吳起隧道說明

1、說 明 1設(shè)計(jì)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)采用的有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)； 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D70-2004）；公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ026.1-1999）；（2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn): 設(shè)計(jì)交通量及行車方式:設(shè)計(jì)交通量2620輛/小時(shí)（折合小轎車），上下行比例系數(shù)43：57，雙車道對(duì)向行駛。 設(shè)計(jì)行車速度: 60km/h 隧道建筑限界: 凈寬10.0m（1.00+0.5+3. 5×2+0.5+1.00） 凈高5.0m 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn):CO允許濃度250ppm，VI允許濃度0.0090m-1 2自然地理?xiàng)l件 (1) 氣象、水文氣象隧道區(qū)屬北溫帶半干旱

2、大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，春季多風(fēng)沙，夏季炎熱稍感濕潤，常出現(xiàn)地區(qū)性雷陣雨，間或發(fā)生冰雹災(zāi)害；據(jù)延安地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)：多年平均氣溫9.0，最高氣溫為37.60C，最低-23.00C；年內(nèi)降水分配不均，主要集中在7-9月份，10月以后降水驟減；多年平均降水量500.0mm，最大年降水量700mm，最小年降水量470mm。 水文SV-11 測(cè)區(qū)位于洛河的上游，屬黃河流域的延河水系。寧塞川屬洛河的次一級(jí)支流，為常年流水。 (2) 地形地貌隧道位于陜北黃土高原西部，披覆著廣而厚的第四紀(jì)新黃土，以黃土地貌為總的特征。測(cè)區(qū)地貌類型為黃土丘陵，地貌形態(tài)主要有梁、峁、溝谷等。溝谷兩側(cè)多沖溝，沖溝呈“U”字

3、型。線路通過的主溝呈“U”型，兩側(cè)基本對(duì)稱。坡度在450-500，坡高80-130m。天然植被稀少，多為禿山，各種流水浸蝕很活躍，谷坡的崩塌、滑坡、泄溜作用也很普通，水土流失非常嚴(yán)重?，F(xiàn)隨著退耕還林工程的進(jìn)一步落實(shí)，植被較前增多，但以灌木居多。3隧道區(qū)工程地質(zhì)條件 (1) 地層和巖性 隧道區(qū)內(nèi)地層為白堊系的細(xì)砂巖、第三系紅粘土及第四系松散堆積物及滑坡堆積物，現(xiàn)從老到新簡(jiǎn)述如下： 白堊系（K1）：為白堊系華池環(huán)河組的細(xì)砂巖，褐褐紅色、層狀結(jié)構(gòu)、層厚1060厘米、水平層理發(fā)育、透水層；分布較廣，層位穩(wěn)定。強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖，以薄層狀為主、提取巖芯呈片狀或碎塊狀；弱、微風(fēng)化細(xì)砂巖，以中厚層狀為主、巖芯呈柱

4、狀巖。層位穩(wěn)定，厚度約200m余。 第三系（N2）： 為上新統(tǒng)的三趾馬紅粘土，棕紅色、濕、堅(jiān)硬硬塑、密實(shí)、含次圓狀鈣核；半膠結(jié)狀態(tài)，弱透水層，分布較廣，層位穩(wěn)定，與下伏的白堊系呈不整合接觸，總厚10-13m。第四系（Q）： a)下更新統(tǒng)亞粘土（Q11eo）: 藍(lán)灰色與橙色相間分布、單層厚度1.8-3.6m、濕、硬塑、密實(shí)；藍(lán)灰色為湖相沉積、薄層理；橙黃色富集鈣核。分布較廣，層位穩(wěn)定，最大厚度約19.3m。b)中更新統(tǒng)黃土（Q22eo）：淺橙黃色、密實(shí)、稍濕、少量孔隙；夾15層古土壤、淺棕色、壤化作用較弱、含鈣結(jié)核。分布較廣，層位穩(wěn)定，最大厚度約98m。c)上更新統(tǒng)黃土（Q33eo）：淺黃色、稍

5、濕、硬塑、稍密-中密、垂直裂隙及管狀孔隙發(fā)育、底部為一層古土壤、少量鈣結(jié)核。分布在梁峁的頂部及斜披上，最大厚度約35.2m。(2) 地質(zhì)構(gòu)造晚侏羅紀(jì)陜甘寧坳陷委縮，新生代在晚白堊世緩慢上升背景上大面積拱起，現(xiàn)代地貌屬黃土高原。晚白堊世-上新世間地層大面積缺失，處于抬升剝蝕期。自上新世始，在抬升的背景上以脈動(dòng)波浪狀間歇性拱起為特征，形成了上新世紅土、更新世黃土和以河流相為主的中更新-全新世堆積。測(cè)區(qū)屬中等上升區(qū)；區(qū)內(nèi)斷裂不發(fā)育，地震活動(dòng)水平低，為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較穩(wěn)定地區(qū)。(3) 水文地質(zhì) 隧道通過地段地下水的補(bǔ)給只能是降水垂直漏滲補(bǔ)給，沿溝谷排泄，地下水有以下類型：基巖裂隙水。分布在白堊系下統(tǒng)細(xì)沙巖

6、中，但因構(gòu)造不發(fā)育、節(jié)理裂隙連通性較差，其蓄水條件較差，基巖裂隙水相對(duì)貧乏。主要受降水及黃土層補(bǔ)給，水量較少。第四紀(jì)松散巖類空隙水：主要分布在溝谷階地及河漫灘第四沖洪積物中，地下水相對(duì)豐富。水位高程為1330米。本地區(qū)地下水礦化作用微弱，礦化度較低，PH值在67之間，水化學(xué)類型HCO3-NaCa、Mg型水，對(duì)混凝土無侵蝕性。 (4) 不良地質(zhì)與特殊巖土調(diào)查范圍內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為崩塌，隧址區(qū)未發(fā)現(xiàn)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。特殊性巖土分為濕陷性黃土。隧道內(nèi)存在多處較大范圍的地層水平接觸面，是地下水出露、拱部坍塌掉塊多發(fā)處。(5) 隧道工程地質(zhì)評(píng)價(jià)SV-12圍巖分級(jí)原則隧道主要穿越白堊系細(xì)砂巖的強(qiáng)風(fēng)化段、弱

7、微風(fēng)化段、第三系紅粘土，少量地處更新統(tǒng)的黃土層（Q1、Q2、Q3）段。依據(jù)規(guī)范（JTG D70-2004）隧道圍巖分級(jí)首先按圍巖土體的性質(zhì)劃分為土體和巖體兩類：土體再按其性質(zhì)及時(shí)代成因分類；巖體分級(jí)在直接引用鉆探測(cè)試成果的基礎(chǔ)上，同時(shí)綜合考慮了巖石的堅(jiān)硬程度、完整程度、裂隙發(fā)育程度、洞室埋深、地下水的影響等因素，對(duì)洞室圍巖進(jìn)行級(jí)別劃分，具體分段劃分按以下原則執(zhí)行。a)根據(jù)巖石飽和抗壓強(qiáng)度Rc和巖芯的破碎程度RQD及巖芯的結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況確定圍巖堅(jiān)硬程度和完整程度，確定巖石完整系數(shù)Kv；b)根據(jù)巖石的飽和抗壓強(qiáng)度Rc實(shí)測(cè)平均值和完整系數(shù)Kv平均值，依據(jù)規(guī)范（JTG D70-2004）中公式BQ=9

8、0+3Rc+250Kv，確定圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，再根據(jù)公式BQ= BQ-100（K1+K2+K3）對(duì)圍巖遇地下水等因素對(duì)圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行修正。c)按修正后的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，并結(jié)合實(shí)際巖體的定性特征綜合評(píng)判圍巖分級(jí)。d)具體分類指標(biāo)見下表：項(xiàng)目巖性天然含水量(%)天然孔隙比e重力密度(kN/m3)飽和度Sr(%)液限L(%)塑性指數(shù)IP抗 剪 強(qiáng) 度圍巖級(jí)別粘聚力 C kPa內(nèi)摩擦角 度Q3黃土15.90.80918.0954.2918.09.2925.017.26Q2黃土15.70.7219.4371.2727.129.3868.025.05Q1亞粘土5N2紅土0.5755k1細(xì)砂

9、巖（強(qiáng)風(fēng)化）彈性波速VP（km/s）飽和抗壓強(qiáng)度Ra（MP）5k1細(xì)砂巖（弱風(fēng)化）彈性波速VP（km/s）飽和抗壓強(qiáng)度Ra（MP）294k1細(xì)砂巖（微風(fēng)化）彈性波速VP（km/s）飽和抗壓強(qiáng)度Ra（MP）414圍巖分級(jí)劃分根據(jù)以上圍巖分級(jí)原則，糜地溝隧道進(jìn)行圍巖類別劃分，見下表。隧道進(jìn)行圍巖級(jí)別劃分表隧道名稱進(jìn)口樁號(hào)出口樁號(hào)隧道長度（m）級(jí)( m)級(jí)( m)級(jí)( m)糜地溝K2+047K3+345129858570670(6)隧道進(jìn)出口穩(wěn)定性評(píng)價(jià)隧道進(jìn)口段位于Q3eol地層中、且存在較大沖溝橫貫隧道上方。該處土體在地表水的作用下，強(qiáng)度會(huì)極度降低，導(dǎo)致土壓力急劇增大，隧道結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)。另外，Q3

10、土體具有中度濕陷性，可引起明洞段發(fā)生不均勻沉陷。施工時(shí)成洞性差，應(yīng)加強(qiáng)洞口支護(hù)。隧道頂部沖溝的地表水對(duì)土體穩(wěn)定有影響，建議施工時(shí)先施做明洞及回填、待洞口排水系統(tǒng)成型后，再施工暗洞。隧道出口巖體為強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖，施工時(shí)成洞性相對(duì)好一些。但巖體較破碎，且存在地形偏壓和高邊、仰坡現(xiàn)象，加之砂巖抗風(fēng)化能力較差，建議進(jìn)洞前，注重洞口坡面的防護(hù)和坡體上部卸載與下部壓載措施的實(shí)施。 (7)地震據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），區(qū)內(nèi)抗震設(shè)防烈度為6度；分組為第一組；設(shè)計(jì)基本地震加速度值a=0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期T=0.35s。根據(jù)陜西省地震基本烈度表，該區(qū)為五級(jí)震區(qū)，地震烈度為度，對(duì)

11、人工構(gòu)造物可不考慮防震措施。4隧道主體工程設(shè)計(jì)(1) 隧道橫斷面設(shè)計(jì)行車洞橫斷面 采用單洞雙向交通方式。單洞凈寬10.0m，凈高5.0m，設(shè)雙側(cè)人行道1.0×2米、車行道3.5×2米。考慮沿途村民騎車、推車經(jīng)過隧道需占用部分車道，兩側(cè)設(shè)0.5×2米的側(cè)向?qū)挾?。?nèi)輪廓考慮對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利及便于施工的單心割圓形，R=525.4cm。緊急停車帶：SV-13考慮道糜地溝隧道長度1295米，且交通流車輛組成以大型車為主，還包括一定數(shù)量的慢車，故在隧道上、下行車道右側(cè)設(shè)緊急停車帶各一處。緊急停車帶長40米、寬2.5米，內(nèi)輪廓采用與行車洞內(nèi)輪廓盡量光滑過渡的三心園形。 (2) 襯

12、砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隧道均按新奧法原理設(shè)計(jì)支護(hù)體系,隧道結(jié)構(gòu)為復(fù)合式襯砌。其中：p(偏壓)型襯砌在隧道出口段20米內(nèi)采用89mm大管棚超前支護(hù)，其余采用50鋼管棚超前支護(hù)，型鋼拱架、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴混凝土等為拱部的初期支護(hù)，二次襯砌為5080cm厚模注鋼筋混凝土；型襯砌在隧道進(jìn)口段20米內(nèi)采用89mm大管棚超前支護(hù)，其余采用50鋼管棚超前支護(hù)，型鋼拱架、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴混凝土等為拱部和仰拱的初期支護(hù)，二次襯砌為50cm厚模注鋼筋混凝土；型襯砌和緊急停車帶采用50鋼管棚超前支護(hù)，型鋼拱架、錨桿，鋼筋網(wǎng)噴混凝土為拱部初期支護(hù)，二次襯砌前者為50cm厚模注混凝土、后者為45cm厚模注鋼筋混凝土。a型襯砌采用格柵拱

13、架、錨桿，鋼筋網(wǎng)噴混凝土為拱部初期支護(hù)，二次襯砌為45cm厚模注鋼筋混凝土；型襯砌采用格柵拱架、錨桿，鋼筋網(wǎng)噴混凝土為拱部初期支護(hù)，二次襯砌為45cm厚模注混凝土；緊急停車帶采用50鋼管棚超前支護(hù)，型鋼拱架、錨桿，鋼筋網(wǎng)噴混凝土為拱部初期支護(hù)，二次襯砌為45cm厚模注鋼筋混凝土。在緊急停車帶的兩端5米長采用a型襯砌加強(qiáng)。明洞采用70 cm厚模注鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為提高型襯砌和明洞墻腳基底Q3eol黃土層的承載力，采用50鋼管注漿加固地基。型、p型、型、型、緊急停車帶襯砌均設(shè)有仰拱。各型襯砌在拱頂處都要留注漿孔，每板襯砌布設(shè)23個(gè)，待襯砌完成后注漿，以保證拱頂襯砌沒有空洞。(3) 洞口、洞門設(shè)計(jì)根

14、據(jù)隧道進(jìn)出口地形、工程地質(zhì)條件，結(jié)合開挖邊仰坡的穩(wěn)定性和路塹支擋及排水條件，本著“早進(jìn)晚出”的原則和滿足洞口段穩(wěn)定要求，綜合評(píng)判后確定出隧道洞門位置。洞門形式采用端墻式。洞口邊坡采用：路基同類巖土的坡率；仰坡采用：巖石為1：0.51：0.3，坡高810米，平臺(tái)寬3米，碎落臺(tái)寬1米；土體為綜合坡率1：1。(4) 防排水設(shè)計(jì) 防排水設(shè)計(jì)原則是以排為主，防排結(jié)合，綜合治理。采用防、截、堵、排相結(jié)合，形成完整的防排體系。洞內(nèi)復(fù)合式襯砌段采1.2mm厚改性PVC防水板防水、土工布、PVC排水板排水，施工縫和變形縫采用P-201止水材止水。洞內(nèi)二次襯砌背后墻底部設(shè)縱向透水管及橫向排水管與中心排水溝連通，通

15、過暗溝引至洞外自然溝內(nèi)，為防止暗溝口凍結(jié)可加設(shè)保溫堡。隧道洞口上方設(shè)截水溝，將地表水引至洞門外的自然溝谷，以此形成完善的洞內(nèi)外排水系統(tǒng)。隧道頂部較大沖溝在明洞施工完成回填后，恢復(fù)原先排水能力，并對(duì)改造的沖溝地段均采用粘土、灰土分層夯實(shí)和漿砌片石鋪底。 (5) 路面及內(nèi)裝飾設(shè)計(jì) 隧道內(nèi)采用C35水泥混凝土路面，厚25cm。路面以下設(shè)15cm厚水泥處治碎石整平層。洞內(nèi)裝飾采用磁片貼墻面。 (6) 通風(fēng)、照明設(shè)計(jì) 糜地溝隧道采用SDS900射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)，每?jī)膳_(tái)一組布置，并滿足火災(zāi)時(shí)排煙最低風(fēng)速2.5m/s要求。隧道采用高壓鈉燈照明，并配有熒光燈用于應(yīng)急照明使用。隧道的照明亮度分布為：引入段亮度：

16、 81.7cd/m2 過渡段亮度： 25.2、8.4cd/m2基本段亮度： 3.15cd/m2(7)交通標(biāo)志標(biāo)線隧道內(nèi)路面采用：反光油漆虛線標(biāo)示行車道中心線，振動(dòng)連續(xù)線標(biāo)示行車道邊線。SV-14路緣石立面設(shè)反光器，每5米1個(gè)。 (8) 監(jiān)控量測(cè) 施工中進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)是新奧法的核心技術(shù)之一，是采用信息化設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容之一。建議施工中進(jìn)行以下量測(cè)項(xiàng)目： 隧道變形量測(cè)，包括凈空收劍量、拱頂下沉量測(cè)、圍巖內(nèi)部位移量測(cè)。用以監(jiān)控洞室穩(wěn)定情況和評(píng)價(jià)隧道變形特性以及判斷二次襯砌的施做時(shí)機(jī)。 應(yīng)力應(yīng)變量測(cè)，采用應(yīng)力、應(yīng)變量測(cè)鋼拱架、錨桿、襯砌受力變形情況。進(jìn)而檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)支護(hù)受力狀態(tài)。 (9) 施工方案推薦、

17、級(jí)圍巖采用環(huán)形開挖、留核心土的掘進(jìn)方法，短進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)，早成環(huán)；二次襯砌采用襯砌臺(tái)車一次全斷面澆筑。級(jí)圍巖采用上半斷面短臺(tái)階法，控制進(jìn)尺，支護(hù)緊跟，及早成環(huán)；二次襯砌采用襯砌臺(tái)車一次全斷面澆筑。隧道施工中根據(jù)需要可采取適宜的輔助施工措施，以策施工安全和保證工程質(zhì)量。 根據(jù)目前國內(nèi)施工技術(shù)水平，控制工期的主要因素是掘進(jìn)和支護(hù)，預(yù)計(jì)全線隧道施工總工期約18個(gè)月，其中準(zhǔn)備期1個(gè)月，主體機(jī)電工程14個(gè)月，收尾3個(gè)月，并交叉實(shí)施主體工程，附屬工程及其機(jī)電設(shè)備的安裝調(diào)試等。5環(huán)境保護(hù) 隧道設(shè)計(jì)時(shí)考慮了環(huán)境保護(hù)因素，盡可能避免因人為的因素而導(dǎo)致新的山體病害的產(chǎn)生，減少對(duì)工程附近的建筑、居民生活、生產(chǎn)和環(huán)境的

18、不良影響。為此，在環(huán)保設(shè)計(jì)中主要考慮以下幾個(gè)方面。 采用綜合坡率為1：1設(shè)置邊仰坡，盡量保持與自然坡體一致，有利于植被生長。 開挖出的石渣，盡可能縱向調(diào)配，作為路基填料；對(duì)于可用做石料的石渣應(yīng)集中堆放，經(jīng)加工后用于砌體工程；對(duì)于廢棄的石渣，應(yīng)根據(jù)各工點(diǎn)的實(shí)際情況，集中堆棄。棄渣場(chǎng)地結(jié)合城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)需要選在糜地溝、洛河支岔口，并做好排水設(shè)施，以防止洪水期沖走棄渣形成人為的泥石流。有條件時(shí)，在棄方頂覆蓋土層復(fù)墾還田，種樹造林。 施工期的污水應(yīng)集中排放，并應(yīng)經(jīng)過沉淀、過濾。 洞口邊仰坡開挖應(yīng)以機(jī)械開挖為主，輔以人工開挖，嚴(yán)禁坡底掏挖。 作好施工場(chǎng)地竣工后的清理、綠化及復(fù)耕還田工作。6.施工注意事項(xiàng)(

19、1) 隧道施工必須嚴(yán)格執(zhí)行公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94）及設(shè)計(jì)規(guī)定要求。(2) 隧道開工前對(duì)洞門位置，根據(jù)地形條件進(jìn)一步核查，必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)研究確定。洞門及洞外截排水設(shè)施必須在雨季前完成。(3) 隧道洞口地形偏壓，覆蓋層薄，地質(zhì)條件差，可視實(shí)際開挖邊仰坡情況酌情調(diào)整坡率。(4) 新奧法設(shè)計(jì)施工是統(tǒng)一體，設(shè)計(jì)圖應(yīng)視為預(yù)設(shè)計(jì)，施工過程中根據(jù)地質(zhì)變化及監(jiān)控量測(cè)情況需進(jìn)行信息反饋設(shè)計(jì)。(5) 施工中時(shí)刻注意，要求嚴(yán)格執(zhí)行圍巖的監(jiān)控量測(cè)程序（內(nèi)容包括：地質(zhì)監(jiān)控，安全檢查監(jiān)控和量測(cè)監(jiān)控）若圍巖類別劃分與地質(zhì)不符合及量測(cè)收斂值超過規(guī)定等情況應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，搞好信息反饋設(shè)。特別在雨季及大雨過后要加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。(6) 初期支護(hù)鋼拱架盡可能與初噴砼密貼，每榀拱架的拱腰、拱腳、墻腰必須與錨桿焊成一體，超挖時(shí)必須用噴射砼充填密實(shí)。(7) 初期支護(hù)完成后，在其表面沿隧道縱向3米（滲漏段）至5米（無滲漏段），在拱腰墻頂及墻下打34個(gè)泄水孔，孔深50cm，然后沿洞周邊設(shè)PVC板貼面排水，并使其與襯砌墻腳縱向排水管連同。要求初期支護(hù)表面干燥無滲漏水現(xiàn)象，再在初期支護(hù)表面用砂漿找平后，才能進(jìn)行防水層的施作。(8) 施工全過程中，拱部邊腳或隧道墻腳不得設(shè)