云阳山隧道右线设计

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1、1 工程概况1.11.1 隧道概况隧道概况 云阳山隧道分布于茶陵县县城东侧的云阳山，处于 106 国道南侧。隧道进 口位于茶陵县平水镇把集村，出口位于云阳山林场四工区赤松仙村。本隧道中 部主体为标准间距分离式上下行隧道，进、出口为小间距隧道。隧道右洞桩号 为 YK73+440YK76+676，长 3230m，考虑隧道所处位置地形、地质条件、施工 方法、综合造价等因素，隧道大部分地段左右洞室测设线间距控制在 40m 左右， 衡阳端最小间距 18.7m，炎陵端最小距离 9.4m，两端按小间距隧道设计。隧道 左右线进出口及洞身段均位于直线或不设超高的圆曲线上。左右线隧道进口及 主体位于 1.95%的

2、上坡段，出口位于 0.44%的下坡段。1.21.2 地形地貌地形地貌 隧道衡阳端洞口位于茶陵县平水镇把集村，炎陵端洞口位于云阳山林场四 工区赤松仙村。衡阳端洞口附近海拔150160m，炎陵端洞口附近海拔 190200m。东侧山坡整体坡度约27，西侧山坡整体坡度约20，坡面沟壑纵 横。本隧道所在山地地形起伏大，山高坡陡，沿线地表植被发育，山内人烟稀 少，但云阳仙隧道位于106 国道南侧，隧道洞口与106 国道相距较近，且有简 易公路相通，交通较便利。1.31.3 地质条件地质条件 1.3.1 地质构造 隧道区处于一舒缓的复式背斜中，褶皱轴线与隧道轴线大角度相交。局部 地段发育有小褶皱，如SYK7

3、、SYK12 孔孔位处。褶皱轴线走向2030，向北 东2030方向倾伏。隧道沿线无区域性断层分布，但小规模断层较发育，断 层宽度小于10m，一般35m，倾角大于50，倾向东、西断层均有发育。断层 带内岩石破碎、一般劈理发育。断层走向与褶皱轴线相近。 1.3.2 地层岩性 勘探区的主要地层如下： 第四系（Qh） 主要为坡积亚粘土分布，含碎、块石，冲沟内分布的洪积块（漂）石对隧道无 影响。 1.填筑土：褐、深褐色粘性土，结构松散。在衡阳端洞门附近分布，厚度 1.2m。 2.块（漂）石：灰、黄等杂色，在冲沟分布，为洪积成因，成分以石英砂岩岩 为主，粒径大者达12m，稍具磨圆。 3.亚粘土：分布在较平

4、缓的地段，其中以衡阳端洞门附近（ ZK73+442+590、 YK73+440+610）分布广泛，为坡积成因，可硬塑，一般夹强弱风化石英 砂岩碎石、块石。据地表观测，块石粒径一般0.51m，大者达2m 以上，棱 角次棱角状，钻孔揭露最大厚度达5.8m。厚度一般为46m，但局部厚度可达 10m 以上。 侏罗系中统（J2） 岩性以灰深灰色中厚厚层石英砂岩为主夹炭质页岩、粉砂质泥岩等。 炭质页岩夹层主要出现于下部和上部，局部夹不稳定的无烟煤层。分布于K75+376K76+365.6（YK75+377.1YK76+375.7）段地表，地层总体倾 向 东北北东，倾角1020为主，推测洞身处无本层分布。

5、泥盆系中统易家湾组（D2y） 岩性为泥岩夹泥质粉砂岩、砂岩，黄色夹小斑状白色、部分为浅紫色、褐 色等。全风化呈硬塑坚硬土状，粘粒含量不均、一般含量较少，遇水易软化。 分布于隧道进口附近（YK73+442+570、YK73+440+580）。地表未见出露， 与下伏诸地层均为角度不整合接触。 泥盆系中统跳马涧组（D2t） 按宏观岩性组合特征可将该套地层分成上、下两段。上段（D2t2）岩性以 紫色板状页岩、中厚层石英砂岩、含砾石英砂岩等组成，夹硅质泥岩。下段 （D2t1）岩性为灰灰绿色中厚厚层状中细粒石英砂岩为主夹含砾石英砂岩， 局部夹浅灰色薄层状硅质泥岩，普遍具深色斑点。岩石普通具有不均一的变质，

6、 岩性坚硬。该组地层总体特征是下段石英砂岩质较纯，单层厚度较大，所夹硅 质泥岩等夹层厚度小、所占比例低。上部地层以紫色板状页岩、中厚层石英 砂岩、含砾石英砂岩等呈韵律分布，岩石单层厚度较小，颜色较深、较杂。分 布于ZK73+570ZK74+280（YK73+580YK74+275）、 ZK74+680ZK76+638（YK74+685YK76+670）等段。大致以ZK74+840 为界，该 点以西岩层向290310倾斜，倾角3050为主，该点以东岩层向北 东东倾斜，倾角1020为主。 奥陶系中统（O2） 岩性以深灰灰黑色炭质板岩夹灰深灰色变质砂岩，其中变质砂岩多以 厚层状分布，总体约占30%左

7、右，炭质板岩含炭量较高、污手。炭质板岩较坚硬， 变质砂岩岩性坚硬。该套地层出露于ZK74+280+680（YK74+275+685）段， 地表无该层出露，只在SZK12 孔下部揭露，岩层倾角一般40左右。 1.3.3 水文地质条件 勘察区内的地下水按其赋存的介质可分为如下三类。 一是覆盖层中的孔隙水，主要赋存于碎石土中，主要靠大气降水补给，碎 石土普遍较松散，在平缓的地段降水易渗入，但在坡面较陡的地段，降水大部 分以面流的方式向下排泄，对地下水的补给较弱。粘性土层透水性差，为相对 隔水层。 二是基岩裂隙水，主要是赋存于强弱风化基岩中。区内基岩主要为石英砂 岩、长石石英砂岩、变质砂岩、粉砂质泥岩

8、、变质砂岩、炭质板岩等一般为弱 含水层，但在岩体破碎处为强透水层。全风化层含水微弱，为相对隔水层； 强弱风化层为强弱透水层；微风化层及新鲜基岩为强弱透水层，在微风 化层及新鲜基岩中，钻探过程中冲洗液基本无漏失，压水试验过程中大部分孔 段渗水极小，岩芯反映节理密闭，均说明其透 水性极弱。 三是构造裂隙水，主要是断裂带内的裂隙水，构造岩由碎裂砂岩、角砾岩 组成，为弱透水。 1.3.4 地震及区域稳定性 据国家质量技术监督局中国地震动参数区划图（GB18306-2001），隧 道所经地域的地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s， 对应地震基本裂度小于 度据区域地质资料、工程

9、地质调查及勘探成果，区域地质构造地处湘东南东 西向构造带内，属新华夏构造体系，形成于印支期，受新华夏系构造影响，主 要褶皱及断层均在此时期奠基，这些构造均已稳定，勘察成果表明，区内新构 造运动不明显，局部表现为北东、北北东向断裂，以差异抬升为主，区域地质 是稳定的。1.3.5 围岩级别分段划分及工程特性 在衡阳端岩石风化较强烈，风化裂隙、卸荷裂隙发育，钻孔揭露的影响深度 为4550m，地下水影响围岩稳定。亚粘土、全强风化带纵波速度为530- 850m/s，综合判断其围岩级别为级。弱风化微风化带纵波速度为3000m/s 左右，渗透系数达0.01-0.03m/d，综合判断岩体较破碎的围岩级别为级，

10、岩 体较完整的围岩级别为级，衡阳端岩体破碎处为级。 断裂带构造岩由碎裂砂岩、碎裂长石石英砂岩组成，断层碎裂岩中可见构 造透镜体，局部可见挤压形成的牵引小褶曲。沿断裂发育硅化、绿泥石化。最 显著的特点是断裂带及其影响带内节理裂隙发育，岩石破碎，地下水相对较活 跃。其围岩级别一般为级,其位置大部为从上往下推测而得，具有较大的变化 范围，在实际施工中应根据开挖揭示的断层位置及性质采用对应的衬砌结构类 型，不可仅依据设计工程地质纵断面图生搬硬套。 正常围岩主要为中厚或厚层状的石英砂岩、长石石英砂岩、炭质板岩、变 质砂岩，据室内试验结果，以岩石饱和极限抗压强度（Rb）来判断，均属硬质 岩或极硬岩。层间结

11、合一般或良好。地震勘探及声速测井测得的波速为3000- 4500m/s。但节理较发育，一般有23 组，节理间距一般0.30.5m，但节理面一 般密闭。地下水普遍不发育，一般不影响围岩的稳定。综合各种勘探成果，判 断正常围岩为、级。围岩级别详见工程地质纵断面图1.3.6 隧道洞口边、仰坡稳定性评价 衡阳端左右洞洞口均处在自然坡度10的山坡上，据钻孔揭露及地面调查， 覆盖层为亚粘土夹碎、块石，其下为全风化泥岩夹泥质砂岩、砂岩；透水性差， 遇水易软化。炎陵端左右洞洞口位于一与隧道轴线近垂直的山坡坡脚，为弱风 化石英砂岩出露。左洞隧道轴线与等高线近垂直。据地面调查，岩层倾角陡立， 对边坡稳定影响不大，

12、节理裂隙较发育，倾角一般较陡立且具变形，对边坡稳 定影响不大，弱风化基岩岩体稳定。1.41.4 设计标准及技术规范设计标准及技术规范1.4.1 技术标准 计算行车速度： 100km/h 隧道单洞建筑限界净宽： 0.75+0.5+23.75+1.0+1.00=10.75m 隧道建筑限界净高： 5.0m 整体式路基宽： 26.0m 分离式路基宽： 13.0m 1.4.2 主要技术规范 公路隧道设计规范(JTG D70-2004) 公路工程技术标准(JTGBO1-2003) 公路工程抗震设计规范(JTJ004-89) 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(GB

13、50108-2001) 混凝土结构设计规范(GB50010-2002) 公路隧道施工技术规范(JTG F602009) 公路隧道通风照明规范(JTJ0261-2002) 1.4.3 其他资料其他资料 初步设计及批复意见 云阳山隧道工程地质勘察报告 云阳山隧道设计外业验收咨询意见 云阳山隧道施工图设计招标文件评审意见2 隧道总体设计2.1 隧道选址云阳山隧道位置的选择满足公路隧道设计规范1的要求。本隧道总长 度为3230m，按分类属于长隧道，通常在确定线路时，要在多个路线方案中，根 据地形图和各种资料进行技术、经济的比较之后，最后确定一条路线，线形对 隧道很重要，一般隧道的平面线形以采用直线或大

14、半径曲线为好。隧道位置选 择在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良 地段，当必须通过时，要有切实可靠的工程措施。在本隧道中，考虑到洞口出 地形有些复杂，当设置平曲线时，隧道会车视距与停车视距很难满足要求，综 合考虑，隧道平面线形采用直线形。 2.2 纵断面设计 隧道内的纵坡形式，根据公路隧道设计规范1，可设置单面坡和人字 坡两种。隧道内纵断面设计应考虑行车安全性，营运通风规模、施工作业效率 和排水要求。隧道纵坡不应小于0.3%，一般情况下不应大于3%，当受地形等条 件限制时，高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大于4%。当 采用较大纵坡时，必须对行车安全

15、性、通风设备和营运费用、施工效率的影响 等做充分的技术、经济综合论证。经过对云阳山隧道的实际情况综合考虑，决 定采用人字坡。衡阳段入口为147.35 米的坡度为1.95%的上坡段，再是139.24 米的坡度为0.44%的下坡段。 2.3 横断面设计2.3.1 隧道建筑限界 隧道横断面设计主要是对隧道净空的设计。隧道净空是指隧道衬砌的内轮 廓线所包围的空间。隧道净空是根据“建筑限界”确定的。“限界”是一种规 定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证车辆安全运行所必需的。是建筑物 不得侵入的一种限界。 公路隧道建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度及车道、人 行道的净高。云阳山隧道建筑限界如

16、图2.1 所示。图 2.1 隧道建筑限界图单位(m) 图中： H建筑限界高度，根据规范规定，取5.0m; W行车道宽度，取23.75 m；L左侧向宽度，0.50 m;LL 右侧向宽度，1.0 m;RJ 左检修道宽度，0.75m;LJ 右检修道宽度，1.0 m;Rh检修道高度，0.4m;E建筑限界左顶角宽度，0.50m;LE建筑限界右顶角宽度，1.0 m;Ri隧道路面横坡，为单面坡，且为1.5%.故隧道建筑限界如图：2.3.2 紧急停车带及横向通道 本隧道为3000 多米的长隧道，跟据规范要求设计紧急停车带和横向通道。 双向行车隧道紧急停车带应双侧交错设置，紧急停车带的宽度，包含右侧向宽 度取3.5m，长度为40 m，其中有效长度取30 m，每隔750 m设置一个紧急停车带。 行车横洞结合地质情况每700