隧道設(shè)計圖說明

（（Q）覆蓋層，白堊系跑馬崗一、設(shè)計依據(jù)1、關(guān)于十堰至漫川關(guān)（鄂陜界）公路可行性研究報告審查意見的函（交函規(guī)劃【 2003】275號）；2、交通部“關(guān)于銀川至武漢公路陜鄂接線方案的函”規(guī)公便R 20023第52號；3、陜西省、湖北省交通廳“關(guān)于西部開發(fā)省際公路通道銀川-西安-武漢線陜鄂界高速公路建設(shè)有關(guān)問題的協(xié)議書”2003年5月22日；4、中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計研究院編制的《銀川西安武漢公路大通道十堰至漫川關(guān)段環(huán)境影響評價大綱》；5、湖北省文物考古研究所編制的《十堰至漫川關(guān)高速公路文物規(guī)劃報告》；6、中交二院編制的湖北省十堰至漫JI關(guān)段高速公路第二合同段初步設(shè)計文件；7、交通部部頒技術(shù)標準和規(guī)范、規(guī)程以及總體組下發(fā)的其他有關(guān)文件；8、西部開發(fā)省際公路通道銀武線十堰至漫JI關(guān)高速公路初步設(shè)計省內(nèi)預審會專家意見；9、西部開發(fā)省際公路通道銀武線十堰至漫JI關(guān)高速公路詳測詳勘驗收會專家意見；二、技術(shù)標準及采用規(guī)范技術(shù)標準隧道凈寬： +++2*++=隧道凈高：計算行車速度： 80km/h設(shè)計規(guī)范《公路工程技術(shù)標準》 （JTJ001-97）《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》 （JTJ004-90）《公路隧道設(shè)計規(guī)范》 （JTJ026-90）《錨桿噴射混凝土碎支護技術(shù)規(guī)范》 （GB50086-2001）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GBJ108-87）三、初步設(shè)計批復意見執(zhí)行情況《西部開發(fā)省際公路通道銀武線湖北十堰至漫川關(guān)高速公路初步設(shè)計省內(nèi)預審初審會專家意見》中關(guān)于隧道方面的有8條意見，與7~11合同段有關(guān)的執(zhí)行情況如下：1、按照省內(nèi)預審專家意見，在施工圖階段全線統(tǒng)一對于長度小于 500m的隧道采用瀝青復合式路面。2、按照省內(nèi)預審專家意見，在施工圖階段全線將土門一號、二號聯(lián)拱隧道、李師關(guān)聯(lián)拱隧道、花園聯(lián)拱隧道、梯子溝聯(lián)拱隧道改為小間距隧道，降低了工程造價，同時減小了施工難度。同時對于必須采用連拱形式的隧道采用夾心式連拱結(jié)構(gòu)形式，基本解決了連拱隧道滲漏水的問題。3、施工圖階段在充分利用初勘地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對于各隧道針對性的布設(shè)了詳勘鉆孔。4、由于本項目所在區(qū)域的地形條件異常復雜，按照省內(nèi)預審專家意見，在施工圖階段針對各隧道洞口具體地形地質(zhì)條件，認真比選確定隧道的洞門和進洞方案。5、根據(jù)省內(nèi)預審專家意見，隧道施工圖階段采用了斷面經(jīng)濟，結(jié)構(gòu)受力合理的襯砌支護形式。6、施工圖階段對原初步設(shè)計防排水設(shè)計進行了進一步優(yōu)化，采用洞周潔凈水和洞內(nèi)污染水分排的方案，具有環(huán)保、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點。7、隧道挖方的調(diào)配和棄硝場設(shè)計在施工圖階段全線統(tǒng)一考慮。8、施工圖階段針對各隧道具體情況都補充了相關(guān)的施工設(shè)計。云嶺隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路特長隧道，位于哪西縣上津鎮(zhèn)丁家灣村境內(nèi)，隧道左線起訖樁號為ZK104+765?ZK106+920,全長2155m,右線起訖樁號為 YK104+765?YK106+925,全長2160m。隧道左線平面線型進口段為圓曲線，曲線半徑 R=1240m,其后接緩和曲線， A=480,隧道中間段為直線，其后接緩和曲線，A=480,出口段為圓曲線，曲線半徑R=1240m,隧道右線平面線形與左線相同。 隧道縱面線型左線為+%和%的單向坡，右線為+晰口％的人字坡。隧道最大埋深約 260m,隧道進口為端墻式洞門，隧道出口為削竹式洞門。五、隧道地質(zhì)地形地貌隧道區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕中?低山丘陵地貌單元，地形起伏較大，相對高差約 350米。隧道所經(jīng)地段標高在450-760米之間，山體頂部及山脊呈渾圓狀。沿線地勢西北高，東南低，局部由于較強烈的切割而顯陡峭。區(qū)內(nèi)沖溝多呈東西向發(fā)育，溝谷較陡，沖溝內(nèi)多為第四系殘坡積堆積物。進口段右側(cè)為兩山間的沖溝，其自然坡度25°-35°;出口段坡度較陡，坡度為45°-50°,坡地植被發(fā)育。工程地質(zhì)條件隧道區(qū)域在大地構(gòu)造上屬于秦嶺褶皺系中的三級構(gòu)造單元武當復背斜內(nèi)，次級構(gòu)造單元為武當復背斜北部的娜西倒轉(zhuǎn)復式背斜西北部傾伏端。 在K106+300m為一小向斜。兩屏斷裂由一系列平行斷層組成， 平面上多次分支復合，該斷裂呈北西向，斷面總體傾向北東，傾角40°?75。。西始陜西省漫川關(guān)，東延經(jīng)湖北省屏西、員B縣至丹江口，然后伏于南襄盆地。 受兩屏斷裂的影響，巖層扭曲褶皺明顯，巖體產(chǎn)狀變化較大，總體產(chǎn)狀起始段傾向北西，隧道出口段傾向西，傾角38。-72。。受兩屏斷裂的影響，本路段節(jié)理較為發(fā)育，在K104+600-K105+700m右側(cè)的上津組的炭質(zhì)千枚巖被擠壓后，形成的破碎帶寬度可達百米以上。局部可見斷面的水平擦痕和階步構(gòu)造。斷層產(chǎn)狀為 38°755°,地層略有平移，表現(xiàn)為北盤東錯，南盤西移特點，錯移距離一般可達數(shù)百米，表明兩屏斷裂在線路區(qū)為平移逆斷層。根據(jù)地層形成的時代、成因及物理力學性質(zhì)，隧道穿越的地層主要有：第四系組（K2p）、泥盆系中統(tǒng)（D2）、奧陶系蠻子營組（O23m）及志留系上津組（Ss）。各層具體工程地質(zhì)特征描述如下：⑴第四系（Q）覆蓋層：Qme填筑土（Q）（地層代號I-1）雜色，由卵石、粘性土、植物根等組成，稍濕，松散。層厚，平均厚度。主要分布于耶漫公路兩側(cè)。h含碎石亞粘土（Q）（地層代號I-2）褐黃色，碎石具棱角狀，粒徑約20-50mm,含量約10-30%,稍濕，硬塑狀，層厚約。上部為耕植土，厚度約。主要分布于隧道進出口地段。推薦承載力 [0]=270kPa。h碎石土（Q）（地層代號I-3）黃褐色，碎石成份主要為千枚巖、石英巖 ，粒徑一般30-100mm,最大粒徑大于200mm，亞粘土含量10%-35%,飽和，中密狀態(tài)。層厚約，平均厚度 。分布于隧道中后部。重型動力觸探錘擊數(shù)平均值 N635為擊。推薦承載力[0]=450kPa。四、隧道概況⑵泥盆系中統(tǒng)（D2）：弱風化灰?guī)r（地層代號ID h-3）灰?淺灰色，主要礦物成分為方解石，鈣質(zhì)-泥質(zhì)膠結(jié)，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙一般發(fā)育 ，巖芯長度5-20cm,采取率70-80%,RQD值為20-50%,巖層傾向50度左右，傾角50度，層厚約，平均厚度。推薦承載力1°1=1500kPao微風化灰?guī)r（地層代號ID h-4）灰?淺灰色，主要礦物成分為方解石， 鈣質(zhì)-泥質(zhì)膠結(jié)，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，巖芯長度8-40cm,采取率80-90%,RQD值為50-70%,巖層傾向50度左右，傾角50度，揭露層厚約，平均厚度。推薦承載力【=2000kPao⑶志留系上津組（Ss）:弱風化千枚巖（地層代號IVq-3）深灰-灰黑色，主要礦物成份為云母、長石等，含炭量較高，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，鉆探進尺較慢，巖芯長度1-8cm,采取率60-70%巖層傾向30度左右，傾角50度，揭露層厚約，平均厚度。推薦承載力1°l=1200kPao（4）奧陶系石翁子組（°23m）強風化千枚巖（地層代號Vq-2）灰黑-灰綠色，主要礦物成份為云母、長石等，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，巖芯破碎，呈半巖半土狀，鉆探取芯困難，層厚約，平均厚度 。推薦承載力[o]=400kPao弱風化千枚巖（地層代號Vq-3）深灰-灰黑色，主要礦物成份為云母、長石等，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，巖芯長度4-20cm,采取率70-80%,RQD值為0-30%,巖層傾向一般在17-27度之間，傾角45-58度，揭露層厚約，平均厚度。推薦承載力1°）=1200kPao水文地質(zhì)條件隧道區(qū)右側(cè)沖溝內(nèi)有小股面流通過，流量 2-3L/S,距隧道中線約50m,對隧道開挖有影響。地下水以基巖裂隙水和碳酸巖溶水為主，分別賦存于泥巖、千枚巖裂隙和灰?guī)r巖溶中，且埋藏較深，接受大氣降水的補給，就近向西河排泄。隧道區(qū)巖性為泥巖、千枚巖和灰?guī)r，弱風化千枚巖滲透系數(shù)，無相對隔水層和含水層，因此水量貧乏。隧道開挖過程中，地下水的運動方式主要為滴水及線流，雨季局部區(qū)域有可能形成面流，地下水對隧道的施工及運行在雨季時有一定的影響。據(jù)對該線路段所取地下水及地表水（西河水）水樣分析結(jié)果，隧道區(qū)地表水、地下水對混凝土無腐蝕性，但對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。不良地質(zhì)現(xiàn)象隧道區(qū)的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)在隧道進口滑坡、兩屏斷裂及隧道開挖時有害氣體的影響。隧道進口有一滑坡，其形態(tài)呈圈椅狀，前緣和兩邊溝界明顯， 南北長250m,東西寬100m,平均厚度22m,為大型古滑坡?；麦w為含碎石亞粘土、碎石土、強風化千枚巖，滑面為強 -弱風化間的接觸面。第四系含碎石亞粘土、碎石土，結(jié)構(gòu)松散；滑坡區(qū)地形起伏，溝谷縱橫，有一溝谷內(nèi)常有地表面流通過；斜坡上有寬度2-15m的平臺，大多種植黃姜，這些都有利于地表水下滲，下伏基巖為相對隔水層，強風化千枚巖遇水易軟化，在接觸面處形成飽和軟化帶，滑體與滑床間的抗剪強度大大降低，當土體的下滑力超過接觸面處的抗滑力時，在其前沿臨近西河的臨空面處必然產(chǎn)生自坡腳向上的牽引式滑坡，主滑方向為南南東向。耶漫公路穿過滑坡體的中下部，在修筑公路時對滑坡體的開挖后形成的小臨空面未進行支護，臨空面上已有新的滑移變形，產(chǎn)生了許多的裂縫，目前滑坡有進一步的滑動趨勢。受兩屏斷裂的影響，局部地段的巖層較為破碎，隧道開挖時，局部巖石脫落，應(yīng)采取局部襯砌和掛網(wǎng)支護。地震及區(qū)域穩(wěn)定性根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)劃》（ GB50011-2001）,湖北省屏西縣抗震設(shè)防烈度屬六度區(qū)，設(shè)計基本地震加速度值a=,設(shè)計地震分組為第一組。依據(jù)《公路抗震設(shè)計規(guī)范》（ JTJ004-8q）的有關(guān)規(guī)定，擬建隧道建議按地震烈度七度進行設(shè)防。 隧道區(qū)屬構(gòu)造剝蝕的中-低山地貌單元。全路段主要斷裂構(gòu)造為兩屏斷裂， 近期未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造運動。六、隧道設(shè)計凈空斷面本隧道為上下線分離的四車道高速公路隧道，建筑限界凈寬，凈高，經(jīng)綜合分析比較，采用三心圓曲墻式襯砌，在隧道內(nèi)側(cè)（左側(cè)）檢修道下設(shè)置一個尺寸為60*40cm的電纜溝及①20cm的圓形排水邊溝，外側(cè)（右側(cè)）設(shè)一60*50cm的電纜溝以及①20cm的圓形排水邊溝。隧道內(nèi)任何設(shè)備均不得侵入建筑限界。洞門及明洞襯砌設(shè)計結(jié)合本隧道進出口實際地形、地質(zhì)情況，隧道進口采用端墻式洞門，明洞頂采用方格網(wǎng)植草綠化防護，周圍邊仰坡采用錨噴防護和碎預制塊襯砌拱植草防護，隧道出口左右線洞門采用削竹式洞門，隧道出口成洞面邊坡及仰坡防護和明洞頂防護形式與進口一致。 在隧道洞口施工過程中應(yīng)注意從上到下， 邊開挖邊防護，嚴禁放大炮，以防對邊坡的深層產(chǎn)生松動破壞。為了保證洞口邊仰坡在施工和使用期間的穩(wěn)定，隧道進出口均設(shè)置了一段明洞，要求明洞襯砌在洞口開挖完成后應(yīng)盡快施作，在達到設(shè)計強度后及時回填。明洞襯砌采用 60cm厚C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在填土橫坡小于20%時，填土厚度可達到米。在進行結(jié)構(gòu)計算時 ，設(shè)計荷載考慮回填土荷載、結(jié)構(gòu)自重荷載、坡頂滾石沖擊荷載及施工荷載，仰拱及采用漿砌片石回填的邊墻部分考慮地基彈性抗力。 明洞應(yīng)嚴格按圖施工，要求邊墻部漿砌片石回填密實，頂部回填土應(yīng)對稱回填，不容許超過設(shè)計回填厚度及設(shè)計回填土橫坡 ，以保證結(jié)構(gòu)工作條件與結(jié)構(gòu)設(shè)計模式的吻合。在進行明洞開挖過程中，當發(fā)現(xiàn)地形、地質(zhì)條件與設(shè)計值相差太大時應(yīng)及時報告，以便作出合理的處理對策。明洞基礎(chǔ)要求地基承載能力要求大于 300Kpa,如果達不到上述要求應(yīng)考慮適當加固邊墻及中隔墻基礎(chǔ)。 只有在施作明洞仰拱（達到設(shè)計強度）后才能進行兩側(cè)及拱部土體回填。復合襯砌設(shè)計根據(jù)隧道埋深及圍巖類別的不同，本隧道共設(shè)計了 10種復合襯砌形式：明洞襯砌：S1復合襯砌：S2a、S2b、S3a、S3hS4SSSTaSTbSTc明洞襯砌用于進出口明挖段，采用25#鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在進行結(jié)構(gòu)計算時，設(shè)計荷載考慮回填土荷載、 結(jié)構(gòu)自重及施工荷載，仰拱及采用漿砌片石回填的邊墻部分考慮地基彈性抗力。在進行明洞施工過程中 ，應(yīng)嚴格按圖施工，邊墻部漿砌片石回填密實，頂部回填土應(yīng)對稱回填，不容許超過設(shè)計回填厚度及設(shè)計回填土橫坡 ，以保證結(jié)構(gòu)工作條件與結(jié)構(gòu)設(shè)計模式的吻合。 當發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件與設(shè)計值相差太大時應(yīng)及時反映 ，以便作出合理的處理對策。復合式襯砌參數(shù)是首先根據(jù)圍巖類別、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、地形及埋置深度、結(jié)構(gòu)跨度及施工方法等以工程類比擬定，然后應(yīng)用有限元綜合程序?qū)κ┕み^程進行模擬分析，定性的掌握圍巖及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力發(fā)展與變形破壞過程，進一步調(diào)整支護參數(shù)，最后采用荷載 -結(jié)構(gòu)-彈性抗力計算模式，應(yīng)用我院“隧道結(jié)構(gòu)計算程序”進行結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力分析計算及強度校核。為了與結(jié)構(gòu)設(shè)計模式相適應(yīng)，要求二次襯砌采用先墻后拱法施工，現(xiàn)場模筑。初期支護：對于n?in圍巖由工字鋼拱架（或鋼筋格柵） 羥向錨桿，鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成，而對于IV?v則由徑向錨桿，鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成。工字鋼拱架具有剛度大 ，發(fā)揮作用快的特點，這一點對于巖體自穩(wěn)能力差，跨度大的隧道特別重要。每根工字鋼鋼拱架之間用① 22的鋼筋連接，并與徑向錨桿及鋼筋網(wǎng)焊為一體，與圍巖密貼，形成承載結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是當?shù)貞?yīng)力較大，圍巖很差，導致周邊位移量很大時 ，初期支護應(yīng)在環(huán)向設(shè)置伸縮縫，以控制作用在初期支護之上的變形荷載。二次襯砌：對于隧道洞口段的n?出類淺埋圍巖地段，由于巖體風化嚴重，節(jié)理發(fā)育、自穩(wěn)時間較短，洞室開挖跨度較大，二次襯砌按承擔上部土壓力覆土荷載計算需采用 C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二次襯砌要求緊跟開挖面。對于IV?V類深埋圍巖地段，由于該段巖體比較穩(wěn)定，能夠在一定程度上形成穩(wěn)定的承載拱，因此結(jié)構(gòu)按承擔部分土壓力覆土荷載計算可采用 C25素混凝土結(jié)構(gòu)。在施工過程中仍必須注意初期支護的變形與穩(wěn)定監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)合理確定二次襯砌的施作時間，盡可能發(fā)揮初期支護的承載能力。輔助施工設(shè)計本隧道為分離式兩車道隧道， 隧道采用的輔助施工措施主要有如下幾項 ：超前長管棚、超前小導管、超前錨桿。超前長管棚：設(shè)置于隧道進口，管棚入土深度為 16m。管棚鋼管均采用①108*6mm熱軋無縫鋼管,環(huán)向間距50cm,接頭用長15cm的絲扣直接對口連接。當長管棚鋼管已深入微風化巖層時可以適當縮短長管棚長度。鋼管設(shè)置于襯砌拱部，管心與襯砌設(shè)計外輪廓線間距大于 30cm,平行路面中線布置。要求鋼管偏離設(shè)計位置的施工誤差不大于 20cm,沿隧道縱向同一橫斷面內(nèi)接頭數(shù)不大于 50%,相鄰鋼管接頭數(shù)至少須錯開。為增強鋼管的剛度，注漿完成后管內(nèi)應(yīng)以30號水泥沙漿填充。為了保證鉆孔方向，在明洞襯砌外設(shè)80cm厚C25鋼架碎套拱，套拱縱向長。考慮鉆進中的下垂，鉆孔方向應(yīng)較鋼管設(shè)計方向上偏 1度。鉆孔位置，方向均應(yīng)用測量儀器測定。在鉆進過程中也必須用測斜儀測定鋼管偏斜度 ，發(fā)現(xiàn)偏斜有可能超限，應(yīng)及時糾正，以免影響開挖和支護。超前小導管：設(shè)置在隧道出口段無長管棚支護的n?出類圍巖地段 ，采用外徑42mm,壁厚，長350cm的熱扎無縫鋼管，在鋼管距尾端1米范圍外鉆①6mm壓漿孔。鋼管環(huán)向間距約40cm,外插角控制在10?15度左右，尾端支撐于鋼架上，也可焊接于系統(tǒng)錨桿的尾端，每排小導管縱向至少需搭接。超前錨桿設(shè)置在出?IV圍巖地段。 錨桿采用直徑22mm,長350cm的20MnSi①22鋼筋，環(huán)向間距約40cm。實際施作時錨桿方向應(yīng)根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀確定 ，以盡量使錨桿穿透更多的結(jié)構(gòu)面為原則 ，外插角可采用5?15度不等。采用早強砂漿作為粘接材料 ，每排錨桿的縱向搭接長度也要求不小于。④加固注漿：分長管棚注漿和周邊加固注漿， 主要用在H?出類圍巖地段，以通過注漿提高圍巖自身承載能力，提高巖體對結(jié)構(gòu)的彈性抗力，改善結(jié)構(gòu)受力條件。長管棚注漿是利用洞口長管棚先行敷設(shè)的鋼花管進行；周邊加固注漿是利用①25系統(tǒng)錨桿進行。注漿宜采用單液注漿，不僅可簡化工藝，降低造價，而且固結(jié)強度高，因此注漿前均應(yīng)進行單液注漿實驗 ，單液注漿以水泥為主，添加5%的水玻璃（重量比），如單液注漿效果好，能達到固結(jié)圍巖的目的，全隧道均可用單液注漿方案，如可灌性差，再進行水泥-水玻璃雙液注漿實驗。雙液注漿參數(shù)應(yīng)在本設(shè)計的基礎(chǔ)上通過現(xiàn)場實驗按實際情況調(diào)整。注漿一般按單管達到設(shè)計注漿量作為注漿結(jié)束的標準。當注漿壓力達到設(shè)計終壓 10分鐘后，進漿量仍達不到設(shè)計注漿量時，也可結(jié)束注漿。注漿作業(yè)中應(yīng)認真作好記錄 ，隨時分析和改進作業(yè)，并注意觀察初期支護和工作面狀態(tài)，保證安全。復合襯砌各類支護參數(shù)如下表 ：襯砌圍巖類另I」初期支護二次襯砌輔助施工錨桿鋼筋網(wǎng)噴射碎鋼拱架S2an淺埋①25注漿錨桿L=3m雙層。8鋼筋 網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚26cm18工字鋼間距75cm拱部45cm仰拱45cm超前小導管S2bn①25注漿錨桿L=3m雙層。8鋼筋 網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚26cm18工字鋼間距75cm拱部45cm仰拱45cm超前小導管S3am（））22藥卷錨桿L=3m48鋼筋網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚22cm422格柵間距100cm拱部40cm仰拱40cm超前錨桿S3bm。22藥卷錨桿L=3m48鋼筋網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚22cm422格柵間距120cm拱部40cm超前錨桿S4w①22砂漿錨桿L=46鋼筋網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚10cm拱部30cmS5V①22砂漿錨桿L=局部46鋼筋網(wǎng)C20噴射碎厚6cm拱部30cmSTam①25注漿錨桿L=46鋼筋網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚24cm16工字鋼間距75cm拱部45cm仰拱45cm超前錨桿STbw。22藥卷錨桿L=3m46鋼筋網(wǎng)20x20cmC20噴射碎厚15cm拱部40cmSTcV局部①22砂漿錨桿局部46鋼筋網(wǎng)C20噴射碎厚6cm拱部35cm七、結(jié)構(gòu)計算與圍巖穩(wěn)定分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算根據(jù)本隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況，對n類、出類圍巖地段復合襯砌，按照荷載 -結(jié)構(gòu)-彈性抗力模式進行內(nèi)力分析與強度較核。圍巖壓力的性質(zhì)、大小和分布對隧道襯砌的結(jié)構(gòu)設(shè)計影響很大，同時對施工方式的選擇也很重要。對于n類圍巖地段當隧道埋深小于 12米時因埋深較小，為安全考慮，忽略滑動面上的阻力，按上覆土柱的全部重力計算荷載。當埋深為12?30米時按淺埋隧道破裂面理論計算覆土荷載。當埋深大于 30米時，按規(guī)范推薦的深埋隧道公式計算荷載。對于出類圍巖地段當隧道埋深小于 6米時因埋深小，為安全考慮，忽略滑動面上的阻力，按上覆土柱的全部重力計算荷載。當埋深為 6?15米時按淺埋隧道破裂面理論計算覆土荷載。當埋深大于15米時，按深埋隧道規(guī)范推薦的公式計算荷載。對于存在地形偏壓的淺埋段圍巖壓力，在淺埋H類圍巖地段按照地形引起的偏壓計算。對于n類及出類圍巖地段的復合式襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工是按照新奧法原理，在設(shè)計上充分利用圍巖的自身承載能力，將初期支護與圍巖緊密結(jié)合在一起，最大限度地利用和發(fā)揮圍巖的自身承載能力和自穩(wěn)能力，把支護作為加固和穩(wěn)定圍巖的手段。襯砌分兩次完成，利用錨桿、噴射混凝土、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)作為初期支護手段，與圍巖共同組成復合的承載結(jié)構(gòu)以控制圍巖的變形和松弛。在完成初期支護后，圍巖的變形基本受到控制。二次襯砌采用素混凝土結(jié)構(gòu)，局部地質(zhì)條件較差地段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以滿足結(jié)構(gòu)的使用要求和結(jié)構(gòu)上的安全儲備。圍巖穩(wěn)定分析本隧道最大埋置深度約344米，一般埋深約200?300米。根據(jù)本隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況，對出類偏好及IV類圍巖地段復合襯砌，應(yīng)用平面應(yīng)力-應(yīng)變有限元程序，采用二維平面應(yīng)變單元和適合巖土材料的強度理論評價方法，分階段模擬施工開挖過程，給出相應(yīng)的應(yīng)力釋放率，計算各階段受力工況，從而提出一套合理的施工開挖步驟和施工方式，并對圍巖穩(wěn)定性的可靠度作出評價。計算范圍取開挖區(qū)4倍洞徑范圍作為有限元分析區(qū)域，左右邊界為水平約束，上邊界為自由狀態(tài)，下邊界為豎向約束，區(qū)域中圍巖按理想的單一介質(zhì)取值，假定洞室處于埋置深度約 200?300m的高地應(yīng)力狀態(tài)。計算判定準則：圍巖的屈服條件以基于 Mohr—Columb強度理論準則的破壞接近度反映，錨桿的應(yīng)力值應(yīng)滿足設(shè)計抗拉強度。鋼纖維噴射混凝土安全度判定根據(jù)其軸力和彎矩，計算出主應(yīng)力，要求其應(yīng)力值在一定的安全系數(shù)的情況下，滿足其最小和最大彎曲拉、壓應(yīng)力計算結(jié)果表明，施工步驟是合理的，按設(shè)計的支護參數(shù)，圍巖是穩(wěn)定的，結(jié)構(gòu)是安全的。八、隧道防排水設(shè)計隧道防排水遵循“以排為主，防排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，爭取隧道建成后達到洞內(nèi)基本干燥的要求，保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用和行車安全。①防水措施：在初期支護與二次襯砌之間敷設(shè)一層 EVA/ECB共擠復合土工布防水板，作為第一道防水措施；拱部及邊墻二次襯砌采用不低于 S8的防水混凝土，作為第二道防水措施。防水板敷設(shè)應(yīng)從邊墻下部設(shè)置引水管處至拱部到中墻頂部連續(xù)施作，全隧道滿鋪。可用鋼釘或其他方法固定，固定處應(yīng)補強。施工時要注意保護防水板的完整性。二次襯砌變形縫、縱向施工縫均用中埋式橡膠止水帶止水， 環(huán)向施工縫、用帶注漿管橡膠膨脹止水條止水。②排水措施：為了有效地排除二次襯砌背后積水，消除二次襯砌背后的靜水壓力，在初期支護與防水板之間背后按10m的縱向間距設(shè)置HC—半圓軟式透水管，透水管內(nèi)的水通過設(shè)在襯砌底部和中隔墻兩側(cè)的軟式排水管直接引入路面下兩側(cè)的排水盲溝排出洞外。在洞內(nèi)路面外側(cè)設(shè)置了預制邊水溝以排除襯砌后圍巖滲水和路面積水，邊溝縱坡與隧道縱坡一致，對于有超高的路面段根據(jù)路面超高情況設(shè)置邊水溝。③洞內(nèi)路基排水：為了防止路面底層地下水上升到路面影響行車安全，在路面兩側(cè)設(shè)置全隧道連通的縱向排水盲溝，在路面下有仰拱地段在施工縫和變形縫處設(shè)置一處橫向排水盲溝，在無仰拱地段每 10米設(shè)置一處橫向排水管，在地下水豐富地段可適當減小其間距。橫向排水盲溝與兩側(cè)縱向排水盲溝連通，縱向排水盲溝與出口邊溝沉砂井連通。縱向排水管采用 HDPE雙壁打孔波紋管，橫向排水盲溝采用 MF7塑料盲溝。九、行人、行車橫洞本隧道按照規(guī)范及安全要求設(shè)置了 4處行人橫洞、3處行車橫洞。行車橫洞間距為400?500米，行人橫洞間距為200?300米，行人橫洞凈空：米（寬）*米（高）；行車橫洞凈空：米（寬）*米（高）。行人橫洞位置：（1）ZK105+050-YK105+027⑵ZK105+550-YK105+527⑶ZK106+050-YK106+027（4）Zk106+600-YK106+582行車橫洞位置：（1）ZK105+300-YK105+260⑵ZK105+780-YK105+740⑶ZK106+300-YK106+260橫洞應(yīng)盡可能設(shè)置圍巖較好地段，當實際地質(zhì)情況有變化時，可適當調(diào)整橫洞位置。橫洞與主隧道連接處施工時，應(yīng)注意施工方法，盡量減少對圍巖的擾動。十、監(jiān)控量測設(shè)計由于巖土工程的復雜性和特殊性， 在隧道施工過程中一般需要根據(jù)施工過程中洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查、 洞內(nèi)觀察、現(xiàn)場監(jiān)控量測及巖土物理力學實驗等施工反饋信息，進一步分析確定圍巖的物理力學參數(shù)，以最終確定和修改隧道施工方法和支護方式。本隧道支護結(jié)構(gòu)應(yīng)用新奧法原理采用復合襯砌，要求施工單位在施工過程中必須進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，及時掌握圍巖在開挖過程中的動態(tài)和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，提供有關(guān)隧道施工的全面、系統(tǒng)信息資料，以便及時調(diào)整支護參數(shù)，通過對量測數(shù)據(jù)的分析和判斷，對圍巖-支護體系的穩(wěn)定狀態(tài)進行監(jiān)控和預測，并據(jù)此制定相應(yīng)的施工措施，以確保洞室周邊巖體的穩(wěn)定以及支護結(jié)構(gòu)的安全。根據(jù)本隧道的實際情況，在施工過程中必須進行的監(jiān)控量測項目有洞口淺埋地段地表下沉觀測、 洞室周邊位移變形監(jiān)控量測以及日常觀察與施工調(diào)查。在n類圍巖地段，當隧道埋置深度小于 30米時屬于淺埋隧道，在ID類圍巖地段，當隧道埋置深度小于 15米時屬于淺埋隧道，在這種情況下必須按要求進行地表變形觀測，觀測斷面縱向間距約 20?30米，每端洞口至少設(shè)置一個觀測斷面。在觀測前注意儀器校正、觀測點及基點的設(shè)置工作，在觀測過程中注意作好數(shù)據(jù)的整理和分析工作，為下部洞室施工提供咨詢意見。在進行洞室開挖施工過程中，必須進行洞室周邊位移變形監(jiān)控量測，每次爆破施工后應(yīng)進行掌子面地質(zhì)及支護狀態(tài)的觀察。洞室周邊位移量測斷面在n類圍巖地段縱向間距 10?15米左右應(yīng)設(shè)置一處，在ID類圍巖地段縱向間距15?20米左右設(shè)置一處，在IV類圍巖地段縱向間距 20?30米左右設(shè)置一處，在V類圍巖地段縱向間距30?50米左右設(shè)置一處，在圍巖分類比較零碎的地段每一類圍巖段至少要設(shè)置一處監(jiān)測斷面。在施工過程中，可以根據(jù)隧道地質(zhì)特點和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合現(xiàn)場管理各方的研究需要，選擇一些特殊監(jiān)控量測項目對隧道進行深入研究，如：圍巖內(nèi)部位移量測、錨桿內(nèi)力量測、鋼支撐內(nèi)力量測、噴射混凝土應(yīng)力量測以及二次襯砌應(yīng)力量測等等。由于這些監(jiān)控量測項目技術(shù)含量高，初始投入大，進行時間長，其目的主要是對隧道施工方法和設(shè)計參數(shù)作更深入的研究，為后續(xù)工程設(shè)計與施工的進一步優(yōu)化提供參考意見，且一般要求多方面合作才行，因此，盡管設(shè)計上提供了比較完善的內(nèi)容和方法，但是對其實施與否不作強制性要求。建議建設(shè)方選擇有代表性的地質(zhì)地段和代表性襯砌類型設(shè)立選測項目，進行隧道設(shè)計施工方面的技術(shù)研究，以提高本項目的技術(shù)水平。由于測量設(shè)計工期較短，同時考慮到本隧道埋置深度不大，區(qū)域構(gòu)造活動較少，一般不會出現(xiàn)高地應(yīng)力現(xiàn)象，因此本隧道沒有進行地應(yīng)力量測。建議施工期間在洞內(nèi)選擇適當位置進行洞室周邊地應(yīng)力量測，以便為后續(xù)工程積累經(jīng)驗。十一、隧道施工施工方法在進行洞口段開挖施工前必須施作好洞頂截水溝，防止地表水體滲入開挖面影響明洞邊坡和成洞面的穩(wěn)定；在進行挖過程中，邊坡防護必須與邊坡開挖同步進行，開挖到成洞面附近時要求預留核心土體，待洞口長管棚施工完成后再開挖進洞。洞口地質(zhì)較差，應(yīng)盡量避開雨季施工，明洞襯砌完成后應(yīng)及時回填。隧道施工開挖總體上要求拱部采用光面爆破， 邊墻部采用預裂爆破，以最大限度地保護周邊巖體的完整性，同時減少超挖量，提高初期支護的承載能力。在n類圍巖地段要求采用超短臺階法施工，臺階長度控制在5?10米，保證初期支護及時落底封閉，以確保初期支護的承載能力。由于二次襯砌是按主要的承載結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此二次襯砌應(yīng)緊跟開挖面：在初期支護落底后應(yīng)及時施作二次襯砌仰拱和仰拱回填層，然后施作二次襯砌。在ID類圍巖地段要求采用短臺階法施工，臺階長度控制在 10?15米，注意上半斷面及基礎(chǔ)鎖腳錨桿的施工質(zhì)量。由于二次襯砌是按承受少量荷載進行設(shè)計， 因此二次襯砌的施作可滯后開挖面 20?30米，在初期支護基本穩(wěn)定后施作，但是二次襯砌仰拱和仰拱回填層應(yīng)緊跟初期支護。在IV類圍巖地段推薦采用臺階法施工，當機械化程度較高，各道施工工序能及時完成時，也可以采用全斷面法施工。IV類圍巖地段必須確保系統(tǒng)錨桿的施工質(zhì)量。在V類及其以上圍巖地段推薦采用全斷面法施工。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求，沿隧道縱向在地質(zhì)變化處以及襯砌類型變化處應(yīng)設(shè)置沉降縫，邊墻、拱部及仰拱均應(yīng)斷開。施工注意事項(1)洞口施工應(yīng)注意邊坡修整圓順，鋪砌整齊。洞門應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求施工 ，以達到設(shè)計效果。(2)對于洞口淺埋及n類圍巖地段應(yīng)盡快及時施作二次襯砌，二次襯砌施作時間嚴格緊跟初期支護， 以保證初期支護安全，發(fā)揮二次襯砌的承載能力。(3)復合襯砌施工應(yīng)認真執(zhí)行新奧法原則 ，拱部采用光面爆破，邊墻采用預裂爆破，加強監(jiān)測，減少施工過程中對圍巖的擾動，盡量發(fā)揮圍巖的自身承載能力。當發(fā)現(xiàn)初期支護承載能力不夠時 ，除應(yīng)及時加強初期支護外也可修改二次襯砌支護參數(shù)后提前施作二次襯砌。(4)施工中應(yīng)注意鋼拱架及鋼筋網(wǎng)與圍巖的密貼 ，二次襯砌施作完成后應(yīng)檢查其背后與噴碎層之間的空隙。 一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時回填。(5)鋪設(shè)防水卷材前應(yīng)裁除出露的錨桿端部，修整噴碎表面過大的凹凸不平處，以防刺破防水卷材，鋪設(shè)過程中應(yīng)注意防水卷材搭接良好。(6)本設(shè)計圖冊未含隧道內(nèi)通風、照明、監(jiān)控及供配電工程，施工時應(yīng)注意相關(guān)部分的預留洞室及預埋件的位置。(7)隧道施工要重視保護生態(tài)環(huán)境，實行文明施工，提高機械化水平，盡量減少對隧道附近環(huán)境的破壞。十二、建筑材料(1)明洞襯砌采用C25鋼筋混凝土，復合式襯砌初期支護采用 C20噴射混凝土，二次襯砌采用C25混凝土，仰拱回填采用C10混凝土。(2)直徑D<12mm的鋼筋采用I級鋼筋，直徑DR12mm的鋼筋及錨桿采用H級鋼筋；鋼拱架采用18型工字鋼；超前鋼管及長管棚采用熱扎無縫鋼管。⑶在S2aS2b、STa襯砌段采用①25中空注漿錨桿，錨桿桿體外徑 25mm，壁厚5mm,桿體材料強度達到500Mpa,單根桿體抗拉強度達150KN。(4)S4、S5襯砌段采用藥卷錨桿。(5)復合防水層采用1mm厚EVA/ECB共擠防竄流防水板表面復合一層 300g/m2的無紡布。襯砌混凝土拱部、邊墻及基礎(chǔ)要求添加RH巧復合式防水劑。(6)隧道混凝土路面面層的數(shù)量不計入本隧道工程數(shù)量。十三、隧道消防設(shè)計規(guī)范《公路工程技術(shù)標準》(JTJ01-88及交通部“關(guān)于執(zhí)行公路工程技術(shù)標準中若干問題的通知”《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTJ026-90)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》( GBJ16-87)《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》(GBJ140-90)《泵站設(shè)計規(guī)范》(GB/T50265-97)《室外給水設(shè)計規(guī)范》(GBJ13-86)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GBJ9-87)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ10-89)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GBJ10-89)《給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ69-84)《矩形鋼筋混凝土清水池》(96S828)《鋼筋混凝土清水池附屬設(shè)構(gòu)配件圖》( 96S821)《水池通氣管、吸水喇叭管及支架》( 90S319)《10KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》( GB50053-94)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》( GB50052-95)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》(GB50054-95)《工業(yè)自動化通用技術(shù)要求》(ZBN04009-88)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)消防設(shè)施根據(jù)本隧道消防設(shè)備設(shè)置規(guī)模的要求，隧道消防系統(tǒng)設(shè)計由隧道內(nèi)消防系統(tǒng)和隧道外供水系統(tǒng)組成。隧道內(nèi)消防系統(tǒng)隧道內(nèi)消防系統(tǒng)由化學滅火器、消火栓、給水栓和消防供水干管組成。(1)防火分區(qū)的劃分從隧道結(jié)構(gòu)考慮，隧道內(nèi)設(shè)置的滅火器均可直線到達火災(zāi)地點，此時使用手提式滅火器的最大行動距離應(yīng)為25m,在考慮到消火栓的水帶長度一般為 25m,因此防火分區(qū)定為50m。⑵滅火器的設(shè)置隧道內(nèi)火災(zāi)一般以油類火災(zāi)為主， 選用MF型干粉滅火器，每個分區(qū)內(nèi)應(yīng)配置3個MF8型8kg干粉滅火器。滅火器與消火栓同設(shè)一個洞室，設(shè)在隧道外側(cè)檢修道邊的消火栓洞室內(nèi)，設(shè)置間距 50mo⑶消火栓的設(shè)置每個防火分區(qū)設(shè)一個消火栓，消火栓洞室設(shè)置于行車方向右側(cè)，間距50m,與滅火器洞室對向排列。消火栓洞室內(nèi)設(shè)SN65型消火栓1個、DN65水龍帶25m兩根，QZG19型水槍2個。這可確保在防火分區(qū)內(nèi)的一個火災(zāi)點，至少有兩個水槍可同時滅火。為加強撲滅油類火災(zāi)的能力，洞室內(nèi)還設(shè)置環(huán)保型水成膜泡沫(低泡)滅火裝置1套，泡沫濃度為3%,裝置噴射時間大于30min,裝置包括：30L泡沫液罐、比例混合器、25m軟管卷盤、泡沫噴槍等，當裝置內(nèi)泡沫液用完后，噴槍可繼續(xù)噴水滅火。軟管卷盤適于沒有經(jīng)過消防專門訓練人員(如駕駛員)使用，水龍帶適于專業(yè)消防隊員使用。(4)給水栓的設(shè)置給水栓設(shè)置在隧道洞口外，以及隧道行人橫洞洞口對面，供消防車取水之用，以便配合專業(yè)消防隊撲救較大的火災(zāi)。⑸消防干管的設(shè)置隧道內(nèi)干管采用DN150無縫鋼管，隧道左、右線兩管在行人橫洞處相互連接，形成環(huán)狀管網(wǎng)。消防干管連接各消火栓，為消火栓供水。當消火栓出口壓力超過時應(yīng)設(shè)置減壓孔板。隧道外供水系統(tǒng)隧道外供水系統(tǒng)由取水設(shè)施、集水池、泵站、蓄水池和供水管網(wǎng)組成。本隧道消防水源來自進口附近的山間溪流。取水設(shè)施由滾水壩、沉砂井等組成。沉砂井設(shè)置在滾水壩的下方，再下方設(shè)一座