1、隧道设计说明设 计 说 明 (一)设计依据及技术标准、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(JTG
2、D50-2006)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2007358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20091108号)云南省人民政府投资项目评审中心关于的审查意见云投审发2009251号)、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、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 co=300ppm K=0.0090m-110km/h co=300ppm K=0.0090m-1(5)隧道有效净宽:W=0.750.2523.50+0.25+0.759.00m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
4、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、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
5、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。7K63+328K63+3902.02.32005001.360.30.3527390.20.75060K63+390K63+4802.502.7450012006200.250.3039500.71.56070K63+480K63+5602.02.32005001.360.30.3527390.20.75060K63+560K63+6802.502.7450012006200.250.3039500.
6、71.56070K63+680K63+7602.02.32005001.360.30.3527390.20.75060K63+760K64+0702.502.7450012006200.250.3039500.71.56070K64+070K64+2302.02.32005001.360.30.3527390.20.75060(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
7、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(、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
8、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3.50.68150150(拱、墙部)60(I16)60钢筋混凝土120S4a级浅埋1818拱、墙2.50.88 200200(拱、墙部)80(格栅)45钢筋混凝土100S4b级偏好18拱、墙2.51.08 250250(拱、墙部)100(格栅)40混凝土80S3级8拱、21.26250250(拱部)35混凝土60表5.2
9、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暗挖明洞22200162008200S4a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。、超前小导管:适用于隧道级围岩浅埋地段,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。、超前砂浆锚杆:用于隧道级围岩深埋地段,砂浆锚杆长5m,环向间距40cm,设
10、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116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
11、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()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“”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“”型排水管的位置可根据实际地
12、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3.1104MPa。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度地震动峰值加
13、速度值为0.20g,按照公路工程技术标准JTG B012003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
14、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