隧道方案說明

隧道方案設(shè)計(jì)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(hào)線、8號(hào)線經(jīng)過本項(xiàng)目，交通十分便捷。本項(xiàng)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(gè)地塊組成。擬建為大型，高檔商住社區(qū)。在本工程的一期實(shí)施范圍內(nèi)，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(shè)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(shè)計(jì)》中對(duì)C-13/02和C-15-1/02之間引入“綠橋”的建議，我院進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)踏勘、反復(fù)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(hù)環(huán)境，不形成高切坡，不進(jìn)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(hù)道路南側(cè)的110KV高壓鐵塔；4） 實(shí)施過程對(duì)周邊環(huán)境影響小；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(diǎn)屬中亞熱帶風(fēng)季氣候，總的氣象特征是：空氣濕潤(rùn)、冬暖夏熱、春秋多雨、四季多霧，最大風(fēng)速為27.9m/s（高地10m）,全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟媳憋L(fēng)。地區(qū)小時(shí)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(duì)濕度78%。2設(shè)計(jì)依據(jù)和采用規(guī)范設(shè)計(jì)依據(jù)建設(shè)方提供的《重慶曼哈頓城修建性詳規(guī)及方案設(shè)計(jì)》；建設(shè)方提供的工程區(qū)地形圖(1：500)；建設(shè)方提供的規(guī)劃紅線圖；采用規(guī)范《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)；《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042-94)；《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)；《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》()；《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)；《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)；《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范》(TB10108—2002)；《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)3隧道工程設(shè)計(jì)3.1隧道設(shè)計(jì)原則隧道設(shè)計(jì)總原則是在滿足技術(shù)規(guī)范的的前提下，結(jié)合地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會(huì)人文及環(huán)境的基礎(chǔ)上，力求經(jīng)濟(jì)適用，并盡可能減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。洞內(nèi)設(shè)施規(guī)劃布置力求簡(jiǎn)潔，方便施工，但又具備良好的防排水、消防和通風(fēng)衛(wèi)生等性能。3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1） 道路等級(jí)：城市主干道II級(jí)；2） 設(shè)計(jì)行車速度：40km/h；3） 設(shè)計(jì)荷載：公路-1級(jí)；4） 設(shè)計(jì)抗震標(biāo)準(zhǔn)：地震基本烈度為6。（構(gòu)造設(shè)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(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：一氧化碳允許濃度：一氧化碳（CO）允許濃度正常營(yíng)運(yùn)時(shí)為150ppm（人車混行）；交通阻滯時(shí),短時(shí)間（20min）以內(nèi)，阻滯長(zhǎng)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(yùn)營(yíng)工況正常運(yùn)營(yíng)計(jì)算車速（km/h）30~4050~60隧道煙塵允許濃度K（m-1）交通阻滯時(shí)為；養(yǎng)護(hù)維修時(shí)為；交通管制時(shí)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(diǎn)，隧道空間不間斷換氣頻率，按每小時(shí)5次取值，并保證隧道內(nèi)換氣風(fēng)速Vr^2.5m/so城市隧道交通工程類別：四類僅通行非危險(xiǎn)化學(xué)品等機(jī)動(dòng)車隧道總體設(shè)計(jì)基本設(shè)計(jì)概況隧道入口樁號(hào)K0+,出口樁號(hào)K0+。隧道為雙連拱隧道，全長(zhǎng)。遵循了“早進(jìn)晚出”的原則，對(duì)自然環(huán)境保護(hù)較好。推薦方案設(shè)計(jì)1） 基本設(shè)計(jì)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(nèi)輪廓設(shè)計(jì)凈空標(biāo)準(zhǔn)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(jì)性出發(fā)，對(duì)隧道內(nèi)輪廓采用曲墻三心圓斷面形式。借鑒國(guó)內(nèi)公路隧道的施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并著重考慮到市政管網(wǎng)較多，經(jīng)方案比較，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，最終選擇在隧道左側(cè)設(shè)置檢修道寬0.75m。隧道建筑限界凈寬，凈高5.00m,其隧道內(nèi)輪廓線凈空面積為。3） 緊急停車帶和橫通道設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范規(guī)定本隧道由于長(zhǎng)度較短，可不設(shè)置緊急停車帶和橫通道。比較方案設(shè)計(jì)1） 基本設(shè)計(jì)概況由于隧道屬于淺埋隧道，采用明挖的施工方案實(shí)施。即對(duì)山體開挖臨時(shí)基坑，對(duì)于距離構(gòu)筑物較近的基坑開挖應(yīng)采用逆作法，并進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。施工完隧道后進(jìn)行回填?；靥詈蟊阌趫@區(qū)地塊之間進(jìn)行相應(yīng)的景觀處理。2） 橫斷面設(shè)計(jì)凈空標(biāo)準(zhǔn)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(jì)性出發(fā)，對(duì)隧道內(nèi)輪廓采用直墻圓弧拱斷面形式。借鑒國(guó)內(nèi)公路隧道的施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并著重考慮到市政管網(wǎng)較多，經(jīng)方案比較，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，最終選擇在隧道左側(cè)設(shè)置檢修道寬0.75m。隧道建筑限界凈寬，凈高5.00m,其隧道內(nèi)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(shí)施起來比較經(jīng)濟(jì)；同時(shí)具有更多的內(nèi)空間進(jìn)行內(nèi)飾和安裝設(shè)備。方案比選推薦方案較比較方案有如下優(yōu)勢(shì)：保護(hù)環(huán)境，不形成高切坡；2)無需對(duì)鐵塔進(jìn)行改造或拆遷；開挖放炮規(guī)模小，容易控制，對(duì)周邊影響??；另一方面，對(duì)明挖隧道來說，埋深較深，造價(jià)不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，采用暗挖方案為推薦方案。3.4洞口設(shè)計(jì)洞門設(shè)計(jì)推薦方案進(jìn)出洞口的位置均遵循“早進(jìn)晚出”的原則，并考慮了經(jīng)濟(jì)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(shè)置，可對(duì)洞口邊坡進(jìn)行最大程度的保護(hù)。隧道建成后，洞口景觀可得到最大程度的恢復(fù)。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(hù)了環(huán)境。洞門設(shè)計(jì)比較方案進(jìn)出洞口的位置均遵循“早進(jìn)晚出”的原則，并考慮了經(jīng)濟(jì)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(shè)置，并進(jìn)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(shè)計(jì)根據(jù)隧道穿過V、IV.III級(jí)圍巖地區(qū)的不同和隧道結(jié)構(gòu)形式的不同分別采取不同的支護(hù)方式。隧道設(shè)計(jì)遵循安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，在遵守交通部頒發(fā)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》的同時(shí)，以工程類比法為主進(jìn)行設(shè)計(jì)。1） 初期支護(hù)雙連拱隧道初期支護(hù)構(gòu)造基本同分離式隧道，但支護(hù)參數(shù)較分離式略大。小凈距隧道根據(jù)計(jì)算m級(jí)和iv級(jí)圍巖可采用同分離式隧道的支護(hù)參數(shù)，v級(jí)圍巖支護(hù)參數(shù)同雙連拱隧道。2） 二次襯砌根據(jù)圍巖級(jí)別可按下表選擇支護(hù)參數(shù)：雙連拱支護(hù)參數(shù)表 表3圍巖級(jí)別二次襯砌模筑混凝土鋼筋配置VC30,厚度55cm,帶仰拱由計(jì)算確定V（淺埋段）C30,厚度60cm,帶仰拱由計(jì)算確定IVC30,厚度50cm,帶仰拱由計(jì)算確定IIIC30,厚度40cm,無仰拱按規(guī)范配構(gòu)造鋼筋雙連拱隧道段中隔墻厚度根據(jù)有限元計(jì)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(jié)構(gòu)一般采用鉆爆法進(jìn)行開挖。鉆爆法基本工序?yàn)椋恒@孔、裝藥、放炮散煙、出磕、初期支護(hù)、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(tái)階法、導(dǎo)洞法、CD法、CRD法和雙側(cè)壁法等。隧道開挖方法應(yīng)根據(jù)具體的圍巖條件、斷面大小、支護(hù)方法等綜合確定。根據(jù)圍巖級(jí)別本隧道V級(jí)圍巖采用CRD法，IV級(jí)圍巖采用上下臺(tái)階法，III級(jí)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(shí)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，根據(jù)地質(zhì)情況的變化調(diào)整施工方法步驟。V級(jí)圍巖應(yīng)盡快施作二次襯砌，IV級(jí)圍巖段二次襯砌應(yīng)在圍巖和錨噴支護(hù)變形基本穩(wěn)定后盡快進(jìn)行。V級(jí)圍巖段二次襯砌施作時(shí)，與初期支護(hù)全斷面形成之間的距離不超過24moIV級(jí)圍巖段二次襯砌不分步，均采用全斷面支模臺(tái)車一次完成?？傊涫┕ひ远踢M(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支撐、緊封閉、循序漸進(jìn)的方針進(jìn)行。對(duì)于雙連拱隧道的施工需要高度重視，宜通過結(jié)構(gòu)計(jì)算、工程類比、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)反分析等手段綜合確定施工方案。現(xiàn)擬定為：IV級(jí)和V級(jí)圍巖采用三導(dǎo)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(dǎo)洞超前施工，兩側(cè)導(dǎo)洞之后30m,左、右洞施工應(yīng)相互錯(cuò)開50m以上；III級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖一個(gè)洞室，再開挖中隔墻，并進(jìn)行中隔墻施工，最后采用臺(tái)階法開挖另一個(gè)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(tái)階法開挖兩側(cè)洞室。雙連拱隧道IV、V級(jí)圍巖三導(dǎo)洞法施工步驟圖 圖12）特殊地質(zhì)處理：隧道施工若遇到溶洞、暗河地質(zhì)。設(shè)計(jì)采取超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)合特殊施工方法的形式解決，同時(shí)隧道支護(hù)參數(shù)提高一級(jí)：采用超前鉆孔探測(cè)。根據(jù)超前探水孔的水量情況做下一步措施的預(yù)備；采用超前預(yù)報(bào)技術(shù)，探明溶洞狀況以及同內(nèi)填充物狀況；根據(jù)探水孔內(nèi)流量的不同以及溶洞與周邊的水力聯(lián)系情況，采取預(yù)留巖盤注漿堵水或疏導(dǎo)處理的方式進(jìn)行巖溶水處理;根據(jù)探測(cè)出的溶洞規(guī)模、水力聯(lián)系情況、填充物狀況以及經(jīng)濟(jì)比較后綜合考慮，可采用混凝土、漿砌片式填實(shí)，并注漿加固；采取梁、板、拱等結(jié)構(gòu)形式跨越；錨噴加固處理等方案處理；對(duì)洞內(nèi)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(chǎng)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)底部至洞頂深度考慮隧道的成洞性能。同時(shí)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(yùn)營(yíng)的安全。3.7防排水設(shè)計(jì)防排水為隧道工程質(zhì)量的重要組成部分，根據(jù)洞內(nèi)無滲漏水，路面不積水，不冒水的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)置方式保證隧道少進(jìn)水，同時(shí)又有較好的通風(fēng)條件。2） 在洞口段采用截水溝及護(hù)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(dāng)位置設(shè)置截水天溝，洞門墻背后設(shè)置排水溝，減少大氣降水對(duì)洞口圍巖的影響。3） 二次模筑混凝土采用抗?jié)B標(biāo)號(hào)不得低于S8的防水混凝土澆筑?；炷翐脚蛎泟?。4） 在二次襯砌與初期支護(hù)之間鋪設(shè)防水板，二次襯砌施工縫設(shè)遇水膨脹止水條，沉降縫設(shè)止水帶。5） 隧道襯砌排水：沿襯砌兩邊墻墻腳外側(cè)縱向設(shè)置軟式彈簧透水盲溝；襯砌背后環(huán)向設(shè)置無紡布盲溝，環(huán)向盲溝原則上每10m設(shè)一處，在有水地段間距適當(dāng)加密。在縱向排水管與洞內(nèi)縱向路緣邊溝之間設(shè)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(nèi)清洗水通過縱向排水邊溝排出洞外?？v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(nèi)路面采用復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(nèi)裝隧道外側(cè)檢修道為基準(zhǔn)，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(fēng)及火災(zāi)排煙本隧道工程通風(fēng)設(shè)計(jì)主要包括隧道正常運(yùn)營(yíng)通風(fēng)及火災(zāi)排煙系統(tǒng)。按預(yù)計(jì)高峰小時(shí)交通量進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于本隧道屬于城市交通隧道，在滿足公路隧道技術(shù)要求的前提下，尚應(yīng)按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)城市交通隧道一章內(nèi)容進(jìn)行防排煙及消防設(shè)計(jì)。隧道的機(jī)械通風(fēng)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(fēng)。1） 設(shè)計(jì)原則在滿足隧道通風(fēng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和洞內(nèi)防災(zāi)要求的前提下，盡可能減少通風(fēng)系統(tǒng)的初期投資和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。結(jié)合隧道的內(nèi)空斷面積、縱坡、海拔高度以及行車速度，計(jì)算本隧道最大適應(yīng)交通量下在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，稀釋洞內(nèi)co和煙塵、除異味和防災(zāi)要求等工況的隧道需風(fēng)量，綜合確定隧道的設(shè)計(jì)風(fēng)量。2） 通風(fēng)及消防火災(zāi)氣流排放根據(jù)規(guī)范計(jì)算，本隧道屬于長(zhǎng)度小于500m的僅通行非危險(xiǎn)化學(xué)品等機(jī)動(dòng)車。隧道長(zhǎng)度90m,計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)均采用自然排煙即可滿足。3） 隧道消防本次設(shè)計(jì)的為四類城市隧道?？刹辉O(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。隧道消防采用獨(dú)立的管道系統(tǒng)，在隧道設(shè)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(nèi)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(jìn)行設(shè)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(nèi)設(shè)置墻壁式暗裝組合式消防柜，每個(gè)消火栓柜內(nèi)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