翠云隧道工程施工图设计说明

第页翠云隧道工程施工图设计说明第一部分隧道结构1工程概况本工程含两个双向四车道城市隧道，设计时速为30km/h，其中，C区一支路南隧道设计范围为：K0+500~K0+820，长320m，属于短隧道，道路路面设计标高345.943～333.143，纵坡-4%。C区一支路北隧道设计范围为K2+281~K2+597.443，长316.443m，属于短隧道，道路路面设计标高312.415～300.390，纵坡-3.8%。隧道内设置人行道（人行道宽度2m），不通行危险化学品，属于城市四类隧道。北隧道暗挖段为连拱隧道，洞间设置1.4~1.6m厚中隔墙；南隧道暗挖段为小净距隧道；隧道为单洞单向两车道，采用曲墙三心圆断面形式；隧道明挖段分拱形断面和矩形断面，矩形断面结构总宽25.3m，总高7.9m，隧道建筑限界净宽9.75m，净高4.5m。2设计依据、执行规范、设计标准及原则、初设审查意见执行情况2.1设计依据（1）建设单位与我公司签订的设计合同

（2）翠云C区一支路市政道路及配套工程初步设计（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2021年5月）（3）翠云C区一支路等3条市政道路及配套工程（翠云一支路）工程地质勘察报告（广西华蓝岩土工程有限公司2020年5月）（4）翠云C区一支路市政道路及配套工程高边坡支护方案设计（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2020年7月）（5）翠云C区一支路市政道路及配套工程高边坡支护方案设计评估报告（6）重庆市城市总体规划（2007-2020年）（7）重庆主城区北部新区翠云片区（两路C片区）控制性详细规划（8）重庆市北部新区两路组团C分区、北部新区D分区C68-1/02、D18-1/02等地块规划修改（重庆市规划信息服务中心2015年6月）（9）重庆市两江新区翠云片区D区道路工程（纵一路、纵三路、纵五路）施工图（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2019年6月）（10）重庆北部新区翠云片区（两路C标准分区）土地整治方案施工图（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司2014年3月）（11）业主提供的1:500地形图（12）关于翠云C区一支路等3条市政道路及配套工程（翠云C区一支路）K0+000~K2+704.29工程地质勘察报告的补充说明（广西华蓝岩土工程有限公司2021年6月）（13）重庆市两江新区建设管理局关于翠云C区一支路市政道路及配套工程初步设计技术咨询的函（渝两江建函[2021]76号）（2021年6月）（13）业主提供其它资料2.2执行规范《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》（JTGD70/2-2014）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）(2015版)《地下工程地质环境保护技术规范》（DBJ50／T-189-2014）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）《城市地下道路工程设计规范》（CJJ221-2015）《岩石锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）《混凝土结构耐久性设计标准》（GB/T50476-2019）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）(2018年版)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）(2016版)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2016）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）《爆破安全规程》（GB6722-2014）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）2.3设计标准①道路等级：城市次干道。②设计行车速度：30km/h。③设计最大纵坡：4%；④设计抗震标准：基本烈度Ⅵ度，采取Ⅶ构造措施；⑤隧道限界：净高H=4.5m，净宽B=9.75m；⑥行车方向：单向行驶；⑦行车道宽度：3.5+3.5m；⑧路面设计荷载：BZZ—100；⑨隧道内卫生标准：（1）一氧化碳（CO）允许浓度正常营运时为150ppm，发生事故时，短时间（20min）以内，为200ppm；（2）烟尘允许浓度：正常营运时为0.0090m-1。⑩隧道承重结构体的耐火极限：本隧道为四类隧道，耐火极限不限。⑪基坑及边仰坡安全等级：一级。2.4设计原则隧道总体设计原则：在遵守现行国家规范的同时，结合本项目实际情况进行综合考虑，以达到“安全、人性、经济、环保”的目的。①隧道设计体现对附近生态环境保护，洞门体现文化并与景观协调。②以工程类比法为主，根据新奥法基本原则和复合式衬砌的作用原理进行设计。设计满足信息化施工的要求。③隧道洞口位置选择结合地地形、地质及与环境协调、美化的原则。④贯彻“防、堵、排”相结合，“大堵小排”的原则。强调隧道衬砌结构的自防水功能，重视衬砌薄弱环节的防水。2.5初设审查专家意见及执行情况1、补充研究连拱调成小净距的可能性，降低风险。回复：经核实，北隧道鉴于出口段华润地产的限制以及进口段交叉口的限制，无法采用小净距隧道，已核实连拱隧道方案的可实施性，风险可控，因此维持连拱隧道方案。2、优化洞口的设计方案，包括降低永久边仰坡开挖高度，强化边仰坡防护措施，确保安全。回复：经与道路专业沟通核实，洞口道路标高基本无法调整，同时根据地勘报告，进一步核实隧道边仰坡开挖坡率，可满足计算要求，边坡稳定，因此边仰坡高度基本无法调整；本次设计南隧道洞口边仰坡采用蜂巢格室护坡，北隧道洞口边坡采用蜂巢格室，仰坡由于高度较大，按顺层放坡后，采用格构锚杆护坡，可确保安全。3、补充洞口高压线路的有关保护措施及应急预案，建议按迁改设计。回复：高压铁塔保护措施：将明确高压铁塔前后30m范围内隧道及边仰坡施工采用机械开挖，禁止爆破，施工期间加强高压铁塔监测。应急程序：成立应急管理小组，一旦发生紧急情况所有应急小组成员都能知道他们的职责并尽快通知地方电网部门的应急管理部门建立快捷有效的沟通，以获得外部充分的应急资源支持。应急预案：高压线塔及电力设施发生事故应及时通知当地电网部门，抢修任务应由电网部门指定的专业施工队伍完成。4、补充对小净距隧道中间岩柱的稳定性分析与评价，据此提出针对性措施。回复：按意见执行，已补充相关分析与评价，并提出针对性措施，详见设计说明。5、进一步优化细化工法，特别是结合小净距及连拱隧道施工的相互影响分析与评价，提出有效的措施，减少彼此间的影响，降低施工风险。回复：按意见执行，已在设计说明补充针对于小净距及连拱隧道施工的有效措施。6、核实北隧道进口段边仰坡放坡坡率，宜岩层面放坡。回复：按意见执行，已调整北隧道进口段仰坡放坡坡率，现按岩层面放坡，放坡坡率为1:2.75。7、K0+640右侧坡顶高压线铁塔与隧道结构的关系，是否有影响。回复：按意见核实，对此处高压铁塔前后30m范围内隧道结构实施机械开挖，禁止爆破施工，可确保无影响。8、鉴于洞口边坡较高，岩层较层面不利等情况，建议下阶段根据洞口的稳定性评价结果提出有效措施，保证安全。回复：按意见执行，下阶段将根据洞口稳定性评价结果提出有效措施，以确保隧道洞口安全。2.6高边坡设计安全专项论证专家意见及执行情况1、复核岩土参数，校核边坡沿土岩界面滑动稳定计算。执行情况：已根据地勘复核岩土参数，已校核土岩界面滑动稳定计算。2、完善边坡填方及强夯设计，完善场地排水设计。执行情况：已完善边坡填方及强夯设计，完善场地排水设计。3、完善边坡设计内容及图面表达、截排水设计、坡顶安全防护措施等内容。执行情况：已完善边坡设计内容及图面表达、截排水设计、坡顶安全防护措施等内容。4、完善边坡施工顺序、方法和工艺等要求（顺层不得采用爆破施工，施工时复核顺层边坡层面性状）；强调执行“动态设计、信息法施工”原则，加强边坡监测及信息反馈。执行情况：已完善边坡施工顺序、方法和工艺等要求，已核实并强调“动态设计、信息法施工”原则，明确边坡监测的时间与要求。3工程区域气象、地质条件3.1地理位置及交通概况片区周边主干道路网已基本形成，现状道路有金山大道、金兴大道、兰桂大道、同茂大道、中央公园周边及内部的道路、渝北区春华大道、金开大道等。片区内部有项目正在平场，由于山高坡陡，内部对外出行主要依靠云竹路、公园东路、公园西路，以及平场周边的施工便道。图3.1拟建道路位置示意图3.2气象水文勘察区地处北半球亚热带内陆的四川盆地东部，地处川东平行岭谷中，属东南亚季风环流控制范围，具备亚热带湿润季风气候特性，复杂多样的地貌类型，使其具有较明显的气候垂直带谱结构。区内气候特点是：气候温和、四季分明、雨量充沛，具冬暖、夏热、秋长的气候特点。多年平均气温17.60C，极端最高气温41.70C，极端最低气温-1.80C，年总积温5390℃，最热为每年7月中旬至8月中旬，最冷为每年12月下旬至次年1月中旬。全年平均降水量1067.8毫米，其中2～4月春季平均降水217.5毫米，5～7月夏季454.5毫米，8～10月秋季358.9毫米，11～1月冬季86.9毫米，降水量最多集中在夏季，占全年降水量的43%，冬季降水量最少，只占全年降水量的8%。年平均无霜期为335天，霜冻一般出现在每年小雪至次年立春前后，（即12～1月）轻者地面草丛上白霜，重者水田起薄冰，多发生于每次寒潮过后的晴天。整年多云雾，全年日照时间不超过1276小时，全年日照平均率为25%，8月日照时间最多为平均223小时，10月平均日照时间20小时。春天为纯东南风，风力一般1～2级，夏季多东南风和西北风，风向不稳定，往往夹着雷暴，风力为阵性大风，最大可达8级，伏天午时多南风，一般1级微风，秋冬季节为西北风，风向较稳定，最大5级。冬春季节多为高积云和层积云，云积稳定，终日笼罩，不见天日。夏季多为积雨云和雷雨云，云层变化大，分布不均，积散较快。秋天多为云朵，移动缓慢，显得秋高气爽。工程区地处丘陵地带，地形较为完整且局部较陡，气候温暖湿润，雨量充沛，地表径流较发育，有利于地表水排泄。地层岩性及地形地貌决定地下水赋存条件。其余地段以丘陵斜坡地貌为主，地形坡度较缓，相对高差较大，大气降水大部分以面流的形式沿斜坡汇入场地地势较低处，并通过冲沟向后河排泄，还有少量垂直渗入地下，构成地下水，最终以泉水或暗涌形式排入附近河流。大气降雨、鱼塘用水是该区域内地表水及地下水的主要补给源，地表水从地势高的地方汇入地势低的地方。场区内水塘塘壁用条石挡墙进行了加固。场地内零星分布有荒废的农田，偶见农田中有水。江家沟现状已进行河道改造，未见有地表水。江家沟为一永久箱涵现状保留水系江家沟与C区一支路相交，该保留水系总体整治设计——《重庆市两江新区翠云片区河道整治工程》已由深圳市水务规划设计院有限公司在2018年11月完成，包含明渠和跨路箱涵。因此，江家沟与本次设计C区一支路相交的跨路箱涵不在本次设计范围之内。本次勘察也不再进行描述。3.3地形地貌片区地形呈典型丘陵地貌，地形复杂，起伏不定，在规划区内西部有低山南北向穿越，C片区范围内地形最大高差达150m。拟建一支路地处金山大道以东的翠云片区，属构造剥蚀丘陵地貌，道路里程：K0+000~K0+530段已进行人工改造，多为回填土区域；K1+760~K1+940段正在修建地铁甘悦大道站，基坑已成型，其余段为原始地貌，丘陵斜坡地段植被发育，主要为荒地，坡地，沟谷地带为农田耕地，纵向上线路区地形以沟谷与丘陵为主，丘体多呈椭圆、混圆状，丘陵斜坡坡度一般10°～40°，一般呈上缓下陡，局部陡坎可达50°，丘顶高程388.23m，沟谷高程278.52m，相对高差109.71m。丘体间间隔发育冲沟，多呈宽缓“U”型，一般宽25～50m，坡角一般3°～8°。丘间沟谷多为梯状耕田，田埂高0.5～2.0m。图3.2现场航拍图图3.3高程分析图3.4地质构造拟建工程位于龙王洞背斜西翼向背斜轴背延伸，沿线未发现断层通过。整个线路较大，通过反复核对，现对线路产状列表示意如下：里程区域产状优势产状LX1产状LX2产状K0+000~K1+480275º~295º∠18º~32º285º∠25º210°∠83°120°∠52°K1+480~K2+400265º~275º∠18º~30º275º∠20º210°∠83°120°∠52°K2+400~K2+704.29255º~270º∠7º~12º260º∠10º136°∠77°80°∠63°整个拟建工程范围内岩层平直光滑，泥质充填，岩层层面层间结合很差，为软弱结构面。地表地层层序正常，无地层缺失和重复现象，未见断层破碎带出露；钻探深度范围内基岩地层层序正常，岩芯中所见岩层倾角与区域地层产状基本协调一致，无突变现象。岩心采取率一般较高，无断层破碎带显示，总之，无论地表和钻探深度控制范围内，均无断层破碎带显示。根据地勘报告，K0+000~K2+400段基岩中风化岩体中主要发育两组裂隙，其特征如下：J1：优势产状约210°∠83°，裂隙张开1～2cm，裂隙间距2～4m，裂隙面较平直，延伸6～8m，有粘粒充填，结合很差，为软弱结构面。J2：优势产状约120°∠52°，裂隙张开度多为1～5mm，裂隙面较平直，微张，裂隙间距3～5m，局部有铁锰质、粘粒充填，结合很差，为软弱结构面。根据地勘报告，K2+400~K2+704.29段基岩中风化岩体中主要发育两组裂隙，其特征如下：J1：优势产状约136°∠77°，裂隙张开1～2cm，裂隙间距2～4m，裂隙面较平直，延伸6～8m，有粘粒充填，结合很差，为软弱结构面。J2：优势产状约80°∠63°，裂隙张开度多为1～5mm，裂隙面较平直，微张，裂隙间距3～5m，局部有铁锰质、粘粒充填，结合很差，为软弱结构面。3.5地层岩性根据地勘报告，道路区内出露的地层由新至老主要为：第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土、第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）粉质黏土，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）的泥岩和砂岩互层夹少量泥质砂岩和砂质泥岩。1）第四系全新统素填土（Q4ml）黄褐色，松散~稍密，稍湿，主要由粉质粘土夹砂、泥岩碎块石组成，碎块石直径20-60mm，硬质含量10～30%，主要是新近填土，回填时间约3年左右呈带状分布，主要区域为K0+000~K0+530段及K2+630~K2+704段，其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。2）第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）浅黄色~褐黄色，软塑~可塑状，粘性较好，切面稍有光泽，韧性较好，干强度较高，无摇震反应，土体均匀性差，沟谷附近多呈软塑状，其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。3）侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩(J2s-Ms)：紫红色，泥质结构，中厚~厚层状构造，主要由粘土矿物及岩屑组成，局部含砂质，相变为砂质泥岩，裂隙不发育，强风化层呈碎块状，质软，手捏易碎。中风化岩芯呈柱状，强度相对较高，柱状岩芯节长约12~60cm，岩芯质较软，锤击可碎，声闷，该层广泛分布于场地区域。其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。砂岩(J2s-Ss)：深灰色~黄色，中细粒质结构，钙泥质胶结，巨厚层块状或厚层状构造，主要由石英、长石及岩屑组成，强风化层呈碎块状或短柱状，质软。中风化呈柱状，强度较高，柱状岩芯节长约30~90cm，质较软，锤击易碎，声闷，该层广泛分布于场地区域。其分布及厚度详见工程地质柱状图及剖面图。4）基岩风化带及基岩顶面特征：1、强风化带：岩芯呈碎块状，饼状，局部岩屑状，少量短柱状，风化裂隙发育，质软，易击碎，手可折断，岩芯呈碎块状。2、中等风化带：岩质较新鲜，钻探岩芯较完整，多呈柱状、长柱状、局部岩芯短柱状。3、基岩顶面：由于是山麓斜坡及山谷地带，场区内基岩面没有统一倾斜方向，一般基岩面坡角为5～45°之间。各孔岩土层埋深、厚度及风化带埋深、高程等见勘探点数据一览表。3.6水文地质3.6.1地表水迳流条件场地内地势起伏，大气降水大部分以面流的形式沿斜坡汇入鱼塘或场地地势较低处，并通过冲沟向嘉陵江或支流排泄，还有少量垂直渗入地下，构成地下水，最终以泉水或暗涌形式排入附近河流。3.6.2地下水场地水文地质条件较为简单，根据地下水的赋存介质，场地地下水可分为第四系覆盖层松散介质孔隙水和基岩裂隙水两类。松散介质孔隙水，赋存于人工填土及残坡积粉质粘土中，接受大气降雨补给，向地势较低处排泄。人工填土孔隙率较大，透水性好，含水性差，水量微弱，仅在雨季局部地势低洼处存在少量上层滞水。残坡积粉质粘土孔隙率小，粘性较强，透水性弱，起相对隔水作用。基岩裂隙水：主要赋存于基岩的裂隙中，尤其在砂岩裂隙中赋存较丰，其水量稳定，水位受季节影响较小，此类地下水一般埋深较大。其富水性受岩性条件及风化带深度所控制。浅部强风化带的网状风化裂隙中，透水性强，向深部含水性及透水性变弱，具相对隔水性。根据地勘报告描述，场地内钻孔未见地下水位。3.7不良地质现象根据地勘报告，道路沿线未见滑坡、崩塌、泥石流及地面变形等不良地质现象。根据重庆市区域地质资料、勘察期间的工程地质测绘、钻探成果等资料，综合表明：拟建道路沿线未发现滑坡、崩塌、泥石流、采空区、地面变形、断裂构造和明显的构造破碎带等不良地质作用；未见埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。3.8地震根据地勘报告，工程区地震动地震基本烈度为6度，峰值加速度:0.05(g)，地震动加速度反应谱特征周期为0.25(s)，地震分组为第一组。3.9工程地质评价3.9.1K0+500～K0+820段1#隧道(22~32、SD1~SD4、A剖面)1、隧道洞口段工程地质条件评价（1）进口段1#隧道进洞口桩号为K0+500，设计标高为345.943m。进洞口位于回填土平场处，洞口段地面高程362.73~364.26m，地面坡度0~5°，地表覆盖层为素填土、粉质粘土，厚度1.5~20.50m。据调查，拟建位置下伏基岩为中统沙溪庙组地层，主要岩性为砂岩、泥岩。岩石强度较低，抗风化能力弱。岩层产状285°∠25°，主要发育二组裂隙：①210°∠83°；②°120∠52°。根据设计方案开挖后，隧道进洞口段左侧将形成19.60m的岩土质混合边坡，边坡安全等级为一级，安全系数1.35；右侧将形成高约15.8m的土质边坡，边坡安全等级为一级，安全系数1.35；洞口仰坡为土质边坡，开挖高度最大约10.2m。边坡安全等级为一级，安全系数1.35。①左侧边坡左侧最大挖方高度约19.6m（22剖面），左侧边坡坡向约324°。若按设计坡率开挖，将形成下部岩质16m，上部土质3.6米的岩土质混合边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.4左侧挖方边坡赤平投影分析左侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按设计坡率放坡，边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈垂直相交，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈顺向相切，直立开挖对边坡稳定性影响大，但设计坡率小于外倾结构面倾角，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈近反向向相交，对边坡稳定性影响小。由此可知，边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取52°，中等风化砂岩取52°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取55°，中等风化砂岩60°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取53°，中等风化砂岩取56°。②仰坡洞顶仰坡为土质边坡，开挖高度最大约10.20m（SD1、SD2剖面）。边坡安全等级为一级，安全系数1.35。由于仰坡位置地面坡度较平缓，但岩土界面较陡，该区域上部为素填土，下部岩性为易风化泥岩，建议沿基岩面清除填土，并采取格构式网格护坡，坡顶设置截水沟。土质部分应清除或设置挡墙、坡面格构护坡，挡墙基础应放置于基岩中。或采取沿岩土界面清除素填土，该段采取明洞开挖形式。现对仰坡进行定量分析如下：岩土界面抗剪参数参照粉质黏土与基岩结合的基岩面抗剪强度按天然和饱和粉质黏土抗剪强度值，结合周边场地经验和实验数据建议取值粘聚力标准值为c＝14.91kPa，内摩擦角φ＝9.04°。经计算饱和工况下，SD1剖面稳定性系数为0.921（见稳定性计算表6），边坡处于基本稳定状态；本段边坡主要破坏模式可能为岩土界面、土体内部滑动。按照设计方案开挖后，洞顶围岩自稳能力差，易发生整体坍塌、滑移。隧道进洞口浅埋段建议采取管棚或明挖施工，沿岩土界面清除素填土等超前支护措施。进洞口段应围岩稳定性差、仰坡土层可能发生滑移，建议采用明挖施工、延长进洞口至K0+530，并在洞顶设置端墙，避免仰坡填土发生整体滑移。=3\*GB3③右侧边坡右侧将形成高约15.8m的土质边坡，边坡安全等级为一级，安全系数1.35该段按照设计开挖后将在道路右侧形成填土边坡，边坡最大高度约为15.8m（22剖面）。该段现状地面坡度较平缓，因此道路填方后易沿原始地面产生滑动破坏可能性小，边坡破坏模式主要表现为土体内部滑动。（2）出口段1#隧道出洞口桩号为K0+820，设计标高为333.143m，拟建出洞口位于陡坡中，呈陡坡地貌，地形变化较大，地面坡度一般10-35°，地面高程347.893~362.193m，地表有粉质粘土覆盖，厚度厚度0.5~6.10m。据调查，拟建位置下伏基岩为中统沙溪庙组地层，主要岩性为砂岩、泥岩。岩石强度较低，抗风化能力弱。岩层产状285°∠25°，主要发育二组裂隙：①210°∠83°；②°120∠52°。根据设计方案开挖后，隧道出洞口段左侧将形成11m的岩土混合边坡，右侧将形成高约24m的岩质边坡，洞口仰坡为岩质边坡，开挖深度最大约13.3m。边坡安全等级为一级，安全系数1.35。①左侧边坡为岩土质边坡（32剖面），其中土质部分高约3m，岩质部分高8m。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.5左侧挖方边坡赤平投影分析左侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按设计坡率开挖，边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈垂直相交，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈小角度相切，直立开挖对边坡稳定性影响大，但设计坡率小于外倾结构面倾角，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈近反向向相交，对边坡稳定性影响小。由此可知，边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取52°，中等风化砂岩取52°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取55°，中等风化砂岩60°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取53°，中等风化砂岩取56°。②仰坡洞顶仰坡为土质边坡（SD3、SD4剖面），岩土界面与原始地面较陡，洞口仰坡土质部分建议直接清除，岩质部分建议1：1放坡坡率，并进行格构+植草支护，坡顶设置截水沟。按照设计方案开挖后，洞顶围岩自稳能力差，易发生整体坍塌。隧道进洞口浅埋段建议采取管棚等超前支护措施。=3\*GB3③右侧边坡右侧最大挖方高度约17.9m，右侧边坡坡向约262°。假设道路进行直立开挖，形成岩质边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.6右侧挖方边坡赤平投影分析右侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。直立开挖边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈垂直相交，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈反向相交，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈顺向向相交，岩层倾角较陡，因此对边坡稳定性影响大。由此可知，边坡稳定性受岩层层面与岩体强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取25°，中等风化砂岩取25°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅳ类边坡岩体中等风化泥岩体取45°，中等风化砂岩50°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅳ类边坡岩体中等风化泥岩体取43°，中等风化砂岩取48°。2、隧道洞身段工程地质条件评价（1）岩体工程地质特征隧道沿线主要穿越侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。按地层岩性的地质类型和特征可将隧址区内岩性组段划分为2个类型：①较硬质的厚层状砂岩夹薄层泥岩类型，侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层。局部分布于隧道中部。②软质的薄层状泥岩岩类，侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层，岩性为泥岩，岩层层理发育，以薄-中层状构造为主。岩体整体强度低，泥岩遇水软化，是工程地质条件比较差的岩类。分布于隧道全线。（2）隧道围岩定级隧道围岩分级根据《公路隧道设计规范》JTG3370.1-2018第3.6条及附录A有关分级标准执行。依据勘察资料，对隧道围岩级别的确定采取以定量计算为主，辅以定性评价方法进行划分。表3.1隧道分段与围岩分级隧道分段线路里程围岩岩性Kv（加权平均）洞室埋深(m)BQk1k2k3修正后[BQ]围岩分级进口段左线K0+500～K0+570素填土、泥岩0.620~22.94265.230.100.3215.23Ⅴ右线K0+500～K0+570素填土、泥岩0.620~22.94265.230.100.3215.23Ⅴ洞身段左线K0+570～K0+790泥岩、少量砂岩0.6422.94~40270.230.1000.3230.23Ⅳ右线K0+570～K0+790泥岩、少量砂岩0.6422.94~40270.230.1000.3230.23Ⅳ出口段左线K0+790～K0+820粉质粘土、泥岩0.620~22.94265.230.100.3215.23Ⅴ右线K0+790～K0+820粉质粘土、泥岩0.620~22.94265.230.100.3215.23Ⅴ（3）隧道涌水量评价依据场地水文地质条件分析，虽然隧道沿线无强透水层，岩体较完整，在本工程建设中基坑涌水量和坑道涌水量较小；但由于裂隙较发育，施工期间地表水将沿裂隙渗入坑道。根据重庆地区施工经验，隧道施工卸荷可使基岩裂隙变宽变大，导致涌水量明显增大，初期水量较大且集中，随时间增加，水量逐渐减小，水量不均匀现象明显。隧道实际涌水量受施工季节及降水季节影响严重。勘察期降水量较小，施工时建议根据施工期间基坑实际涌水量，采取适当的排水措施。（4）有毒有害气体评价据收集已有的周边隧道施工资料和周边地段调查，隧道区段内未见有毒有害及及对施工安全有影响的稀有气体。周边亦未见其他有毒有害气体。3.9.2K2+280～K2+560段2#隧道(79~86、SD5~SD8、A剖面)1、隧道洞口段工程地质条件评价K2+280~K2+400段，岩层产状275°∠20°，主要发育二组裂隙：①210°∠83°；②°120∠52°。K2+400~K2+560段岩层产状260°∠10°，主要发育二组裂隙：①136°∠77°；②°80∠63°。在K2+400往东方向岩层产状开始发生变化，本段最危险段在进口段，为本段关键部位，在后期实际施工过程中，勘察、设计、施工单位应紧密配合，边坡施工建议采用分段跳槽、自上而下、及时支护的逆作法施工，边坡工程宜采用动态设计，信息施工法，并设置相应的变形观测点进行变形监测；边坡施工建议建设单位在边坡开挖施工时先支挡后开挖。（1）进口段2#隧道进洞口桩号为K2+280，设计标高为312.415m。进洞口位于原始地貌段，洞口段地面高程338.21~345.33m，纵向地面坡度8~20°，横向地面坡度0~5°，地表覆盖层为粉质粘土，厚度0.5~1.80m。据调查，拟建位置下伏基岩为中统沙溪庙组地层，主要岩性为砂岩、泥岩。岩石强度较低，抗风化能力弱。岩层产状275°∠20°，主要发育二组裂隙：①210°∠83°；②°120∠52°。根据设计方案开挖后，隧道进洞口段左侧将形成24.70m的岩质边坡，边坡安全等级为一级，安全系数1.35；右侧将形成高约20.2m的岩质边坡，边坡安全等级为一级，安全系数1.35；洞口仰坡为岩质边坡，开挖高度最大约23.6m。边坡安全等级为一级，安全系数1.35。①左侧边坡左侧最大挖方高度约24.70m（79剖面），左侧边坡坡向约182°。若按设计坡率开挖，将形成岩质边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.7左侧挖方边坡赤平投影分析左侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按设计坡率开挖，边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈顺向相交，对边坡稳定性影响大，但设计坡率小于外倾结构面倾角，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈大角度向相切，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响小。由此可知，边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取60.79°，中等风化砂岩取62.48°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取55°，中等风化砂岩60°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取53°，中等风化砂岩取56°。②仰坡洞顶仰坡为岩质边坡，开挖高度最大约23.60m（SD5、SD6剖面）。边坡安全等级为一级，安全系数1.35。仰坡边坡坡向约272°。若按设计坡率开挖，将形成岩质边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.8仰坡挖方边坡赤平投影分析洞顶仰坡为岩质边坡，根据极射赤平投影图分析，边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按设计坡率1：1开挖，开挖边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈反向相交，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈顺向向相交，岩层倾角较陡，因此对边坡稳定性影响大。由此可知，边坡稳定性受岩层层面与岩体强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取20°，中等风化砂岩取20°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅳ类边坡岩体中等风化泥岩体取45°，中等风化砂岩50°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅳ类边坡岩体中等风化泥岩体取43°，中等风化砂岩取48°。=3\*GB3③右侧边坡右侧最大挖方高度约20.20m（79剖面），右侧边坡坡向约2°。若按设计坡率开挖，将形成岩质边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.9右侧挖方边坡赤平投影分析右侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按设计坡率开挖，边坡土体及强风化层不稳定，可能产生岩土体掉块等现象，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈大角度向相交，对边坡稳定性影响小；裂隙LX2与边坡呈大角度向相交，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响小。由此可知，边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取60.79°，中等风化砂岩取62.48°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取52°，中等风化砂岩60°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取52°，中等风化砂岩取56°。（2）出口段2#隧道出洞口桩号为K2+560，设计标高为301.813m，拟建出洞口位于陡坡中，呈陡坡地貌，地形变化较大，纵向地面坡度30~38°，横向地面坡度一般0-5°，地面高程309.01~330.84m，地表有粉质粘土覆盖，厚度厚度0~1.80m。据调查，拟建位置下伏基岩为中统沙溪庙组地层，主要岩性为砂岩、泥岩。岩石强度较低，抗风化能力弱。岩层产状260°∠10°，主要发育二组裂隙：①136°∠77°；②°80∠63°。根据设计方案开挖后，隧道出洞口段左侧、右侧将形成8.9m的岩质边坡，洞口仰坡为岩质边坡，已进行支护。边坡安全等级为二级，安全系数1.30。①左侧边坡、右侧边坡左侧、右侧均为岩土质边坡（86剖面），左侧、右侧最大挖方高度约8.9m，左侧边坡坡向约182°，右侧边坡坡向约2°。若按设计坡率开挖，将形成岩质边坡。根据地层产状，岩石裂隙情况和边坡产状，赤平投影图如下图所示：图3.10左、右两侧挖方边坡赤平投影分析左侧边坡稳定性分析：边坡稳定性受岩体自身强度控制。右侧边坡稳定性分析：边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取60.79°，中等风化砂岩取62.48°。当边坡高度＜5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取52°，中等风化砂岩60°；当边坡高度≥5m时，边坡岩体等效内摩擦角：Ⅲ类边坡岩体中等风化泥岩体取52°，中等风化砂岩取56°。②仰坡洞顶仰坡为岩质边坡（SD7、SD8剖面），岩土界面与原始地面较陡，现状坡现状已进行板肋式锚杆支护。图3.11仰坡赤平投影分析边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。按现状已支护坡率开挖，边坡外部已进行板脚式锚杆处理，经边坡赤平投影分析可知：裂隙LX1与边坡呈小角度顺向相交，对边坡稳定性影响大；裂隙LX2与边坡呈大角度向相交，对边坡稳定性影响小；层面与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响小。由此可知，边坡稳定性受LX1与岩体自身强度控制。本边坡已进行支护，现状稳定。2、隧道洞身段工程地质条件评价（1）岩体工程地质特征隧道沿线主要穿越侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。按地层岩性的地质类型和特征可将隧址区内岩性组段划分为2个类型：①较硬质的厚层状砂岩夹薄层泥岩类型，侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层。局部分布于隧道进口段及中部。②软质的薄层状泥岩岩类，侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层，岩性为泥岩，岩层层理发育，以薄-中层状构造为主。岩体整体强度低，泥岩遇水软化，是工程地质条件比较差的岩类。分布于隧道全线。（3）隧道围岩定级隧道围岩分级根据《公路隧道设计规范》JTG3370.1-2018第3.6条及附录A有关分级标准执行。依据勘察资料，对隧道围岩级别的确定采取以定量计算为主，辅以定性评价方法进行划分。综合考虑以上定级因素后，确定围岩级别。围岩定级计算结果见下表3-2。表3.2隧道分段与围岩分级隧道分段线路里程围岩岩性Kv（加权平均）洞室埋深(m)BQk1k2k3修正后[BQ]围岩分级进口段左线K2+280～K2+304砂岩0.640~23337.490.100.5267.49Ⅳ右线K2+280～K2+304砂岩0.640~23337.490.100.5267.49Ⅳ洞身段左线K2+304～K2+520砂岩、少量泥岩0.6323~57334.990.1000.5267.49Ⅳ右线K2+304～K2+520砂岩、少量泥岩0.6323~57334.990.1000.5267.49Ⅳ出口段左线K2+520～K2+560泥岩0.620~23268.620.100.5208.62Ⅴ右线K2+520～K2+560泥岩0.620~23268.620.100.5208.62Ⅴ（4）隧道涌水量评价2#隧道经过段的洞顶、洞身岩性为泥岩、砂岩，以泥岩为主，水文地质总体简单，沿线无统一地下水含水层，岩体裂隙不发育～较发育，地下水总体较贫乏。依据场地水文地质条件分析，虽然隧道沿线无强透水层，岩体较完整，在本工程建设中基坑涌水量和坑道涌水量较小；但由于裂隙较发育，施工期间地表水将沿裂隙渗入坑道。根据重庆地区施工经验，隧道施工卸荷可使基岩裂隙变宽变大，导致涌水量明显增大，初期水量较大且集中，随时间增加，水量逐渐减小，水量不均匀现象明显。隧道实际涌水量受施工季节及降水季节影响严重。勘察期降水量较小，施工时建议根据施工期间基坑实际涌水量，采取适当的排水措施。6）有毒有害气体评价据收集已有的周边隧道施工资料和周边地段调查，隧道区段内未见有毒有害及及对施工安全有影响的稀有气体。周边亦未见其他有毒有害气体。3.10岩土设计参数3.10.1土体参数计算及建议土体物理力学参数取值如下：表3.3土层物理力学性质参数建议值一览表类别重度γ（KN/m3）天然土体抗剪强度建议值基底摩擦系数天然饱和天然C(kPa)天然(°)饱和C(kPa)饱和(°)粉质粘土19.219.622.0413.4415.699.520.25*素填土20.0*20.5*5*28*2*20*0.30*注：带“*”者为查表或经验值；（1）素填土地基承载力特征值需经现场载荷试验确定。（2）粉质粘土地基承载力特征值建议取150kpa。3.10.2岩体参数计算及建议表3.41#隧道基岩物理力学性质参数建议值一览表类别重度γ（KN/m3）中等风化岩石抗压强度标准值（MPa）地基承载力特征值中风化基岩基底摩擦系数岩体水平抗力系数MN/m3岩体与锚固体极限粘结强度标准值kPa岩体抗剪强度建议值岩体抗拉强度(kPa)变形模量(MPa)弹性模量(MPa)泊松比（μ）天然饱和天然饱和强风化Kpa中风化Kpa粘聚力MPa内摩擦角°砂岩24.5*24.6*29.5921.87400*80920.50*400*1100*1.6834.726314725.504943.040.23泥岩24.7*24.9*5.563.41300*12620.40*60*360*0.2830.971221246.471406.190.34注：带“*”者为查表或经验值表3.52#隧道基岩物理力学性质参数建议值一览表类别重度γ（KN/m3）中等风化岩石抗压强度标准值（MPa）地基承载力特征值中风化基岩基底摩擦系数岩体水平抗力系数MN/m3岩体与锚固体极限粘结强度标准值kPa岩体抗剪强度建议值岩体抗拉强度(kPa)变形模量(MPa)弹性模量(MPa)泊松比（μ）天然饱和天然饱和强风化Kpa中风化Kpa粘聚力MPa内摩擦角°砂岩24.5*24.6*34.1825.83400*95570.50*420*1200*1.8234.966805481.555673.980.23泥岩24.7*24.9*7.254.54300*16800.40*60*360*0.4031.551601306.771458.760.32注：带“*”者为查表、经验值经验值：强风化与中风化岩体接触面内摩擦角φ(°)=25，黏聚力c(KPa)=100。3.10.3结构面抗剪强度标准值建议结构面抗剪强度参数标准值参照《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013中表4.3.1取值，由于本场地层面较发育，结构面结合很差。表3.6K0+000~K1+480段结构面抗剪强度标准值建议结构面编号结构面产状（倾向°∠倾角°）结构面粘聚力(kPa)结构面摩擦角(度)岩层层面(K0+000~K1+480段)285°∠25º3512裂隙J191°∠60°5018裂隙J2190°∠65°5018表3.7K1+480~K2+400段结构面抗剪强度标准值建议结构面编号结构面产状（倾向°∠倾角°）结构面粘聚力(kPa)结构面摩擦角(度)岩层层面(K1+480~K2+400段)275°∠20º3512裂隙J191°∠60°5018裂隙J2190°∠65°5018表3.8K2+400~K2+704.29段结构面抗剪强度标准值建议结构面编号结构面产状（倾向°∠倾角°）结构面粘聚力(kPa)结构面摩擦角(度)岩层层面(K2+400~K2+704.29段)260º∠10º3512裂隙J1136°∠77°5018裂隙J280°∠63°5018岩土界面抗剪参数参照粉质黏土与基岩结合的基岩面抗剪强度按饱和粉质黏土抗剪强度值，结合周边场地经验和实验数据（折减系数0.95）建议取值，粘聚力标准值为c＝14.91kPa，内摩擦角φ＝9.04°。填土内部抗剪参数参照老填土的值并结合临近场地经验取值即为：天然粘聚力标准值为c＝5kPa，内摩擦角φ＝28°；饱和粘聚力标准值为c＝2kPa，内摩擦角φ＝20°。4隧道平纵断面设计4.1隧道平面设计隧道平面线形主要由路线控制，设计充分考虑了隧道所处区域的地形及地质情况、左右线间距离、隧道长度、施工方案、两端接线条件和工程投资等因素。南隧道自设计起点起平面线形为圆曲线，曲线半径1200m，出洞口平面线形为直线。北隧道自设计起点起平面线形为直线，出洞口平面线形为直线。4.2隧道纵断面设计纵断面线型设计综合地形、地质条件、通风、排水、施工及两端的接线条件。南隧道设计起点设计标高345.943m，随后以4.00%的下坡到达隧道北端洞口设计标高333.143m，隧道纵向为单向坡。隧道内路面横坡为1.5%。北隧道设计起点设计标高312.415m，随后以3.80%的下坡到达隧道东侧洞口设计标高300.390m，隧道纵向为单向坡。隧道内路面横坡为1.5%。5隧道设计5.1隧道建筑限界及内轮廓根据路网和规划要求，隧道按双向四车道设计，单洞车行道宽7.5m。隧道内轮廓，暗挖隧道采用受力较好的三心圆，明挖隧道采用单洞两孔结构，隧道建筑限界及内轮廓如下图所示。图5.1隧道建筑限界图图5.2南隧道内轮廓设计图图5.3北隧道暗挖段内轮廓设计图图5.4北隧道矩形明挖段内轮廓设计图5.2洞门设计贯彻因地制宜的原则，减少边、仰坡的开挖，尽量少破坏自然环境，保护生态，减少开挖量；洞口结构设计应在保证洞口安全前提下，结合洞口地形、地质，与洞口自然景观协调共存。在没有特殊构造物限制的前提下，减少洞口仰坡高度，以消除洞口坍塌的隐患，保护原生植被。经分析比选，隧道进、出口采用端墙式洞门，南、北隧道进出口均采用中国传统古园林墙形式，并结合当地人文因素和自然景观采取恰当的艺术景观处理。隧道进口采用直接骑墙式进洞，墙体坡率设计采用与原有自然坡度相同的坡率，并绿化装饰。5.3隧道结构设计（1）隧道采用新奥法施工，主体结构采用复合式衬砌支护，并设防水层。（2）隧道均设置仰拱，边墙与仰拱圆顺交接。（3）在施工时，拱墙先于仰拱修筑。隧道结构设计满足安全可靠、经济合理、技术先进、工艺简便的要求，遵循新奥法施工原理，采用复合式衬砌结构。设计采用信息化设计，建立严格的监控量测和超前地质预报制度，辅以结构数字化理念分析验证，保证本隧道的成功实施。隧道支护参数的拟定主要以工程类比法为主，设计结果经MIDAS/NX软件分析验算，确保结构安全经济。支护参数见下表。表5.1南隧道衬砌支护设计表支护类型初期支护二次衬砌湿喷混凝土锚杆钢架间距辅助措施明洞衬砌拱墙、仰拱为70cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅴ级衬砌C25砼26cm厚；双层φ8钢筋网2020cmCD25中空锚杆L=4.0m，@10080cm，梅花型布置I20b工字钢0.8m洞口设置„φ108×5大管棚，L=20m；其余V级围岩段采用Φ42超前导管,L=4.0m,间距0.42.4m梅花型布置拱墙、仰拱为55cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅳ级浅埋衬砌C25砼24cm厚；双层φ8钢筋网2020cmΦ22砂浆锚杆L=3.5m，@10080cm，梅花型布置I18工字钢0.8m拱墙、仰拱为50cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅳ级深埋衬砌C25砼24cm厚；双层φ8钢筋网2020cmΦ22砂浆锚杆L=3.0m，@100100cm梅花型布置I18工字钢1.0m拱墙、仰拱为45cm厚的C35防水钢筋混凝土表5.2北隧道衬砌支护设计表支护类型初期支护二次衬砌湿喷混凝土锚杆钢架间距辅助措施明洞衬砌A拱墙、仰拱为70cm厚的C35防水钢筋混凝土明洞衬砌B箱型结构顶板120cm、底板和中隔墙80cm，侧墙100cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅴ级衬砌C25砼26cm厚；双层φ8钢筋网2020cmCD25中空锚杆L=4.0m，@10080cm，梅花型布置I20b工字钢0.8m洞口设置„φ108×5大管棚，L=20m；其余V级围岩段采用Φ42超前导管,L=4.0m,间距0.42.4m梅花型布置拱墙、仰拱为55cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅳ级浅埋衬砌C25砼24cm厚；双层φ8钢筋网2020cmΦ22砂浆锚杆L=3.5m，@10080cm，梅花型布置I18工字钢0.8m拱墙、仰拱为50cm厚的C35防水钢筋混凝土Ⅳ级深埋衬砌C25砼24cm厚；双层φ8钢筋网2020cmΦ22砂浆锚杆L=3.0m，@100100cm梅花型布置I18工字钢1.0m拱墙、仰拱为45cm厚的C35防水钢筋混凝土1）初期支护隧道采用复合式衬砌。初期支护以锚杆、钢筋网、湿喷砼、工字钢拱等为主要手段，并采用超前小导管、管棚注浆预支护等辅助措施，以确保洞口段稳固安全，并充分发挥围岩的自承能力。2）二次衬砌二次衬砌采用C35防水混凝土，抗渗等级P8，施工时采用台车模注现浇。商品混凝土的输送采用机械泵送。每次浇注长度应不小于8m，以提高二次衬砌的整体密实性，减少横向施工缝。Ⅴ级复合衬砌向围岩较好的Ⅳ级围岩地段延伸8～10m，以确保施工安全。3）辅助施工措施隧道进出洞口浅埋段及洞身浅埋段，采用强有力的辅助措施与初期支护相结合。设计采用的辅助措施有：超前长管棚、超前小导管。南北隧道V级围岩段设置超前小导管加强支护，其中，进洞处设置了20m长大管棚，采用节长3m、6m的φ108×5mm热轧无缝钢管，环向间距40cm丝扣连接。钢管设置于衬砌拱部150°范围，对该范围的围岩注浆加固。大管棚与超前小导管不同时设置（即已设置大管棚的位置上不再设置超前小导管），为增强钢管的刚度，管内以钢筋笼和素水泥浆填充。考虑隧道防排水及施工工艺，北隧道采用复合式中墙连拱结构型式，洞间设中隔墙，采用钢筋混凝土结构。南隧道采用小净距隧道，具体如下图所示。图5.5南隧道衬砌设计图（Ⅴ级围岩）图5.6北隧道衬砌设计图（Ⅴ级围岩）5.4人行横通道设计根据规范要求，隧道属于短隧道，南隧道于K0+650处设置人行横通道一处，北隧道于K2+420处设置人行横通道一处，不设置车行横通道。人行横通道内轮廓宽2.2m，高3.2m。5.5隧道洞口段边仰坡支护设计（1）南隧道进口段边仰坡支护方案：分级放坡+蜂巢格室生态护坡。具体如下：两侧边坡具备放坡条件，且隧道区经勘查未发现不良地质现象，故边坡优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短。本段两侧边坡及仰坡边坡从坡顶起分阶放坡，每级边坡高8m，根据地质勘查，该段左右侧为岩土质混合边坡，左侧中风化岩层边坡均按1:0.75放坡，右侧受岩层产状控制，中风化岩层边坡按1:2.5放坡，右侧土质边坡按1:2放坡，左侧按1:1.5放坡，洞顶仰坡已进入岩层，采用1:1.5坡率放坡，各级边坡间留2.0m宽马道，马道设2%～4%的外倾放坡，并对该挖方边坡蜂巢格室生态护坡。坡顶设置截水沟。根据地勘报告，左侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取52°，中等风化砂岩取52°。岩层1:0.75放坡边坡坡度约52°，岩层边坡处于稳定状态，土层放坡坡率1:1.5，土体不沿岩土界面滑动，土层边坡处于稳定状态。右侧边坡稳定性受岩层产状控制，岩层产状倾角为25°，岩层部分按1:2.5坡率（坡度22°）放坡，土层部分按1:2（坡度27°）坡率放坡，能够保证边坡安全。图5.7左侧挖方边坡赤平投影分析（2）南隧道出口段边仰坡支护方案：分级放坡+喷播植草防护。具体如下：两侧具备放坡条件，且隧道区经勘查未发现不良地质现象，故道路边坡优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短。本道路两侧从坡顶起分阶放坡，每级边坡高8m，根根据地质勘查，该段右侧为岩质挖方边坡，存在顺层，边坡采用分级放坡，放坡坡率1:2.5，每级边坡高度8m，相邻两级之间设2m宽马道，并设置2%外倾斜坡以利于排水。坡面采用喷播植草防护，仰坡下部沿中强风化界面放坡，上部按1:1.5坡率放坡至坡顶，各级边坡间留2.0m宽马道，马道设2%～4%的外倾放坡，并对该岩质挖方边坡蜂巢格室生态护坡，坡顶设置截水沟。右侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。边坡稳定性受岩层层面与岩体强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取25°，中等风化砂岩取25°。边坡坡率21.8°，小于岩层破裂角，边坡处于稳定状态。图5.8右侧挖方边坡赤平投影分析仰坡经过计算，能够保证安全。仰坡稳定性计算结果如下：（3）北隧道进口段边仰坡支护方案：分级放坡+格构锚杆护坡。具体如下：两侧边坡具备放坡条件，且隧道区经勘查未发现不良地质现象，故边坡优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短。本段两侧边坡从坡顶起分阶放坡，每级边坡高8m，根据地质勘查，该段左侧为岩质边坡，右侧为岩质边坡，中风化边坡均按1:0.75放坡，土质边坡按1:1.5放坡，洞顶仰坡为岩质边坡，存在顺层，采用1:2.75坡率放坡，级边坡高10m，各级边坡间留2.0m道，马道设2%～4%的外倾放坡，并对该挖方边坡格构锚杆护坡。坡顶设置截水沟。左侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取60.79°，中等风化砂岩取62.48°。边坡坡率约52°，小于岩体破裂角，边坡安全。图5.9左侧挖方边坡赤平投影分析右侧边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。边坡稳定性受岩体自身强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取60.79°，中等风化砂岩取62.48°。边坡坡率约52°，小于岩体破裂角，边坡安全。图5.10右侧挖方边坡赤平投影分析洞顶仰坡为岩质边坡，边坡稳定性分析：强风化带岩体破碎，岩体力学性能差，稳定性差，下部中风化带岩体较完整，力学性能较好，稳定性较好。边坡稳定性受岩层层面与岩体强度控制。岩体破裂角：中等风化泥岩取20°，中等风化砂岩取20°。经验算，仰坡坡率按1:2.75放坡，能够保证边坡安全。图5.11仰坡挖方边坡赤平投影分析（4）北隧道出口段边仰坡支护方案：仰坡及基坑北侧边坡采用分级放坡+蜂巢格室生态护坡；基坑南侧采用悬臂抗滑桩挡墙。具体如下：仰坡及北侧边坡具备放坡条件，经勘查未发现不良地质现象，故优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短，中风化边坡均按1:0.75放坡，土质边坡按1:1.5放坡，各级边坡高10m，各级边坡间留2.0m道，马道设2%～4%的外倾放坡，并对该挖方边坡蜂巢格室生态护坡，坡顶设置截水沟。基坑南侧受限于华润地产影响，不具备放坡条件，故采用悬臂式抗滑桩支护方案，桩径为1.5m，桩中心间距2.5m，同时需要破除华润地产已施作重力式挡墙。5.6建筑材料（1）混凝土喷射混凝土：C25早强混凝土；模筑混凝土：C35防水混凝土，抗渗等级P8；抗滑桩、压顶梁混凝土：C30混凝土仰拱填充：C20素混凝土；边沟及盖板：C35耐腐蚀混凝土；超前支护素水泥浆：水泥等级为42.5R，水灰比0.6。（2）钢筋及钢材钢筋：采用HPB300钢筋（公称直径小于12mm的钢筋）、HRB400钢筋（公称直径大于等于12mm的钢筋）二种；钢材：钢架、钢板采用Q235B钢材；焊条：E43系列用于焊接HPB300钢筋,Q235B钢材；E55系列用于焊接HRB400钢筋；螺栓：普通螺栓8.8级，性能等级为A级。（3）锚杆φ22砂浆锚杆、φ25中空注浆锚杆；（4）大管棚φ108*5mm无缝钢管（6）超前小导管φ42*4mm无缝钢管（7）防水高分子自粘防水卷材、橡胶止水条、橡胶止水带等。5.7结构构造措施及耐久性要求5.7.1结构构造措施（1）钢筋保护层厚度结构钢筋混凝土保护层厚度按下表执行,且主筋净保护层不应小于主筋直径。表5.3主筋净保护层表构件厚度结构部位隧道二衬外侧隧道二衬内侧301~500mm45mm35mm＞500mm50mm40mm注：箍筋、分布钢筋和构造筋的混凝土保护层厚度不得小于20mm。（2）钢筋的锚固与连接1）除图中注明外，受拉钢筋最小锚固长度Lae按下表选取表5.4受拉钢筋最小锚固长度表钢筋种类C35HPB30029dHRB400d≤2534dd＞2537d2）直径≥16mm的钢筋应机械连接，其余可采用绑扎搭接接头或焊接接头。钢筋接头设置在受力较小处，同一根钢筋上少设接头。3）钢筋的接头应错开，在同一连接区段内接头的面积百分率不大于50%。采用焊接接头时．连接区段的长度为35d（d为纵向受力连接钢筋的较大直径）且不小于50cm。采用机接接头时，连接区段的长度为35d；采用绑扎搭接接头时，钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍的搭接长度；凡接头中心点位于该连接区段长度范围内的焊接、机械连接或搭接接头均属于同一连接区段。4）钢筋绑扎搭接长度（同一连接区段内接头的面积百分率不大于50%）为1.4倍LaE（LaE为受拉钢筋的锚固长度），钢筋焊接接头长度为：单面焊10d，双面焊5d，且优先采用双面爆焊，焊缝厚度均为0.4d（d为纵向受力连接钢筋的较大直径）；机械连接采用Ⅰ级接头；各种接头必须满足相关规范．规程及技术规定等要求，确保质量。5.7.2变形缝与施工缝设置（1）变形缝设置及要求在结构、地质或荷载发生显著变化处，或因抗震要求必须设置变形缝时，为避免差异沉降引起的纵向变形，应按以下要求设置变形缝：1）隧道除上述部位需设置变形缝外，每间隔30~100m设变形缝一道。（2）施工缝设置及要求混凝土应连续浇筑，尽量减少施工缝，拱圈及仰拱不应留纵向施工缝。纵向水平施工缝不应设在剪力和弯矩最大处，最低水平施工缝距底板面应不小于30cm，距墙孔洞边缘应不小于30cm。施工缝在混凝土浇筑前，应对其表面进行凿毛、清洁处理，并应满足防水设计要求。施工缝处的钢筋无论采用何种连接方式，钢筋都要留够长度，确保连接质量，要求同一断面的钢筋接头不超过钢筋面积的50%。5.7.3耐久性要求为达到该耐久性要求，主要采取了如下措施：1、结构构件（不含临时构件）正截面的裂缝控制等级一般为三级，即允许出现裂缝，裂缝宽度：根据《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）要求，统一按不大于0.2mm考虑。2、混凝土的材料要求：①大体积浇筑的砼避免采用高水化热水泥，砼优先采用双掺技术（掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣），并控制内外温度差不超过25℃。隧道二衬应采用高性能补偿收缩防水砼。②严格控制水泥用量；C35砼配合比的单位水泥用量一般不大于400kg/m3，不小于300kg/m3。③严格控制胶凝材料及水胶比用量；如下表表5.5单位体积混凝土的胶凝材料用量表最低强度等级最大水胶比最小用量(kg/m3)最大用量(kg/m3)C350.50280400④混凝土中的最大氯离子含量为0.06％。⑤宜适用非碱活性骨料；当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3。⑥严格控制入模温度≤30℃。⑦优先掺加优质引气剂。5.7.4与结构耐久性有关的施工质量要求①耐久混凝土的施工应结合工程和环境特点，对施工全过程和各个施工环节提出质量控制与质量保证措施，并制定相应的施工技术条例。②混凝土配比及其原材料，应通过试配和混凝土抗裂性能的对比试验进行优选；③采用合理浇筑顺序，尽量减少混凝土硬化收缩过程中的拉应力与开裂；④确保混凝土保护层的设计厚度。保护层垫块可用细石混凝土制作，其抗侵蚀能力和强度应高于构件本体混凝土，水胶比不低于0.4；⑤暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。根据现浇混凝土使用的胶凝材料的类型、水胶比及气象条件等确定潮湿养护时间。⑥控制混凝土入模前的模板与钢筋温度以及混凝土的入模温度；混凝土的入模温度应视气温而调整，在炎热气候下不宜高于气温且不超过30℃，冬季施工不宜低于5℃。混凝土入模后的内部最高温度一般不高于65℃，构件任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差一般不高于25℃，新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土的温差不大于15℃。⑦混凝土浇注后应仔细摸面压平，摸面时严禁洒水，并应防过度操作。⑧应进行现场混凝土的耐久性质量检测。5.8防排水设计根据洞内无渗漏水，路面不积水，不冒水的技术标准，采取以排为主，因地制宜，综合治理，保护生态的原则。5.8.1防排水措施在洞口段采用截水沟及护坡等手段，在洞顶沿隧道用地边界，在洞口仰坡及边坡以外3.4m的适当位置设置截水天沟，减少大气降水对洞口围岩的影响。二次模筑混凝土采用抗渗标号不得低于P8的防水混凝土浇筑。为防止混凝土收缩变形开裂、保证混凝土结构防水性能，混凝土中可掺镁质高性能混凝土抗裂剂或可有效提高混凝土抗裂、抗渗性能的外加剂，掺量以胶凝材料的6%-10%为宜，具体掺量应以试配结果最终确定，镁质高性能混凝土抗裂剂应满足《混凝土用氧化镁膨胀剂》（CBMF19-2017）标准中的技术要求。同时还应加强结构养护（如侧墙前期喷水、后期挂湿土工布养护）、延长养护期（如顶板养护至防水层开始施工）等，以控制砼干缩裂缝与收缩裂缝。在二次衬砌与初期支护之间铺设高分子复合自粘防水卷材，其力学性能应符合设计要求。二次衬砌施工缝设双道P-201遇水膨胀止水胶(15×8mm)。沉降缝设E型止水带。隧道衬砌排水：沿连拱隧道衬砌两边墙墙脚外侧及中隔墙顶部纵向设置四道无纺布盲沟；衬砌背后环向设置Φ100软式弹簧透水盲沟，环向盲沟原则上每10m设一处，干燥无水段较长时，间距可适当加长；在有水地段间距适当加密。弹簧管数量根据水流大小确定，一般1～3根；在纵向排水管与洞内纵向路缘边沟之间设置DN100横向硬塑管，沿隧道纵向间距为10m，局部地下水丰富地段加密；洞内清洗水通过纵向排水边沟排出洞外。纵向盲沟全隧贯通，环向盲沟下伸至边墙脚与纵向盲沟相连，衬砌背后地下水从环向盲沟汇集至纵向盲沟后，通过横向排水管引入纵向路缘边沟，排出洞外。5.8.2结构混凝土材料自防水混凝土结构必须满足自防水要求，抗渗等级≥P8，混凝土的渗透系数K≤1×10-12m/s，混凝土的氯离子扩散系数<2×10-12m2/s，作为计算砼设计使用寿命与配合比满足抗裂、耐久性的依据，并满足长期致密、抗氯离子侵蚀，此外施工中应检测电通量(≤2000库仑)，作为砼耐久性的定期过程控制；砼60天干燥收缩率不大于0.025%；结构混凝土强度等级C35，以满足长期致密、防碳化的要求。不允许出现贯穿裂缝，表面裂缝宽度≤0.2mm。混凝土抗碳化能力，以碳化深度理论计算达到100年。通过以上指标的检测推断，进而保证混凝土的使用寿命。1、采用普通硅酸盐(或纯硅)水泥，水泥强度等级不应低于42.5级，并要求C3A含量≤8%。掺加砼膨胀剂7天水中限制膨胀率4×10-4，掺量范围为胶凝材料重量的7%，防渗等级为P8。砼水胶比≤0.45，限制水泥用量，控制用水量（≤185Kg/m3）等措施；混凝土中的石子粒径应为5～40mm连续级配，针片状石子的含量≤10%，含泥量≤1%，泥块含量≤0.5%；砂应采用中粗砂，含泥量≤2%，泥块含量≤1%，砂率宜控制在35%～45%之间；混凝土总碱量≤3Kg/m3；砂石材料必须通过碱活性测试认定为非活性；浇筑耐久性高、防水性强的结构自防水混凝土。2、控制混凝土入模塌落度（10～14cm）和接触面温度，所有混凝土入模温度均应≤28℃且≥5℃，最大温差（在混凝土浇筑后三周内）≤25℃。砼侧墙浇筑时倾落的自由高度不应超过1.5m。顶、底板砼应在初凝前多次收水抹光，初凝后应对砼覆盖并浇水，浇水的次数能保持砼处于湿润状态。3、搅拌混凝土掺入抗裂剂时必须有专人负责，误差应小于0.5%内，对计量装置要经常检查。加水后的搅拌时间要比普通混凝土延长30S以上，GNA砼浇筑后养护非常重要，应根据气温情况，即时浇水养护，使混凝土外露面始终保持湿润状态，养护期一般不少于14天。同时还应加强结构养护（如侧墙前期喷水、后期挂湿土工布养护）、延长养护期（如顶板养护至防水层开始施工）等，以控制砼干缩裂缝与收缩裂缝。5.8.3防水材料防水层：无纺布：重量≥400g/m2；厚度≥3mm。防水板：1.5mm厚高分子复合自粘防水卷材（与无纺布组合配套使用）。表5.7无纺布性能指标项目单位丙纶无纺布涤纶无纺布单位面积质量g/m2400±5400±5纵向拉伸强度N/5cm900840横向拉伸强度N/5cm950840纵向伸长率%110100横向伸长率%120105顶破强度KN1.110.95渗透系数cm/s5.5×10-24.2×10-2表5.8高分子自粘防水卷材性能指标表项目指标试验条目断裂拉伸强度（N/㎝）常温≥606.3.260℃≥30扯断伸长率/％常温≥400－20℃≥10撕裂强度/N≥206.3.3不透水性（0.3MPa，30min）无渗漏6.3.4低温弯折温度/℃≤－206.3.5加热伸缩量/㎜延伸≤26.3.6收缩≤4热空气老化（80℃×168h）断裂拉伸强度保持率/％≥806.3.7扯断伸长率保持率/％≥70耐碱性（质量分数为10％的Ca（OH）2溶液，常温×168h）断裂拉伸强度保持率/％≥806.3.8扯断伸长率保持率/％≥80臭氧老化（40℃×168h），200×10-8－6.3.9人工气候老化断裂拉伸强度保持率/％≥806.3.10扯断伸长率保持率/％≥70粘结剥离强度（片材与片材）N/㎜（标准试验条件）≥1.56.3.11浸水保持率（常温×168h）/％≥70复合强度（FS2型表层与芯层）/（N/㎜）≥1.26.3.12注1：人工气候老化和粘合性能项目为推荐项目；注2：非外露使用可以不考核臭氧老化、人工气候老化、加热伸缩量、60℃断裂拉伸强度性能。盲沟：环向φ100软式透水管（FH复合型）纵向φ110HDPE波纹管接缝防水材料指标：（1）外贴式止水带和中埋式带注浆管止水带外贴式止水带规格：宽500mm，厚15mm；中埋式带注浆管止水带规格：宽300mm，厚15mm。表5.9止水带性能指标序号项目指标变形缝施工缝1硬度(邵尔A),度60±52拉伸强度，Mpa≧15123扯断伸长率，%≧3803804压缩永久变形70℃×24h，%≦3523℃×168h，%≦205撕裂强度，KN/m≧30256脆性温度，℃≦-45-407热空气老化70℃×168h硬度变化(邵尔A),度≦+8拉伸强度，Mpa≧1210扯断伸长率，%≧3008臭氧老化50pphm:20%,48h二级9防霉等级一级（2）嵌缝材料双组份聚硫密封膏防水嵌缝材料：渗出系数≤4，低温导性-30°C，最大拉伸强度≥1.2MPa，最大伸长率≥100%，恢复率≥90%，加热失重≤10%。（3）带注浆管的缓胀性遇水膨胀橡胶止水条缓胀性遇水膨胀橡胶止水条规格：宽30mm，厚15mm表5.10止水条性能指标序号项目指标1硬度(邵尔A),度45±72拉伸强度,Mpa≧33扯断伸长率,%≧3504体积膨胀率,%≧4005反复浸水实验拉伸强度,Mpa≧2扯断伸长率,%≧250体积膨胀率,%≧3006低温弯折(-20℃×2h)无裂纹聚合物防水砂浆表5.11防水砂浆主要性能要求防水砂浆种类粘结强度（MPa）抗渗性（MPa）抗折强度（MPa）干缩率（％）吸水率（％）冻融循环（次）耐碱性耐水性（