隧道方案說明

隧道方案設計說明1工程概況和自然條件工程概況“重慶曼哈頓城”位于重慶市巴南區(qū)花溪鎮(zhèn)李家沱，北臨李九路，南臨紅光大道，東鄰渝南大道，西接李家沱正街。有規(guī)劃中的輕軌3號線、8號線經(jīng)過本項目，交通十分便捷。本項目，由C-13/02,C-15-1/02,C-10/02,C-7-1/02,C-8/02,C-14-1/02六個地塊組成。擬建為大型，高檔商住社區(qū)。在本工程的一期實施范圍內，由松林路將地塊劃分為南北兩部分，松林路在C-13/02和C-15-1/02地塊之間路段，原規(guī)劃為挖方區(qū)道路，設置道路邊坡為高切坡（邊坡高度30m）。根據(jù)《重慶曼哈頓城修建性詳規(guī)及方案設計》中對C-13/02和C-15-1/02之間引入“綠橋”的建議，我院進行了現(xiàn)場踏勘、反復研究，最終決定該段道路采用隧道的方案。采用本方案有如下原因：1） 保護環(huán)境，不形成高切坡，不進行大的挖方；2） 保留了連接C-13/02和C-15-1/02地塊的山體，形成了“綠橋”；3） 有利于保護道路南側的110KV高壓鐵塔；4） 實施過程對周邊環(huán)境影響??；5） 連接了兩大地塊，有利于土地的利用開發(fā)；自然條件工程地點屬中亞熱帶風季氣候，總的氣象特征是：空氣濕潤、冬暖夏熱、春秋多雨、四季多霧，最大風速為27.9m/s（高地10m）,全年主導風向為南北風。地區(qū)小時最大降雨量63mm,并平均降雨量為1068.4mm。年平均氣溫19.8°CO年極高氣溫42°C,年極低氣溫-1.8°Co年平均相對濕度78%。2設計依據(jù)和采用規(guī)范設計依據(jù)建設方提供的《重慶曼哈頓城修建性詳規(guī)及方案設計》；建設方提供的工程區(qū)地形圖(1：500)；建設方提供的規(guī)劃紅線圖；采用規(guī)范《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD70-2004)；《公路隧道施工技術規(guī)范》(JTJ042-94)；《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTGF40—2004)；《公路隧道通風照明設計規(guī)范》()；《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)；《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》(GB50086-2001)；《鐵路隧道噴錨構筑法技術規(guī)范》(TB10108—2002)；《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB50330-2002)；《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016-2006)3隧道工程設計3.1隧道設計原則隧道設計總原則是在滿足技術規(guī)范的的前提下，結合地形、地貌、地質、氣象、社會人文及環(huán)境的基礎上，力求經(jīng)濟適用，并盡可能減少對生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。洞內設施規(guī)劃布置力求簡潔，方便施工，但又具備良好的防排水、消防和通風衛(wèi)生等性能。3.2設計標準1） 道路等級：城市主干道II級；2） 設計行車速度：40km/h；3） 設計荷載：公路-1級；4） 設計抗震標準：地震基本烈度為6。（構造設防）；5） 限界：凈高H=5.00m,凈寬B=10.25m（兩車道）；6） 行車方向：雙洞單向行駛；7） 行車道寬度：8m；8） 隧道內衛(wèi)生標準：一氧化碳允許濃度：一氧化碳（CO）允許濃度正常營運時為150ppm（人車混行）；交通阻滯時,短時間（20min）以內，阻滯長度不大于1km,為300ppm；煙塵允許濃度：隧道煙塵允許濃度K 表1運營工況正常運營計算車速（km/h）30~4050~60隧道煙塵允許濃度K（m-1）交通阻滯時為；養(yǎng)護維修時為；交通管制時為；稀釋空氣中異味：根據(jù)本工程交通量和隧道規(guī)模的特點，隧道空間不間斷換氣頻率，按每小時5次取值，并保證隧道內換氣風速Vr^2.5m/so城市隧道交通工程類別：四類僅通行非危險化學品等機動車隧道總體設計基本設計概況隧道入口樁號K0+,出口樁號K0+。隧道為雙連拱隧道，全長。遵循了“早進晚出”的原則，對自然環(huán)境保護較好。推薦方案設計1） 基本設計概況采用暗挖施工隧道，由于隧道較短，無法將雙洞分離，采用雙連拱隧道形式。2） 內輪廓設計凈空標準按兩車道布置，行車道寬8m。根據(jù)受力情況優(yōu)劣及經(jīng)濟性出發(fā)，對隧道內輪廓采用曲墻三心圓斷面形式。借鑒國內公路隧道的施工設計經(jīng)驗，并著重考慮到市政管網(wǎng)較多，經(jīng)方案比較，從經(jīng)濟性出發(fā)，最終選擇在隧道左側設置檢修道寬0.75m。隧道建筑限界凈寬，凈高5.00m,其隧道內輪廓線凈空面積為。3） 緊急停車帶和橫通道設計根據(jù)規(guī)范規(guī)定本隧道由于長度較短，可不設置緊急停車帶和橫通道。比較方案設計1） 基本設計概況由于隧道屬于淺埋隧道，采用明挖的施工方案實施。即對山體開挖臨時基坑，對于距離構筑物較近的基坑開挖應采用逆作法，并進行臨時支護。施工完隧道后進行回填?；靥詈蟊阌趫@區(qū)地塊之間進行相應的景觀處理。2） 橫斷面設計凈空標準按兩車道布置，行車道寬8m。根據(jù)受力情況優(yōu)劣及經(jīng)濟性出發(fā)，對隧道內輪廓采用直墻圓弧拱斷面形式。借鑒國內公路隧道的施工設計經(jīng)驗，并著重考慮到市政管網(wǎng)較多，經(jīng)方案比較，從經(jīng)濟性出發(fā)，最終選擇在隧道左側設置檢修道寬0.75m。隧道建筑限界凈寬，凈高5.00m,其隧道內輪廓線凈空面積為。此方案受力上由于拱腳處于巖石上，主拱受力合理，實施起來比較經(jīng)濟；同時具有更多的內空間進行內飾和安裝設備。方案比選推薦方案較比較方案有如下優(yōu)勢：保護環(huán)境，不形成高切坡；2)無需對鐵塔進行改造或拆遷；開挖放炮規(guī)模小，容易控制，對周邊影響?。涣硪环矫?，對明挖隧道來說，埋深較深，造價不經(jīng)濟。綜上所述，采用暗挖方案為推薦方案。3.4洞口設計洞門設計推薦方案進出洞口的位置均遵循“早進晚出”的原則，并考慮了經(jīng)濟性及美觀性，洞門仰坡采用與山體自然坡度近似的坡度，并綠化；洞門端墻面坡采用近似于自然坡的坡度設置，可對洞口邊坡進行最大程度的保護。隧道建成后，洞口景觀可得到最大程度的恢復。洞口邊坡保持了自然邊坡，未大的挖方切坡，洞門形式類似于削竹狀，既美觀又保護了環(huán)境。洞門設計比較方案進出洞口的位置均遵循“早進晚出”的原則，并考慮了經(jīng)濟性，洞門仰坡采用與山體自然坡度近似的坡度，并綠化；洞門端墻面坡采用近乎直立的設置，并進行人為的裝飾，將墻頂做成城墻狀，隧道建成后，洞口存在一定的挖方切坡,洞門形式類似古城墻，總體上不如推薦方案美觀、環(huán)保。3.5襯砌設計根據(jù)隧道穿過V、IV.III級圍巖地區(qū)的不同和隧道結構形式的不同分別采取不同的支護方式。隧道設計遵循安全、經(jīng)濟、合理的原則，在遵守交通部頒發(fā)《公路隧道設計規(guī)范》的同時，以工程類比法為主進行設計。1） 初期支護雙連拱隧道初期支護構造基本同分離式隧道，但支護參數(shù)較分離式略大。小凈距隧道根據(jù)計算m級和iv級圍巖可采用同分離式隧道的支護參數(shù)，v級圍巖支護參數(shù)同雙連拱隧道。2） 二次襯砌根據(jù)圍巖級別可按下表選擇支護參數(shù)：雙連拱支護參數(shù)表 表3圍巖級別二次襯砌模筑混凝土鋼筋配置VC30,厚度55cm,帶仰拱由計算確定V（淺埋段）C30,厚度60cm,帶仰拱由計算確定IVC30,厚度50cm,帶仰拱由計算確定IIIC30,厚度40cm,無仰拱按規(guī)范配構造鋼筋雙連拱隧道段中隔墻厚度根據(jù)有限元計算確定，現(xiàn)根據(jù)工程類比法取。3.6施工方案1）施工方法論證在川東地區(qū)的巖石地層中，暗挖地下結構一般采用鉆爆法進行開挖。鉆爆法基本工序為：鉆孔、裝藥、放炮散煙、出磕、初期支護、施做二襯。分離式隧道的開挖方法一般有全斷面法和分步開挖法。分步開挖法又分為臺階法、導洞法、CD法、CRD法和雙側壁法等。隧道開挖方法應根據(jù)具體的圍巖條件、斷面大小、支護方法等綜合確定。根據(jù)圍巖級別本隧道V級圍巖采用CRD法，IV級圍巖采用上下臺階法，III級圍巖采用全斷面法。無論那種開挖方法，隧道施工總體上均采用新奧法，開挖爆破須采用光面爆破，并及時進行監(jiān)控量測，根據(jù)地質情況的變化調整施工方法步驟。V級圍巖應盡快施作二次襯砌，IV級圍巖段二次襯砌應在圍巖和錨噴支護變形基本穩(wěn)定后盡快進行。V級圍巖段二次襯砌施作時，與初期支護全斷面形成之間的距離不超過24moIV級圍巖段二次襯砌不分步，均采用全斷面支模臺車一次完成。總之，其施工以短進尺、弱爆破、強支撐、緊封閉、循序漸進的方針進行。對于雙連拱隧道的施工需要高度重視，宜通過結構計算、工程類比、現(xiàn)場檢測反分析等手段綜合確定施工方案?，F(xiàn)擬定為：IV級和V級圍巖采用三導洞開挖，先墻后拱，以保證洞室的穩(wěn)定和施工安全。其中，中導洞超前施工，兩側導洞之后30m,左、右洞施工應相互錯開50m以上；III級圍巖采用臺階法開挖一個洞室，再開挖中隔墻，并進行中隔墻施工，最后采用臺階法開挖另一個洞室。但需要中隔墻上部圍巖和混凝土具備一定自穩(wěn)定力，否則也只能先開挖中隔墻再臺階法開挖兩側洞室。雙連拱隧道IV、V級圍巖三導洞法施工步驟圖 圖12）特殊地質處理：隧道施工若遇到溶洞、暗河地質。設計采取超前地質預報結合特殊施工方法的形式解決，同時隧道支護參數(shù)提高一級：采用超前鉆孔探測。根據(jù)超前探水孔的水量情況做下一步措施的預備；采用超前預報技術，探明溶洞狀況以及同內填充物狀況；根據(jù)探水孔內流量的不同以及溶洞與周邊的水力聯(lián)系情況，采取預留巖盤注漿堵水或疏導處理的方式進行巖溶水處理;根據(jù)探測出的溶洞規(guī)模、水力聯(lián)系情況、填充物狀況以及經(jīng)濟比較后綜合考慮，可采用混凝土、漿砌片式填實，并注漿加固；采取梁、板、拱等結構形式跨越；錨噴加固處理等方案處理；對洞內填充物，采取清除、置換、支撐和注漿加固等措施處理；隧道穿過垃圾填埋場，應根據(jù)場底部至洞頂深度考慮隧道的成洞性能。同時需要做好有毒氣體處理和廢棄液體滲漏的處理。保證隧道施工和運營的安全。3.7防排水設計防排水為隧道工程質量的重要組成部分，根據(jù)洞內無滲漏水，路面不積水，不冒水的技術標準，采取以排為主，因地制宜，綜合治理原則，其措施如下：1） 通過道路縱坡的設置方式保證隧道少進水，同時又有較好的通風條件。2） 在洞口段采用截水溝及護坡等手段，在洞頂沿隧道用地邊界，在洞口仰坡及邊坡以外5m的適當位置設置截水天溝，洞門墻背后設置排水溝，減少大氣降水對洞口圍巖的影響。3） 二次模筑混凝土采用抗?jié)B標號不得低于S8的防水混凝土澆筑。混凝土摻膨脹劑。4） 在二次襯砌與初期支護之間鋪設防水板，二次襯砌施工縫設遇水膨脹止水條，沉降縫設止水帶。5） 隧道襯砌排水：沿襯砌兩邊墻墻腳外側縱向設置軟式彈簧透水盲溝；襯砌背后環(huán)向設置無紡布盲溝，環(huán)向盲溝原則上每10m設一處，在有水地段間距適當加密。在縱向排水管與洞內縱向路緣邊溝之間設置橫向硬塑管，沿隧道縱向間距為10m,局部地下水豐富地段加密；洞內清洗水通過縱向排水邊溝排出洞外。縱向盲溝全隧貫通，環(huán)向盲溝下伸至邊墻腳與縱向盲溝相連，襯砌背后地下水從環(huán)向盲溝匯集至縱向盲溝后，通過橫向排水管將地下水引入縱向路緣邊溝，排出洞外。3.8路面隧道內路面采用復合式路面結構，即在已施工完畢的鋼纖維水泥混凝土面層上加鋪瀝青混凝土。鋪裝結構為鋼纖維水泥混凝土面層+防水粘接層(由?0.3L/itf的EN粘接劑+?0.4L/itf的改性乳化瀝青組成)+4cm普通瀝青AC13-I+-0.6L/itf的改性乳化瀝青粘層+4cm的阻燃改性瀝青SMA13o隧道內裝隧道外側檢修道為基準，3.5m以上刷深色防水、防火涂料10mm,3.5m以下刷乳白色防水、防火涂料10mmo3.10隧道通風及火災排煙本隧道工程通風設計主要包括隧道正常運營通風及火災排煙系統(tǒng)。按預計高峰小時交通量進行設計。由于本隧道屬于城市交通隧道，在滿足公路隧道技術要求的前提下，尚應按《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016-2006)城市交通隧道一章內容進行防排煙及消防設計。隧道的機械通風分為縱向式、半橫向式、全橫向式。由于本隧道是雙洞單通隧道，故采用縱向式通風。1） 設計原則在滿足隧道通風衛(wèi)生標準和洞內防災要求的前提下，盡可能減少通風系統(tǒng)的初期投資和長期運營費用。結合隧道的內空斷面積、縱坡、海拔高度以及行車速度，計算本隧道最大適應交通量下在正常運營時，稀釋洞內co和煙塵、除異味和防災要求等工況的隧道需風量，綜合確定隧道的設計風量。2） 通風及消防火災氣流排放根據(jù)規(guī)范計算，本隧道屬于長度小于500m的僅通行非危險化學品等機動車。隧道長度90m,計算各項指標均采用自然排煙即可滿足。3） 隧道消防本次設計的為四類城市隧道?？刹辉O置火災自動報警系統(tǒng)。隧道消防采用獨立的管道系統(tǒng)，在隧道設置消防專用PE管網(wǎng)，消防水源從市政給水管網(wǎng)引來。隧道內消火栓滅火用水量、隧道外消火栓滅火用水量需根據(jù)規(guī)范進行設置。消防管道為消防專用PE管，管道埋深按縱斷面控制。隧道內設置墻壁式暗裝組合式消防柜，每個消火栓柜內包括：消火栓一套；消防水龍帶一條；水槍一只；干粉滅火器兩具