5 米，局部追蹤構(gòu)造破碎帶可達(dá)很深部位。 微風(fēng)化帶（w1）：花崗閃長(zhǎng)巖及中粗粒黑云母花崗巖為灰白色，后者常見(jiàn)暗色包體；輝綠巖脈呈灰綠色，石英巖脈呈白色，二長(zhǎng)巖脈呈淡黃色，閃長(zhǎng)玢巖呈灰黑色，鉆孔未揭示其他脈巖新鮮巖體，上述微風(fēng)化巖石均屬硬質(zhì)巖類，巖脈多沿高角度構(gòu)造裂隙侵入，兩者界面多很規(guī)則，熔融現(xiàn)象不明顯。微風(fēng)化帶頂界形態(tài)主要受構(gòu)造控制，巖體完整地帶其頂界較平緩，構(gòu)造破碎或裂隙發(fā)育帶則頂界變化很大。場(chǎng)區(qū)基巖微風(fēng)化頂面多處于 0 -55 米之間，少數(shù)風(fēng)化深槽處低于-70

17、 米。 微風(fēng)化巖破碎帶（f1、f2、f3）：顏色與原巖基本相同。多分布于風(fēng)化槽軸線附近，巖體被三組以上構(gòu)造裂隙切割，裂隙間距小于 20cm，巖體被割成碎石狀，巖質(zhì)仍較硬，少數(shù)裂隙內(nèi)存在碎屑物，一般呈高角度帶狀產(chǎn)出。風(fēng)化巖體主要地質(zhì)特征一覽表縱波速度（m/s）風(fēng)化帶主要地質(zhì)特征范圍平均值全風(fēng)化全部變色，為灰白色雜棕紅色；巖石的組織結(jié)構(gòu)完全破壞，呈土狀或砂狀；除石英顆粒外，其余礦物大部分風(fēng)化蝕變?yōu)榇紊V物；錘擊有松軟感，出現(xiàn)凹坑，巖心用手可捏碎。133018461722強(qiáng)風(fēng)化大部分變色，為棕紅色雜灰白色；只有局部巖塊保持原色；巖石的組織結(jié)構(gòu)大部分已破壞；沿裂隙面含次生夾泥；除石英外，長(zhǎng)石，云母和鐵

18、鎂礦物已風(fēng)化蝕變；錘擊啞聲，巖石變酥，易碎，用鎬撬可以挖動(dòng)。191821711997 弱風(fēng)化巖石表面或裂隙面大部分變色，但斷口仍保持新鮮巖石色澤；巖石原始組織結(jié)構(gòu)清晰完整，呈塊狀，裂隙面風(fēng)化劇烈；巖石礦物清晰；錘擊聲脆，開(kāi)挖需用爆破。393844534100微風(fēng)化巖石表面或裂隙面有輕微褪色；巖石組織結(jié)構(gòu)無(wú)變化，保持原始完整結(jié)構(gòu)，呈塊狀；巖石礦物清晰；錘擊發(fā)音清脆，開(kāi)挖需用爆破。5000575851803.33.3 水文地質(zhì)水文地質(zhì)3.3.1 地下水類型地下水類型根據(jù)地下水含水層所處的位置不同，場(chǎng)區(qū)地下水可分為陸域地下水和海域地下水兩大類： 陸域地下水主要指陸域范圍內(nèi)地層中的地下水，據(jù)其不同的賦

19、存形式分為松散巖類孔隙水、風(fēng)化基巖孔隙、裂隙水、基巖裂隙水三種，其中松散巖類孔隙水賦存于第四系殘積層中，風(fēng)化基巖孔隙、裂隙水賦存于基巖全強(qiáng)風(fēng)化層中，基巖裂隙水賦存于基巖的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中；陸域地層中無(wú)明顯的含水層與隔水層（除可能存在的富水性好的基巖破碎帶外） ，均為弱富水，滲透性較差，為弱或微含水層，受巖性的影響，各類型地下水均水量較貧乏；陸域地下水主要受大氣降水的補(bǔ)給，就近向低洼地段排泄，總體上屬于潛水，局部洼地（如 ysk5 號(hào)孔）因上覆土層中含大量高嶺土的粘土相對(duì)隔水層，地下水具承壓性。 海域地下水主要指海域范圍內(nèi)地層中的地下水，據(jù)其不同的賦存形式分為松散巖類孔隙水、風(fēng)化基巖孔隙、裂

20、隙水及基巖裂隙水三種，其中松散巖類孔隙水賦存于第四系全新統(tǒng)海積層中，風(fēng)化基巖孔隙、裂隙水賦存于基巖全強(qiáng)風(fēng)化層中，基巖裂隙水賦存于基巖的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中；海域地層中除海積的砂層及可能存在的富水性好的基巖破碎帶外，無(wú)明顯的含水層與隔水層，總體上富水性弱，滲透性較差，為弱或微含水層；海域地下水主要受海水的垂直入滲補(bǔ)給，受海水壓力的影響，地下水具承壓性。3.3.2 地下水動(dòng)態(tài)及補(bǔ)、逕、排條件地下水動(dòng)態(tài)及補(bǔ)、逕、排條件 陸域地下水松散巖類孔隙水：地下水的動(dòng)態(tài)受氣候、地形的影響明顯。地下水水位變化隨降雨的頻弱，變化劇烈，且有滯后現(xiàn)象。但隨地形的變化，地下水水位變化更大，水位變幅一般在0.33-4.0m

21、。5-6 月份水位最高，12 月至翌年 2 月最低。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給源，降水垂直入滲后，由高處向低洼處逕流，所以低洼處孔隙水除受大氣降水的直接入滲補(bǔ)給外，還受側(cè)向逕流的補(bǔ)給。局部受巖性影響略具承壓性。松散巖類孔隙水除蒸發(fā)、人工抽取外，多排向溝溪、河流、入海，少部分入滲補(bǔ)給下部弱含水巖組。全強(qiáng)風(fēng)化巖層孔隙、裂隙水：與松散巖類孔隙水實(shí)為一層地下水，兩者間并無(wú)明顯隔水層存在，全強(qiáng)風(fēng)化巖層孔隙、裂隙水直接受上部松散巖類孔隙水的下滲補(bǔ)給，然后又緩慢的下滲或側(cè)向補(bǔ)給基巖裂隙含水巖組?；鶐r裂隙水：除出露地表者可直接接受大氣降水的入滲補(bǔ)給外，埋藏型均受其他類型地下水的入滲補(bǔ)給，其逕流嚴(yán)格受裂隙形態(tài)控

22、制，呈層狀或帶狀，有時(shí)互不連通，無(wú)統(tǒng)一水面。 海域地下水：其動(dòng)態(tài)和補(bǔ)、逕、排條件，均較陸域簡(jiǎn)單，三種地下水類型之間，均無(wú)隔水層存在，可視為一個(gè)無(wú)限厚的弱含水層，因同位于海水之下，均受海水的直接垂直入滲補(bǔ)給，僅隱伏于下部的含水巖組接受上部含水巖組的入滲補(bǔ)給或越流補(bǔ)給。由于海水的壓力無(wú)所不在，所以，各含水巖組的地下水均具承壓性，僅岸灘帶受潮汐漲落的影響略有變化，高潮時(shí)為承壓水，低潮時(shí)為潛水。根據(jù)海域鉆孔抽水試驗(yàn)之前的地下水靜止水位與潮水位同步觀測(cè)結(jié)果，海域地下水靜止水位略低于潮水位，但受不同的海域范圍內(nèi)含水層滲透性差異的影響，海域地下水的水位變化與潮水位的漲落潮時(shí)間并不完全一致，當(dāng)含水層的滲透性很

23、小時(shí)，地下水水位變化滯后于潮水位，而當(dāng)含水層的滲透性稍大時(shí)，地下水水位變化與潮水位基本同步（詳見(jiàn)czk7、czk10 號(hào)孔抽水試驗(yàn)綜合成果圖） 。3.3.3 地下水的侵蝕性地下水的侵蝕性本次勘察在陸地.4 個(gè)鉆孔及海域 2 個(gè)鉆孔中共抽取了 8 組地下水。依據(jù)公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 （jtj064-98）附錄 d 的有關(guān)規(guī)定判定，海域地下水對(duì)混凝土具有弱分解類侵蝕、強(qiáng)結(jié)晶類腐蝕及強(qiáng)結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。陸域地下水對(duì)混凝土具有中等分解類腐蝕。依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范 （gb50021-2001）12.2.4、12.2.5 條判定，海域地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性；陸域地下

24、水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。陸地所取 ysk4 孔（五通岸）地下水偏酸性，可能是受地表水污水所致（本孔在廠房附近） ，另外，陸地其他 3 孔的水樣水質(zhì)分析結(jié)果亦與前期分析結(jié)果有所出入，后期勘察應(yīng)注意驗(yàn)證。3.3.4 巖土層滲透系數(shù)巖土層滲透系數(shù)本場(chǎng)區(qū)在預(yù)可、工可均做過(guò)簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)，本次勘察分別在陸域 2 個(gè)鉆孔及海域 3 個(gè)鉆孔作了抽水試驗(yàn)，并在海域 7 個(gè)鉆孔作了壓水試驗(yàn)，各次抽（壓）水試驗(yàn)取得的巖土滲透系數(shù)如下：陸域抽水試驗(yàn)獲得巖土滲透系數(shù)階段孔號(hào)深度(m)地層滲透系數(shù)(m/d)預(yù)可zk04.656.70弱微風(fēng)化帶0.391工可gzk115.4034.40全風(fēng)化帶

25、0.08334.3036.20強(qiáng)風(fēng)化帶0.03637.5040.10弱微風(fēng)化帶0.02310.8018.00全風(fēng)化帶0.576gzk619.4045.10弱風(fēng)化帶0.063ysk40.0016.25殘積全風(fēng)化帶0.95初勘一期zsk50.0019.650.90 海域抽（壓）水試驗(yàn)獲得的巖土層滲透系數(shù)階段孔號(hào)深度(m)地層滲透系數(shù)(m/d)zk331.5061.20弱微風(fēng)化帶0.231預(yù)可zk438.0067.00弱微風(fēng)化帶0.7615.7020.50全風(fēng)化帶0.08420.5033.00強(qiáng)弱風(fēng)化帶0.036gzk322.5060.10微風(fēng)化帶0.0114.208.10全風(fēng)化帶0.0318.20

26、24.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.095工可gzk426.2060.30弱微風(fēng)化帶0.1071.0018.70全風(fēng)化帶0.028czk728.6550.00弱微風(fēng)化帶0.01210.5046.00全強(qiáng)風(fēng)化帶0.045czk1049.8562.70弱微風(fēng)化帶0.115初勘czk41.5045.00弱微風(fēng)化帶0.002海域壓水試驗(yàn)獲得的巖土層滲透系數(shù)階段孔號(hào)深度(m)地層滲透系數(shù)(m/d)17.4021.80全風(fēng)化帶0.012czk6(壓水)11.3517.95全風(fēng)化帶0.01322.2226.62強(qiáng)風(fēng)化帶0.045初勘czk11(壓水)31.0035.45弱風(fēng)化帶0.0355.3010.70全風(fēng)化帶0.01

27、212.1016.80全風(fēng)化帶0.01618.3023.00全風(fēng)化帶0.01533.7038.40強(qiáng)風(fēng)化帶0.06ztk240.0044.70弱風(fēng)化帶0.02310.0014.70全風(fēng)化帶0.01215.8020.50全風(fēng)化帶0.004專題研究ztk422.5027.20全風(fēng)化帶0.00928.9033.60強(qiáng)風(fēng)化帶0.00235.3040.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.00241.3046.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.00246.9051.60強(qiáng)風(fēng)化帶0.00254.0064.00微風(fēng)化帶0.0213.0017.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.06613.0522.40強(qiáng)風(fēng)化帶 (移孔重做 )0.125ztk824.4029.10強(qiáng)

28、風(fēng)化帶0.0768.0012.00全風(fēng)化帶0.03215.0019.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.13120.6026.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.11526.5030.50微風(fēng)化帶0.03ztk1231.0038.20微風(fēng)化帶0.03818.6024.00全風(fēng)化帶0.1128.0032.00強(qiáng)風(fēng)化帶0.12233.1037.10強(qiáng)風(fēng)化帶0.11339.7043.70微風(fēng)化帶0.005ztk1342.7051.90微風(fēng)化帶0.026從抽（壓）水試驗(yàn)結(jié)果看，預(yù)可階段試驗(yàn)結(jié)果與后兩期試驗(yàn)結(jié)果有較大差異，而后兩期試驗(yàn)結(jié)果比較接近，此外，陸域殘積層及全風(fēng)化帶滲透系數(shù)明顯大于海域全風(fēng)化層。3.3.5 預(yù)測(cè)涌水量預(yù)測(cè)涌水量初勘地質(zhì)

29、報(bào)告和涌水量預(yù)測(cè)值見(jiàn)下：陸域暗挖分段最大涌水量計(jì)算結(jié)果表隧道序號(hào)起止里程lmqsm3/dmq常m3/d2k6+600-k7+68010801.081166.413k12+200-k12+5003001.08324左道合計(jì)1490.42k6+600-k7+68010800.931004.421k12+200-k12+5003001.08324右道合計(jì)1328.4海域暗挖隧道分段最大涌水量計(jì)算結(jié)果表隧道序號(hào)起止里程lmq0m3/dmqm3/d3k7+680-k8+20052025.9913514.84k8+200-k8+59039021.468369.45k8+590-k8+81022015.77

30、3469.46k8+810-k9+13032015.775046.47k9+130-k10+15010204.624712.48k10+150-k10+29014058.578199.89k10+290-k10+6904004.62184810k10+690-k10+81012060.337239.611k10+810-k11+372562 4.622596.4412k11+372-k12+20082829.524426左道合計(jì)79422.243k7+680-k8+20052025.9913514.8k8+200-k8+60040021.468548k8+600-k8+86026015.774

31、100.2k8+860-k9+04018015.772838.6k9+040-k10+20011603.624199.2k10+200-k10+30010058.575857k10+300-k10+6203203.621158.4k10+620-k10+76014060.338446.2k10+760-k10+9802203.62796.4k10+980-k11+52054029.515930k11+520-k12+2006805.643835.2右道合計(jì)692603.43.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象不良地質(zhì)現(xiàn)象 水土流失及岸坡坍塌場(chǎng)區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要是海岸坍塌及紅土臺(tái)地水土流失現(xiàn)象，對(duì)本工程影響不大。

32、 砂土液化和軟土震陷海域范圍內(nèi)普遍沉積了全新世松散砂土及海積軟土，軟土層最厚處可達(dá) 10 米左右；海底飽和中細(xì)砂及軟土在度地震力作用下可產(chǎn)生液化或震陷現(xiàn)象，但這兩類土體對(duì)暗挖隧道無(wú)影響。兩岸丘間洼地局部發(fā)育全新世軟土（淤泥質(zhì)亞粘土或泥炭質(zhì)土） ，在路塹開(kāi)挖或路基填土工程中，容易引起變形破壞。 深厚全強(qiáng)風(fēng)化層及風(fēng)化槽本次勘察揭示，場(chǎng)區(qū)五通岸陸地南半部、西濱岸陸地及西濱側(cè)潮間帶基巖全強(qiáng)風(fēng)化帶厚度較大；在海域幾條構(gòu)造破碎帶處全強(qiáng)風(fēng)化帶異常深厚，而形成風(fēng)化深槽，此類全強(qiáng)風(fēng)化巖體強(qiáng)度低、自穩(wěn)能力差，易發(fā)生滲透破壞，該類巖體對(duì)暗挖隧道工程來(lái)說(shuō)屬不良巖土；并在深槽內(nèi)鉆取了裂隙密集及碎裂結(jié)構(gòu)巖芯，在另外 2

33、個(gè)微風(fēng)化巖體埋藏很淺的孔內(nèi)也揭示了小規(guī)模的構(gòu)造裂隙密集帶。 巖體的放射性經(jīng)孔內(nèi)及巖石樣本的測(cè)試并參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑材料放射性核素限量gb6566-2001 進(jìn)行評(píng)價(jià)，鉆孔和巖石樣本的測(cè)試數(shù)據(jù)均未超過(guò)福建省廈門(mén)地區(qū) 輻射照射量率（43.45 217ngy/h） ，可以初步判定，測(cè)試井附近的天然放射性核素在工程規(guī)定的限量范圍內(nèi)。 巖爆地應(yīng)力原位測(cè)試在 czk3 孔附近進(jìn)行，地應(yīng)力測(cè)試方法為水壓致裂法，根據(jù)該鉆孔的鉆孔巖芯情況，在該鉆孔共選擇了 10 個(gè)測(cè)段進(jìn)行測(cè)試，成功獲得 8 個(gè)測(cè)段的壓裂資料。成果分析表明：隧道洞深最大水平主應(yīng)力約為 3.0mpa，方位為 n30wn45w，即 nnw 向，屬于低

34、應(yīng)力區(qū)（不足抗壓強(qiáng)度的二十分之一） 。從應(yīng)力角度對(duì)該隧道洞身段進(jìn)行巖爆預(yù)測(cè)分析認(rèn)為該隧道在施工期無(wú)巖爆現(xiàn)象發(fā)生。3.53.5 海域風(fēng)化深槽（囊）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)海域風(fēng)化深槽（囊）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)根據(jù)工可地質(zhì)勘察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)隧道海域地段存在多處風(fēng)化深槽和風(fēng)化囊。2003 年 6 月針對(duì)該不良地質(zhì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)的知名專家召開(kāi)了工程地質(zhì)及方案研討會(huì)，會(huì)議建議“對(duì)暗挖隧道通過(guò)風(fēng)化槽的工程處理措施進(jìn)行專題研究” ，主要解決的問(wèn)題是：a、查明風(fēng)化深槽的空間分布；b、查清風(fēng)化槽組成物質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)和滲透性能；c、從地質(zhì)角度對(duì)工程實(shí)施提出建議。初勘階段以地震反射勘探為主、跨孔 ct 方法測(cè)定巖石剖面及波速分布圖

35、象等為輔、計(jì)算機(jī)三維處理成圖的方式，查明了風(fēng)化深槽的空間分布情況，并以鉆孔予以驗(yàn)證。為查清風(fēng)化槽組成物質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)和滲透性能，還采用了鉆探、取芯、現(xiàn)場(chǎng)鑒定與原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等方法。根據(jù)對(duì)風(fēng)化槽的工程處理措施進(jìn)行專題研究，其評(píng)價(jià)如下：場(chǎng)區(qū)基沿巖埋藏不深，但全強(qiáng)風(fēng)化帶厚度相差懸殊，微風(fēng)化化頂面多處于 0-55m 之間，個(gè)別風(fēng)化深槽內(nèi)低于-100m，從研究資料分析，勘察區(qū)域范圍內(nèi)，風(fēng)化槽或風(fēng)化囊的存在，給隧道線位的選擇帶來(lái)難度。風(fēng)化槽的組成物質(zhì)經(jīng)研究證實(shí)為花崗閃長(zhǎng)巖風(fēng)化形成的，仍保留了花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)構(gòu)。風(fēng)化深槽巖土體總體上屬弱微透水層。風(fēng)化槽全強(qiáng)風(fēng)化帶巖體滲透系數(shù)為 10-4cm/s 級(jí)：弱風(fēng)

36、化帶巖體滲透系數(shù)為 10-5cm/s 級(jí)。在全水頭作用下，根據(jù)己有的勘察成果資料，運(yùn)營(yíng)隧道及服務(wù)隧道通過(guò)的全強(qiáng)風(fēng)化帶巖體的滲透穩(wěn)定。但從工程安全的角度看，在極端地質(zhì)條件下，存在發(fā)生滲透破壞的可能性。 各線位經(jīng)過(guò)風(fēng)化槽（囊）的寬度一覽表b 線位c 線位d 線位e 線位左中右左中右左中右左中右f1 風(fēng)化槽174.0174.0119.2119.2105.8105.836.036.050.050.0313153.253.246.546.536.836.831.231.222.822.841.441.4f4 風(fēng)化囊19.819.8129.0129.0 112.0112.056.856.844.844.8

37、52.652.678.678.655.055.041.241.2f2 風(fēng)化槽43.043.047.047.033.433.4f3 風(fēng)化槽63.863.8128.8128.820.420.413.013.082.082.054.454.438.038.052.652.6合計(jì)300.6300.6248.0248.0126.2126.2 165.0165.0 175.0175.0169.8169.8 145.0145.0 79.979.9143.8143.8109.8109.8115.8115.8135.2135.2 根據(jù)初勘資料，因呈北西北東向的風(fēng)化槽（囊）與呈東西向的隧道走向斜交或正交，各隧道線

38、位都避不開(kāi)風(fēng)化槽（囊）的影響，通過(guò)風(fēng)化槽（囊）地段均有一定寬度，相比而言，d、e 兩線位通過(guò)風(fēng)化槽（囊）處風(fēng)化槽（囊）的深度、寬度均較 b、c 線位（工可線位）淺、窄，且 e 線位有一定優(yōu)勢(shì)。3.63.6 地震及區(qū)域穩(wěn)定性地震及區(qū)域穩(wěn)定性場(chǎng)址位于我國(guó)東南部地震活躍的東南沿海地震帶內(nèi)。在場(chǎng)址周?chē)霃?150km 范圍的區(qū)域內(nèi)，歷史上共記錄到 35 次 ms4.7 級(jí)地震，其中最大的地震為泉州海外 1604 年 7.5 級(jí)地震，距場(chǎng)址約 83km，影響烈度達(dá) 7 度強(qiáng)。距場(chǎng)址最近的強(qiáng)震是 1185 年廈門(mén)海外 6.5 級(jí)地震，距場(chǎng)址約 34km，影響烈度也是 7 度左右。近場(chǎng)區(qū) 25km 范圍內(nèi)未

39、記錄到 3 級(jí)以上地震，近期共發(fā)生過(guò) ms1.0 級(jí)微震 38 次，最大震級(jí)為 2.4 級(jí)。共遭受到 6 次影響烈度為 6 度以上地震的影響。其中有兩次達(dá)到 7 度。據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（gb183062001），本場(chǎng)址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度 0.15g，反應(yīng)譜特征周期 0.40s，相當(dāng)于地震基本烈度度。4 4 隧道土建設(shè)計(jì)隧道土建設(shè)計(jì)4.14.1 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則本項(xiàng)目隧道跨海部分基本位于微風(fēng)化花崗巖地段，局部穿越幾處風(fēng)化深槽，施工有一定難度。淺灘及陸地基本處于全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖地帶，地質(zhì)相對(duì)較差。根據(jù)初勘報(bào)告，、類圍巖所占全隧道比例為近 60%，而在海域段、類圍巖占海域段長(zhǎng)度近 90%，因此，

40、該區(qū)域地質(zhì)總體上比較適合暗挖鉆爆法修建。結(jié)合海底隧道特點(diǎn)及城市道路的要求，設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮以下幾方面的問(wèn)題：1）充分借鑒國(guó)內(nèi)外已建或規(guī)劃中的水底隧道的成果和經(jīng)驗(yàn)，尤其是國(guó)外的相關(guān)工程。2）東通道的建設(shè)，應(yīng)適應(yīng)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、城鎮(zhèn)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃及自然條件，合理布線，使本項(xiàng)工程既能滿足沿線地區(qū)的區(qū)域交通功能，又能促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。更好地滿足構(gòu)建海灣型城市框架的要求，提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力，體現(xiàn)廈門(mén)旅游觀光特點(diǎn)。3）在工程設(shè)計(jì)中，必須突出“以人為本、安全第一”的總體思路。要考慮對(duì)付各種突發(fā)性災(zāi)害的處置預(yù)案。以減少災(zāi)害發(fā)生的可能性以及限制災(zāi)害不利結(jié)果為出發(fā)點(diǎn)，確保災(zāi)害發(fā)生時(shí)各類防災(zāi)措施能及時(shí)起作用。4）

41、本工程是廈門(mén)市乃至國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程之一，設(shè)計(jì)使用年限為 100 年。工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)通過(guò)多方案比選，在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，保證工程適用性，更重要的是必須確保工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。5）注重工程的可實(shí)施性并引入動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的概念，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能考慮施工的要求，并且加強(qiáng)施工階段的設(shè)計(jì)服務(wù)，將施工中的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)看作整個(gè)設(shè)計(jì)工作的組成部分。6）加強(qiáng)專題研究，積極采用新技術(shù)、新材料和新工藝。4.24.2 建設(shè)規(guī)模建設(shè)規(guī)模根據(jù)工可批復(fù)意見(jiàn)，隧道采用三孔建設(shè)形式修建，兩側(cè)為行車(chē)主洞，中間一孔為服務(wù)隧道。本次初步設(shè)計(jì)階段以 e 方案作為推薦方案，以 d 方案（隧道部分比較）作為比較方案。1）e 方案（推薦方案）

42、隧道起訖樁號(hào)為：左線 ezk6+540ezk12+485，長(zhǎng) 5945m，洞門(mén)起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚。右線 eyk6+559eyk12+510，長(zhǎng) 5951m，洞門(mén)起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚。服務(wù)隧道 enk6+542enk12+490，長(zhǎng) 5948m。設(shè)置兩處豎井樁號(hào)分別為：enk7+850 和 enk11+250。設(shè)置 6 處行人、5 處行車(chē)橫洞。2）d 方案（比較方案：進(jìn)出口接線一致，僅隧道海域部分不同）隧道起訖樁號(hào)為：左線 dzk6+540dzk12+527.8311，長(zhǎng) 5987.831m，洞門(mén)起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚。其中進(jìn)口 1020.658m 和出口 1193

43、.201m 與 e 線方案線位一致。右線 dyk6+559dyk12+554.404，長(zhǎng) 5995.404m，洞門(mén)起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚。其中進(jìn)口 983.448m 和出口 1205.422m 與 e 線方案線位一致。服務(wù)隧道 dnk6+542dnk12+533.674，長(zhǎng) 5991.674m。設(shè)置兩處豎井樁號(hào)分別為：dnk7+840 和 dnk11+300。設(shè)置 6 處行人、5 處行車(chē)橫洞。4.34.3 隧道平面設(shè)計(jì)隧道平面設(shè)計(jì)工可路線方案在穿越海底 f1、f2、f3 斷裂帶風(fēng)化深槽和 f4 號(hào)風(fēng)化囊時(shí)，地質(zhì)條件較差，施工難度較大。本次設(shè)計(jì)針對(duì)路線穿越海底不良地質(zhì)地段，結(jié)合目前正在進(jìn)

44、行的地勘工作，遵照經(jīng)濟(jì)合理的原則，對(duì)原工可 c 線位提出了兩種優(yōu)化方案。1 1）路線方案路線方案e 線方案：主要是將穿越 f4 風(fēng)化囊處路線局部偏移。針對(duì)工可 c 軸線方案發(fā)現(xiàn)的主要地質(zhì)問(wèn)題左線隧道洞身穿越 f4 風(fēng)化囊，結(jié)合前期地質(zhì)資料和海底風(fēng)化囊的初步研究成果，跨海部分直線段向南平移 30m，隧道洞身穿越 f4 風(fēng)化囊的地質(zhì)條件有所改善，保持隧道進(jìn)出口位置不變。d 線方案：主要是采用s 曲線對(duì) f4 風(fēng)化囊進(jìn)行繞避。路線直接在隧道洞口不遠(yuǎn)處以 r=3800、r=2600 和 r=4940 組成的 s 形曲線選擇海底 f1 風(fēng)化深槽、f2 風(fēng)化深槽、f3 風(fēng)化深槽和 f4 號(hào)風(fēng)化囊地質(zhì)相對(duì)較

45、好處通過(guò)，保持隧道進(jìn)出口位置不變。2 2）路線方案比較路線方案比較d 線方案以三個(gè)園曲線組成的 s 線形從原工可方案的北側(cè)繞避海底 f4 風(fēng)化囊，根據(jù)初勘報(bào)告，該方案左線所穿 f1 風(fēng)化槽風(fēng)化層寬度相對(duì)較厚，f4 風(fēng)化囊的影響相對(duì)較小，但 f2風(fēng)化槽的影響較大。e 線方案從原工可方案的南側(cè)繞避海底 f4 風(fēng)化囊，路線在穿越 f4 風(fēng)化囊時(shí)的地質(zhì)有所改善，其中右線已避開(kāi)了 f4 風(fēng)化囊，左線較工可 c 方案有較大程度改善；f1 風(fēng)化槽對(duì)隧道施工有一定影響，但避開(kāi)了 f2 風(fēng)化槽。d、e 線位經(jīng)過(guò)風(fēng)化槽（囊）的寬度一覽表見(jiàn)“3.5 海域風(fēng)化深槽（囊）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)”。d、e 方案各類襯砌長(zhǎng)度見(jiàn)

46、下表。襯砌類型s2as2bs3as3bs4s5左線17452563083328442300e 方案右線16853662022625282748左線18312702464006972408d 方案右線1745360187.52603752907.5根據(jù)以上比較，由于 d、e 方案在海底不良地質(zhì)情況的寬度和深度差異并不明顯，而 d方案為繞行方案，以曲線為主，線形指標(biāo)相對(duì)較差，隧道長(zhǎng)度要增加 50m 以上，因此，初步設(shè)計(jì)階段推薦 e 線方案，并以 d 線方案作為比較方案。需要說(shuō)明的是，該走廊帶花崗巖地質(zhì)風(fēng)化變化較頻繁，在該地段把左右線都調(diào)整為從較好地質(zhì)地段通過(guò)，完全避開(kāi)風(fēng)化不良地質(zhì)可能性較小。4.4

47、 隧道縱斷面設(shè)計(jì)隧道縱斷面設(shè)計(jì)本項(xiàng)目地形分陸域段、岸灘段和海域段三部分。海底隧道縱斷面設(shè)計(jì)最重要的一點(diǎn)是要保證隧道洞頂巖層最小安全頂板厚度，本次設(shè)計(jì)根據(jù)工可所作科研課題的結(jié)論“海域地段洞頂巖層厚度大于 15m，潮間帶洞頂巖層厚度大于 10m”控制。1 1）不同縱坡情況下的比較分析）不同縱坡情況下的比較分析根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)車(chē)速為 80km/h 時(shí)，最大縱坡為 5%，特殊情況下可達(dá) 6%，但超過(guò) 3%時(shí)，坡長(zhǎng)有限制。同時(shí)根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范要求，隧道縱坡不宜超過(guò) 3%，考慮的主要因素之一是通風(fēng)問(wèn)題，認(rèn)為當(dāng)縱坡過(guò)大，汽車(chē)排出的有害物質(zhì)迅速增加，通風(fēng)不利。由于本項(xiàng)目為特大海底隧道，從道路安全、

48、行車(chē)舒適及隧道運(yùn)營(yíng)等方面綜合考慮，本次設(shè)計(jì)推薦最大縱坡不超過(guò) 3%，以下分別從改善隧道所穿越工程地質(zhì)情況、隧道通行能力、隧道內(nèi)行車(chē)速度和隧道通風(fēng)等四個(gè)方面分析了隧道縱坡增大 0.5%1.0%的可行性。改善隧道所穿越工程地質(zhì)情況改善隧道所穿越工程地質(zhì)情況根據(jù)規(guī)范，設(shè)計(jì)車(chē)速為 80km/h，縱坡為 3%、4%的坡長(zhǎng)限制分別為 1100m 和 900m，通過(guò)不同坡度坡長(zhǎng)的組合分析，在長(zhǎng)大隧道內(nèi)采用 3.5%、4%的縱坡需多次變換縱坡，對(duì)隧道內(nèi)行車(chē)視距有一定影響，對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境改善不是很明顯。隧道通行能力隧道通行能力主要分析隧道右線翔安岸和隧道左線廈門(mén)岸特定上坡路段的通行能力。著重針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)出島交通

49、量組成中的重車(chē)比例、探討最大縱坡 3.0%、3.5%、4.0%的等效坡度坡長(zhǎng)值對(duì)車(chē)輛換算系數(shù)的影響程度，結(jié)合本項(xiàng)目的預(yù)測(cè)交通量，分析采用大縱坡設(shè)計(jì)時(shí)的道路通行能力是否滿足所預(yù)測(cè)的交通量的要求，為坡度、坡長(zhǎng)的合理選定提供依據(jù)。由于特定縱坡上坡路段中，大型車(chē)的車(chē)輛換算系數(shù)較大，導(dǎo)致當(dāng)量交通量增大，使該路段成為基本路段上運(yùn)行質(zhì)量較差甚至最差的部分。特定縱坡路段大型車(chē)的車(chē)輛換算系數(shù)可參照表 1 和表 2 取用。表 1 特定上坡路段中型車(chē)的車(chē)輛換算系數(shù)特定上坡路段中型車(chē)的車(chē)輛換算系數(shù)hve4 車(chē)道高速公路6 或 8 車(chē)道高速公路坡度（%）坡長(zhǎng)（m）100010001500 15001000 100015

50、00 1500210003532424643533400100010005754643543535754644400400800800686575354343575454686575530030050050010001000711768645436368647479758563003005005001000100081376126表 2 特定上坡路段大型車(chē)（含拖掛車(chē)）的車(chē)輛換算系數(shù)特定上坡路段大型車(chē)（含拖掛車(chē)）的車(chē)輛換算系數(shù)hve4 車(chē)道高速公路6 或 8 車(chē)道高速公路坡度（%）坡長(zhǎng)（m）1000100015001500100010001500 150040012003432322120045

51、43433432324 543433400800800120012005754643433435644546865757127610644004008008001200120016001600 815871274543435754646965855300300700700120012007167614657545469657571276106630030060060080080081887157本項(xiàng)目路線縱面擬定了三個(gè)方案，方案一特定縱坡路段坡度-坡長(zhǎng)為+3%/1050m，方案二特定縱坡路段坡度-坡長(zhǎng)為+3.5%/1050m，方案三特定縱坡路段坡度-坡長(zhǎng)為+4.0%/900m。實(shí)際道路、交通條

52、件下， 級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的單方向條車(chē)道的服務(wù)交通量：insfi=msfifhvfpn 式（1）其中， sfi實(shí)際道路、交通條件下， 級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的單方向條車(chē)道的服務(wù)交通量，in輛/h；msfi理想條件下， 級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的單車(chē)道最大服務(wù)交通量，輛小客車(chē)/h/車(chē)道；i四級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的服務(wù)交通量就是理想通行能力。fhv交通組成影響對(duì)流率的修正系數(shù)，見(jiàn)公式（2）；fp駕駛員總體特性影響對(duì)流率的修正系數(shù)；車(chē)道數(shù)對(duì)流率的修正系數(shù)；nf高速公路單向車(chē)道數(shù)。n、四個(gè)參數(shù)方案一與方案二、方案三均相同，方案一與方案二、方imsfpfnfn案三僅不同。hvf 式（2）111iihvepf其中， 車(chē)型 的交通量占

53、總交通量的百分比；各特征年交通組成見(jiàn)表 3。ipi車(chē)型 的車(chē)輛折算系數(shù)；高速公路中車(chē)型 包括中型車(chē)、大型車(chē)和拖掛車(chē)。各特ieii征年各車(chē)型車(chē)輛折算系數(shù)見(jiàn)表 4。方案二3.5%、方案三4.0%和方案一3%比值見(jiàn)表 5，計(jì)算結(jié)果表明：相對(duì)于isfisfisf3.0%縱坡，采用 3.5%縱坡，通行能力約降低 6%8%，采用 4.0%縱坡，通行能力約降低11%15%。各種情況下單向單車(chē)道小時(shí)交通基本通行能力和設(shè)計(jì)通行能力對(duì)比見(jiàn)表 6。表 3 交通組成交通組成 （單位：%）特征年小型車(chē)中型車(chē)大型車(chē)合計(jì)201064.227.18.8100202068.024.87.2100203070.723.16.21

54、00表 4 車(chē)輛折算系數(shù)車(chē)輛折算系數(shù)縱坡特征年小型車(chē)中型車(chē)大型車(chē)201014420201663.0%2030144201014.54.5202016.56.53.5%203014.54.5201015520201774.0%2030155表 5通行能力對(duì)比通行能力對(duì)比縱坡3%3.5%4.0%特征年hvf3.5%/3%isfisf通行能力比值4%/3%isfisf通行能力比值2010 年0.4660.4280.39692%85%2020 年0.3580.3370.31794%89%2030 年0.5100.4720.43992%86%表 6基本通行能力和設(shè)計(jì)通行能力對(duì)比基本通行能力和設(shè)計(jì)通行能力

55、對(duì)比年度2010 年2020 年2030 年基本通行能力(pcu/h/ln)2000理想條件下設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h/ln)1200基本通行能力1373129314213%設(shè)計(jì)通行能力824776853基本通行能力1261121513143.5%設(shè)計(jì)通行能力757729788基本通行能力1166114612214%設(shè)計(jì)通行能力699687733隧道內(nèi)車(chē)輛行駛速度隧道內(nèi)車(chē)輛行駛速度不同的縱坡設(shè)計(jì)必然會(huì)影響車(chē)輛的運(yùn)行速度，對(duì)于特定坡長(zhǎng)的上坡路段，應(yīng)對(duì)載重汽車(chē)上坡行駛速度的降低值進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)不同的坡度組合，在爬坡性能曲線圖上查找行駛速度。在豎曲線長(zhǎng)度內(nèi)的坡度計(jì)算原則：對(duì)于上坡+上坡（凸形）、下坡

56、+下坡（凹形）的豎曲線，且其坡度代數(shù)差不大時(shí)，按兩變坡點(diǎn)間的坡度計(jì)；對(duì)于上坡+下坡（凸形）、下坡+上坡（凹形）的豎曲線，其坡度代數(shù)差較大時(shí)，可將豎曲線長(zhǎng)度分成 4 份，兩端各 1/4 長(zhǎng)采用前后坡度值，中間 1/2 長(zhǎng)采用前后坡度之代數(shù)和的平均值。根據(jù)驗(yàn)算：最大縱坡為 3%時(shí)，載重汽車(chē)的行駛速度在洞口已接近路段容許最低車(chē)速，采用最大縱坡為 3.5%時(shí)，載重汽車(chē)的行駛速度在洞口將降低 5%左右，采用最大縱坡為 4.0%時(shí)，載重汽車(chē)的行駛速度在洞口將降低 11%左右?？紤]到本項(xiàng)目不可能設(shè)置爬坡車(chē)道（工程費(fèi)用增加很多），因此隧道內(nèi)行駛速度的降低直接影響隧道的服務(wù)水平和通行能力。同時(shí)，根據(jù)規(guī)范，由于廈

57、門(mén)岸右線連續(xù)下坡段，平曲線半徑 r=2600m，若縱坡采用3.5%、4%，應(yīng)對(duì)平曲線超高予以加強(qiáng)，以保證行車(chē)安全，勢(shì)必增加工程費(fèi)用。隧道通風(fēng)隧道通風(fēng)根據(jù)通風(fēng)計(jì)算：當(dāng)交通流以汽油為主即以稀釋 co 濃度控制風(fēng)量時(shí)，縱坡可適當(dāng)加大，當(dāng)以柴油車(chē)為主即以稀釋煙霧濃度或 nox 控制風(fēng)量時(shí)則應(yīng)盡可能降低縱坡，同時(shí)隧道內(nèi)車(chē)速過(guò)低，nox 排放量會(huì)增加。計(jì)算分析表明，縱坡方案比選對(duì)通風(fēng)影響不大。本項(xiàng)目各個(gè)時(shí)期以稀釋煙塵所需風(fēng)量為主要控制指標(biāo)，若采用最大縱坡 3.5%、4%時(shí)，左線需風(fēng)量分別增加 2%和 5%左右，但是各段風(fēng)量變得不均衡，其中上坡段增加 25%，下坡段減小 14%，上下段風(fēng)量比為 56/44；

58、右線需風(fēng)量與最大縱坡 3.0%時(shí)基本相當(dāng)，其中上坡段增加 5%，下坡段減小 10%。主要原因有條，一是隧道洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高變換不大，洞內(nèi)縱坡變陡，相應(yīng)的坡長(zhǎng)變短，等效坡度-坡長(zhǎng)相差不大；二是一端上坡、一端陡下坡，排放量下降明顯。綜合以上分析：本次設(shè)計(jì)最大縱坡以 3.0%控制是比較合適的。2 2）縱斷面設(shè)計(jì)）縱斷面設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)從提高隧道內(nèi)行車(chē)視線、改善隧道運(yùn)營(yíng)條件出發(fā)，在廈門(mén)岸采用了-2.8%的長(zhǎng)坡段，海域段采用了 0.632%的上坡，在翔安岸采用了 3%2.5%3%的組合坡度。服務(wù)隧道縱面設(shè)計(jì)主要從控制橫洞與主洞連接處的洞身高程，利于主洞排水方面考慮，最大縱坡也控制在 3%以內(nèi)。4.5 凈空標(biāo)準(zhǔn)及

59、凈空標(biāo)準(zhǔn)及橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)4.5.1 主洞隧道建筑限界主洞隧道建筑限界根據(jù)交通部工可批復(fù)意見(jiàn)，主洞隧道建筑限界凈寬為 13.50m，內(nèi)側(cè)設(shè)檢修道，主洞隧道建筑限界凈高為5.0m。針對(duì)本隧道為三車(chē)道大斷面的特點(diǎn)，隧道內(nèi)輪廓采用多心圓形式較為經(jīng)濟(jì)合理。通過(guò)采用有限元軟件分別對(duì)不同斷面形式在不同荷載組合下隧道襯砌受力情況進(jìn)行了大量計(jì)算分析，根據(jù)專題研究報(bào)告以及本階段的大量計(jì)算分析，認(rèn)為凈空斷面擬定應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)不宜選取仰拱扁平的斷面結(jié)構(gòu)形式；(2) 襯砌墻角處弧線的半徑不宜??；(3)隧道的仰拱部分與墻角部分所承受的彎矩值很大，在具體設(shè)計(jì)時(shí)最好將該處截面加厚。根據(jù)分析結(jié)果，在滿足結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

60、情況下，一要盡量減少隧道開(kāi)挖量，二要保證隧道兩側(cè)設(shè)備具有布置空間（不允許在二次襯砌處挖孔），通過(guò)對(duì)各種斷面形式的結(jié)構(gòu)分析比較擬定了斷面形式，推薦的隧道建筑內(nèi)輪廓斷面面積為 122.09m2，行車(chē)道以上凈空斷面面積為 100.5m2。4.5.2 服務(wù)隧道建筑限界服務(wù)隧道建筑限界服務(wù)隧道建筑限界是根據(jù)建設(shè)方要求及保證服務(wù)隧道正常發(fā)揮其設(shè)計(jì)功能的原則，在多方案對(duì)比分析的基礎(chǔ)上擬定的。服務(wù)隧道作為緊急避難通道和日常維護(hù)檢修通道，洞體上方預(yù)留檢修車(chē)輛兼逃生空間3.0m（寬）2.5m（高） 。根據(jù)廈門(mén)市總體規(guī)劃要求隧道方案應(yīng)考慮有關(guān)市政管線的布設(shè)，其中包括雙回路 22 萬(wàn)伏高壓輸電纜及 1000mm供水管