图纸设计说明邱顺.doc

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1、重庆南川至万盛高速公路青山隧道设计说明第1章 概 况1.1设计依据及设计原则本设计对隧道的设计内容主要包括从地质、地形、经济、环保的方面对路线的方案确定；对隧道平面、纵断面、横断面的设计以满足经济、合理、安全、施工容易等要求；对隧道衬砌结构设计和计算以保证衬砌能够满足围岩压力的要求；在排水设计遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则下，使隧道内防水可靠，排水通畅，保证运营期间隧道内不渗不漏，基本干燥；根据隧道进出口地形和工程地质条件，结合开挖边仰坡的稳定性及洞口防排水需要，选用经济、美观并有利于视线诱导的洞门形式；在考虑尽量少刷坡和隧道“早进洞、晚出洞”的原则确定洞门位置；选择合

2、适隧道施工方案使之满足本隧道围岩节理发育、围岩不稳定易发生变形等要求；隧道通风的设计和计算。1.2设计依据及技术标准1.2.1设计依据 隧道勘测设计按以下标准、规范及规程进行：（1）公路工程技术标准（JTG B01-2019）；（2）公路隧道设计规范（JTG D70-2019）；（3）公路隧道通风照明设计规范（JTG D70-2019）； （4）公路路线设计规范 （JTG D20-2019）；（5）公路路基设计规范 （JTG D30-2019）（6）公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2019）； （7）公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）；（8）公路工程施工技术设计规范（JTG

3、F60-2009）；(9）地下工程防水技术规范（GB50108-2019）；(10）公路隧道交通工程设计规范（JTF/T D71-2019）;（11）公路基本建工程概算、预算编制办法（JTG B06-2019）； （12）中华人民共和国工程建设标准强制性条文公路工程部分。1.2.2主要技术标准（1）公路等级: 高速公路；（2）洞内设计车速:80km/h，单洞双车道单向行车；（3）隧道建筑限界 净宽：10.25；行车道宽度:2x3.75m；净高：5m(4)设计荷载：公路I级1.3工程概况（1）地理位置、地形地貌青山隧道位于重庆市万盛区丛林镇永胜村境内，隧道进口位于省道S303线西侧约100 m，

4、出口位于省道S303线西侧约200m，有乡村小道与洞口相通，进出口均无公路直接相接，交通不便。隧道穿赽的孝子河东侧岸坡顶部一脊状山脉，受地质构造控制，最高点高程668.90m，最低点标高391.7 m，隧道区相对高差227.2 m。（2）气象、水文本地区属亚热带温湿季风气候区，气候温和湿润，湿度大，降水量较多，蒸发量较大，气温日变化小等特征。510月为雨季，降雨量占全年的80%，最低温度-810，113月为枯季，最高温度44；多年平均气温17.5，多年年平均降水量1225.20mm. 隧道区地表水系孝子河，地表水系多呈树枝状，次有羽毛状，河谷多呈深峡之“V”弄谷，坡降较大，水流湍急，阶地不发育

5、的特点。（3）隧道规模青山隧道工洞长796.5m，右洞长799.91m，属于中长隧道；隧道净距13.4320m，为小净距+分离式组合隧道。表1-1 隧道平面设计一览表隧道名称起止桩号隧道长度（m）备注青山隧道左洞LK9+600LK10+403803小净距+分离式组合隧道青山隧道右洞K9+603K10+4027991.4工程地质（1）地层岩性隧址区主要出露地层为寒武系和奥陶系，在隧道所经过地层以奥陶系为主。主要为灰白和深灰色厚层白云岩、灰质白云岩，下部灰岩夹层较多，白云质含量相对较少；含白云石，层理很不发育，风化面灰黑色，表面呈“刀砍状”，而且极粗糙，颗粒一般较粗，局部粗大者似糖粒状等为其特征。

6、各处岩性稳定；局部为灰、灰黑色薄层瘤状泥质灰岩，厚度约在700m。（2） 地质构造断层隧址区所处四级构造单元为石台穹褶断束。石台穹褶断束是沿江拱断褶带南部的次级单元，南以江南深断裂与皖南陷褶断带相接。大致位于宣城，南陵、青阳、石台及东至一带，呈北东向带状展布。隧址区所处地层为奥陶系仑山组白云岩和灰质白云岩，岩石物理属性较脆，区内主要构造形式为断层及节理破裂构造，其中主要发育了NWW、NW、NE、NNE向四组断层。隧址区断层规模都不大，对隧道工程的影响有限。断层主要性质如下：a.近EW向断层该组断层多呈270290展布，多数倾向北东，倾角中等，该组断层平行于区域构造线方位，早期显示为逆断层性质，

7、后期断层性质主要表现为右行平移。b.NW向断层该套断层走向多为290330，以向NE倾斜居多，本组断层性质以右行平移性质为主。c.NE向断层该组断层主要走向为6080，其中三组倾向南东，两组倾向北西，倾角多为高角度在7585之间，该组断层切割了早期先存的断层多以左行平移为主。d.NNE向断层NNE向断层走向为1035，倾角较陡（75至近直立），野外研究发现该套断层多切割了前期近东西向断层，该方向断层形成时代最晚。节理、裂隙隧址区发育了以NW NWW；NE和NNE为主的三组节理裂隙，这些节理与区内所形成的各组断层方位吻合。此外，还发现在断层旁侧形成了派生节理。根据野外对节理的充填和切割关系的系统

8、统计分析，在该区发育有多期节理，其中，NWW或近东西向节理平行区内构造线方位，形成时代相对最早；其次为NE向节理，而在区内所发育的 NNE及近南北向节理形成最晚。1.5隧道工程地质评价 根据公路工程地质勘察规范、公路隧道设计规范规定的围岩分级方法，隧道洞室围岩级别划分，主要按以下顺序进行：（1）根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ，综合进行初步分级。（2）对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值。（3）按修正后的岩体基本质量指标BQ，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。根据地勘报告提供的

9、各类岩组的物理力学参数、岩体结构、结构面发育特征及各项定性、定量成果资料分析，将全隧道围岩划分为、级两种围岩级别，洞身工程地质评价详见地勘报告及隧道地质纵断面图。1.6隧道围岩稳定性评价（1）隧道洞口稳定性评价老城区端洞口段位于西坑村冲沟的南侧山坡下，地面自然坡度1520下缓上陡，坡面岩石大多出露良好，风化裂隙发育，岩石大多新鲜或呈微风化状，局部有0.5m厚的坡积层，无断层通过。主要结构面为岩层产状1015，另外发育有两组主要节理5/E58、45/ES40，结构面走向与洞轴夹角1540，由于节理与轴线大角度相交但节理裂隙发育，岩层产状与轴线及坡面小角度相交对洞口的稳定带来不利的影响。综合计算修

10、正的围岩基本质量指标BQ=248.5，按公路隧道设计规范围岩级别属于级。开发区端洞口段位于永丰村杵岭冲沟的南侧山坡下，地面自然坡度30，坡面岩石出露较差，植被发育，岩石破碎，岩石为硬质岩石，碎石状镶嵌结构，受构造影响严重，节理裂隙发育，中等透水性，未见断层通过。主要结构面为岩层产状015，主要节理裂隙产状273/NE15,280/NE85，节理与轴线及坡面小角度相交，其倾角很缓或很陡，但是由于岩体破碎，整体性差。综合计算修正的围岩基本质量指标BQ=218.5，按公路隧道设计规范围岩级别为级。（2）隧道洞身围岩稳定性评价隧道围岩为仑山组下段(O1l)灰白和深灰色厚层白云岩、灰质白云岩，下部灰岩夹

11、层较多，白云质含量相对较少，隧道洞口、洞身段围岩稳定性均较差。第2章 总体设计2.1隧道选址此次隧道位置的选择满足公路隧道设计规范的要求，主要根据了路线总体规划、交通运输条件及周边环境和地形变化条件确定的，遵循了以下原则：考虑选择在地质构造简单，岩性较好的稳固地层中通过，尽量避免了通过断层、崩塌、滑坡、溶洞、陷穴以及偏压显著、地下水丰富、富煤区和高瓦斯地带等地质不良地段；重视洞口位置的选定，洞口的中线宜与地形等高线接近垂直，或要尽量以大角度斜交进洞，尽量避免与等高线平行进洞；洞口位置应避开峭壁、沟谷、山凹的中心，尽量在凸出的山坡附近进洞。遵循“早进洞、晚出洞”的原则，避免了大挖大刷，确保边坡及

12、仰坡的稳定。本隧道按分类属于中长隧道，根据地形图和各种资料进行技术、经济的比较之后，最后确定出一条路线。隧道洞口位置是根据地形、地质、水文条件，结合环境、洞外有关工程、施工条件、运营等要求，通过经济、技术比较确定的。2.2隧道平、纵面设计 （1）隧道平面线形设计隧道的平面线形布设的选择主要根据地质、地形、路线走向等因素的影响确定的，平面布置服从了路线总体走向，在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，主要考虑了隧道所处地域的地形，隧址区工程地质条件，隧道进、出口条件、营运管理设施场地等因素。本隧道按小净距+分离式的组合设计,路基设计线间距13.4320m,进口处于R-1125m和1045.73的平

13、曲线上，洞身及出口段处于直线上。（2）隧道纵断面设计隧道纵面线型设计及隧道两端的接线条件综合考虑了地形、地质条件、排水施工。本隧道为中长隧道，纵坡设计服从路线总体布置，设计为2.6%的单向上坡。设计方案见表2-1.表2-1 隧道纵面线型设计方案隧道名称进口桩号设计标高（m）出口桩号设计标高（m）纵坡/坡长（%）青山隧道左洞LK9+600.00548.24LK10+403569.00+2.6/803.00青山隧道右洞K9+603.00548.34K10+402568.00+2.6/799.002.3隧道内净空断面设计 （1）建筑限界本隧道的建筑限界满足汽车行驶的需要，充分考虑了汽车行驶的安全、快

14、捷舒适和防灾等因素。在建筑限界内不得有任何部件（包括通风、照明、安全、监控和内装饰等附属设施）侵入； 公路隧道建筑限界如表2-2所示:表2-2 隧道建筑限界s净宽(m)净高(m)行车道(m)侧向宽度左(m)侧向宽度右(m)检修道(m)主洞10.2553.7520.50.750.752说明：高5m拟定为三心圆曲墙结构，隧道内轮廓拱顶净高7.05m，净宽10.54m，内净空与建筑限界之间的净空满足照明、消防、交通工程等营运管理设施所需空间，并预留了内装饰层净空。（2）内轮廓设计 曲墙式五心圆受力较好，开挖量也适中，经过对比选择曲强式五心圆。本隧道内轮廓设计除了符合隧道建筑限界的要求外，也满足洞内路

15、面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间，同时为衬砌变形及施工误差预留了适当的富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。（3）洞口位置选择本隧道洞口选择结合了隧道进出口地形、地貌、工程地质和水文条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工营运条件，并考虑到施工开挖边仰坡的稳定性，本着“早进晚出”、 “少开挖”的原则，确定的隧道洞口位置。（4）洞门设计洞门设计原则：本隧道洞口的选择根据地形、地质水文等条件，着重考虑仰坡及边坡的稳定，同时结合洞外有关工程及施工条件、运营要求，同时也满足有关规范的要求。考虑了以下主要原则：建筑与结构相结合的原则；

16、洞门形式与洞口地形相协调的原则；外墙装饰与相邻建筑物相协调的原则；环境与意境相结合的原则。2.4明洞设计隧道进口左右线均采用削竹式明洞，进口左洞明洞长18.15m ,右洞明洞长44.09 m，采用钢筋混凝土衬砌，隧道出口左右均采用削竹式明洞，左右明洞均长12.85m.明洞采用明挖施工，宜避开雨季施工，尤其在明洞施工前，应作好洞口截水排水系统。2.5洞身结构设计本隧道进口受地形和桥梁构造物控制，设置小净距渐变为分离式隧道的组合式隧道。本次隧道设计取路基设计线L=20m作为小净距隧道与分离式隧道的分界点。在小净距隧道段，当路基设计线间距L20m时，设计为XF型衬砌。进口段为小净距隧道，出口为分离式

17、隧道，根据洞口段的地质情况，洞口采用加强衬砌，喷、锚、网和工字钢架作为施工临时支护，小净距和分离式级围岩、级围岩均采用超前小导管作为施工辅助措施，以确保洞口段稳固安全。洞身段按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，初期支护以喷、锚、网为主，二次衬砌为模筑混凝土。洞口段支护参数见表2-3；洞身一般段支护参数2-4；瓦斯段支护参数2-5。表2-3 洞口段支护参数项目级围岩级围岩衬砌类型XF/aF/aXF/aF/a初期支护C20砼20cm20cm24cm24cm钢筋网2525 cm2525 cm2020 cm2020 cm锚杆砂浆锚杆，100100cm，L=3m砂浆锚杆，100100cm，L=3m砂浆

18、锚杆，70100cm，L=3m砂浆锚杆，80100cm，L=3m二次衬砌50cm(钢砼)45cm(钢砼)55cm(钢砼)50cm(钢砼)仰拱50cm(钢砼)45cm(钢砼)55cm(钢砼)50cm(钢砼)初支加劲措施14工字钢100 cm14工字钢100 cm18工字钢100 cm18工字钢100 cm铺助措施超前小导管超前小导管超前小导管超前小导管表2-4 洞身一般段支护参数项目级围岩级围岩衬砌类型F/XF/fF/f初期支护C20砼10cm20cm15cm钢筋网2525 cm2525 cm2525 cm锚杆22砂浆锚杆，100100cm，L=2.5m22砂浆锚杆，100100cm，L=3m2

19、2砂浆锚杆，120120cm，L=3m二次衬砌35cm(钢砼)40cm(素砼)35cm(素砼)仰拱无40cm(素砼)无初支加劲措施无钢格栅拱无铺助措施无超前锚杆无表2-5 瓦斯段支护参数项目级围岩衬砌类型VwaVwf初期支护C20砼24cm22cm钢筋网2020 cm2020 cm锚杆22砂浆锚杆，80100cm，L=3.5m22砂浆锚杆，100100cm，L=3.5m二次衬砌60cm45cm 仰拱60cm45cm初支加劲措施184工字钢80 cm钢格栅拱100 cm铺助措施超前小导管超前小导管2.6隧道防排水工程设计（1）隧道防排水原则隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合

20、治理”的原则，采用完整的防排水体系，使隧道内防水可靠，排水通畅，保证运营期间隧道内不渗不漏，基本干燥。（2）隧道洞口防排水隧道开挖前应做好防排水处理工作，如山顶、坡面低洼或沟槽应整平并做好排水设施。结合洞口的地形情况，设置洞门墙排水沟以及在洞顶仰坡上方设置截水沟，防止雨水对坡面、洞口的危害，引地表水至路基边沟或洞门外端自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统。（3）隧道洞身防排水隧道洞身防水：是在二次衬砌与初期支护之间铺设1.2mmEVA防水卷材，瓦斯段采用3mm厚BAC高分子复合式自粘防水卷材，在卷材与喷射混凝土之间铺设一层300g/m2的无纺布作为缓冲层，二次衬砌施工缝设带注浆管的遇水膨胀止水

21、条，沉降缝设E型止水带。隧道衬砌排水： 在隧道两侧电缆沟下设置纵向排边沟，纵向排水边沟与纵向盲沟采用116/100HDPE双壁无孔波纹管横向连接的；在衬砌两边墙墙角外侧纵向设置116/100HDPE双壁无孔波纹管（纵向盲沟）；衬砌背后环向设置350单壁打孔波纹管（环向盲沟）洞内清洗水通过纵向路缘边沟排出洞外，路缘边沟按间距50m设置沉沙池，向盲沟相连，衬砌背后地下水从环向盲沟、无纺布汇集至纵向盲沟后，通过横向排水管将地下水引入纵向排水边沟，排出洞外。2.7隧道通风设计（1）设计原则在隧道运营期间，隧道内保持良好的空气是行车安全的必要条件。为了有效降低隧道内有害气体与烟雾的浓度，保证司乘人员及洞

22、内工作人员的身体健康，提高行车的安全性和舒适性，公路隧道应做好通风设计保证隧道良好通风。（2）风机设置经计算可知，本隧道选用900型射流风机，按每组2台布置，布置4组共8台，每组风机间距为200m。2.8隧道照明设计（1）入口段照明入口段照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明灯具布置与中间段相同，同样选用功率为150W的夜灯（兼紧急照明，UPS供电），灯具对称排列布置，加强照明由功率400W的加强灯组成，间距为1m，入口段灯具从洞口以内10m开始布置。（2）过渡段照明设计在隧道照明中，介于入口段与中间段之间的照明区段称为过渡段。其任务是解决从入口段高亮度到中间段低亮度的剧烈变化给司机造成

23、的不适应现象，使之能有充分的适应时间。过渡段由三个照明段组成，各段照明要求和设计如下：过渡段：基本照明与中间段相同，加强照明由250W功率的加强等间距2m对称排列布置，过渡段长度根据规范取Dtr1=72m。过渡段：基本照明与中间段相同，加强照明由功率为250W的加强灯组成，对称排列布置，间距8m，均匀布置在基本照明之间，其长度按规范中规定取Dtr1=89m。过渡段：采用基本照明，不设加强照明，本段长度根据规范取Dtr1=133m。（3）中间段亮度根据公路隧道通风照明设计规范，中间段照明为9.0cd/m，中间段的照明选用功率150W的夜灯（兼紧急照明，UPS供电），灯具对称排列布置，灯具横向安装

24、范围为行车道左右5.5m处，安装高度为5.1m，纵向间距6m，灯具纵向与路面保持水平，横向倾角为10, 隧道两侧墙面2m高范围内，宜铺设反射率不小于0.7的墙面材料。（4）出口段照明按照公路隧道设计规范要求：本隧道为单向交通隧道，设置出口照明段，出口段长度取60m，亮度取中间段亮度的5倍。基本照明设置与中间段相同，加强照明为功率400W的加强灯，设置数量与基本照明灯相同。2.9路面设计隧道洞内路面采用复合路面，面层为4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13C（阻燃），其下为6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20C，改性沥青粘层，G1022-A型玻钎格栅，24cm厚水泥混凝土面板，1020 cm厚C20混

25、凝土基层，水泥层混凝土面板搞弯拉强度不小于5.0Mpa,基层抗拉强度不小于1.8 Mpa，无仰拱地段增设10cm厚C20混凝土垫层。人行横洞路面结构为10cm厚c25混凝土。2.10隧道隧道现场监控量测（1）必测项目 地质和支护状况观察通过对隧道开挖后岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述来评价隧道围岩工程地质特性、支护措施的合理性及洞室稳定状态。隧道围岩变形量测通过洞内变形收敛量测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征。该项是主要量测项目，包括净空收敛量测、拱顶下沉量测和围岩内部位移量测。隧道地表下沉变形量测通过对洞口浅埋段地表变形量测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征，并对洞口仰坡进行动态监

26、测。采用锚杆抗拔计进行锚杆抗拔试验。（2）选测项目 应力应变量测采用应变计、应力盒、测力计等监测钢拱架、格栅支撑、锚杆和衬砌受力变形情况，进而检验和评价支护效果。围岩稳定性和支护效果分析通过对量测数据的整理与回归分析，找出其内在的规律，对围岩稳定性和支护效果进行评价，然后采用位移反分析法，反求围岩初始应力场及围岩综合物理力学参数，并与实际结果对比、验证。2.10监控系统及防灾系统（1）交通监视控制系统 系统由中控室的交通监控计算机、闭路电视系统、可变情报板、可变限速标志、视频车辆检测器、入口信号灯及车道表示器等组成。闭路电视系统：洞内摄像机间距160m，洞口各设一台，以及与其相关的显示及传输、

27、控制系统。视频车辆检测器摄像头与CCTV系统合用。交通信号灯或车道表示器：洞内250m,洞口各一道。可变情报板：洞内3000m，洞口各一道。可变限速标志：洞内1000m，洞口各一道。洞口各设一道超高监测系统。（2） 通信系统系统由紧急电话、电视监控、广播和无线通信组成。紧急电话系统：洞内250m一处，设于前进方向右侧。有线广播系统：间距160m，设于前进方向左侧。无线通信：由四信道基站、光中继器、天线、光传输设备等组成。（3）通报、报警系统手动报警按钮：50m一处，设于消防栓箱上；自动报警装置：设于消防栓箱上；火灾检测器：贯穿全隧道的感温光纤电缆；紧急电话：50m一处；交通信号灯、情报板：按有关上述规定设置。（4）消防系统灭火器：50m一处，2个一组，设于消防栓箱中；消防栓箱：50m一处，既能喷水，也能喷泡沫。2.11主要建筑材料及要求（1）洞口工程洞门端墙：C25混凝土护 坡：网格护坡水 沟：M7.5砂浆砌片石，片石采用不易风化的Mu30砂岩水沟平台：M7.5砂浆砌片石，片石采用不易风化的Mu30砂岩喷混凝土：C20混凝土锚 杆：22砂浆锚杆钢 筋 网：6.5 HPB235钢筋（2）初期支护：锚杆22砂浆锚杆（3）二次衬砌 拱墙衬砌：C25混凝土 仰拱衬砌：C25混凝土 仰拱填充：C15混凝土 钢 筋：HPB235,HRB335第 8 页