隧道设计说明

1设计说明（一）设计依据及技术标准１、设计依据（主要执行规范、文件）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004）《公路隧道消防技术规程》（DBJ53-14-2005）《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》(交公路发﹝2007﹞358号)《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《混凝土结构防火涂料》（GA98-2005）初步设计文件《云南省发展和改革委员会关于S230线六库至曼海桥二级公路两阶段初步设计的批复》（云发改交运〔2009〕1108号）《云南省人民政府投资项目评审中心关于云南S230线六库至曼海桥二级公路两阶段初步设计的审查意见》云投审发〔2009〕251号）２、隧道设计技术标准（1）设计时速：几何尺寸按40km/h二级公路标准进行设计。（2）全路段隧道采用单洞双向行驶双车道隧道，隧道全部位于路基宽9.0m的路段。（3）交通量：按第15年（2026年）小客车7069pcu/d进行设计。（4）环境卫生标准：40km/hδco=300ppmK=0.0090m-110km/hδco=300ppmK=0.0090m-1（5）隧道有效净宽：W=0.75＋0.25＋2×3.50+0.25+0.75＝9.00m隧道有效净高：H=5.00m隧道净空断面的设计，不仅要满足隧道建筑限界的要求，还要考虑施工误差。同时还应对衬砌结构受力特性、工程造价等因素进行分析、比较，使采用的净空断面满足功能要求，受力均匀、经济合理。通过综合比较，本隧道设计采用R=5.00m的单心圆曲墙式衬砌断面，隧道限界方案及几何尺寸均按二级公路40km/h的要求拟定。（二）初步设计意见及执行情况1、主要审查意见和咨询意见（1）隧道支护参数表中C5、C4型二衬均适用于Ⅳ级围岩，请修改；钢筋砼二衬标号建议改为C30。（2）隧道防、排水设计中初期支护于二衬间采用的PVC防水卷材应补充材料性能要求，建议采用如下指标：厚度不小于1.5mm，且抗拉强度不小于12MPa，常温断裂延伸率不小于200%，抗渗型0.2MPa，24h不透水。（3）隧道抗震设计应补充洞口段Ⅵ、Ⅴ级浅埋、偏压抗震设防衬砌，即相应增加一种衬砌类型。2、对意见的执行情况（1）已修改隧道支护参数表；经计算，C25混凝土已足够。（2）施工图《赛格隧道防水板施作图二》的附注中已经对PVC防水卷材的性能要求做了相关规定：防水板的物理力学指标和其它要求按有关规范和GB50108-2008，GB12952-2003一等品以上执行。（3）洞口段明洞以及浅埋衬砌均已考虑抗震设防要求，故不需再增加衬砌类型。2（三）赛格隧道概况隧道名称进口里程出口里程隧道净长度（m）备注赛格隧道K63+328K64+230902赛格隧道为一座单洞双向行驶双车道隧道，分界段里程为K63+324～K64+234，分界段全长910m，隧道进口端～K63+613.23位于直线上，K63+613.23～K63+713.23位于R=500.00m、Ls＝100.00m的左转缓和曲线上，K63+713.23～K63+025.31位于R＝500.00m的左转圆曲线上，K63+025.31～K63++125.31位于R=500.00m、Ls=100.000m的左转缓和曲线上，K63++125.31～出口端位于直线上。根据JTGD70-2004《公路隧道设计规范》和隧道所在路段情况，拟定隧道有效净宽为9.00m，有效净高为5.00m的建筑限界。为满足该隧道建筑限界和通风、照明、交通监控、通讯、消防等设施所需空间和路线曲线情况，隧道设计净跨为10.00米，净高为6.85m的单心圆曲墙式衬砌断面。当有超高件车辆通过隧道时，可短时管制交通，使单辆超高件车辆在隧道路中央行驶，利用圆拱净高通过。本隧道按规范和灾害救援要求，预埋了供通风、照明、通讯、消防等设施用的洞室和管、槽。（四）隧道区域地质1、地层岩性根据地质调查和钻孔资料，隧道区出露地层为石炭系上统卧牛寺组（C3w）玄武岩，黄绿、灰绿、褐黑色，具杏仁、气孔状构造，岩质硬脆，节理裂隙很发育，主要有以下三组：北东115°∠55°、南西235°∠45°、北西320°∠28°，石英、长石脉相对较为发育，风化差异性较为严重，受裂隙分割岩体多呈碎石、碎块状，结构面粗糙，无充填或少量次生构造泥质充填，延伸均较长，裂隙密度浅部可0.5～1.0条/米，陡崖处常见岩块掉落，风化均匀性差，中风化岩体内多分布有强度较低的强风化岩体，整体自稳能力较低，冲沟低洼处零星覆盖有碎石土，厚度不大，一般0.1～1.5米。2、地质构造隧道处于南北东向构造怒江大断裂以东，，受区域构造影响较严重，隧道范围内无断层通过。3、工程地质与水文地质条件评价进口段上覆第四系残坡积褐黄、灰黄、黄绿色含碎石粉质黏土，硬塑状，厚度0.0～1.4米，洞口段施工时易坍塌失稳，应及时衬砌；出口段上覆薄层第四系残坡积褐灰、黄绿色碎石土，稍密状，厚度0.0～0.5米，围岩岩性为玄武岩，节理裂隙发育，强～中风化，岩体呈碎石状压碎结构，围岩自稳能力较差；隧道中部围岩为中风化玄武岩，呈碎块、块石状镶嵌结构，局部地段节理裂隙相对发育，拱部无支护可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定。进出口端浅埋段易坍滑，应加强支护结构。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，富水性弱，地下水位埋藏较深，在隧道底板以下，钻孔中未见地下水位，雨季接受大气降雨的补给，迅速向深部下渗，预测隧道施工中，雨季会有少量渗（滴）水，对隧道施工无大的影响。4、围岩划分隧道围岩划分：依据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004），先计算出围岩基本质量指标（BQ），再计算出围岩基本质量指标修正值（[BQ]）（见表4.1），结合地质调查及物探成果资料，将隧道围岩进出口段划分为Ⅳ级；中部为Ⅳ～Ⅲ级，隧道围岩分级详见表4.2及隧道围岩级别划分表。表4.1围岩分级KvRc(MPa)限制条件BQ[BQ]备注90Kv+300.04Rc+0.4Ⅳ级0.35～0.1564.7～58.761.5～43.52.98～2.75362.0～258.0272.0～168.0K1=0.2；K2=0.2；K3=0.5Ⅲ级0.55～0.3574.6～68.579.5～61.53.58～3.14451.3～362.0371.6～282.0K1=0.1；K2=0.2K3=0.5表4.2段落围岩分级密度ρ(g/cm3)弹性抗力系数K(MPa/m)变形模量E(GPa)泊松比ν内摩擦角φ(°)粘聚力C(MPa)计算内摩擦角φ(°)K63+328～K63+390Ⅳ2.0～2.3200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60K63+390～K63+480Ⅲ2.50～2.74500～12006～200.25～0.3039～500.7～1.560～703K63+480～K63+560Ⅳ2.0～2.3200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60K63+560～K63+680Ⅲ2.50～2.74500～12006～200.25～0.3039～500.7～1.560～70K63+680～K63+760Ⅳ2.0～2.3200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60K63+760～K64+070Ⅲ2.50～2.74500～12006～200.25～0.3039～500.7～1.560～70K64+070～K64+230Ⅳ2.0～2.3200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60（五）隧道土建设计1、洞口位置的确定以及洞门设计洞口设计以“早进洞，晚出洞，低仰坡开挖进洞”为原则，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。洞口施工中应尽量减少扰动周围岩体，尽早做好洞顶截水沟、洞口边仰坡的防护和支护工作，尽早做好隧道洞门，确保洞口安全。洞口段边、仰坡的开挖应自上而下，需爆破时采用控制爆破。洞门结构应置于稳固的地基上。本隧道进出口均采用端墙式洞门，洞门与洞口的地形、地貌应结合良好，并与洞口地形、地貌协调一致。洞口结合工程特点与周围地形地貌，对洞口段进行植树、植草绿化。2、隧道衬砌设计隧道衬砌根据围岩级别、地形、埋深、成洞条件等进设计。隧道进、出口成洞条件困难段分别设计为Sma、Smc型明洞衬砌。其余地段与其所处围岩（Ⅳ、Ⅲ级）相对应设计为S4a、S4b、S3型复合式衬砌。隧道洞身衬砌采用初期支护、二次支护共同承担荷载结构，用荷载－结构法及地层－结构法进行理论分析。本隧道设计采用的支护参数如表5.1所示，二次衬砌配筋参数如表5.2所示。表5.1隧道衬砌设计参数表支护类型围岩级别或适用条件初期支护二次衬砌预留变形量喷射混凝土锚杆(m)钢筋网钢架拱、墙(cm)仰拱(cm)(cm)间距拱、墙仰拱位置长度间距(mm)(cm)(mm)Sma明洞60钢筋混凝土Smc暗挖明洞2222拱、墙3.50.68@150×150（拱、墙部）60(I16)60钢筋混凝土120S4aⅣ级浅埋1818拱、墙2.50.88@200×200（拱、墙部）80(格栅)45钢筋混凝土100S4bⅣ级偏好18—拱、墙2.51.0（拱、墙部）100(格栅)40混凝土—80S3Ⅲ级8—拱、21.2（拱部）—35混凝土—60表5.2二衬配筋参数表支护类型围岩级别（适用条件）环筋分布筋拉筋直径间距直径间距直径间距Sma明洞22200162008200Smc暗挖明洞22200162008200S4aⅣ级浅埋22200162008200注：1）表中单位均以mm计；2）分布筋、拉筋间距均为沿外环主筋控制。3、辅助施工措施本路段隧道采用的辅助施工措施主要有如下：超前小导管、超前砂浆锚杆。①、超前小导管：适用于隧道Ⅳ级围岩浅埋地段，小导管采用外径42mm、壁厚4mm的热轧无缝钢管。小导管长5m，环向间距40cm，设置于衬砌拱部约120°范围，平行于行车道中线布置。②、超前砂浆锚杆：用于隧道Ⅳ级围岩深埋地段，砂浆锚杆长5m，环向间距40cm，设置于衬砌拱部约120°范围，平行于行车道中线布置。4、隧道防、排水设计根据隧道区的气象条件、水文条件，本隧道的防排水设计采用了以“防、排”为主，“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施。各段的防、排水情况如下：（1）洞外：根据地形情况，在洞口上边、仰坡外侧设置与地形相应的截排水沟，将边坡水引出隧道区，进入天然沟中排走。4（2）明洞：Sma型衬砌为明挖法施工，明洞拱墙部外层铺设由土工布、塑料防水板、土工布组成的防水层。在墙脚处设置Ф116纵向排水管，纵向排水管与设置的引水管相连，引水管纵向间距每25m设置一处，在富水区域根据实际情况可适当增设。将衬砌背后的水引入在隧道两侧设置的矩形边沟排走，并在回填土上设置一层厚50cm的粘土隔水层，让水顺回填土坡面流进洞顶水沟引入沟谷中排走。（3）洞内：在初期支护与二次衬砌间敷设400g/m2土工布和PVC-N（Ⅱ）型塑料防水板组成的防水层外，要求模筑混凝土的抗渗等级为S8。并对施工缝、沉降缝、伸缩缝作专门的防水处理，同时在初支与二衬间，每隔10m左右设置一环向排水管，排水管与墙脚处设置的纵向排水管相通，在初期支护渗漏水地段设置“Ω”型弹簧排水管，将水引入纵向排水管，并在隧道纵向间隔25m设一道横向引水管（在富水区域根据实际情况可适当增设），将衬砌背后水引入在隧道