公路隧道穿煤资料.doc

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1、高新 2 号隧道设计说明书土建部分1 概 述1.1 隧 道概况高新快线位于遵义市北东部城郊，为遵义市汇川区新蒲新区城市I 级主干道工程， 全线共三座隧道， 其中 2号隧道为双向六车道分离式隧 道，隧 道左线起止桩号为 ZK1+998.7ZK4+481.5 ，长 2482.8 米，右线起 止 桩 号 为 YK2+091.7YK4+467， 长 2376.3 米 。本隧道所穿围岩的级别分别为川级、IV、V级，最小埋深80.5m，最 大埋深 243.5m 。隧道采用复合式衬砌结构，主要工程内容为洞口及洞门、 洞 身等 主体 结构 ， 防 排 水、 路面 、 人 行横 洞、 车行 横洞 、 棚 洞结构

2、 等。1.2 技 术 标 准(1) 公路等级：城市 I 级主干道， 双向六车道；(2) 洞内 计算 行车 速度 ：60km/h ；(3) 隧道建筑限界：(4) 限界净宽：13.5m=0.75(检修道)+ 0.50 (左侧侧向宽)+3.5+2 X3.75+ 0.5 (右侧侧 向宽)+0.75m(检修道)(5) 限界净高： 5.0m;( 6) 设计 荷载 :公 路 I 级。(7) 路面横坡： 1.5%的单面坡。(8) 人行横洞建筑限界：2m (净宽)X2.5m (净高)(9) 车行横洞建筑限界：4.5m (净宽)X5m (净高)(10) 隧道设计使用年限： 100 年1.3 设 计 依 据( 1

3、)城 市道 路设 计 规范 (CJJ37-90)(2) 城市道路交通规划设计规范(GB50220-95)(3) 城市道路绿化规划与设计规范(CJJ75-97)(4) 公路隧道设计规范(JTGD70-2004 )(5) 铁路瓦斯隧道技术规范 (TB10120-2002 )( 6 ) 公 路 隧 道 通 风 照 明 技 术 规 范 ( JTJ026.1-1999 )( 7 ) 公 路 水 泥 混 凝 士 路 面 设 计 规 范 ( JTGD40 2002 )( 8) 公 路 工 程 抗 震 设 计 规 范 ( JTJ004 89 )( 9 ) 公 路 隧 道 施 工 技 术 规 范 ( JTG F

4、60 2009)(10)地 下工 程防 水技 术规 范( GB50108 2001 )(11) 锚 杆喷 射混 凝土 支护 技术 规范 ( GB50086 2001(12 )公路工程地质勘察规范(JTJ064 98)(13) 工程建设标准强制性条文(14) 建筑边坡工程技术规范(GB50330-202 )(15) 混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003 )(16) 钢结构工程施工及验收规范( GB50202-2001)(17) 公路隧道设计细则 (JTG/T D70-2010)(18) 岩土工程勘察规范 (GB50021-2001)(2009 年版)( 19)防治煤与瓦斯突出规定

5、2009(20) 煤矿安全规程(21) 工业建筑防腐蚀设计规范 (GB50046-95)(22) 混凝土结构耐久性设计规范( GB/T50476 )( 23) 遵义市高新快线 2号隧道工程地质勘察报告2 隧道工程地质条 件及评价:2.1 隧道场区 自然 条件2.1.1 气候、水文本区属亚热带湿润季风气候区。据遵义气象站20022005年的四年统计，年平均气温153C,最热月份78月，平均气温25TC；最低气温：12次年2 月, 平均气温6.2C ;霜冻期：12月次年2月，霜冻期平均76天。区内年降水量9451392.1mm,平均1248.2mm。蒸发量年平均1004.5m。隧址区属长江流域乌江

6、水系湘江支流补给区，大气降水及地下水以面流、渗透 运移方式流入溪沟汇于湘江，附近有井(泉)出露，溪沟见常年流水，水流方向总 体由北向南。隧道东段北面约 500m 分布有三坝水库，水面标高 915m。2.1.2 地形地貌隧道区域地处贵州高原黔北地区，隧址位于贵州省遵义市新蒲区境内。拟建 2 号隧道轴线横穿山脊、缓丘，沿东西向展布，为越岭隧道。最高点大垭坡海拔高程 1226m,最低点为隧道进口端，高程约 900m，相对高差326m。勘察区域地形陡峭， 与岩层走向正交。交角约 7080度；隧道进、出口引道地形为宽缓斜坡，自然坡度 角约 35 度。岩土构成以碳酸盐岩为主（洞身段含碎屑沉积岩） ；地貌类

7、型属构造剥 蚀、溶蚀作用形成中低山、丘陵、宽缓槽谷地貌。2.1.3 工 程 环境条 件工程区内主要为农、林业用地，人类活动一般， 进口正面约 300m 范围有 民房。2.2 工程地质条件2.2.1 地层岩性隧址出露地层有第四系残坡积层，三叠系下统夜郎组（ Tiy），二叠系上统长兴 组（P3C）、龙潭组（P31），二叠系中统茅口组（P2m）、栖霞组（P2q），二叠系下统梁 山组（Pll），奥陶系中统宝塔组（02b）、十字铺组（O2S）。分述如下：（1）残坡积层（Qel+dl）：为黄褐色粉砂质粘土、红粘土，质地均匀，可塑状。主 要分布于隧道进、出口仰坡及引道。（2）三叠系下统夜郎组（Tiy）：按岩

8、性分三段：九级滩段（Tiy3）:暗紫、紫红色泥岩，含粉砂质钙质泥岩、泥灰岩。分布于 隧道进口段；玉龙山段（Tiy2）:灰色中厚层状微晶灰岩、泥灰岩。分布于隧道进口段；沙堡湾段（Tiy1）：黄绿、褐灰等色页岩夹粉砂岩。分布于隧道洞身段。（3）二叠系上统长兴组（P3C）：灰、深灰色中厚层状燧石灰岩夹钙质页岩分布 于隧道洞身段。（4）二叠系上统龙潭组（P3| ）:泥质粉砂岩、砂岩、页岩夹灰岩，含煤层，分布 于隧道洞身段。（5）二叠系中统栖霞至茅口组（P2q-m）:茅口组上段为浅灰、深灰色厚层块状灰 岩，下段为深灰色厚层块状灰岩、粘土岩；栖霞组为深灰色中厚层状灰岩，夹泥灰 岩。分布于隧道洞身段。（ 6

9、）二叠系下统梁山组（ P1l ）：泥质粉砂岩、砂岩、页岩夹灰岩，含薄煤层。分 布于隧道洞身段。（7）奥陶系中统宝塔组（02b）:灰色中厚层状龟裂纹灰岩。分布于隧道洞身段。（8） 奥陶系中统十字铺组（02s）：灰黄、灰绿、深灰色钙质页岩，灰色鲕状灰 岩。分布于隧道出口段。（9）奥陶系下统湄潭组（Oim）：灰黄、黄、灰绿色页岩。分布于隧道出口段。2.2.2 地质构造与地震（ 1）地质构造： 隧址勘察区所处构造为扬子准地台黔北台隆遵义断拱风冈北北 东向构造变形区马石背斜南东翼地段。马石背斜核部地层为寒武系，两翼地层为奥 陶系、二叠系、三叠系组成。隧址勘察区出露地层有奥陶系、二叠系、三叠系。岩 层产状

10、倾向 100130，倾角 45-65 。隧址勘察区洞身段中部和出口段发育断层（F1、F2）, F1断层产状130/ 70 压扭性。 F2 断层为平移断层，走向为 150。受区域地质构造活动影响，区内岩体节理、裂隙构造发育，软质岩类（泥页岩） 节理密集，常见两组，其产状及线率分别为345/4575, 23条/m ; 125/70 80 23 条/m。（ 2）地震：根据国家质量技术监督局 2001 年 2 月 2 日发布的，同年 8 月 1 日 实施的中国地震动参数区划图（GB18306-2001）的资料显示，区内地震反应谱特征周期为0.35s,动峰加速度小于0.05g,相应地震基本烈度值小于切度

11、。该区属 震级较低、震率不频繁区域，区域稳定性较好。属于区域地质构造活动相对稳定区。2.2.3 煤系地层根据地质 详勘报告， 隧 道洞身 左幅 ZK2+634ZK2+948 段 ， 右幅 YK2+624 YK2+938段出露煤系地层，局部有煤层出露，煤层厚约 2.5m,根据我院 在遵义煤矿系统收集的资料，根据测试结果C6煤层瓦斯可燃值含量为 4.348.40ml/gr,平均6.63 ml/gr； C8煤层瓦斯可燃值含量为 6.058.38ml/gr,平均7.75 ml/gr; C12煤层瓦斯可燃值含量为6.5013.04ml/gr,平均8.44 ml/gr。瓦斯浓度大于 0.5m3/min。根

12、据铁路瓦斯隧道设计规范（TB10120-2002）,瓦斯浓度大于0.5m3/min 时为高瓦斯工区，吨煤瓦斯含量 0.5曲上,确定该隧道煤系地层地段应按瓦斯二级地 段等级设计，并且施工前应加强前期检测，做好相应防范措施，避免瓦斯给施工造 成安全隐患。2.2.4不良地质（1）滑坡、崩塌、泥石流：经过本次调查勘察，隧址区内未见滑坡、崩塌、泥 石流等不良地质作用。（2）岩溶：通过地面调查，碳酸盐分布地段岩体表面出现局部竖向溶沟、溶槽。 通过本次钻探勘察，在碳酸盐分布地段 20个钻孔钻探揭露， 其中4个发现溶洞, 见洞率20%，属岩溶中等发育，各岩溶发育特征详见下表：孔号形态洞隙大小（m）顶板标高（m

13、）底板标高（m）顶板岩体厚度（m）充填情况ZK2+010溶洞0.5910.33909.835.7粘土充填ZK2+010溶洞1.8909.43907.630.4粘土充填ZK2+010溶洞0.5907.23906.730.5粘土充填ZK2+010溶洞5.2905.63900.431.1粘土充填ZK09溶洞0.81023.831023.026.5无充填ZK09溶洞4.3100.721003.4215.3粘土充填ZK09溶洞4.6994.82990.228.6粘土充填ZK28溶洞0.6972.04971.4425.4无充填YK2+385溶洞1.41003.081001.6812.8无充填根据地面调查及

14、钻探揭露，岩溶发育，洞穴为全充填、无充填，隧道施工时应 加强超前探查。（3）采空：隧道洞身左幅 ZK2+634ZK2+948段，右幅 YK2+624 YK2+938段 出露煤系地层（P3I），地表发现采煤探坑，隧道洞顶有采空区存在。采空区分布在隧 道左幅ZK2+790ZK2+840段，右幅YK2+764 YK2+828段，采空高度3m左右， 采空区距隧道洞顶12-140 m。已存在的采空区对工程安全存在较大影响，施工时应 加强地质预报的超前探测工作。（4）岩爆、洞壁岩体剥离：隧洞在山体开挖掘进时，随着山体内岩体中初始应力的局部释放，在开挖过程中局部会出现岩爆、洞壁岩体剥离，产生裂缝等，对施 工

15、造成安全隐患，应作好超前支护及探测。2.3 水文地质2.3.1 地表水隧址区地势较高，以斜坡为主，地表径流条件良好，大气降水向低处径流排入 区外小溪。隧址区内聚集条件差。隧道东段北面约500m分布有三坝水库，水面标高915m。隧道洞身、出口段高 于三坝水库水面标高。隧道入口段隧道底标高909-914.5m。2.3.2 地下水（ 1 ）地下水类型 根据地下水赋存形式，可划分为第四系松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、基 岩（碎屑岩）裂隙水三大类型。 第四系松散岩类孔隙水：此类地下水主要赋存于由结构松散的第四系残坡 积层孔隙中，含水弱。地下水受季节性影响十分明显。 碳酸盐岩岩溶水：含水岩组为奥陶系中统

16、十字铺至宝塔组（O2s-b）、二叠系中统栖霞至茅口组（P2q-m）、二叠系上统长兴组（P3c）、三叠系下统夜郎组玉龙山 段（T1y2），其富水性强，地下水主要赋存于岩溶裂隙、洞隙中。 碎屑岩基岩裂隙水：含水岩组为二叠系上统龙潭组（P3I）,三叠系下统夜郎组沙堡湾段（T1y1 ）、九级滩段（T1y3），其富水性弱，地下水主要赋存于浅层风 化裂隙中。（ 2）水质特征根据公路工程地质勘察规范JTJ064-98,检测标准JG056-84和岩土工程勘 察规范 GB50021-2001 （2009 版）判定，场地岩土中的地下水类型为： SO42- HCO3-Ca2+型水，从表 10 可看出 HCO3-、P

17、H、侵蚀性 CO2、SO42-、Mg2+等 5 项 指标对砼无腐蚀性。根据 GB50021-2001表12.2.4，cl-含量=c+ SO42-X）.2520（双层）钢架型号114118I18122a122a间距（cm）12080606050预留变形量（cm）512121515次 衬 砌拱顶（cm）45（钢筋砼）50（钢筋砼）55（钢筋砼）60（钢筋砼）70（钢筋砼）70（钢筋砼）边墙（cm）45（钢筋砼）50（钢筋砼）55（钢筋砼）60（钢筋砼）70（钢筋砼）70（钢筋砼）仰拱（cm）45（钢筋砼）50（钢筋砼）55（钢筋砼）60（钢筋砼）70（钢筋砼）70（钢筋砼）3.5横洞结构设计根据公

18、路隧道设计规范本隧道共设置了 5处人行横洞和4处车 行横洞，并间隔布置，采用直墙式拱形衬砌结构，在拱墙处设置衬砌结 构，其复合式衬砌结构设计参数见下表：车行横洞衬砌设计参数衬砌类型支护参数、Sc-山Sc-m（加强）Sc-IVSc-IV （加强）初 期 支 护C20喷混凝土 （cm）10152424锚 杆长度（m）2.532.52.5间距（cm）120X100120X100120X100100X100钢筋网（cm）25X2520X2020X20预留变形量（cm）3344次 衬 砌拱顶（cm）30（钢筋砼）30（钢筋砼）3535边墙（cm）30（钢筋砼）30（钢筋砼）3535人行横洞衬砌设计参数衬

19、砌类型支护参数Sr-山Sr-山（加强）Sr-WSr-W加强）Sr-VSr-V加强）初 期 支 护喷混凝土 （cm）81010161818锚杆长度（m）22P 2.52.52.52.5间距（cm）150X150120X120120X100120X100120X100120X808钢筋网（cm）20 X2020X2020 X2020 X20拱架间距（cm）10010080预留变形量（cm）3533次 衬 砌拱顶（cm）253035（钢筋砼）35（钢筋砼）35（钢筋砼）35（钢筋砼）边墙（cm）253035（钢筋砼）35（钢筋砼）35（钢筋砼）35（钢筋砼）3.6含瓦斯煤系地层隧道设计地质报告提出隧

20、道洞身左幅 ZK2+634 ZK2+948段，右幅YK2+624 YK2+938 段，根据铁路瓦斯隧道设计规范确定该隧道煤系地层地段应按瓦斯二级地段等 级设计。二叠系上统龙潭组（P3I）含煤，根据区域资料，该层位地下水对钢筋混凝土结 构物中钢筋腐蚀性较强，应对支护材料进行处理。在该段的设计及施工按高瓦斯工区考虑，施工中应作好煤层、瓦斯等有害气体 的超前预报工作，以便根据实际情况调整设计技术参数。（一）设计要点（1）参照铁路瓦斯隧道设计规范该段衬砌按瓦斯等级为二级地段设计，衬 砌全封闭，初支与二衬之间铺设瓦斯隔离板。（2）隧道喷射混凝土与二衬圬工（拱墙、仰拱）均采用气密性混凝土，掺入气 密剂，其

21、气密性混凝土透气系数不应大于 10-11cm/s。（3） 一般围岩段与全封闭围岩段纵向盲沟必须错开布置， 全封闭段的纵向盲沟 经非煤系地层段时采用PVC硬塑料管将地下水及瓦斯直接排出洞外，以免瓦斯深入 洞内。（4）隧道开挖至该段时应取水样进行水质检测，查明腐蚀类型及强度，进而采 用相应的措施。（二）耐腐蚀气密剂在瓦斯等有害气体围岩条件下，为使混凝土具有较好的气密性，在混凝土中 掺入适量的耐腐蚀气密剂，以改善混凝土的微观结构，降低混凝土孔隙率，从而 提高混凝土结构的密实率、抗渗性和耐久性，达到封闭有害气体的目的。耐腐蚀气密剂主要检测项目应满洲下表各项技术指标：耐腐蚀气密剂技术指标表检验项目性能指

22、标匀质性能细度 0.3155.0含水率%3.0氯离子量%0.05Na2So4 含量 %3.00碱含量%2.00净浆流动度伽260混凝土物理力学性能减水率%22.00常压沁水率%15压力沁水率%40含气量%3.5-5.5塌落度增加值伽120塌落度保留值伽30mi n19060mi n170抗压强度比3d1357d13028d12028天收缩率比%120对钢筋的腐蚀作用无抗渗性能渗透高度比%2048h吸水量比%55抗渗标号20抗蚀系数（5% Na2So4 溶液）（K） （90d） 0.9抗冻性300次冻融循环相对弹性模量90强度损失比率%3.0抗裂系数比%电诵量（C） （56d） 混凝土透气系数c

23、m/sw喷射混凝土10-10模筑混凝土10-11注：耐腐蚀气密剂掺量可取混凝土胶凝材料用量(重量)的8% 12%，但应按供货商推荐掺量或通过配比实验得出的掺量掺入，并按相关要求取样检验。3.7 隧道电缆槽与防排水设计3.7.1 电缆沟及水沟设置隧道内设双侧电缆槽，内侧路缘带旁设强电缆槽过照明或风机电缆，外侧为消防水管、弱电缆槽过通信、信号和过路电缆，旁另设一1OOX1OOcm城市供水管沟。隧道内设置中央排水沟及双侧侧路面排水沟。3.7.2 防 排 水 设计 隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”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

24、内不渗 不漏，基本干燥。主要防排水措施为：(1) 结构自防水：二衬拱墙、仰拱采用抗裂防水混凝土，防水等级参照地下工程防水技术规范(GB50108-2008) 级标准办理。抗裂防水混凝土可通过调整配 合比及掺加外加剂等措施配置而成，其抗渗等级不得小于P10。抗裂防水混凝土的施工配合比应通过实验确定，试配混凝土的抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa。(2) 在初期支护与二次衬砌之间铺设高分子复合自粘防水卷材(厚度 1.5mm幅宽2m)及400g/m2的无纺布作为防水层。(3) 由环向排水盲沟、墙背排水盲管横向导水管、中心排水沟组成的排水系统主要用于集中引排地下水；环向排水盲沟采用 100软式透水管

25、一般情况沿初期支护表 面纵向均匀铺设，平均按10m设置一道，横向泄水管间隔10m设置一道；中央排水 沟检查井中两个明井之间设置 4个暗井，明井间距为250m，暗井的间距为50m。(4) 路面积水通过路侧边沟进行引排，路侧边沟主要排引运营过程中隧道内清洗 污水、消防污水及路面积水，围岩渗水则通过环向排水盲沟、纵向墙背排水盲管、 横向导水管及中心排水沟引入路基边沟，使衬砌背后围岩渗水与洞内污染水分离排 放。(5) 隧道施工缝采用带注浆管膨胀止水条止水，沉降缝采用中埋式橡胶止水带和 背贴式 PVC 止水带止水，且采用沥青麻絮作为嵌缝材料。(6) 为保证二次衬砌与初期支护结合紧密，防止出现空隙，施工二

26、衬应预留注浆孔，二衬施工后应及时注浆，注浆浆液采用水泥浆液（7）仰拱与边墙施工缝应设置在电缆沟盖板以下。（8）对于洞口地段，隧道开挖前应做好防排水措施，对山顶、坡面低洼或沟槽地 段应进行整平并做好排水设施。隧道洞口结合地形设置洞顶排水沟，洞口边仰坡坡 顶 5.0m 以外设置截水天沟， 洞顶排水沟和截水天沟将地表水排引至路基边沟、 涵洞 或洞外自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统，防止雨水对坡面、洞口的直接冲 刷。3.8 路 面工程 根据相关规范结合本隧道特点，隧道路面采用复合式路面，上面层采用 4cm 厚中粒式沥青混凝土，下面层采用 6cm 厚粗粒式沥青混凝土，下设 26cm 厚水泥混 凝土路面结构层板和平均厚度为 15cm的C20混凝土基层，要求水泥混凝土路面板 抗折强度不小于 5.0MPa。4 隧 道 施工（1）隧道按新奥法施工， 由于本隧道为分离式隧道， 所以设计时结合 不同的围岩级别采用侧壁导坑法开挖、台阶法， 开挖后初期支护必须紧 跟 ， 并 及时 施做 二次 衬 砌。（2）隧道施工应严格按照施工工序和监控量测结果进行。（ 3 ）隧 道 开 挖 、支 护 、衬 砌 、监 控 量 测 ，须 按 “公 路 隧 道 施 工 技 术 规 范 ” 要求办理， 并参照“铁路隧道喷锚构筑法技术规则 ”。