隧道施工图设计说明.docx

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1、渝北区悦来新城路网工程C标准分区(中环线以北)、D标准分区主次干道道路工程 金竹湾隧道施工图设计说明 第 17 页 共17页 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司渝北区悦来新城路网工程C标准分区(中环线以北)、D标准分区主次干道道路工程 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司 1 工程概况同茂大道悦来段为服务性主干道,起于滨江大道北段,向东与会展大道北段平交后、以隧道(即金竹湾隧道)方式下穿会展中心东侧山体后接金山大道连接线。金竹湾隧道是同茂大道悦来段的重要组成部分,隧道为双向六车道,设计行车速度为50km/h,隧道由1#和2#隧道两段组成。1#隧道西洞口两洞间距约11m,2#隧道东洞口两洞间距约3

2、1m,其余位置间距约18m,根据公路隧道设计规范的规定,属于小净距隧道,隧道按小净距隧道设计。1#隧道左线起点里程桩号ZK0+130,止于ZK0+809,长679m;右线起点里程桩号YK0+125,止于YK0+805,长680m。2#隧道左线起点里程桩号ZK0+895,止于ZK1+416,长521m;右线起点里程桩号YK0+917,止于YK1+420,长503m。隧道左线在ZK0+436.211处下穿规划4号路,在ZK0+666.924下穿规划2号路,在ZK0+984.721处下规划穿金山大道;隧道右线在YK0+434.460处下穿规划4号路,在YK0+654.150下穿规划2号路,在YK0+

3、975.742处下穿规划金山大道。由于在1#隧道西洞口附近规划有杨柳变电站,2#隧道东洞口附近规划有悦来变电站,需敷设电力走廊以满足供电需求。因此,1#隧道左线隧道在ZK0+130ZK0+809段拟与电力隧道共建。本次施工图共分五册,本册为第五册同茂大道悦来段工程中的第二分册隧道土建工程。主要包含1#和2#隧道土建设计及电力隧道土建设计。电力隧道设计范围为与1号隧道共建段及1号隧道出洞口至金山大道电力隧道单独建设段。2 设计依据、执行规范、设计标准及原则,初设审查意见及执行情况2.1 设计依据1) 建设单位与我公司签订的设计合同 【工程编号09168D】 2)重庆市城乡总体规划(2007-20

4、20) 【重庆市规划设计研究院2007.5】3) 重庆市主城区大竹林礼嘉组团C、D标准分区控制性详细规划 【重庆规划展览馆规划研究中心】4) 金竹湾隧道工程地质勘察报告【重庆市勘测院 2010.11】5) 工程可行性研究文件 【林同棪国际工程咨询(中国)有限公司】6) 方案设计文件 【林同棪国际工程咨询(中国)有限公司】7) 重庆市规划局关于渝北区悦来新城道路工程方案研究会议纪要 【重庆市规划局业务会议纪要 市政字2010165号】8) 初步设计文件 【林同棪国际工程咨询(中国)有限公司】9)重庆市城乡建设委员会关于渝北区悦来新城同茂大道悦来段道路工程初步设计的批复;10)重庆电力设计院关于渝

5、北区悦来新城路网工程同茂大道悦来段金竹湾隧道工程的复函;11) 业主提供的其他相关资料2.2 执行规范 公路隧道设计规范(JTG D70-2004); 公路隧道施工技术规范(JTG F602009); 公路工程抗震设计规范 (JTJ00489) ; 公路沥青路面设计规范(JTG D502006); 公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004); 公路工程技术标准(JTG B01-2003); 锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001); 建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002); 建筑设计防火规范(GB50016-2006); 地下工程防水技术规范(GB50108-2

6、008); 爆破安全规程(GB6722-2003)。2.3 设计标准 道路等级:城市主干道I级; 设计行车速度:50km/h; 设计纵坡:隧道最大纵坡2.5%,最小纵坡-0.5%; 设计抗震标准:基本烈度度,采取构造措施; 限界:净高H=5.0m,净宽B=13m; 行车方向:单向行驶; 行车道宽度: 3.5+3.5 +3.5m; 路面设计荷载:BZZ-100型标准车; 隧道内卫生标准:(1)一氧化碳(CO)允许浓度正常营运时为200ppm,发生交通滞留时,短时间(20min)以内,为250ppm;(2)烟尘允许浓度:正常营运时为0.0075m-1。2.4 设计原则 隧道设计遵循“动态设计、信息

7、法施工”原则,体现功能设计的理念。 隧道设计遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的小净距隧道设计原则。 隧道设计体现对生态环境保护,洞口位置选择结合地形、地质及与环境协调、美观,贯彻“早进晚出”的原则。 以工程类比法为主,根据新奥法基本原则和复合式衬砌的作用原理进行设计。设计满足信息化施工的要求。 与电力隧道共建段隧道采用全包防水,普通段采用半包防水,强调隧道衬砌结构的自防水功能,重视衬砌薄弱环节的防水。2.5 初设审查意见及执行情况1、设计说明和图件中应补充左右线间距及隧道组合形式,明确支护参数是按哪种组合形式设计的。执行情况:按意见执行。2、平面图中应补充工程地质信息。执行情况:按意见执

8、行。3、2#隧道左线出口浅埋段太长,宜缩短以节约造价。左右洞口可以错位布置。执行情况:经过核实为2#隧道右线出口浅埋段太长。由于2#隧道右线出口段将已明洞形式下穿规划金山大道左连接线,且隧道路面标高低于金山大道左连接线路面标高约7m,为了确保行车视野的舒适性和确保洞口安全,将明洞延长至YK1+420处。4、洞门立面图投影关系未表示全。执行情况:按意见执行。5、级浅埋加强段支护参数中超前小导管太长,可以调整其间距,由原来的2.4m调整为3.0m。仰拱宜设工字钢与上部工字钢成环。执行情况:经核实,4.5m长超前小导管,若按30打设,水平间距2.4m,则水平搭接长度约1.5m,且超前小导管排距为钢拱

9、架纵向间距的整数倍时,便于小导管打设和尾部固定。类比同茂大道东段隧道,级围岩工字钢仰拱可不封闭。6、建议将级深埋段22药卷锚杆改为砂浆锚杆。执行情况:按意见执行。7、隧道纵断面图中宜给出BQ值各项计算指标。执行情况:按意见执行。8、建议将级浅埋加强段施工方法改为双侧壁导坑法,将级深埋段由台阶法改为单侧壁导坑法施工。执行情况:参考同茂大道东段隧道目前施工方法,按审查意见将共建段级围岩洞口加强段开挖方式调整为双侧壁导坑法,共建段台阶法调整为三台阶法。9、说明中对隧道下穿城市道路,且埋深较浅存在的工程问题未作评价,请补充相关说明或必要的设计图及检测要求。执行情况:按意见补充。10、应补充说明共建段隧

10、道行车道下建电力隧道的必要性,从现有断面尺寸来看很不经济,建议优化断面形式或做其他方案的比选。执行情况:按意见补充共建的必要性,断面形式经过与电力隧道设计单位反复协商,并征求业主意见,采用本次设计共建形式。3 工程区域气象、地质条件3.1 气候特征隧道拟建区具有空气湿润,春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点。日最高气温43.0,日最低气温-1.8;降雨多集中在59月,其降雨最高达746.1mm左右,多年平均相对湿度约79%,绝对湿度17.7hpa左右。年平均降雨日为161.3d,小时最大降雨量可达62.1mm。主要风向为北风,全年平均风速为1.3m/s左右,最大风速为26.1m/s。3.2 地形

11、地貌金竹湾隧道工程沿线为构造剥蚀丘陵地貌单元,基本保持原始地貌特征,地面高程235.9348.4m,ZK7处最高,终点处最低,沿道路纵向波状起伏,高低不一,呈现浑圆状中丘与宽缓沟槽相间分布的特征,丘陵地形总体坡角1530,宽缓沟槽地形总体坡角210。3.3 地层岩性隧道拟建区内上覆土层为第四系填土、粉质粘土,侏罗系砂溪庙组岩层,沿线的岩层为砂质泥岩和砂岩,其中以砂质泥岩为主。各地层及岩性现由新到老分述如下:1) 素填土层(Q4ml):沿线素填土分布范围小,主要分布于居民地及机耕道周边,堆填时间长短不一,一般均超过10年,主要由砂、泥密块石,局部少量生活垃圾等组成,块石粒径10200mm,含量约

12、20%,松散稍密。2) 残坡积层(Q4el+dl):粉质粘土(Q4 el+dl):黄褐色、局部为灰褐色。可硬塑状,局部表层为软塑状,干强度中等、表面和切口稍有光泽、摇震反应无、韧性中等;主要分布于沿线的沟槽及丘包的缓坡地带,斜坡地带厚度小,一般为0.301.50m,沟槽地带厚度为0.503.0m。3)侏罗系中统砂溪庙组(J2X)砂质泥岩:褐红色,主要矿物成分为粘土矿物,泥质胶结,粉砂泥质结构,中厚层状构造,强风化一般为1.5m,岩体破碎,呈碎块状。中风化岩体较完整,局部岩体破碎,裂隙不发育,属软岩,为场地内的主要岩层。岩体基本质量等级为级。4) 砂岩:灰色,主要矿物成份为石英、长石、云母等,细

13、中粒结构,中厚层状构造,泥钙质胶结,以钙质胶结为主。强风化岩体较破碎,一般厚度为0.8m。中风化岩体裂隙不发育,岩体较完整,岩芯呈柱状。含泥质较重,为较软岩,岩体基本质量等级为级。该场地主要岩层为砂质泥岩,局部为砂岩,砂泥岩互层。3.4 地质构造与地震拟建隧道隶属龙王洞背斜西翼。龙王洞背斜西翼岩层产状:倾向260270,倾角3537,层间结合差。发育两组构造裂隙。J1裂隙倾向130150,倾角7585,裂隙面平直,延伸13m,裂隙宽一般25mm,常为砂、泥质充填; J2裂隙倾向280300,倾角7080,裂隙面平直,延伸25m,裂隙宽一般12mm,局部有充填,结合一般。根据地震烈度区划图,拟建

14、道路沿线抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g。3.5 水文地质条件拟建隧道场地内地下水主要为上层滞水和基岩风化裂隙水 ,主要赋存于原始地貌谷心地带的覆土层和风化带岩层中,补给源主要为稻田储水和大气降水。原始丘包斜坡地带排泄条件好,不利于地下水的储存,而原始沟谷地段,为雨水汇聚区。3.6 隧道围岩评价1) 隧道左线ZK0+130K0+220段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.02.56m,中等风化岩层厚度约1.5317.39m,岩性为中等风化砂岩与砂质泥岩互层,围岩级别为级,为浅埋隧道,左侧侧壁可能发生局部掉块,右侧侧壁稳

15、定。K0+220K0+635段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.05.01m,洞顶中等风化岩层厚度约17.3950.14m,岩性为砂岩及砂质泥岩互层,其中K0+220K0+356及K0+420K0+635段以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,K0+356K0+420段为砂岩。隧道围岩为级,为深埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+635K0+725段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚2.629.60m,中等风化岩层厚度约4.2517.82m,岩性以砂质泥岩为主,

16、夹薄层砂岩,隧道围岩为级,为浅埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+725K0+768段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.252.62m,中等风化岩层厚度约17.8218.01m,岩性为砂岩及砂质泥岩互层,隧道围岩为级,为深埋隧道,左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+768K0+800段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.301.80m,中等风化岩层厚度约0.018.01m,岩性为砂岩及砂质泥岩互层,隧道围岩为级,为浅埋隧道。左

17、侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+905K0+960段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.001.92m,中等风化岩层厚度约0.017.80m,岩性以砂岩为主,夹薄层砂质泥岩,隧道围岩为级,为浅埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+960K1+285段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.002.20m,中等风化岩层厚度约17.3745.35m,岩性为砂岩及砂质泥岩互层隧道围岩为级,为深埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块

18、,右侧侧壁稳定。K1+285K1+409段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.001.50m,中等风化岩层厚度约0.017.37m,岩性以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,隧道围岩为级,为浅埋隧道。侧壁稳定。2) 隧道右线K0+123K0+210段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.02.00m,中等风化岩层厚度约0.0018.75m,岩性以砂岩为主,夹薄层砂质泥岩,隧道围岩级别为级,为浅埋隧道。侧壁稳定。K0+210K0+630段:本隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等

19、风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.07.33m,中等风化岩层厚度约18.7557.72m,其中K0+210K0+340及K0+420K0+630段以以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,K0+340K0+420段为砂岩,隧道围岩级别为级,为深埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+630K0+730段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚2.209.60m,中等风化岩层厚度约3.8619.57m,岩性以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,隧道围岩级为级,为浅埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+730K0+

20、760段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.102.30m,中等风化岩层厚度约17.7019.82m,岩性以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,隧道围岩级为级,为深埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+760K0+795段:隧道走向与构造线正交。拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.001.80m,中等风化岩层厚度约0.018.17m,岩性为砂质泥岩,隧道围岩级别为级,为浅埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+930K0+970段:本隧道走向与构造线正交。拱顶

21、覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚0.848.36m,中等风化岩层厚度约0.017.93m,岩性为砂岩及砂质泥岩互层,隧道围岩级别为级,为浅埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K0+970K1+335段:隧道走向与构造线正交。在K1+300K1+335段,隧道上下穿规划金山大道连接线,拱顶覆盖层主要为粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚1.004.35m,中等风化岩层厚度约17.9845.56m,岩性以砂质泥岩为主,夹薄层砂岩,隧道围岩级别为级,为深埋隧道。左侧侧壁有可能沿组合结构面发生局部掉块,右侧侧壁稳定。K1+335K1+3

22、80段:隧道走向与构造线正交。本段隧道下穿规划金山大道连接线,根据设计高程回填后,拱顶覆盖层主要为素填土、粉质粘土及强、中等风化基岩;土层及强风化带岩石厚0.909.20m,中等风化岩层厚度约0.017.98m,岩性为砂质泥岩,隧道围岩级别为级,为浅埋隧道。侧壁稳定。3.7 隧道岩土物理力学参数及围岩分级表根据地勘,地勘推荐岩体力学参数和围岩分级表如表1和表2所示。表1 岩体力学参数表岩土名称天然重度承载力基本容许值0抗压强度抗拉强度抗剪强度变形指标基底摩擦系数饱和Rb天然Ra内摩擦角f内聚力c变形模量弹性模量泊松比kN/m3kPaMPaMPakPakPaMPMP压实填土20.030 (综合)

23、粉质粘土19.914010.028.30.25中风化砂质泥岩25.68005.49.015032.1751980010800.340.40砂 岩24.9150018.526.938240.741205252030300.100.50结构面18*50*注:带“*”为经验值表2 隧道围岩级别一览表里程岩性完整性系数BQ值围岩级别隧道左线K0+125K0+178段砂岩为主0.61298.0K0+178K0+234砂质泥岩为主0.65268.7K0+234K0+345砂岩及砂质泥岩互层0.69278.7K0+345K0+405砂岩为主0.65308.0K0+405K0+485砂岩及砂质泥岩互层0.65

24、268.7K0+485K0+725砂质泥岩为主0.73288.7K0+725K0+800砂岩及砂质泥岩互层0.70281.2K0+905K0+935砂岩为主0.64305.5K0+935K1+235砂岩及砂质泥岩互层0.69278.7K1+235K1+409砂质泥岩为主0.77298.7隧道右线K0+123K0+145段砂岩为主0.61298.0K0+145K0+340砂质泥岩为主0.65268.7K0+340K0+420砂岩为主0.67313.0K0+420K0+560砂岩及砂质泥岩互层0.65268.7K0+560K0+685砂质泥岩为主0.65268.7K0+685K0+742砂质泥岩为

25、主0.73288.7K0+742K0+795砂质泥岩0.70281.2K0+930K0+985砂岩为主0.64305.5K0+985K1+130砂质泥岩为主0.69278.7K1+130K1+200砂岩为主0.69318.0K1+200K1+380砂质泥岩为主0.77298.73.8 不良地质现象拟建隧道范围未发现断层、滑坡、泥石流、危岩和崩塌等不良地质现象;同时也未发现特殊性岩土存在,仅在鱼塘、稻田表层有少量流塑软塑状粉质粘土。4 隧道平、纵和断面设计4.1 平面设计隧道平面线形主要由路线控制,设计充分考虑了隧道所处区域的地形及地质情况、隧道施工方案、两端接线条件和工程投资等因素。1#隧道进

26、洞口段和2#隧道出洞口段左、右线均位于曲线上,1#隧道进洞口段左线曲线半径1100m,右线曲线半径1300m;2#隧道出洞口段左线曲线半径800m,右线曲线半径600m。其余段为直线段。4.2 隧道纵断面设计纵断面线型设计综合地形、地质条件、通风、排水、施工及两端的接线条件。隧道左线ZK0+130ZK0+797.544段,隧道以2.5%上坡,ZK0+797.544ZK1+416段,隧道以-0.5%下坡;隧道右线YK0+125YK0+540.036段,隧道以2.5%上坡,YK0+540.036YK1+420段,隧道以-0.5%下坡。隧道内路面横坡为1.5%,为单向坡。5 隧道设计5.1 隧道内轮

27、廓设计:净空按三车道布置,标准段行车道宽3.5+3.5+3.5m,左侧向宽度LL=0.5m,右侧向宽度LR=0. 5m,预留装修空间20.17m。左、右检修道宽度按0.75m设置。根据受力情况优劣及经济性出发,隧道采用曲墙五心圆断面。隧道建筑限界净宽13m,净高5.00m,内轮廓线净空面积分别为103.29m2(带仰拱)。与电力隧道共建段隧道路面以上限界及净空尺寸不变,仅将仰拱加深,共建段内轮廓线净空面积分别为115.97m2。电力隧道与主体隧道共建段电力隧道净空为1.82.4m+0.4+2.02.4m,其中1.82.4m为电力隧道净空,2.02.4m为电力隧道检修通道净空;对于单独设立的电力

28、隧道段净空为1.82.2m,电力隧道竖井段1.82.0m。5.2 洞口隧道上下行分离设置,进出洞口的位置均遵循了“早进晚出”的原则,并考虑了经济及美观性,进出洞口采用削竹式洞门。5.2.1 1#隧道1) 1#隧道西洞口1#隧道左线西洞口位于左线里程桩号ZK0+130,右线西洞口位于右线里程桩号YK0+125,左右洞口纵向基本对齐,左右洞口间横向净距约14m。西洞口位于丘陵斜坡,无断层,地质构造简单,地势北东高南西低,覆土层厚02.2m,主要为粉质粘土,下伏侏罗系中统沙溪庙组砂岩,岩体较完整完整。西洞口掌子面按1:0.25刷坡后采用管棚支护进洞,确保安全。洞口边、仰坡中风化岩层按1:0.5放坡,

29、强风化岩层按1:0.75放坡,土层按1:1放坡,边、仰坡刷坡后及时采用锚喷临时支护。边坡为22砂浆,锚杆长3m,仰坡为25砂浆锚杆,长5m,间距均1.5mx1.5m。仰坡刷坡过程中应对坡顶房屋进行监测,施工时须确保仰坡顶部房屋安全。2) 1#隧道东洞口1#隧道左线东洞口位于左线里程桩号ZK0+809,右线东洞口位于右线里程桩号YK0+805,左右洞口纵向错开约12m,左右洞口间横向净距约20m。东洞口位于丘陵斜坡,无断层,地质构造简单,地势西东高东南低,覆土层厚1.21.8m,主要为粉质粘土,下伏侏罗系中统沙溪庙组和中厚层状砂质泥岩。东洞口掌子面按1:0.25刷坡后采用管棚支护进洞,确保安全。

30、洞口边、仰坡中风化岩层按1:0.5放坡,强风化岩层按1:0.75放坡,土层按1:1放坡,边坡刷坡后及时采用锚喷临时支护。锚喷锚杆长3m,间距1.5mx1.5m。5.2.2 2#隧道1) 2#隧道西洞口2#隧道左线西洞口位于左线里程桩号ZK0+895,右线西洞口位于右线里程桩号YK0+917,左右洞口纵向错开约38m,左右洞口间横向净距约20m。西洞口位于丘陵斜坡,地势北东高南西低,地表粉质粘土厚度0.60.8m,下伏侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩,岩体较完整完整。西洞口掌子面按1:0.25刷坡后采用管棚支护进洞,确保安全。洞口边、仰坡中风化岩层按1:0.5放坡,强风化岩层按1:0.75放坡,土层按

31、1:1放坡,边、仰坡刷坡后及时采用锚喷临时支护。边坡为22砂浆,锚杆长3m,仰坡为25砂浆锚杆,长5m,间距均1.5mx1.5m。2) 2#隧道东洞口2#隧道左线东洞口位于左线里程桩号ZK1+416,右线东洞口位于右线里程桩号YK1+420,左右洞口纵向错开约6m,左右洞口间横向净距约33m。东洞口位于丘陵斜坡,无断层,地质构造简单,地势西高东低,覆土层厚01.0m,下伏侏罗系中统沙溪庙组和中厚层状砂岩。东洞口掌子面按1:0.25刷坡后采用管棚支护进洞,确保安全。右线东洞口在 YK1+317处挂洞,再采用明洞接长至洞口YK1+420。洞口边、仰坡中风化岩层按1:0.5放坡,强风化岩层按1:0.

32、75放坡,土层按1:1放坡,边坡刷坡后及时采用锚喷临时支护。锚喷锚杆长3m,间距1.5mx1.5m。5.3 衬砌设计根据地勘,隧道穿过级围岩地区,隧道设计遵循安全、经济、合理的原则,在遵守交通部颁发公路隧道设计规范(JTG D70-2004)的同时,以工程类比法为主进行设计,设计结果经过大型通用有限元程序GTS分析验算,确保结构安全经济。支护参数见表3。表3 支护设计表支护类型应用范 围初期支护二次衬砌湿喷C25混凝土锚杆钢架间距辅助措施A级围岩洞口加强段24cm厚25中空锚杆 L=4.0m, 8080cm梅花形布置I18工字钢架0.8m(拱墙)108管棚进洞,并注浆,L=15m,400mm。

33、管棚进洞20米以后采用42超前小导管,L=4.5m,400mm并注浆,排距2.4m拱墙、仰拱为60cm厚的C30防水钢筋混凝土B级围岩洞身浅埋段22cm厚25中空锚杆 L=3.5m, 8080cm梅花形布置I16工字钢架0.8m(拱墙)42超前小导管,L=4.5m,400mm并注浆,排距2.4m拱墙为50cm厚的C30防水钢筋混凝土、仰拱为50cm厚的C30防水混凝土C级围岩洞身深埋段22cm厚22全粘接药卷锚杆L=3.0m, 100100cm,梅花形布置H1616格栅钢架1.0m(拱墙)25超前砂浆锚杆,长4.5m,600mm并注M20早强砂浆,排距3m拱墙为50cm厚的C30防水钢筋混凝土

34、、仰拱为50cm厚的C30防水混凝土A共建段级围岩洞口加强段24cm厚25中空锚杆 L=4.0m, 8080cm梅花形布置I18工字钢架0.8m(拱墙和仰拱)108管棚进洞,并注浆,L=15m,400mm。管棚进洞20米以后采用42超前小导管,L=4.5m,400mm并注浆,排距2.4m拱墙、仰拱为60cm厚的C30防水钢筋混凝土B共建段级围岩洞身浅埋段22cm厚25中空锚杆 L=3.5m, 8080cm梅花形布置I16工字钢架0.8m(拱墙和仰拱)42超前小导管,L=4.5m,400mm并注浆,排距2.4m拱墙、仰拱为50cm厚的C30防水钢筋混凝土C共建段级围岩洞身深埋段22cm厚22全粘

35、接药卷锚杆L=3.0m, 100100cm,梅花形布置H1616格栅钢架1.0m(拱墙和仰拱)25超前砂浆锚杆,长4.5m,600mm并注M20早强砂浆,排距3m拱墙、仰拱为50cm厚的C30防水钢筋混凝土注:D、E型断面初期支护及辅助措施分别同B和C,二次衬砌钢筋进行了加强。电力隧道采用矩形框架结构,除共建段中墙采用40cm厚的钢筋混凝土结构,其余均采用壁厚30cm的钢筋混凝土结构。5.3.1 初期支护隧道采用复合式衬砌。初期支护以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土、钢拱架等为主要手段,并采用超前管棚、超前小导管注浆预支护等辅助措施,以确保洞口加强段稳固安全,并充分发挥洞身围岩较好段的自承能力。25中

36、空注浆锚杆壁厚5mm,抗拉力应9t,注浆孔径15 mm,钻孔直径42 mm。中空注浆锚杆施工工艺如下:1) 钻锚孔:用普通风动凿岩机或凿岩台车钻孔并清孔。2)插入锚杆:将安装好锚头的中空注浆锚杆插入锚孔,锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。3)安装止浆塞、垫板、螺母。4)连接注浆机 通过快速注浆接头将锚杆尾端和所选注浆机联接。5)注浆:开动机器注浆,如需要进行压力注浆以改良围岩结构,只需待压力表上指针升至设计压力时即可。22砂浆锚杆抗拉力应7.5t,钻孔直径40 mm。砂浆锚杆施工工艺如下:1) 钻锚孔:用普通风动凿岩机或凿岩台车钻孔并清孔。2) 插入锚杆:将锚杆插入锚孔内并固定好。3) 注浆。5.3

37、.2 二次衬砌二次衬砌采用C30防水混凝土,抗渗等级P8。施工时采用台车模注现浇。商品混凝土的输送采用机械泵送。每次浇注长度应不小于8m,以提高二次衬砌的整体密实性,减少横向施工缝。围岩较差段衬砌向围岩较好地段延伸5m,以确保施工安全。5.4 防排水设计根据洞内无渗漏水,路面不积水,不冒水的技术标准,遵循“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则。5.4.1防排水措施 在洞口段采用截水沟及护坡等手段,在洞顶沿隧道用地边界,在洞口仰坡及边坡以外5m的适当位置设置截水天沟,减少大气降水对洞口围岩的影响。 二次模筑混凝土采用抗渗标号不得低于P8的防水混凝土浇筑。混凝土掺抗裂密实膨胀剂,其混凝

38、土物理性能应符合设计要求。含量为水泥用量的68%,替换同重量水泥。(不含仰拱) 在二次衬砌与初期支护之间铺设高分子复合自粘防水卷材,与电力共建段为全包防水,其余为半包防水。高分子复合自粘防水卷材其力学性能应符合设计要求。二次衬砌施工缝设双道P-201遇水膨胀止水胶(158mm)。沉降缝设E型止水带。 隧道衬砌排水:(1) 沿衬砌两边墙墙脚外侧纵向设置纵向透水管;(2) 衬砌背后环向设置100软式弹簧透水盲沟,环向盲沟原则上每10m设一处,干燥无水段较长时,间距可适当加长;在有水地段间距适当加密。弹簧管数量根据水流大小确定,一般13根;(3) 在纵向排水管与洞内纵向路缘边沟之间设置DN50横向硬

39、塑管,沿隧道纵向间距为10m,局部地下水丰富地段加密;(4) 洞内清洗水通过纵向排水边沟排出洞外。纵向盲沟全隧贯通,环向盲沟下伸至边墙脚与纵向盲沟相连,衬砌背后地下水从环向盲沟汇集至纵向盲沟后,通过横向排水管引入纵向路缘边沟,排出洞外。5.4.2结构混凝土材料自防水混凝土结构必须满足自防水要求,抗渗等级P8,混凝土的渗透系数K110-12m/s,混凝土的氯离子扩散系数210-12m2/s,作为计算砼设计使用寿命与配合比满足抗裂、耐久性的依据,并满足长期致密、抗氯离子侵蚀,此外施工中应检测电通量(2000库仑),作为砼耐久性的定期过程控制;砼60天干燥收缩率不大于0.025%;结构混凝土强度等级

40、C30,以满足长期致密、防碳化的要求。不允许出现贯穿裂缝,表面裂缝宽度0.2mm。混凝土抗碳化能力,以碳化深度理论计算达到100年。通过以上指标的检测推断,进而保证混凝土的使用寿命。砼抗冻融指标大于300。1、采用普通硅酸盐(或纯硅)水泥,水泥强度等级不应低于42.5级,并要求C3A含量8%。掺加GNA高效低掺量砼膨胀剂,7天水中限制膨胀率410-4,掺量范围为胶凝材料重量的7%,防渗等级为S8。砼水胶比0.45,限制水泥用量,控制用水量(185Kg/m3)等措施;混凝土中的石子粒径应为540mm连续级配,针片状石子的含量10%,含泥量1%,泥块含量0.5%;砂应采用中粗砂,含泥量2%,泥块含

41、量1%,砂率宜控制在35%45%之间;混凝土总碱量3Kg/m3;砂石材料必须通过碱活性测试认定为非活性;浇筑耐久性高、防水性强的结构自防水混凝土。2、控制混凝土入模塌落度(1014cm)和接触面温度,所有混凝土入模温度均应28且5,最大温差(在混凝土浇筑后三周内)25。砼侧墙浇筑时倾落的自由高度不应超过1.5m。顶、底板砼应在初凝前多次收水抹光,初凝后应对砼覆盖并浇水,浇水的次数能保持砼处于湿润状态。3、搅拌混凝土掺入高效低掺量膨胀剂时必须有专人负责,误差应小于0 .5%内,对计量装置要经常检查,使用搅拌投料顺序:开机运转石子砂子水泥膨胀剂干拌30S以上加水。加水后的搅拌时间要比普通混凝土延长

42、30S以上,膨胀剂砼浇筑后养护非常重要,应根据气温情况,即时浇水养护,使混凝土外露面始终保持湿润状态,养护期一般不少于14天。同时还应加强结构养护(如顶板蓄水养护、侧墙前期喷水、后期挂湿土工布养护)、延长养护期(如顶板养护至防水层开始施工)等,以控制砼干缩裂缝与收缩裂缝。4、掺抗裂密实膨胀剂后混凝土物理性能指标应符合表4要求。表4 混凝土物理性能指标表性能选项指标 相关标准 掺量(%) 6-8/减水率(%) 15GB8076限制膨胀率(%) 0.025JC476气体渗透系数(cm/s,10-11) /TB10120JGJ55抗腐蚀系数 /GB/T50080泌水率(%) 50JC474凝结时间差 min初凝 -90 +120终凝 -90 +120抗压强度比 %3d1407d13028d120渗透高度比,%,不大于 2548h吸水量比,%,不大于 4028d收缩率比,%,不大于 100对钢筋的锈蚀作用 无锈蚀 5.4.3衬砌外包防水高分子复合自粘防水卷材产品幅宽2.0m,厚2.0mm,在

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