岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范建筑岩土与地质勘察建筑岩土与地质勘察.pdf

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 1/23 岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范 编制说明 岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 2/23 一、标准制定背景、目的、意义和适用范围“十五”以来，是广西交通运输发展史上建设规模最大、发展质量最好的时期。按照自治区“发挥西南出海大通道重要作用、建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作”的总体要求，我国正处在公路建设的高速发展时期，根据广西壮族自治区综合交通运输体系发展“十二五”规划，到 2015 年末，全区公路建成通车里程达 11.5 万公里，其中高速公路约 6000 公里，一、二级公路约 14800 公里，其余为农村公路。高速公路运输服务将基本覆盖 20 万以上的人口城市，85%以上的县城半小时内通达高速公路，公路建设规模巨大。在此背景下，如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类工程技术问题，将极大地影响公路建设的质量、投资和工期，对建设、管理等标准化水平提出了新的要求和挑战。其中，岩溶区隧道的勘察、设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大、技术复杂的的难题之一。广西大部为中国西南典型岩溶发育区，地形复杂，山岭绵亘，岩溶发育，洼地密布，素有“千山万弄”之称。其地势北西高，东南低，主要的山脉走向呈北西南东向，主要地貌类型有岩溶峰丛洼地地貌、侵蚀堆积河流阶地地貌与剥蚀丘陵地貌。岩溶地貌是地表水与地下水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以与坍陷等机械侵蚀过程。在公路建设中，岩溶的存在给隧道工程的施工带来了困难，若不能合理避让或正确处治，在隧道建设过程中将可能发生塌方或突泥涌水等施工地质灾害，造成建设单位、施工单位人员和经济损失，同时可能引起地表水流失、地表塌陷等，设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 3/23 从而造成水源枯竭、生态环境恶化等一系列的环境问题，或给后期隧道的运营埋下安全隐患。公路隧道穿越岩溶区必须重视研究岩溶的发育规律与特点，并结合技术与成本两方面综合考虑采取合理的方式进行处治，是岩溶区公路隧道修建的关键点；对于我区广大建设者而言，目前缺乏相应的地方标准对如何降低岩溶区公路隧道修建的风险、处治岩溶地质灾害与有效控制建设成本等实际问题进行指导；因此根据广西本地岩溶分布规律和发育特点，研究总结、实践检验和修正完善岩溶区隧道勘察、设计与施工的经验并编制成地方标准是目前广西公路建设亟需解决的一个问题。交通运输“十二五”发展规划指出，要全面推行现代公路工程管理，不断提高建设管理水平，推动公路建设发展理念人本化、项目管理专业化、工程施工标准化、管理手段信息化、日常管理精细化。2011 年交通部提出在建高速公路要全面开展施工标准化活动，并印发了高速公路施工标准化活动实施方案，相继福建、湖北、甘肃等省也编写了地方高速公路施工标准化管理文件，促进了高速公路建设施工标准化、规范化、精细化，全面提高了公路建设管理水平，取得了较为显著的成绩。同理，开展设计技术标准化活动意义也十分重大，根据国内外研究成果显示，若一个项目若存在节省投资的可能，那么设计阶段可通过标准化的实施，节约的可能性约为 88%，而施工中节约投资的可能性仅为 12%。本项目的主要意义体现在：编制广西本土的岩溶区公路隧道勘察、设计与施工的地方标准，不仅可以给我区建设、设计和施工单位提供技术上的支持，也能帮助我区建设、施工单位较准确的评估和有效控制岩溶地质设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 4/23 灾害在隧道修建过程中带来的成本上的增加和减少对自然环境的破坏，因此，此问题的解决不仅会给广西的交通建设带来显著的经济效益，更重要的是可实现“以人为本，和谐建设”的巨大社会效益。同时，我区大部分隧道分布在岩溶区，该地方标准的编制，还能对今后我国公路隧道设计规范的修编增补岩溶隧道方面的相关内容提供技术上的有力支撑。二、工作简况 1、任务来源 2014 年 4 月，经广西壮族自治区质量技术监督局（桂质监函2014238 号文）审查批准，岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范列入2014 年第二批广西地方标准制定项目计划，项目编号为 2014-0243。同时，2014 年 5 月，经广西壮族自治区交通运输厅关于下达 2014 年度广西交通运输科技项目与标准化项目计划的通知（桂交科教发201448 号）批复，本项目通过 2014 年度广西交通运输标准化项目立项。本规范的编写将按照标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写（GB/T 1.1-2009）与自治区质量技术监督局地方标准相关规定进行。2、起草单位和起草人 本标准起草单位：广西交通设计集团有限公司。本标准主要起草人：唐国军 周祥 邓胜强 林增海 米德才 李敦仁 熊劲松 叶琼瑶 温庆珍 徐龙旺 李洋溢 陈人豪 孙朋雷 陈梅 吴庆全 吴秋军。3、主要工作过程与工作内容（1）组织分工 设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 5/23 广西地方标准岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范项目任务下达后，主要起草单位制订了编制工作方案，由广西交通设计集团有限公司的专家和技术专业人员参加，成立了编制工作小组，召开了项目编制策划会议并就标准研制任务分工、进度安排进行了明确。负责起草单位主要承担了本标准制定项目立项构思、组织标准编制工作、指导相应的调研和科研工作以与汇报评审和对外协调沟通的任务，技术架构以与标准制订的调研、条文编写、科研测试、技术验证等工作。（2）资料收集、调查研究分析 编制人员根据任务分工采取调查研究与归纳、工程案例整理、总结完善等三个步骤形成广西壮族自治区岩溶区公路隧道勘察、设计与施工的相关规定。一是充分查阅公司相关项目设计与岩溶处治资料，总结以往岩溶处治的经验。二是收集相关数据，分析并进行总结。三是查阅相关国家与行业标准，加强和深化广西岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范的编制内容和深度，为下一步形成广西地方标准提供必要的指导与技术支撑，核定本规范的范围与内容。（3）标准编写与研讨 为确保标准调研、编制工作的有序开展，项目组根据前期策划会确定的主要内容，根据广西交通设计集团有限公司内评审意见完成工作大纲与编制大纲的编制，并于 2015 年 5 月 26 日召开了大纲评审会。按照评审专家意见，修改完善的大纲作为项目的工作指导，项目组着手开展了相关调研、资料收集工作并逐步编写形成了工作组讨论稿。2018 年 4 月 13 日，项目组组织召开了工作组讨论会，对工作组讨论稿主要技术内容进行了讨设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 6/23 论并修改形成了征求意见初稿。2018 年 5 月 5 日召开了征求意见稿初稿讨论会，会议上专家提出了精简合并施工部分，增加逃生与救援相关内容，更改适用范围等约 48 条意见，项目组在认真研究专家意见的基础上，调整了规范布置结构，修改完善了相关内容，并于 2018 年 6 月初形成征求意见稿。三、标准编制原则和主要内容 1、标准的编制原则 本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。在充分调研的基础上，调研了。经过起草工作组成员讨论，确定标准编制遵循以下基本原则：（1）科学性原则 分析国内标准体系的现状和特点，结合广西境内岩溶隧道的在建与已建的岩溶隧道的建设经验，对已发布的相关标准、规范进行梳理、归纳和分类，建立科学、实用、合理的广西地区岩溶公路隧道勘察、设计、施工技术标准。（2）承接性原则 标准术语尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致，条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容，未出现冲突，保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时，已明确指出所引用标准的内容或名称，增强了标准的可读性和可操作性。（3）可操作性原则 标准的起草充分调研了国内外、广西区内岩溶区公路隧道的建设经设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 7/23 验，编写组在此基础上进过反复讨论和修改，编制此标准。标准内容针对性强，可操作性高，易于推广。2、标准主要内容 岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范征求意见初稿原来共8 章，勘察、设计、施工与建设管理分列编写，在征求意见初稿讨论会上，评审专家认为设计施工分列后重复内容较多，且设计部分为核心部分，建议施工部分进行简化合并。按照征求意见初稿讨论会的专家意见，重新调整了规范章节编排，并补充完善了相关章节。征求意见稿内容共分 17 章，还包括了引言。第 1 章规定了标准的范围；第 2 章给出了规范性引用文件；第 3 章为有关术语和定义；第 4 章为基本规定；第 5 章为岩溶隧道勘察；第 6 章为岩溶区公路隧道总体设计；第 7 章为岩溶区公路隧道结构设计；第 8 章为岩溶不良地质处治设计;第 9章为岩溶区公路隧道防水与排水;第 10 章为辅助施工措施;第 11 章为开挖、支护与衬砌；第 12 章为逃生与救援；第 13 章为信息化设计与施工；第 14 章为辅助坑道与预留洞室；第 15 章为隧道工程设计安全风险评估；第 16 章为隧道施工安全风险评估；第 17 章为建设管理；四、标准主要内容的确定依据 本标准在现行行业标准公路隧道设计规范（JTG D70-2004）与公路隧道设计细则（JTG/T D70-2010）、公路工程地质勘察规范（JTG C20-2011）、公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）、公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）等规范、标准的基础上，通过对广西地区岩溶隧道的建设实践经验的总结，研究吸收了国内外岩溶隧道建设的相关设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 8/23 科研成果和实践经验，形成了广西地区岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范。1、标准名称 标准名称为“岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范”，属于工程建设标准，该名称将主要范围限制在公路隧道，涵盖了岩溶隧道建设的勘察、设计、施工三个阶段。征求意见初稿讨论会上专家提出将规范名称调整为“岩溶区公路隧道技术规范”，该名称更贴合本标准的内容。考虑到标准名称需审定会上才能作调整，征求意见稿阶段暂时维持规范名称不变。2、范围 本标准规定了广西壮族自治区境内处在岩溶地质条件下的钻爆法新建与改扩建高速公路、一级公路、二级公路、三级公路山岭隧道的勘察、设计、施工与管理相关技术要求。广西壮族自治区境内处在岩溶地质条件下的钻爆法山岭市政隧道，可参照本标准使用。3、术语和符号 本标准增补了释能降压、抗水压复合式衬砌、隐伏溶洞等相关术语。4 基本规定 本章从宏观上规定了标准所遵循的基本原则。5、勘察 5.2.3 条：公路隧道应根据隧道与当地洼地标高的关系、地下水的补给条件、地表水丰富程度与其与隧道主要含水层水力联系密切程度、主要设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 9/23 含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖情况以与水文地质边界的复杂程度，将隧道水文地质条件分为简单、中等、复杂三类。5.2.6条：岩溶区隧道勘察工作十分复杂，通过对以往广西岩溶区公路隧道勘察工作的总结分析，结合现行的相关规范与标准，认为对岩溶区公路隧道按隧道长度、地形地貌、岩性、地质构造、水文地质与岩溶发育程度等因素进行勘察等级的划分十分必要，能更有效的指导勘察工作的开展。5.4.3：地质构造是岩溶发育的最主要控制因素，因此，地质构造调查是岩溶研究中最重要也是难度最大的一项工作。岩溶研究与工程实践表明，大褶皱构造中的背斜倾伏端、向斜翘起端以与褶皱转折端等部位是岩溶强烈发育部位；断层和大结构面、褶皱轴部是地下水活动强烈、岩溶较发育的部位。因此，构造地质调查就是要在水平方向上，把控制岩溶发育的褶皱、断层、结构面的位置、展布方向调查清楚，查明这些部位的岩溶洞穴、地下河的发育情况；在垂直方向上，要查明岩溶发育的期次与其与地壳垂直升降的关系。通过上述研究，确定隧道所处的地质构造环境，评价主要工程水文地质问题的风险，为方案调整和优化提供支持。隧址区岩溶与岩溶水调查是岩溶隧道的重要勘察内容，通过对隧道区与其临近区域的岩溶现象开展系统调查，结合地质构造、水文地质调查结果，进行综合分析，可得出隧址区岩溶发育的强度，预测可能存在的主要岩溶不良地质与施工地质灾害。不同岩溶地貌区岩溶现象的类别与其组合、发育程度会有所差异，开展岩溶现象调查之前，应确定隧址区的岩溶地貌类型与其岩溶和岩溶水特征，确定调查的内容和重点。设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 10/23 6 总体设计 隧道总体设计是岩溶区隧道设计的重要一环，目的是从宏观概念上对隧道设计进行把控的，贯彻岩溶区隧道设计的“安全、经济、适用”原则。6.1.2条、6.1.3条:岩溶隧道的勘察设计是一项复杂的系统工程,需要综合地形地貌、工程与水文地质条件，并考虑施工与运营需要，从而可以采取合理的工程技术方案与措施，保障岩溶区公路隧道的施工与运营安全。6.1.4条：由于地形地貌条件的限制，灰岩区隧道洞口时常需要从悬崖峭壁下方穿过。由于地形、地貌与前后接线或其他构筑物的条件限制，高标高直接从悬崖下穿过时有发生，且悬崖下通常为破碎堆积的坡体这个施工场地的布设、出渣带了了困难，因此线位应从宏观上考虑施工组织的便利性，或采取诸如施工导洞等解决施工组织的措施。6.1.5条：广西地区岩溶区地形地貌主要以峰丛地貌为主，突出的山体和洼地交相分布，岩溶洼地通常也是岩溶地下水的垂直通道，鉴于此岩溶区隧道尽可能在洼地露头，控制隧道规模，尽量避免穿越岩溶洼地，是宏观上降低岩溶风险、减小对地下水系影响的一种措施。6.1.6条：隧道岩溶风险具有隐蔽性、不确定性等特点，设计阶段较难完全摸清楚岩溶的发育的情况，因此重视岩溶发育区的选线工作显得非常必要。岩溶地质选线是一种宏观控制岩溶风险的措施，属于宏观的概念设计，力求避开岩溶负地形，水平径流带，并在风险和成本之间找到一个平衡点。6.1.7条：由于线形指标、地形地貌、地质条件、环保要求、区域发设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 11/23 展需求等因素影响，山区要完全避开岩溶发育区是不现实的。在无法避开岩溶发育区时，概念设计和工程措施并重成为保障岩溶隧道施工与运营安全的重要一环，需要从勘察、设计、施工上与运营维护上采取一些必要的措施。6.2.1条：隧道选址是一项宏观概念设计的部分，本条强调了一些隧道选址的设计事项，目的是引起设计人员重视隧道选址，使得设计人员尽可能从宏观上避开岩溶发育区。6.2.2条：岩溶区水环境脆弱，岩溶隧道的开挖可能对地表生态造成影响，因此需要尽可能的避免采用可能对生态环境有影响的线位，无法避免时，则需要采取切实可行的工程措施。6.2.3 条：设计阶段避开已发现的岩溶洞穴时应留有一定的安全厚度，该安全厚度利于开挖过程中应力调整，保障溶洞自身的稳定，同时也能减小溶洞对支护结构的不利影响。确定溶洞壁的有效安全厚度需要考虑溶洞发育形态、围岩性质、初始地应力以与开挖施工等多种因素，考虑隧道工程的复杂性，目前较难给出准确的值。两车道隧道在工程实践中，通常要求保证岩溶完整基岩厚度 8m以上，隧道顶板也有要求不小于 5m完整基岩的情况，考虑到隧底悬臂时受力与隧底溶洞为拱形时受力情况不宜，故规定隧底也要求完整基岩为 8m，有可靠资料时也可减少。三车道开挖后影响范围更大，故规定有效安全厚度约为两车道的 1.5 倍。鉴于大型规模的溶洞的发育情况异常复杂，因此表中的数值仅仅适用于中小规模溶洞，大型规模的溶洞有效厚度要去宜结合工程经验，必要的定性与定量分析，并综合评估确定。设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 12/23 6.2.4 条、6.2.5 条：岩溶洼地处排水能力通常有限，在隧道建设过程中，岩溶洼地内洪水猛涨几十米的案例也常有，隧道布线标高宜高于岩溶洼地洪水位（该洪水位应考虑公路建设），并应考虑隧道内的排水。受条件限制时，设置泄洪通道，降低洪水位后可适当放宽。6.3.3条：隧道左右洞之间的中夹岩受到左右洞施工的反复影响，保持一定的中夹岩厚度，能降低隧道左右洞之间的相互干扰，避免岩溶发育影响区规模逐步扩大。6.3.6条、6.3.7条：关于隧道纵坡的形式，目前存在多种不同的意见。隧道纵坡采用人字坡时对运营通风不利，但是人字坡利于施工与运营期间的排水。考虑到岩溶地下水发育较难摸清，综合考虑隧道规模，作出特长隧道宜采用人字坡的规定。隧道内设置竖曲线时原则上需要设置凸曲线，随着山区公路的建设逐步向复杂地形地貌与水文地质区域推进，隧道平纵组合布线要符合规范要求越来越困难，因此可以考虑适当放宽，但不允许设置反坡的凹曲线，因为反坡凹曲线会造成壅水，水压升高，对隧道结构与隧道路面稳定性与运营均具有较大的影响。6.4.5、6.4.6 条：隧道横断面的设计在保障建筑限界的需要的基础上，可根据实际情况做一些适当优化，以利于结构安全和施工便利。增大仰拱曲率可以改善结构受力，利于将水压的径向荷载转化为轴力，岩溶洞穴处在隧道范围内时，也可适当加宽断面，利于横跨板的设置。6.5 岩溶处治费预估 广西区的大量建设经验显示，岩溶处治费用是不可避免的，而且往往设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 13/23 占比很高。本规范编写组之前的岩溶课题中对广西在建项目进行了统计，实际发生的岩溶变更费用大概在 10%30%的造价之间。岩溶处治费用除了一般的土建费用外，还会有些由此衍生出来的配套费用，因此岩溶处治费宜结合地区经验，并适当考虑各类衍生费用。7 结构设计 7.1.2 条：由于隧道是一种处于半地下空间的结构，由于各种因素的不确定性，隧道结构设计的更需要重视工程经验的运用，尤其是初期支护的设计，同时应重视动态设计工作，与时调整支护，使支护与环境相适应，保障安全。7.1.4条：岩溶不良地质段与正常段做好过渡，是保障空间协同受力的一种重要措施，利于溶洞与隧道的稳定。7.2.3、7.2.4、7.2.5条：关于岩溶填充物对隧道衬砌的作用，目前尚无明确的说法，在广西以往的岩溶隧道建设过程中积累了许多关于岩溶填充物的经验，主要包含：（1）岩溶填充物强度较高、以硬塑状为主并混有大量块石且埋深满足要求时，可按照深埋松散围岩压力计算，其他情况的岩溶填充物段按照浅埋松散围岩压力计算松散围岩压力最大值。（2）隧道两侧与拱部均处于岩溶填充物区时，可按照岩溶填充物的性质进行围岩划分，并据此围岩级别按照现行公路隧道设计规范的经验公式进行深埋、浅埋松散围岩压力计算。（3）隧隧道两侧为 IV 级以上围岩，拱部为岩溶填充物时，可按照岩溶填充物对应的围岩进行深埋、浅埋松散围岩压力计算，并可考虑两侧围设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 14/23 岩的有利作用折减松散围岩压力。（4）隧道穿越的岩溶填充物位于稳定的溶腔内时，可仅考虑围岩填充物的作用，按照岩溶填充物对应的围岩级别与填充物高度情况进行深、浅埋松散围岩压力计算。（5）隐伏型岩溶填充物、局部揭露的岩溶填充物以与其他复杂类型的岩溶填充物的松散围岩压力作用需结合溶洞围岩性质、填充物分布厚度、有效溶洞板厚等条件采用定性与定量分析方法按照最不利原则确定。7.2.8条：作用在衬砌上的水压力主要地下水环境与岩体物理力学性质息息相关，以少量裂隙水为主的隧道段落，由于隧道排水系统的存在，通常能与时排走，对隧道衬砌造成的水压力可忽略。在地下水量较大时，不能与时排放时就会形成水压，地下水压的大小与地质环境息息相关，渗透系数较小的围岩段，水头衰减快，对衬砌产生的水压力小，反之水头衰减满，对隧道造成的水压力大。7.2.11 条：关于落石荷载的计算目前计算方法也较多，其中比较常用的是路基手册法、铁路隧道手册法、Kawahara 法、Labiouse 法、杨其新法，各种方法各有优劣。由于溶腔内的落石接近自由落体，采用铁路隧道手册法进行计算更为合理。铁路隧道手册法计算主要是利用冲量定律，一维波动方程，能量守恒推导的，其物理概念明确，使用经验上也较为丰富，因此本规范推荐采用铁路隧道手册的计算方法。7.3.1条：隧道结构设计的经验性较强，隧道结构实际受力的影响因素多，影响机理极为复杂，目前无论是采用荷载结构计算法或者地层结构计算法都无法完全准确的预测隧道结构的内力情况。松散围岩中，通设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 15/23 常隧道衬砌安全风险较大，从目前的建设经验来看，采用荷载结构法进行内力计算安全富余系数较高，可靠性也较高。7.3.2、7.3.3 条：采用荷载结构法时，围岩与隧道的相互作用可以采用弹性抗力反应，由于岩溶空腔回填质量较难控制，保险起见，不宜考虑该段落的弹性抗力。由于临空面的存在，溶腔壁受到施工开挖影响较大，其弹性抗力较其他完整段落差，故宜适当折减。7.4.1条：岩溶地下水系统较为复杂，当岩溶隧道处在高水压区或岩溶水季节交替区时，通常较难通过引排地下水解决水压问题，且地下水过量引排也可能对生态环境造成影响，故本条建议采用抗水压复合式衬砌。抗水压复合式衬砌应综合采用注浆降低围岩渗透系数，回填防水砼降低管道渗水量，同时要考虑结构的自防水与完善的排水系统。7.4.27.4.5条：隧道衬砌的断面宜接近圆形，这样利于隧道结构将径向水压转换成轴力，由于隧道衬砌的抗压强度远大于抗拉强度，水压在一定范围时，对衬砌结构是有利的。存在高水压段落的岩溶区，通常属于管道型岩溶水，不采取必要的措施，水压对隧道衬砌的作用非常大，不利于结构稳定，因此宜采取辅助堵水措施。7.4.7条：抗水压衬砌段处治费用较高，况且也不是每个段落都需要设置抗水压衬砌，因此抗水压衬砌段和非抗水压衬砌段就存在过度问题。在抗水压衬砌与非抗水压衬砌段设置端头，利于增大水压绕流路径，降低对非抗水压衬砌段的影响。7.5.6、7.5.11条：近些年来，隧道二衬混凝土的耐久性引起了行业的重视，隧道二衬的混凝土等级由以前的 C25 逐步提高到 C30。混凝土强设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 16/23 度提高后，不仅对隧道的耐久性有利，而且由于混凝土密实度提高，其抗水压能力也有所提高。目前行业现行公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范对隧道的衬砌结构的混凝土标号作了规定。实际上隧道内更多的是属于非永久性干湿交替环境（B类），按照行业规范其满足混凝土耐久性要求的砼等级为 C35。考虑到岩溶发育区的复杂性，从百年大计的角度出发，适当提高混凝土等级与裂缝控制要求，虽然增加一些造价，提高隧道的耐久性抗渗能力是值得的。8 岩溶不良地质处治设计 8.1.18.1.6条：岩溶不良地质的处治设计需要综合考虑岩溶的形态，岩溶不良地质存在的情况，考虑沉降、偏压等多种因素。8.1.7条：岩溶区野蛮施工时有发生，野蛮施工不仅仅给前期数据收集造成了困难，也给建设各方分析岩溶对隧道的影响，可能存在的安全隐患，可行的处治方法带来了困难。因此，规模较大的溶洞，在安全有保障的情况下，应首先保留第一现场。8.1.11、8.1.12 条：岩溶区隧道碰到复杂溶洞时有发生，通常一时也较难处理，为了满足工期要求，保障施工安全，可采用绕避施工的方式进行处理。8.2.18.2.6条：中小型干溶洞相对容易处理，处理上大致按照“有条件清除填充物、回填、加强排水”的理念进行，中小型干溶洞的处治应重视回填质量，避免空洞的存在。8.3.2、8.3.4 条：大型溶腔壁的稳定性直接关乎隧道的安全性以与采取的处治措施，因此分析评估隧道溶腔壁的稳定性至关重要，溶腔在隧道设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基本覆盖万以上的人口城市以上的县城小时内通达高速公路公路建设规模巨大在此背景下如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类区隧道的勘察设计与施工的技术以与成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大技术复杂的的难题之一广西大部为中国西南典型岩溶发育区地形复杂山岭绵亘岩溶发育洼地密布素有千山万弄之称其地势北西高东南低主要的山脉岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 17/23 施工过程中有坍塌风险时应加固溶腔或采用其他切实可靠的措施。溶腔加固可根据规模和形态采取喷锚支护、钢筋混凝土梁、柱支顶、局部围岩清除等多种措施。8.3.6条：隧道底部溶洞底板可靠厚度比较薄，不满足隧道稳定性要求时，进行处治存在较大的难度，也有一定的安全风险。有条件时可以采用爆破隧底溶洞底板的方法，使得爆破形成的大石块填塞溶腔，由于大石块之间存在缝隙，填塞后的溶洞也存在一定的过水能力，溶洞内无水或过水量较小时，是可行的。另外，爆破隧底溶洞顶板后，也给进一步的处治提供了施工空间，利于全面进行处治。8.3.7条：隧道掌子面前方拱顶存在隐伏溶洞，且隧顶溶洞底板有效厚度不足时，施工期间至隐伏溶洞处，由于施工爆破、机械等扰动极易造成溶洞底板失稳，影响隧道安全，因此应加强超前稳定措施，适当泵送混凝土砼后，能形成类似于板的作用，逐榀开挖，架立钢架后能保障施工安全，是一种既方便施工，也较为经济合理的超前措施。8.3.10 条：大型溶腔稳定性无法保障时，采取回填砼后反开挖是一种性质有效的方法。8.3.11 条：大型干溶洞与隧道相交的口部是稳定性的薄弱点与应力集中区，通过适当加强相交的口部利于隧道结构与溶腔的稳定性，一般情况下每侧加强范围可取大于 10m，由于相交口部应力集中复杂，宜结合洞壁稳定性合理设置锁口等进洞支护措施，保障进洞施工安全。8.3.13 条：大型干溶洞工程地质与水文地质极为复杂时，宜进行专项设计，通过搜集资料，分析评估，群策群力确定合适的方案。设计与施工技术规范一标准制定背景目的意义和适用范围十五以来是广西交通运输发展史上建设规模最大发展质量最好的时期按照自治区发挥西南出海大通道重要作用建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作的总体要成通车里程达万公里其中高速公路约公里一二级公路约公里其余为农村公路高速公路运输服务将基