隧道施工图设计说明.docx

1、隧道施工图设计说明xx隧道设计说明1.设计依据及总体设计原则依据现行的国家和部颁有关规范、规程和技术标准，充分吸收和借鉴参考国内外高速公路建设的类似工程的成功经验，再结合本项目现场实际情况，按照“安全、环保、舒适、和谐”的新设计理念进行。1.1.设计依据1、xx省xx至xx段勘察设计合同。2、xx省xx至xx段工程可行性研究报告及批复文件。3、xx省xx至xx高速公路两阶段初步设计（以下简称初步设计文件）。4、xx省xx至xx高速公路两阶段初步设计交通运输部批复意见。5、xx省xx至xx高速公路两阶段初步设计交通运输部专家评审意见。6、xx省xx至xx高速公路两阶段初步设计省内预审意见。7、部

2、颁有关规范、规程及工程建设标准强制性条文（公路工程部分）。8、xx省交通厅及本项目总体组下发的其他有关文件。1.2.执行规范1、公路工程技术标准（JTG B01-2003）2、公路隧道设计规范（JTG D70-2004） 3、公路隧道设计细则（JTG/T D70-2010） 4、公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-19995、公路水泥混凝士路面设计规范JTG D4020026、公路工程抗震设计规范JTJ 004897、公路隧道施工技术规范JTG F6020098、地下工程防水技术规范GB 5010820089、锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50086200110、公路工程基本建设项目

3、设计文件编制办法（交通部2007年10月1日实施）11、公路工程地质勘察规范（JTJ06498）12、工程建设标准强制性条文（公路工程部分）13、高速公路隧道监控系统模式（GB/T 18567-2010）14、公路隧道交通工程设计规范（JTG/T D712004）15、混凝土结构设计规范（GB500102001）16、建筑设计防火规范（GB50016-2006）17、建筑灭火器配置设计规范（GB 50140-2005）18、供配电系统设计规范（GB500522009）19、低压配电设计规范（GB5005495）20、电气装置安装工程1kV及以下配线工程施工及验收规范（GB50258-96）21

4、、工业自动化通用技术要求（ZBN04 009-88）22、建筑物防雷设计规范（GB5005794）23、可挠金属电线保护套管（JG/T3053-1998）24、防爆挠性连接管（J B9600-1999）25、电气设备用电线管（CEI/IEC614-2-6）26、直缝电焊钢管（GB/T13793-92）1.3.技术标准隧道按高速公路标准设计，采用的主要技术标准如下：公路等级：1、 xx隧道左线及YK3+290 YK3+987高速公路单向两车道标准；2、YK3+045.85 YK3+290 高速公路单向三车道标准；设计行车速度：80km/h；隧道建筑限界：1、 xx隧道左线及YK3+290 YK3

5、+987隧道净宽：0.75+0.25+0.5+23.75+0.75+0.75=10.50m隧道净高：5.0m2、YK3+045.85 YK3+290 隧道净宽：0.75+0.25+0.5+33.75+0.75+0.75=14.25m隧道净高：5.0m1.4.工程建设标准强制性条文公路工程部分执行情况本设计严格按照交通部颁布的行业规范和相关的国家标准执行，中华人民共和国工程建设标准强制性条文公路工程部分有关隧道的强制性条文执行情况如下。公路隧道设计规范（JTGD70-2004）第1.0.3条 隧道规划和设计应遵循能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。隧道设计应有完整的勘测、调查资料

6、，综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成，以及营运和施工条件，进行多方案的技术、经济、环保比较，使隧道设计符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。本隧道能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则，并作出充分的资料调查、收集，进行多方面综合比较使隧道设计符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。第1.0.5条 隧道主体结构必须按照永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；建成的隧道应能适应长期营运的需要，方便作业。本隧道按新奥法进行设计，衬砌结构采用复合式衬砌，通过结构计算和工程类比，达到规定的强度、稳定性和耐久性。第1.0.6条 应加强隧道支护衬砌

7、、防排水、路面等主体结构设计及通风、照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调，形成合理的综合设计。必要时应对有关的技术问题开展专项设计和研究。本隧道设计考虑主体结构设计及营运设施设计之间的协调，已经对有关的技术问题开展专项设计和研究。第1.0.7条 隧道土建设计应体现动态设计及信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案；地质条件复杂的隧道，应制定地质预测方案，以及时评判设计的合理性，调整支护参数和施工方案。通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况，更加安全、经济。隧道土建设计中已作出专门的动态设计，施工中可根据此进行合理地调整。第3.1.1条 应根据隧道不同设计阶段的任务、

8、目的和要求，针对公路等级、隧道的特点和规模，确定搜集、调查资料的内容和范围，并认真进行调查、测绘和试验。调查的资料应齐全、准确，满足设计要求。本隧道在初步设计阶段、施工图阶段均按照规范要求进行物探、钻探、地质调查、调汇、水文调查、调汇来满足设计要求。第3.1.3条 应根据隧道所通过地区的地形、地质条件，并综合考虑调查的阶段、方法、范围等，编制相应得调查计划。在调查过程中，如发现实际地质情况及预计的情况不符，应及时修正调查计划。本隧道在初设、施设阶段均进行相应得调查并编写出详尽的调查计划，在调查过程中未发现实际地质情况及预计情况不符。第7.1.2条 隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大

9、刷，确保边坡及仰坡的稳定。本隧道进、出口洞口边仰坡开挖高度控制在20m以内。第8.1.2条 隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。本隧道综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件，在充分考虑围岩的自承能力前提下进行了衬砌的强度和稳定性验算。第10.1.1条 隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构和营运设备的正常使用和形成安全。隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内形成一个完整畅通的防排水系统。本隧道设计结合衬砌，在二次衬砌及初期支护之间敷设

10、防水层防水，保证洞内行车安全，洞口通过设置洞外截水沟、洞顶排水沟、路基边沟等排水设施，保证洞口不受雨水冲刷破坏。第15.1.1条 隧道路基应稳定、密实、匀质，为路面提供均匀的支承。本隧道路基严格按照路基设计规范进行，在图纸中对路基的压实度提出明确要求。第16.1.1条 公路隧道通风设计应综合考虑交通条件、地形、地质条件、通风要求、环境保护要求、火灾时的通风控制、维护及管理水平、分期实施的可能性、建设及营运费用等因素。本隧道结合其长度、纵坡、交通条件、地形、地物、地质条件、通风要求采用纵向式通风方式设计，并考虑到交通量的增长按近、中、远布设风机台数，来满足建设及营运要求。1.5.对初步设计主要审

11、查意见的回复1、应适当增加特殊复杂地形条件隧道口纵、横断面图。回复：对于增加特殊复杂地形条件隧道口纵、横断面图：对xx隧道、xx隧道、xx隧道等隧道，在其相应的隧道表路线类型一栏中补充了洞外的平曲线类型及半径，也在其纵断面图中增加隧道口处地形变化的相应数据。2、全线所有隧道路面宜改为复合式路面。回复：施工图阶段按照专家意见执行。3、建议将S4c衬砌结构改为S3b。回复：围岩分级采用定性特征划分和定量指标划分相结合的方法进行综合评判，根据工程经验，级围岩划分为3个亚级，符合实际情况，有利于现场管理。4、建议将偏压挡墙及明洞连为整体，以防渗水。回复：分离式隧道Smb(偏压明洞)衬砌设计图，偏压挡墙

12、及明洞是整体的。5、车行横洞由斜交70宜改为正交，位置由紧急停车带端头改为正中。回复：施工图阶段按照专家意见执行。6、进一步加强及地质部门沟通，核实围岩级别。回复：通过及地质部门沟通，核实了xx隧道、xx隧道、xx隧道等隧道的围岩级别，对其相应的衬砌类型、工程数量表等进行了修改。7、xx隧道出口和xx村隧道进口路段路堑太长，宜适当抬高该路段的高程，减少挖方。回复：施工图阶段根据路线总体方案进行优化。8、补充纵断面图中单轴抗压强度、纵波速度、质量指标等参数。回复：施工图阶段按照相关勘察规范规定基础上，试验得出单轴抗压强度、纵波速度、质量指标等参数，综合计算出BQ值以及修正值。1.6.对定测外业验

13、收主要审查意见的回复1、结合隧道洞口实测横断面、地形、地貌、地质、景观等进一步优化洞门位置，洞门形式及洞口支护。回复：结合专家意见，xx1号隧道，xx隧道，xx隧道洞门位置进行了优化，洞门形式采用了削竹式洞门，端墙式洞门，考虑到削竹式洞门对行车条件的改善，设计中尽量采用削竹式洞门，洞口支护采用喷锚支护，根据地质风化程度，较好地段采用喷射混凝土作为临时支护，永久支护形式采用了方格网植草防护形式，局部地段可以采用锚杆框架植草防护形式。2、结合xx特长隧道深孔测试工作(如声波测井、应力测试、抽水注水试验等)，进一步查明隧道的工程地质、水文地质、岩溶发育及有害气体情况，合理划分围岩等级。回复：xx特长

14、隧道已完成声波测井，抽水注水试验以及部分深孔钻探，目前部分试验结果尚未出来，施工图设计阶段根据综合实验结果、相关钻探资料对围岩等级合理划分。3、进一步加强对隧道洞身软弱围岩段及浅埋、偏压段衬砌结构设计，避免施工中出现软岩大变形等病害。回复：结合专家意见，针对不同的岩性采取了不同的设计参数及结构形式，根据隧道的埋深，围岩级别采取了相应的深埋及浅埋的结构形式，隧道偏压段采取了偏压段衬砌结构形式，以适应隧道地形的变化。结合地勘资料，针对不同的地质病害在施工图设计中进行专项设计。4、隧道级围岩衬砌取消D25中空注浆锚杆。回复：按审查意见执行，全线取消D25中空注浆锚杆。5、部分隧道洞口挖方段偏长，可适

15、当外延隧道晚出洞或提高设计标高。如：xx隧道进口段、xx隧道出口段、xx村隧道进口段及xx隧道出口段。回复：结合专家意见，对上述各隧道洞口优化设计如下：1）针对xx隧道浅埋情况对纵面进行了优化设计，已抬高了隧道进出口标高。2）xx隧道进口段处于填筑土层中，埋深约4.3m，结合洞口实测横纵断面，洞顶清表刷坡至原状岩层形成自然仰坡，控制成洞面及洞门位置。3）xx隧道出口段地形平坦、长距离浅埋，YK27+880处为岩溶漏斗，施工时有冒顶可能，设计时考虑以28m长管棚穿越漏斗区，控制洞门位置。4）xx村隧道进口段，结合洞口地形条件，外延隧道9m。1.7.对施工图设计主要审查意见的回复1、对无初期支护衬

16、砌类型的仰拱提出清渣要求。回复：按照审查意见执行。2、级围岩视具体地质条件，部分地段可合理选用系统锚杆。回复：洞口级围岩地段，考虑到长管棚的注浆加固作用，改善了地层的物理力学参数，故取消系统锚杆设计；洞身级围岩地段，如地质条件为覆盖层、断层破碎带或节理裂隙较大，注浆效果较好时，采取42注浆小导管进行注浆加固。3、初期支护应按围岩实际情况，设置型钢拱架和格栅钢拱架，锁脚锚杆应结合施工工法和开挖步骤适当增补。回复：型钢拱架由热弯或冷弯加工而成，格栅钢架由普通钢筋焊接加工而成，二者在级围岩初期支护中，均能够满足结构受力要求。但格栅钢拱架加工成品复杂，成本较高；同时型钢拱架具有刚度大，承受能力强，能及

17、时受力等特点，设计采用了型钢拱架。锁脚锚杆已结合施工工法及其开挖步骤进行了设计。4、洞口长管棚尾端搭接应设510m超前小导管，以确保施工安全；洞口段地质条件较好的，建议取消长管棚，可用超前小导管辅助进洞。回复：按照审查意见执行。5、加强隧道进出口边仰坡的稳定性分析工作，选择合理的边仰坡方案。回复：经核实，隧道洞口边仰坡设计时，已经进行了边仰坡的稳定性分析工作，合理选择了边仰坡设计方案。6、建议隧道洞门端墙由C15片石混凝土改为C20混凝土。回复：按照审查意见执行。7、隧道工点总说明中的安全设计应结合各隧道特点做具体要求，并根据具体工点的不良地质特点提出应急预案。回复：经核实，安全设计结合各隧道

18、的特点给出了具体要求，并对存在不良地质的具体工点提出了应急预案。8、补充该隧道进口下穿采石渣堆的处治方案。回复：xx隧道进口，左右线均以40m的长管棚穿越采石渣堆，在长管棚穿过采石渣堆后都已打入灰岩之中，并对长管棚进行注浆加固岩体，基本能够满足施工要求，暂对采石渣堆不进行处治。9、右洞出口边仰坡开挖偏高，建议结合采石场采掘情况进一步优化设计。回复：xx隧道右线出口，根据实际地形显示，洞口外面基本是一平场地。向外延伸，只会增加明洞长度，加大工程造价。10、出口段4%超高内轮廓采用R-555m半径，其他正常段采用R-550m半径，建议统一内轮廓半径。回复：按照审查意见执行，内轮廓均采用R-550m

19、的半径。11、SX-a（3）及SX-b（3）工字钢架分别为I20b和I16b，过渡偏大，建议优化。回复：按照审查意见执行，SX-b（3）衬砌钢架修改为18工字钢。12、施工注意事项建议补充三车道及两车道隧道开挖先后顺序。回复：按照审查意见执行。2.隧道地质2.1工程地质条件2.1.1地理位置及交通条件隧址所在地隶属位于xx省xxxx乡xx村。进出口处有乡村小路及外界相连，交通稍便利。2.1.2地形地貌根据沿线地貌分区，隧址区属构造溶蚀侵蚀中低山峰丛地貌区，隧道通过地段地面标高在550.00650.00m之间，相对高差约100.00m，地势起伏相对较小，山坡坡度较缓，局部稍陡，植被局部茂盛，自然

20、山坡现均处于稳定状态。沿隧道轴线地形地貌特征：隧道进口K3+200，为一向南凸起的山脊前缘斜坡地形，山体较饱满，进口位于山脊北部一稍缓斜坡上，坡角约24，坡向约304，主要为采石场开采后弃渣。K3+200K3+600，为两山之间的冲沟地形，隧道轴线附近，冲沟较平缓。K3+600出口，为一向南西凸起的山脊斜坡地形，出口处于一稍陡斜坡上，坡度约36，坡向约147。2.1.3地层岩性根据勘察资料，隧址山体覆盖层分布范围较小，仅进口处厚度较大，主要为人工填土（Q4me）和冲坡积（Q4al+dl）粉质黏土。基岩主要为二叠系下统栖霞组（P1q）灰岩、角砾状灰岩、硅质灰岩，二叠系下统茅口组（P1m）灰岩及叠

21、系下统孤峰组（P1g）硅质灰岩，中风化岩质坚硬，饱和抗压强度较高，一般均属较硬岩。2.1.4地质构造隧址地质构造为单斜岩层构造，岩层产状为16558。根据地表调查测量，岩体节理主要有L1、L2两组， L1节理：产状21030，宽1-3mm，闭合，延伸长度2-3m，密度1-2条/m；L2节理：产状31036，宽2-3mm，闭合，延伸长度3-4m，密度2-3条/m。2.1.5水文地质隧址周边无地表长年流水，地下水主要补给为大气降雨补给，沿地表下渗，在斜坡地段，地表径流较好，岩溶一般发育，地下水量不大；在缓坡或相对低洼段，由于地表径流汇水较大，地下水出水量在雨季较大。本隧道具体涌水量见隧道涌水量估算

22、表。2.1.6抗震设计参数根据中国地震烈度区划图（1990）和中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震烈度为6度，地震动加速度峰值为0.05g，特征周期为0.35s。2.1.7不良地质现象1、采石场及弃渣堆1）K3+038K3+113处采石场弃渣堆，堆积体纵长约150m，宽约100m，高1025m，体积约250000m3。堆积体成分主要为碎石、块石、角砾，母岩成分为灰岩、含炭质灰岩，为自然堆积，结构较松散，稳定性较差，易发生垮塌。处于不稳定状态，恰位于xx隧道进口处，对隧道进口影响较大，开挖后易诱发滑坡、滑塌等不良地质现象。2）ZK3+980处为一正在开采的采石场，采石场平面

23、呈弧形，纵长约300m，横宽80m，岩体成份为P1qP1m灰岩、硅质灰岩；受人工爆破影响，在采石场坡壁上局部岩体沿节理面开裂，稳定性较差。xx隧道出口位于采xx隧道涌水量估算一览表序号里程桩号长度（m）渗透系数 a汇水面积 A（km2）日最大降雨量 F（mm）QiQ备 注采用公式(m3/d)(m3/d)左线1ZK3+043ZK3+068250.101.80E-0268.8123.921139.92围岩为采石场弃渣及坡积黏性土Qi=aFA2ZK3+068ZK3+118500.185.79E-0368.871.72岩体较破碎，陡倾角大气降水入渗法3ZK3+118ZK3+3051870.107.32

24、E-0368.850.39岩体较完整，陡倾角4ZK3+305ZK3+375700.203.38E-0268.8464.76埋深浅，岩体较破碎，岩溶不发育5ZK3+375ZK3+5131380.124.22E-0268.8348.75岩体较完整，局部溶隙、溶孔等微溶蚀现象发育6ZK3+513ZK3+8623490.058.68E-0368.829.86岩体完整、陡倾角、岩溶不发育7ZK3+862ZK3+936740.103.58E-0368.824.60岩体较完整、陡倾角、岩溶不发育8ZK3+936ZK3+950140.103.77E-0368.825.92岩溶不发育右线1YK3+045.85Y

25、K3+07529.150.101.86E-0268.8127.971157.06围岩为采石场弃渣及坡积黏性土2YK3+075YK3+120450.186.20E-0368.876.83岩体较破碎，陡倾角3YK3+120YK3+3141940.107.92E-0368.854.46岩体较完整，陡倾角4YK3+314YK3+351370.203.38E-0268.8464.76埋深浅，岩体较破碎，岩溶不发育5YK3+351YK3+5241730.124.26E-0268.8351.99岩体较完整，局部溶隙、溶孔等微溶蚀现象发育6YK3+524YK3+8803560.058.68E-0368.829

26、.86岩体完整、陡倾角、岩溶不发育7YK3+880YK3+947670.103.58E-0368.824.60岩体较完整、陡倾角、岩溶不发育8YK3+947YK3+987400.103.87E-0368.826.59岩溶不发育石场开采岩壁上，对隧道出洞口有一定影响。3）YK3+384YK3+506处为采石场弃渣堆积区，堆积体纵长约100m，宽约60m，厚度约5m，体积约30000m3。堆积体成分主要为碎石、角砾，母岩成分为灰岩、含炭质灰岩，为自然堆积，结构较松散。堆积区未形成高出地面的突出堆积体。线位在此处下方以隧道形式通过，对隧道工程影响较小。2、岩溶地表调查表明，隧址及周边地表岩溶形态主要

27、是溶沟、溶槽、小的碟形洼地；地下岩溶形态为规模较小的岩溶漏斗，属于垂直溶洞。隧址区未见岩溶漏斗。初勘和详勘在隧址共布置了2个钻孔，未见溶洞，仅见有溶孔和溶槽，表明岩溶发育程度弱。地震勘探测得隧道岩体界面波速为35594330m/s，相当于级围岩的界面波速值，岩体界面波速未见低速异常。根据勘察资料，结合岩溶发育要素及岩溶发育规律分析可知，隧道围岩岩溶发育程度弱；受地形条件限制和岩层构造控制，地表汇水面积不大，溶洞裂隙透水不含水，降雨时溶洞裂隙渗水量不大，对隧道围岩的影响较小。但K3+290K3+500为两山之间的冲沟地形，第四系覆盖层厚度较大，相对雨水更容易下渗，雨季出水量为淋雨状甚至涌流状，防

28、止局部突水突泥发生。总体，隧址区岩溶发育程度较弱，岩溶对隧道围岩影响不大。2.2隧道围岩分级2.2.1岩土体工程地质特征从地表往下，按地层时代新老第1层 人工填土（Q4me）：厚5.76.1m，分布于隧道进口和洞身ZK3+390ZK3+470处的采石堆弃渣场；呈褐灰、灰色，稍密，主要为灰岩碎石、砾石。隧道进口处厚度较大，对边仰坡稳定性影响不利，建议清除或将进洞口位置调整至和级围岩结合处。第2层 黏性土（Q4al+dl 、Q4el+dl）：钻孔揭示的为（Q4al+dl）粉质黏土，分布于进口处，褐黄-深灰色，可塑状为主，含有灰岩角砾。厚度为5.90m，对仰坡稳定性不利，应注意降雨季节可能会发生沿基

29、岩面发生滑动。根据地调资料，（Q4el+dl）主要分布于K3+200K3+600段，为一般粘性土，对隧道围岩稳定性影响较小。第3层 灰岩（P1m、P1q、P1g）：为隧道围岩，中微风化，灰灰黑色，系可溶性较硬岩，岩体较完整完整，岩体结构为中层状结构；岩溶发育程度弱，以溶隙为主，溶洞小而少，对隧道围岩影响弱；岩体结构面结合程度一般，岩溶裂隙发育段结构面结合程度较差；隧道围岩多为较完整岩体，靠近洞口附近完整性较差。岩石饱和抗压强度平均值Rc=35MPa，地基承载力fao=3000kPa。2.2.2 隧道围岩分级按定量为主，定性为辅的原则划分围岩级别，即根据岩体质量指标BQ值确定不同质量岩体的围岩级

30、别，结合震探、钻探资料及边界条件定性划分各级围岩段。2.3工程地质评价2.3.1 隧道进口工程地质评价隧道进洞口处于一稍缓斜坡上，坡角约24，坡向约304，覆盖层为人工填筑土和冲坡积粉质黏土，人工填土为采石场开采后的弃渣。洞门开挖主要处于弃渣和粉质黏土内，进洞口仰坡为弃渣，对仰坡稳定不利，极易产生塌方。2.3.2隧道出口工程地质评价隧道出洞口处于一稍陡斜坡上，坡度约36，坡向约147，山坡坡面基岩出露，为中风化灰岩。洞门主要处于中风化灰岩内，位于一正在开采的采石场的断面上，岩层倾角陡，且倾向外侧，为顺层坡，同时裂隙结构面的组合交线外倾，仰坡的稳定性差。2.3.3 隧道洞身工程地质评价左隧道工程地质评价1、ZK3+043（进口）ZK3+068段，长25m：该段为级围岩，横断面较陡，围岩主要为中风化灰岩、采石场弃渣及坡积的粘性土，覆盖层厚度10-15m，结构松散，稳定能力差，拱顶及侧壁极易产生塌方，雨季洞内呈淋雨状出水。2、ZK3+068ZK3+118段，长50m：该