隧道设计说明.doc

隧道设计说明 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》（JTG B01-2003） 《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004） 《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》（JTJ 026.1-1999） 《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》(JTG D40-2002) 《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》（GA 98-2005） 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/h δco=300ppm K=0.0090m-1 10km/h δco=300ppm K=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。 7 K63+328～K63+390 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+390～K63+480 Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K63+480～K63+560 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+560～K63+680 Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K63+680～K63+760 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+760～K64+070 Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K64+070～K64+230 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 （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 22 22 拱、 墙 3.5 0.6 8@150×150 （拱、墙部） 60 (I16) 60 钢筋混凝土 120 S4a Ⅳ级 浅埋 18 18 拱、 墙 2.5 0.8 8 @200×200 （拱、墙部） 80 (格栅) 45 钢筋混凝土 100 S4b Ⅳ级 偏好 18 — 拱、 墙 2.5 1.0 8 @250×250 （拱、墙部） 100 (格栅) 40 混凝土 — 80 S3 Ⅲ级 8 — 拱、 2 1.2 6@250×250 （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 22 200 16 200 8 200 Smc 暗挖明洞 22 200 16 200 8 200 S4a Ⅳ级浅埋 22 200 16 200 8 200 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。 （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两侧设置的矩形边沟排走，隧道路面水也通过边沟排出隧道。洞内引水管及“Ω”型排水管的位置可根据实际地形和洞内渗水情况作适当调整。施工缝、工作缝不应设置于有集中流水地段。 防水板施工应采用热风双焊缝无钉铺设工艺。 5、路面 隧道采用沥青混凝土上面层与水泥混凝土下面层组成的复合式路面。复合式路面沥青混凝土上面层厚10cm（其中细粒式沥青混凝土抗滑层厚4cm，中粒式沥青混凝土厚6cm），采用阻燃型沥青混凝土，水泥混凝土面板下面层厚24cm；混凝土下面层的弯拉强度应不小于5.0MPa，弯拉弹性模量不小于3.1×104MPa。 6、隧道抗震设计 地震的破坏作用，自地表深入地下而迅速减弱。因此，地震一般对深埋隧道影响较小，而对浅埋隧道、偏压隧道、明洞及洞门等结构的影响较大。本隧道所经地区抗震设防烈度为Ⅷ度地震动峰值加速度值为0.20g，按照《公路工程技术标准》JTG B01—2003要求，本地区隧道结构抗震设计取地震动峰值加速度系数为0.2进行设防。在结构设防方面，主要采取如下一些措施： （1）本隧道浅埋段均采用带仰拱的曲墙式衬砌结构，以提高结构的抗震能力。 （2）明洞衬砌两侧边墙及基础范围内采用M7.5浆砌片石回填密实，拱部范围内采用碎石土夯填，并做好防排水措施。 （3）在隧道衬砌其背后通过超前小导管、超前锚杆以及系统锚杆等压注水泥浆，填充孔隙、加固围岩，以提高结构的抗震能力。 （4）隧道浅埋段二次衬砌均采用钢筋混凝土结构。 （5）尽量放缓隧道洞口边、仰坡，并加强防护，以保证隧道营运阶段的安全。 （六）隧道监控量测 监控量测是隧道设计与施工的重要组成部分，是隧道施工管理中不可缺少的重要环节。根据本隧道围岩组成特点，选择了：地质与支护状态观测、地质超前预报、周边位移量测、拱顶下沉、洞口及浅埋段地表位移等五个必测项目；围岩内部位移、围岩压力及支护间压力、锚杆轴力及拉拔力、钢支撑应力、支护与衬砌应力、围岩与弹性波测试、山体边坡稳定性监测等七个选测项目。施工中必须按照设计和有关规范、规程实施。地质超前预报应能准确判定开挖前方工程地质、水文地质、围岩松动情况及围岩级别，监控量测结果必须进行回归分析及反分析，其应达到指导施工，确保施工安全，调整支护参数，合理变更、修改设计，有效控制投资的目的。 现场必须进行监控量测，以便及时掌握围