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1、沪蓉国道主干线湖北省恩施至利川高速公路 第X2合同段 说 明 书 .X2.E2.S6.1第9页 共9页说 明 书一、设计依据1、交通部关于上海至成都国道主干线湖北省恩施至利川（鱼泉口）公路初步设计的批复。2、沪蓉国道主干线恩施至利川公路第1合同段勘察设计合同，湖北省交通规划设计院与湖北省沪蓉西高速公路建设指挥部签定；3、公路工程基本建设项目设计文件编制办法（1996版）；4、沪蓉国道主干线恩施至利川高速公路工程勘察设计招投标文件；5、沪蓉国道主干线湖北省恩施至利川高速公路吉心箐口段（勘察设计第一合同段）初步设计（以下简称初步设计）；6、沪蓉国道主干线湖北省恩施至利川高速公路初步设计省内预审会专
2、家意见；7、中交第一公路勘察设计研究院关于沪蓉国道主干线湖北省恩施（吉心）至利川（鱼泉口）高速公路初步设计咨询意见；8、交通部部颁现行技术标准和规范、规程以及及工程建设标准强制性条文（公路工程部分）；9、交通部公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点；10、指挥部及总体组有关指导文件。二、技术标准及采用规范2.1 技术标准隧道净宽： 0.75+0.75+2*3.75+0.5+0.75=10.25 m隧道净高： 5.0m计算行车速度： 80km/h2.2 设计规范公路工程技术标准 (JTG B01-2003)公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89)公路隧道设计规范 (JTG D70-2004)公
3、路隧道通风照明设计规范 （JTJ026.1-1999）公路隧道施工技术规范 （JTJ042-94）公路水泥砼路面设计规范 （JTG D40-2002）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 50108-2001）三、初步设计意见执行情况根据交通部关于上海至成都国道主干线湖北省恩施至利川（鱼泉口）公路初步设计的批复中的有关意见和中交第一公路勘察设计研究院关于沪蓉国道主干线湖北省恩施（吉心）至利川（鱼泉口）高速公路初步设计咨询意见中有关隧道方面的意见执行情况如下：1、对隧道路线方案进行了优化；2、对隧道进出口位置和成洞面位置、各级围岩支护参数等进行了认真
4、比选和合理优化，并对隧道复合式路面设计，隧道防、排水设计均进行了合理设计；3、根据隧道各级围岩情况，分别采用了预应力注浆锚杆、注浆锚杆和全粘结型锚杆；4、补充了工程地质和水文地质勘察工作，重点加强了断层钻探工作，为设计提供了较为准确依据；5、隧道挖方的调配和弃碴场设计在施工图阶段全线统一考虑。四、隧道概况马尾井隧道为上、下行分离的四车道高速公路小净距隧道，隧道进口位于恩施市六角亭办事处头道水村处的林科所附近，出口距离恩利公路较近。隧道穿越的山体最高海拔高程约为746.6米，隧道最大埋深约为161米。隧道左线起讫桩号为ZK229+985ZK230+554，全长569m，右线起讫桩号为YK229+
5、995YK230+569，全长574m。进口设计标高分别为左幅550.984m，右幅551.283m；出口设计标高分别为左幅566.185m，右幅566.353m。隧道进、出口均采用端墙式洞门。本隧道采用自然通风，电光照明。隧道左右幅均处于S型圆曲线上，左幅进口处于圆曲线曲线半径R=835m，交点号ZJD27的左偏圆曲线上，右幅进口处于圆曲线曲线半径R=831.203m，交点号YJ27的左偏圆曲线上；左幅出口处于圆曲线曲线半径R=830m，交点号ZJD28的右偏圆曲线上，右幅出口处于圆曲线曲线半径R=850m，交点号YJ28的右偏圆曲线上，隧道超高设置情况详见路线超高资料；隧道纵面线型左线为2
6、.7403%的单向坡，右线为2.7273%的单向坡。五、隧道地质5.1 地形地貌马尾井隧道区位于恩施盆地，在地貌上属构造剥蚀低山丘陵河谷地貌，地势陡峻，切割深度大，山顶近半圆状，山坡自然坡角2035，相对高差50150米。地表植被发育，主要为灌木丛。5.2 工程地质条件马尾井隧道构造上位于恩施断陷盆地高桥坝向斜西翼，总体为一单斜构造，地层层序正常，出露地层为白垩系上统正阳组（K2z）砾岩、砂岩，岩层倾向115-159，倾角30-55，区内断裂构造不发育，地面调绘和附近钻探仅发现ZK230+420处存在一较大张裂隙，裂隙宽约0.31.0m，产状23570，靠山侧岩性为灰白色砾岩，背山侧为紫红色厚
7、层砂岩。根据野外调查、钻探等资料，隧道区地层分布特征及工程地质特征如下：5.2.1第四系残坡积层（Q4el+dl）主要分布于低洼缓坡部位，厚度一般小于1m，局部陡坎下和槽谷内有厚度稍大。碎石成分为砂岩、砾岩，呈棱角状-次棱角状，粒径一般为0.5cm-2cm，亚粘土充填，松散至中密。极限摩阻力i=60kPa，推荐承载力0150kPa。5.2.2白垩系上统正阳组砾岩、砂岩（K2z）砂岩：紫红色，粉砂结构，中厚层状构造，主要矿物成份为长石、石英及少量粘土；砾岩：灰白色，角砾状结构，厚层状构造，砾石成分为灰岩、白云岩、石英砂岩、碎石，呈次棱角状-次圆状，粒径一般为0.5cm-2cm，钙质、泥质胶结。（
8、1） 强风化层 砂岩：风化裂隙发育，岩芯多呈碎块状至土状，采取率65%，RQD=0。推荐承载力O300Pa。砾岩：岩芯呈碎块状，部分呈短柱状，采取率65%，RQD=0-5%。抗压强度R1530MPa，天然密度2.50g/cm3，极限摩阻力i=120 kPa，推荐承载力O500kPa。（2） 弱风化层 砂岩：节理裂隙不甚发育，岩芯多呈短柱状，抗压强度R25MPa，天然密度2.50g/cm3，极限摩阻力i=150 kPa，推荐承载力O600kPa。砾岩：岩芯多呈短柱状，局部碎块状，岩芯采取率86.3%，RQD=25%。抗压强度R1030MPa，天然密度2.55g/cm3，极限摩阻力i=180 kP
9、a，推荐承载力O1200kPa。（3） 微风化层：节理裂隙不发育，砂岩抗压强度R520MPa，天然密度2.50g/cm3，极限摩阻力i=180 kPa，推荐承载力O800kPa。砾岩抗压强度R2535MPa，天然密度2.55g/cm3，极限摩阻力i=180 kPa，推荐承载力O2000kPa。5.3 水文地质条件5.3.1地表水 本隧道穿越山体，山体自然坡度较陡，山体表面无常年性地表水，冲沟水系发育，大气降水一般会很快顺坡面排入两侧沟谷，部分通过节理裂隙进入地下，对隧道的施工影响不大。5.3.2地下水 隧道区域的地下水主要为基岩裂隙水，赋存于风化岩层裂隙及破碎带中，接受大气降水和第四系孔隙水垂
10、直渗透补给，受地形切割而出露，水量贫乏，对隧道的施工影响主要为雨后渗淋水，危害程度较轻。调查表明该区最高洪水位要低于隧道进、出口设计高程，对隧道建设基本没有影响。5.3.3地表水、地下水化学特征 根据本次采集水样简分析统计结果表明，地表水、地下水对砼及钢结构具弱腐蚀性。5.4 不良地质现象隧道区主要不良地质现象：隧道出口围岩为软质岩，强度低，遇水易软化，开挖易坍塌，成洞条件差，开挖时可能出现较大变形或塌方等现象。5.5 地震及区域稳定性根据中国地震局地震研究所对沪蓉国道主干线湖北省恩施至利川公路所作的工程场地地震安全性评价报告，该区抗震设防烈度属6度区，设计基本地震加速度值a=0.05gs。六
11、、隧道设计6.1 净空断面本隧道为上下行分离的四车道高速公路小净距隧道，隧道建筑限界净宽10.25m，净高5.0m，经综合分析比较，采用结构简单，受力好的单心圆曲墙式衬砌，在隧道内侧（左侧）检修道下设置一个尺寸为7055cm的通讯电缆沟，外侧（右侧）设一尺寸为5050cm的电力电缆沟。隧道侧向宽度内内、外侧均设置尺寸4540cm现浇排水边沟。隧道内净空除满足建筑限界要求外，还考虑了照明、监控、通讯、电力、消防及营运管理等附属设施所需空间，隧道内任何设备均不得侵入建筑限界。6.2 洞门及明洞衬砌设计结合本隧道进出口实际地形、地质情况，隧道进、出口均采用端墙式洞门，左右线洞门联作，隧道洞门的确定兼
12、顾左、右线的间距，左、右幅隧道开挖后边仰坡的高度确定。隧道进出口成洞面尽量避免边坡及仰坡开挖过高，当地质条件较好时，可根据实际地形调整隧道洞门桩号和成洞面位置。为了保证洞口边仰坡在施工和使用期间的稳定，在隧道进口左幅设置了5米明洞衬砌，右幅设置了14米明洞衬砌；出口左幅设置了16米明洞衬砌，右幅设置了5米明洞衬砌，因此明洞衬砌在洞口开挖完成后应尽快施作，在达到设计强度后及时进行回填。明洞衬砌采用60cm厚C25钢筋混凝土结构，在填土横坡小于10%时，填土厚度可达到5.0米。由于本隧道进出口受地形偏压，路线间距影响，左右幅进出口成洞面均不在一个断面上，因此洞口段施工应严格按照设计图纸施工。当施工
13、单位提出了更合理、安全的施工方法时，需经过驻地监理，设代人员的同意后方可采纳。在进行结构计算时，设计荷载考虑回填土荷载、结构自重荷载、坡顶滚石冲击荷载及施工荷载，仰拱及采用浆砌片石回填的边墙部分考虑地基弹性抗力。在进行明洞施工过程中，应严格按图施工，边墙部浆砌片石回填密实，顶部回填土应对称回填，不容许超过设计回填厚度及设计回填土横坡，以保证结构工作条件与结构设计模式的吻合。在进行明洞开挖过程中，当发现地形、地质条件与设计值相差太大时应及时报告，以便作出合理的处理对策。洞门加固锚杆为永久防护结构，应注意按设计要求施工，达到设计要求的标准。在进行明洞施工时，要求地基承载能力大于300Kpa，如果达
14、不到上述要求应考虑适当加固边墙基础。只有在施作明洞仰拱（达到设计强度）后才能进行两侧及拱部土体回填。6.3 复合衬砌设计本合同段隧道结构按新奥法原理进行设计，采用复合衬砌，以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土、钢拱架（钢筋隔栅）等为初期支护，并辅以注浆小导管、超前锚杆等支护措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。根据隧道埋深及围岩级别的不同，本隧道共设计了5种复合衬砌形式: SD5、S5、S4-1、S4、S3。复合式衬砌的稳定性分析，根据隧道埋置深度、围岩级别、结构跨度、受力条件，施工因素等，参照有关规范及国内外类似工程经验进行拟定有关参数，并根据地质报告所提供资
15、料，选用同济大学地下工程系开发的”GeOFBA2D”有限元程序等其他隧道设计辅助程序进行稳定性分析、计算。最后综合考虑各种影响因素确定各类型复合支护的参数。初期支护：对于级围岩、级围岩浅埋地段及级围岩深埋地段初期支护主要由工字钢钢拱架或格栅钢拱架、C20喷射混凝土和8钢筋网组成，径向采用25中空注浆加固锚杆，中侧采用预应力中空注浆锚杆。工字钢钢拱架具有刚度大，发挥作用快的特点，适用于跨度大，围岩自稳能力差的隧道区段。每榀钢拱架之间用22的钢筋连接，并尽量与径向锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴形成承载结构。级围岩地段初期支护，由于围岩的强度较高，其自身具有一定的承载能力，因此初期支护主要以喷锚支护为主，局部地质条件较差的地段采用格栅钢拱架支撑。本隧道由于中隔岩柱净间距相对较大，6米6.5米左右，中隔岩柱加固主要采用机械式预应力注浆锚杆。当岩体破碎时，中隔岩柱难以稳定时，应变更采用
