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1、隧道总说明1 概述1.1 隧道总体设计原则1)隧道设计遵循充分发挥隧道功能,安全、经济的基本原则。设计中有完整的勘测、调查资料,综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成,以及营运和施工条件,进行了多方案的技术、经济、环保比较,使隧道设计符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。2)隧道主体结构按永久性建筑设计,具有规定的强度、稳定性和耐久性;加强了隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调,形成合理的综合设计。3)隧道设计体现动态设计与信息化施工的思想,制定地质观察和监控量测的总体方案。4)隧道设计贯彻国家有关技术经济政策
2、,积极慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺。5)隧道设计符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求。注意节约用地,保护农田及水利设施,尽量保护原有植被,妥善处理弃渣和污水。1.2 隧道设计技术标准1)公路等级:双向行驶二级公路2)隧道设计速度:40km/h3)隧道建筑限界见表1-1: 4)隧道路面横坡:双向坡2% (直线段)。5)隧道内最大纵坡:3%;最小纵坡:0.3%。6)洞内路面设计荷载:公路I级。7)隧道防水等级:一级;二次衬砌砼抗渗等级不小于S6。表1-1 隧道建筑限界项 目净宽(m)净高(m)行车道(m)侧向宽度(m)检修道(m)主洞9.05.03.520.25+0.2
3、50.752紧急停车带12.255.0/1.3 隧道规模本路段推荐线共设隧道4座,总长3657m,其中长隧道3座,短隧道1座;比较线设置隧道2座,总长2007m,其中长隧道1座,短隧道1座。长隧道采用全纵向式射流通风,短隧道自然通风。本路段隧道设计为单洞对向交通,隧道长度、洞口桩号见下表:表1-2 隧道长度、桩号一览表序号线位名称隧道名称隧道起止桩号隧道长度(m)1推荐线K线杨家垭隧道K25+225K26+2251000 2分水岭隧道K30+770K31+8801110 3椿树蔸隧道K35+768K36+200432 4雪落寨隧道K37+205K38+3201115 推荐线隧道合计3657 1
4、比较线A线椿树蔸隧道AK35+678AK36+100422 2雪落寨隧道AK36+870AK38+4551585 比较线隧道合计2007 1.4 设计使用的主要规范、规程和资料1.4.1 设计使用的规范、规程和资料1)公路工程技术标准(JTG B01-2003)2)公路隧道设计规范(JTG D70-2004) 3)公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.1-1999)4)公路水泥混凝士路面设计规范(JTG D402002)5)公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)6)公路工程抗震设计规范(JTJ00489)7)公路隧道施工技术规范(JTG F602009)8)地下工程防水技术规范(G
5、B 501082008)9)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB 500862001)10)交通部2007年7月3日颁发的公路工程基本建设项目设计文件编制办法(交公路发2007358号)11)公路工程地质勘察规范(JTJ06498)12)工程建设标准强制性条文(公路工程部分)13)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)14)建筑设计防火规范(GB500162006)15)公路工程施工安全技术规范(JTJ076-95)1.4.2 参考的规范、手册 1)隧道铁路工程技术手册 2)铁路隧道喷锚构筑法技术规范(TB 10108-2002)2 隧道工程气象、地质条件简述2.1 气象项目区属
6、亚热带湿润季风气候,年平均气温15.4(鹤峰),极端最高气温40.740.8C,极端最低气温-12.7C(宣恩)。低山、中山区无霜期分别为226266天,年平均降水量1684mm(鹤峰)。区内降雨时空分布不均,主要集中在410月,尤以57月份为多,降水集中、降雨强度大是当地一大气候特点,连续强降雨过程一般57天,长者可达半月余。区内冬季有寒冻现象发生,海拔1000m上的中山、高中山区以上积雪现象较明显,海拔1200m以上易结冰,临时性冻土厚度一般30cm以内。主要灾害性气候有春季低温阴雨、夏季干旱与洪灾、冰雹及大风、秋季连阴雨、冬季低温冻害等。2.2 地层岩性路线区为沉积建造地层区,震旦纪至中
7、三叠世区内地壳主要处于沉降阶段,沉积了一套海相碳酸盐岩为主的岩石,总厚度近万米余,中三叠世以后主要为陆相湖盆碎屑岩沉积建造。地层出露较全,除石炭系、泥盆系、白垩系地层部分缺失外,从寒武系至第四系皆有分布。地表第四系堆积层有多种成因类型,分布不连续,厚度变化大。2.3 区域地质构造项目区构造部位处于新华夏系湘黔边境隆褶带的北端,主要构造形迹以北东向复式褶皱和压性、压扭性断裂为主,另有规模短小的北西向张性、张扭性断裂零星发育,区内主要断裂构造有鹤峰向斜、八字山断裂、鹤来断裂。2.4 新构造运动及地震第四纪以来区内新构造运动主要表现为地壳间歇式抬升,至今地壳仍处在微升状态。活动性断裂主要为黔江咸丰断
8、裂,该断裂于1856年6月10日造成咸丰西南27km以远小南海发生5.5级地震,震中烈度度;1931年7月1日利川毛坝发生5.0级地震,震中烈度度。根据有关资料,项目区总体上属地壳相对稳定区。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)工程区50年超越概率10%地震动峰值加速度为0.05g,特征周期为0.35s。相应的地震基本烈度为度。2.5 水文地质工程区属鄂西水文地质单元,区内气候温暖潮湿,降水充沛,大气降水多以地表迳流方式汇入河溪,地表迳流丰富,为地下水的形成提供了良好的条件。区内各工程岩组在构造应力的作用下裂隙或岩溶较为发育,为地下水的富集提供了条件。区域构造对地下水有明显的控
9、制作用:向斜区或碳酸盐岩分布区岩溶发育,地下水丰富,且以管道状为主,泉水、暗河多沿构造线及断裂带发育,背斜区或碎屑岩分布区地下水不发育,起到隔水作用;不同性质的构造或同一构造的不同部位其富水性也有较大的差异,多数断裂带本身起到地下水通道的作用,造成在断裂带周边往往具有较好的富水性,所以断裂破碎带经常是地下水的迳流通道。根据工程区地层岩性组合及地下水赋存条件,地下水类型可分为第四系松散层孔隙水、裂隙水、碳酸盐岩岩溶水三类。其中对隧道施工产生主要影响的是碳酸盐岩岩溶水。根据湖北省恩施幅水文地质资料,沿线碎屑岩区基岩裂隙水多属弱酸性水,对混凝土有弱酸型腐蚀;沿线碳酸盐岩区地下水多属中性弱碱性水,对混
10、凝土无腐蚀。2.6 地质灾害及不良地质项目区大气降水充沛,地形地貌类型、地质构造、地层岩性特别是白垩系、煤系、志留系软质岩组合关系以及工程地质水文地质条件变化复杂,加上人类工程、经济活动干扰,使以斜坡变形破坏和岩溶为主要表现的不良地质现象发育,成为湖北省境内划定的崩滑流地质灾害重灾区之一。隧址区涉及的不良地质现象主要有岩溶、危岩与崩塌等。2.6.1 岩溶碳酸盐岩在区内广泛分布。碳酸盐岩分布区地表溶沟、石芽、溶隙(孔)、漏斗、落水洞、洼地、槽谷等强烈发育,往往贯通地下岩溶洞穴,形成较大的地下暗河。本路段隧道普遍穿越灰岩碳酸盐岩分布区,岩溶发育,易造成隧道施工过程中的突水、突泥及坍方等危害。2.6
11、.2 危岩与崩塌危岩与崩塌主要分布在切割强烈的沟谷陡峭边坡地段,地形上多成上陡下缓的折线坡,上部边坡多为坚硬、半坚硬碳酸盐岩、石英砂岩构成的高陡临空悬崖或急陡坡,下部为软弱泥岩、页岩、粉砂岩斜缓坡且坡面堆积有崩塌体或倒石锥。硬质岩石构成的高陡边坡,由于临空带岩体卸荷松弛、软硬岩层差异风化使硬岩突兀悬空,或人工开山、采石爆破等因素作用,形成与母岩分离的危岩体或产生崩塌。隧道洞口施工将面临危岩、崩塌问题。3 隧道总体设计3.1 隧道平纵面设计隧道轴线在满足线路要求的前提下,充分考虑隧址区工程地址与水文地质条件、两端接线及工程造价等因素进行布置。隧道纵面线型设计综合考虑了地形、地质条件、通风、排水、
12、施工及隧道两端的接线条件。3.2 隧道衬砌内轮廓3.2.1 主洞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。拟定为拱高705cm,上半圆半径为480cm的三心圆曲边墙结构,净空面积(含仰拱)69.72m2,周长(含仰拱)30.31m。3.2.2 紧急停车带内轮廓紧急停车带衬砌内轮廓拟定:结合停车带加宽宽度、主洞衬砌内轮廓形式确定,设计为五心圆曲边墙结构。4 隧道土建设计4.1 洞口设计隧道洞口位置选定一般遵循“早进晚出”的原则,洞口建筑遵循“安全、经济、和谐、自然”的设计理念,尽可能采用“无仰坡”开挖技术进洞,禁止大挖大刷,洞口
13、周围边仰坡均采用自然的生态防护,整体上突出“小洞门、大绿化”的洞口效果。洞口位置尽量减少洞口边仰坡的开挖高度,且尽量避开软基、滑坡、泥石流等不良地质现象。结合隧道洞口区的平面线型以及地形、地质条件,因地制宜选择洞门型式,且洞口应有利于行车视线的诱导。通过归纳总结后各隧道洞门型式分类如下:第一种:隧道削竹式(环框式)洞门本洞门型式适用于洞口地形比较平缓、洞口轴线与等高线基本正交的分离式隧道洞口。本洞门型式一般结合路堑式明洞综合布置。洞顶回填土石后通过生态防护,营造“小洞门、大绿化”的洞口环境,减少洞口的人工痕迹。本洞门型式贴近自然,对洞口段地基承载力要求不高,施工方便、快捷,适用范围广。本合同段
14、隧道在地形地质条件允许的情况下,均优先采用本洞门型式。第二种:隧道端墙式洞门本洞门型式适用于隧道洞口轴线与等高线基本正交、洞口位于深路堑、边仰坡开挖较高的分离式隧道洞口。本洞门型式一般情况下直接接暗洞,特殊情况下也可以接路堑式明洞。洞门墙对于增强仰坡的稳定及防止洞顶落石均有较好效果。但其对洞口地基承载力要求较高,洞门圬工工程量相对较大,人工痕迹比较明显。设计时尽量采用小体量洞门墙,并通过洞门装饰及洞口段绿化来削减洞门墙的人工痕迹。第三种:隧道单压明洞门本洞门型式适用于洞口一侧地形偏压严重或者一侧山坡有落石、崩塌等不良地质现象的分离式隧道洞口。本洞门型式一般接单压明洞,并通过耳墙及明洞回填,解决
15、隧道洞口偏压及洞口段边仰坡开挖过高的问题,同时对于防止洞口山坡落石、崩塌等不良地质现象具有良好的效果。本洞门墙型式对地基承载力要求相对较高,洞口圬工工程量相对较大,设计时一般将洞门墙依山势而设成台阶状,尽量减少洞门墙的体量,并结合洞门墙的装饰及洞口绿化,减小洞口的人工痕迹。4.2 洞身结构设计4.2.1 主洞结构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。4.3 抗震设计主要抗震设防措施如下:4.3.1
16、 洞门抗震设防措施1) 根据隧道洞口地形条件,洞门型式均采用轻型的环框式洞门;2) 进洞采用“零开挖”技术进洞,控制隧道边仰坡开挖高度;3) 仰坡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、喷等措施进行加固处理,以提高坡面的稳定性;4) 边仰坡采用植物防护,利用植物根系固坡护坡。4.3.2 明洞抗震设防措施1) 明洞洞身结构均采用钢筋砼,钢筋按计算配置。2) 墙背回填采用浆砌片石等弹模较高的材料,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,减小结构内弯矩。4.3.3 洞身段抗震设防措施1) 隧道洞身初期支护采用柔性结构,洞口浅埋、偏压段、级围岩段二次衬砌均采用钢筋混
17、凝土结构。2) 洞口明暗交界面、覆盖层与基岩交界面、断层破碎带以及V级围岩较差的段落考虑抗震措施要求,设置环向变形缝并采用厚型中埋式止水带。4.4 防排水设计4.4.1 洞身防排水设计原则隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,重视生态,因地制宜,综合治理”的原则,达到排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。4.4.2 洞身防水措施(1)结构防水要求衬砌砼采用防水砼浇筑,可在砼中添加密实微膨胀剂(如HEA防水剂、UEA及AEA膨胀剂等),以达到衬砌密实、防裂及防水目的,防水砼抗渗标号应不小于S8。(2)三缝防水隧道衬砌变形缝应设置中埋式橡胶止水带并用防水材料嵌缝;施工缝采用带注浆管遇水膨
18、胀止水条并涂刷界面剂,注浆管可引至边墙脚、电缆沟边角等隐蔽部位,并注意避免注浆小管堵塞。(3)模注砼衬砌外防水隧道除仰拱外在初期支护与模注砼衬砌之间满铺1.5mm厚单面自粘EVA防水卷材及300g/m2无纺布(靠围岩一侧。4.4.3 隧道排水系统(1)当洞壁渗水较大影响喷砼施工时,采用高抗冲聚苯乙烯排水板引排地下水。(2)洞壁股水或地下水较集中处,设置50HDPE单壁波纹管盲沟(每处13根),将地下水引出。(3)将地下水集中到左右边墙底部的纵向排水暗管中,然后引入隧道中央排水管内。(4)墙背纵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
19、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;各排水管件均外裹透水无纺布。(5)隧道内的路面水通过路面横坡及纵坡排至路侧排水沟。4.4.4 洞口防排水设计为防止地表汇水冲蚀洞口工程,在边、仰坡设置了洞外截水沟。将水排入路基水沟或天然水沟中。4.4.5 防冻措施由于本线隧道冬季均处于冰冻线以上,结合隧址区的冻结深度,在隧道中央排水沟和洞外出水口的设置上,采取了在隧道内外均设置防寒保暖的中心保暖沟,保暖沟在出口处设置保暖出水口,以确保隧道冬季排水通畅。4.5 路面工程A. 复合式路面适用范围:隧道洞口段100m。面层:沥青砼表层10cm(与洞外沥青砼路面一致);下
20、面层:混凝土24cm(弯拉强度不低于4.5Mpa);基层:路缘带侧厚为12cm,隧道中线处厚度为22cm,平均厚17cm水泥混凝土(弯拉强度不低于1.8Mpa)。在隧道路面混凝土基层下设置8cm厚无砂混凝土排水层以排除路面下积水。B.水泥混凝土路面适用范围:隧道洞身段。面层:混凝土26cm(弯拉强度不低于4.5Mpa);基层:路缘带侧厚为12cm,隧道中线处厚度为22cm,平均厚17cm水泥混凝土(弯拉强度不低于1.8Mpa);在隧道路面混凝土基层下设置8cm厚无砂混凝土排水层以排除路面下积水。无仰拱地段整平层:10cm水泥混凝土(弯拉强度不低于1.8Mpa);4.6 内装工程隧道内拱部喷涂隧
21、道专用防火涂料,喷涂防火涂料前,应对砼表面除尘去污,经抹平处理后分多次喷涂。砼耐火极限的试验升温曲线采用HC曲线,判断标准为受火2小时后,距离砼底面25mm处钢筋的温度不超过250,砼表面温度不超过380。为了隧道装饰美观、便于墙面冲洗、诱导行车,在喷涂防火涂料后,隧道边墙(检修道以上3m范围内贴隧道专用瓷砖(中间夹两条纵向蓝色条带)。4.7 不良地质现象的处理措施4.7.1 断层隧道洞身穿越断层,断层破碎带岩层挤压揉皱强烈,岩体破碎,围岩稳定性差。设计的对策措施:A、超前钻孔探测断层破碎带岩层及地下水发育情况;B、当断层有发生涌突水可能时,应预注浆止水;C、施作超前支护,加强初期支护,全断面
22、初期支护封闭成环,以提高其承载能力。4.7.2 岩溶涌突水以及地下暗河的处理隧址区岩溶主要发育于二叠系、三叠系的碳酸盐岩地层,总体上岩溶较发育。地表水通过溶蚀管道或溶沟溶槽流入隧道,产生涌水涌泥或形成暗河通道。对策措施:除加强地质勘查尽量查明岩溶发育地段及可能发生洞内涌水位置外,尚有以下措施:A、掌子面地质雷达探测。每次可预报前方60m隧道外轮廓5m范围有无空洞管道,有无水体(或含水体),分辨率较高。B、掌子面TSP震测预报。该种设备探测距离较长(250m以内),且洞内操作不干扰施工(不在掌子面工作),但误差比地质雷达稍大。C、掌子面超前钻孔。利用钻孔台车的液压钻或另外布置水平钻机,对开挖面前
23、方1520m超前钻孔。D、预注浆。当预测前方存水体水量较大时,可进行洞内深孔注浆(止水并加固地层)。E、排水施工。当预测前方存水体静贮量有限时,可揭开排水,采用抽水设备或顺坡排水维持施工,一般待静贮量排完后,地层涌水量可大幅度减少;当预测前方为暗河时根据暗河原有排水通道情况制定恢复原排水体系的方案。4.7.3 溶洞根据溶洞(充泥或充水以及空溶洞)位置的不同,有以下各种处理方案:A、溶洞在隧底。小型溶洞最深处距隧底小于3m时均可挖除换填(C10片石砼),超过3m时,3m内换填,3m以下为挖孔桩。或根据溶洞跨度的大小,采用梁跨方式处理。B、溶洞在侧墙。可局部挖除溶洞充填物后在衬砌以外砌筑M10浆砌
24、片石挡墙(墙后通过预留压浆管充填注浆,防止墙后有空洞)。C、溶洞在隧顶。溶洞体积不大时(数十方),可待溶洞充填物(淤泥等)自流稳定后按一般标准修建隧道,但需在拱顶以上浇注100cm砼护拱(或200cm厚浆砌护拱)。护拱之上用轻质泡沫砼灌注充填。D、溶槽在隧顶。利用超前钻孔对隧顶5m范围溶槽充填物进行高压劈裂注浆加固,然后进行隧道开挖,该处隧道支护应加强。4.7.4 逆坡施工涌突水处理本项目隧道由于条件所限,存在较长纵坡。除尽可能对纵坡进行优化外,同时对于长隧道逆坡施工存在涌突水的可能,设计如下对策措施:必须做好超前地质预报探测工作。采用电磁法或雷达等先进手段进行初探,施工中要求钻探核实;除设计
25、好深孔预注浆、周边注浆等方案外,还有必要做好各种防涌突水的预案,包括施工中保证足够的排水设备等措施。4.7.5 隧道开挖后对地下水环境的影响本路段部分隧道穿越地下水发育的岩溶地区、老窑积水丰富的煤系地层、地表埋深较浅但人口稠密的山区等,隧道的开挖将形成地下水的临时排泄基准面,很有可能导致地下水大量进入隧道,除对隧道施工质量和安全造成威胁外,还有可能对当地环境造成影响,并对居民的生产、生活造成不便。设计考虑对策措施:对隧址区进行大范围水文地质调查,查清地下水的补给、径流、排泄途径,对施工前后地下水分段涌水量进行动态分析。隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到排水
26、畅通、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。对洞内已经采取综合措施后,地下水仍可能会袭夺地表水的段落,应对其影响范围、大小等作出评价,并作好供水水文地质勘察设计预案,把对环境和居民的影响程度降到最低。4.7.6 危岩与崩塌处置对于部分隧道洞口存在的危岩及崩塌问题,设计所采取的措施主要为以下两个方面:(1)考虑到对自然环境的保护,对能够采取工程措施进行围护的崩塌危岩尽量采用支护的手段进行处理,如喷锚网、主动防护网及被动防护网等。(2)对于危岩难以防护或防护代价较高的情况下采用清除的方式进行处理。5 隧道安全设计5.1 隧道结构与行车安全设计隧道设计中始终贯穿“以人为本、安全至上、经济合理”的设计理
27、念,并主要体现在以下几个方面:(1)、隧道按新奥法施工原理进行洞身结构设计,并结合本工程隧道的地质、地形特点,通过结构分析计算和工程类比,综合拟定洞身衬砌支护参数,确保洞身结构具有足够的强度、稳定性和耐久性,满足隧道的安全营运。(2)、隧道洞口区均布置完善的截水、排水系统,确保洞口不被暴雨冲蚀。同时,截排水沟两侧种植当地草木遮掩,以消除其人工开挖的痕迹。(3)、隧道内采用了流畅的线形,隧道的平纵面和横断面均严格按相关标准和规范执行,曲线隧道的横向视距满足要求,洞口内外线形均满足“3s”要求,确保了行车安全。(4)、隧道洞口100m范围内采用复合式路面范围内采用沥青砼复合式路面型式,与洞外路面一
28、致,改善了原来水泥砼路面抗滑能力衰减速度快,在隧道出、入口路段雨雪气候条件下,路面湿滑易造成事故的不利情况,从而大大提高了行车的安全性和舒适性。(5)、隧道内按不同的隧道长度布置了完善的照明、监控、消防、通风等机电设施,确保隧道的安全营运。(6)、根据隧道的长度隧道在隧道内布置了紧急停车带,便于发生紧急情况时车辆在隧道内停靠躲避或转向行驶。(7)、隧道拱顶衬砌内表面均喷涂防火涂料,提高行车安全性。5.2 隧道施工安全设计施工单位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(JTJ 04294)、公路工程施工安全技术
29、规程(JTJ 07695)和爆破安全规程(GB 67221986)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。5.2.1 洞口施工安全(1)、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。在接长明洞的洞口,明洞和明洞回填应及时施作。(2)、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,同时设置好隔离栅等安全设施,以保证隧道的施工和营运安全。(3)、隧道洞口在施工前应首先施作截、排水沟以及洞口改沟,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。5.2.2 洞身施工安全
30、(1)洞身施工防坍主要措施本项目隧道洞身穿越了砂泥岩层,施工时应切实加强拱部防坍措施:A、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。B、洞身IV级围岩应采用台阶法开挖,拱部易坍段落在开挖前应施作必要的超前支护。C、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。(2)其它主要安全注意事项A、在隧道施工作业中应采取各种有效的防护措施,做好通
31、风、照明、防尘、防水、降温和防治有害气体等的措施,保护环境卫生,保障施工人员的健康和生产安全。B、施工过程中,应对围岩进行监控量测,根据量测结果及时反馈信息,合理修正支护参数和开挖方法,指导施工和确保施工安全。C、施工前,应认真检查和处理喷射混凝土支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带。5.2.3 超前地质预报本隧道穿越以夹金山复向斜为主的小金弧形构造带,褶皱发育、断裂不发育,隧道轴线与岩层走向大角度相交。针对工程地质、水文地质条件,主要在隧道平导进行超前地质预报(超前地质预报的主要方法包括超前水平钻探法、声波探测法、地震波探测法(TSP)等),预测开挖工作面前方几米至几十米的围岩工程地质
32、和水文地质条件,结合掘进中地质条件的变化,及时提出预报,以便有准备地做好各种预防和施工措施,保证隧道施工的顺利进行。6 施工组织6.1 主要施工方法(1)洞口软弱围岩浅埋地段本隧道采用普通钻爆法施工,洞口段地质条件较差,建议采用环挖留核心土法或台阶法开挖,施工支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护,并辅以小导管等超前支护。洞口浅埋段钢筋砼衬砌应及时施作。V级围岩地段,可选择使用侧壁导坑法、环形掏槽开挖法。(2)洞身地段IV级围岩地段可采用上下台阶法等方法开挖;III级围岩可采用全断面开挖。6.2 施工监控量测6.2.1 监控量测目的(1)掌握围岩和支护动态,进行日常施工管理。(2)了解
33、支护构件的作用及效果。(3)了解洞内大埋深处地应力情况以确定岩爆、大变形发生的可能性和级别。(4)确保隧道施工及运营安全与经济。(5)将监控量测结果反馈设计及施工中。6.2.2 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,当地质情况基本无变化时可每天进行一次。观察后应绘制开挖面略图,填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。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)水平净空变化量测每次开挖后尽早进行,最迟不大于24小时,在下
34、一循环开挖前应完成读数。采用全断面开挖时,可设一条测线,采用台阶法开挖时,可在拱腰及边墙各设一条测线。(3)拱顶下沉量测拱顶下沉量测应与水平净空变化量测在同一量测断面内进行,其量测频率应相同;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,尚应量测拱腰及基底隆起量。(4)浅埋段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。(5)锚杆质量检查(1)锚杆杆体材料质量检查:中空注浆锚杆杆体材料抗拉力不小于150KN,杆体延伸率不小于12。(2)锚杆杆
35、体插入钻孔深度95,注浆应饱满且杆体应居中,其保护层厚度不小于8mm。(3)锚杆上垫板时砂浆强度5 Mpa。(4)锚杆必须设置垫板、螺母,并应与喷砼密贴。6.2.3 选测项目(1)围岩内部变形量量测(2)围岩压力量测(3)初期支护喷射混凝土应变量测(4)钢架内力及所受的荷载量测(5)二次衬砌混凝土应变量测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、支护及衬砌应变等项目的量测频率开始时应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。6.2.4 监控量测资料整理与反馈(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
36、行一次,当地质情况基本无变化时可每天进行一次。观察后应绘制开挖面略图,填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。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:级及以上围岩不大于40m;级围岩不大于25m;级围岩应小于20m。围岩变化处应适当加密,在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点12个,水平收敛12对。当发生较大涌水时,、级围岩量测断面的间距应缩小至510m。各测点
37、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0.52m,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。净空水平收敛测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线;当采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。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。拱顶下沉量测与净空水平收敛量测宜用相同的量测频率。
38、表6-1 量 测 频 率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测频率10(01)B12次/d105(12)B1次/d51(25)B1次/2d15B1次/1周注:B表示隧道开挖宽度6.2.5 选测项目(1)地表下沉量测(2)围岩内部变形量量测(3)围岩压力量测(4)初期支护喷射混凝土应变量测(5)钢架内力及所受的荷载量测(6)二次衬砌混凝土应变量测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、支护及衬砌应变等项目的量测频率开始时应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。6.2.6 监控量测资料整理与反馈(1)量测数据应及时绘制:A.拱脚水
39、平相对净空变化时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图B.拱顶相对下沉时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图C.地表下沉时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图(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。(3)量测结果应按下列要求进行隧道稳定型综合判别:A.预测最大位移值不大于表8-2所列隧道周边允许相对位移值的2/3,可认为初期支护达到基本稳定。表6-2 隧道周边允许相对位移值()围岩级别覆盖层厚度(m)5050300300III0.10.30.20.50.41.2IV0.150.50.41.20.82.0V0.20.80.61.61.03.0
40、B.位移变化速度,当拱脚水平相对净空变化速度大于1020mm/d时,表明围岩处于急剧变形状态;当变化速度小于0.2mm/d时,可以认为围岩达到基本稳定。C.根据回归后位移时态曲线的形态,当围岩位移速度不断下降时表示围岩趋于稳定状态;当位移速度保持不变时表示位移不稳定;当位移速度不断上升时表示围岩进入危险状态。D.根据量测结果可按表7-24所列变形管理等级指导施工。表6-3 变形管理等级管理等级管理位移施工状态IIIU01/3Un可正常施工II1/3UnU02/3Un应加强支护IU02/3Un应采取特殊措施注:U0-实测变形值;Un-允许变形值。7 环境保护设计7.1 环境保护措施(1)维护自然
41、生态平衡保护当地自然植被,全线隧址区植被茂密,施工中应尽量少砍伐林木,生产和生活活动尽量绕避大树和古树。统筹安排施工用场,尽量减少对表层土的破坏。施工期间加强保护自然资源及野生动植物。施工便道选线、生活营地、大型临时设施场地选址尽量少占或绕避林地,保护原有植被。工程完工后及时进行现场清理,恢复植被。弃渣场地应按设计完善防护及排水设施、恢复植被。采用合理的进洞方案,减少对洞口环境的破坏。(2)合理规划施工用地严格按计划使用用地。施工临时设施在满足工程需要的前提下不占或少占农田、耕地,各种临时房屋采取因地制宜、简易方便的原则就近设置。(3)临时工程环境保护便道、砼搅拌站及施工营地的设置尽量减少对植
42、被的破坏。搅拌站等高噪音生产设施尽可能远离生活。施工场地周围应排水畅通,应充分考虑其对原地面排水的影响,以免阻挡地表径流的排泄。施工营地及施工现场设固定的垃圾桶或垃圾池盛放垃圾,分类标识存放,定期清理,运至指定的垃圾处理场或废品回收利用站,不得乱扔、乱倒垃圾。施工场地的遗弃物、废油等集中进行预处理后,采用专用车辆运输至指定地点填埋。污水须经集中净化处理后排出,严禁将未处理的生产、生活污水直接排放。施工场地和运输道路须定期洒水养护,避免产生扬尘。(4)生活区环境保护生活区的设置要相对集中,设置必要的公共卫生设施,废水净化池、化粪池,并应定期清理,避免生活垃圾污染环境。生活固体垃圾集中堆放、适时运
43、至指定地点填埋,保持驻地清洁。临时生活设施的修建、拆除时产生的固体废弃物要妥善堆放并应保护。(5)施工中的环境保护注意施工的噪音影响,尽量采用低噪音施工设备。少数高噪音设备尽可能不在夜间施工作业,必须在夜间从事有噪音污染的施工时,应采取限时作业措施。对不符合尾气排放标准的机械设备,不能使用。(6)工程完工后环境恢复工程完工后应将临时设施全部拆除。对施工场地要认真清理并收集施工垃圾运至指定的位置处理或就地掩埋。工程完工后对临时设施、施工工点及其他施工区域范围做好环保及生态环境的恢复工作。弃碴场尽快恢复生态环境。7.2 水土保持措施(1)施工水土保持措施隧道进洞前做好洞门及洞口仰坡、边坡的防护工程和天沟的排水工程,洞内排水经处理后达标排放,不污染溪沟。便道施工不得随意开挖,尽量挖填平衡,加强挡防,避免造成水土流失。(2)弃碴场水土保持措施弃碴场选址依据设计文件规划。一般选择在坡度较缓的荒山沟处,避开大面积汇水地带的滞留谷地。砌筑的片石挡碴墙有泄水孔,碴底设有排水管道。工程完工后,场地平整并复土,植草种树。弃碴不得随意堆放,必须到指定弃碴场地进行处理。碴场的位置选取及其辅助工程已由路基设计统一考虑。