方案设计总说明

1工程概况受重庆市硝城建设开发有限责任公司委撇院承接了快速路一横线歇马至蔡家段歇马隧道工程蔡家洞口渣场项目方案设计任务。要求在确保安全的前提下，做到技术先进、经济合理。快速路一横线歇马至蔡家段中梁山歇马隧道是重庆市市级重点项圏于蔡家岗镇三溪村碾子岗，止于歇马镇文凤村桥堡。隧道设计为分离式双洞单向三车道行驶，左洞长4.187公里，右洞长4.15公里，隧道顶板最大埋深纽2.00m属深埋特长隧道。工程总投资约13亿元。计＞013年12月开工，工期12个月。项目业主为重庆市硝城建设开发有限责任公司。由于该工程建设的需要，在靠近蔡家的隧道洞口附近，需要设置一渣场，来堆放隧道开挖过程中产生的土石方，渣场的设计容量的为0万诃。本项目位于重庆市北硝区三溪口村，汽车可直达现场，交通便利，地理位置较好，场区水电齐备，具备施工条件。2设计依据1） 《设计委托书》2） 《设计合同》3） 《快速路一横线歇马至蔡家段歇马隧道工程蔡家洞口渣场项目工程地质初步勘查报告》（重庆市高新工程勘察设计院有限公1X013.12）,简称《初勘报告》4） 有关规范《建筑边坡支护技术规范戈GB50330-2002；《建筑地基基础设计规范1SGB50007-20D；《建筑桩基技术规范/JGJ94-200Q《混凝土结构设计规范^GB50010-2010）3工程地质概况3.1地形地貌拟建场地属山地（低山）地貌，场地中间为一沟谷地带部分已被周边铁路建设的弃渣充填，沟谷口部位于场地东南侧，地势总体上东、西北三侧较高，中间为填方平缓地带，东南侧为沟谷口部，地势较低。场地内最低M®.37m最高高程331.50m相对高差为84.13m地形坡角2。〜30。，局部坡角选0〜50°。3.2地质构造场地位于观音峡背斜南东翼，据区测资料并结合现场调查等情况看，勘查区周围及附近不存在断层构造区域构造整体稳定场地内强风化泥岩页岩、砂岩中裂隙发育；中风化岩层中裂隙较发育不发育。岩层呈单斜产出，产W°Z52°O层面结合程度一般，面较平，局部可见少量的泥质充填，属硬性结构面。场地临近区域调查发现主要发育两组构造裂隙：LI：15°Z68°,间距0.5〜3.0m闭合，裂面较平直，延伸大的米，结合程度较差，为硬性结构面。L2：238°Z42°,间距0.5〜3.0m闭合，裂面较平直，延伸大于10米，结合程度较差，为硬性结构面。综上所述，勘查区地质构造简单。3.3岩土分层及分布场地内主要分布的地层为上覆第四系人工填土、残坡积土和下伏侏罗系中统新田沟组的泥岩、砂岩、页岩，以及侏罗系下统自流井组的泥岩、灰岩。人工填筑土分布于渣场拟建场地范围中部平坦区域内，厚度越21m,残坡积土分布于拟建场地内斜坡地带，厚0.1〜6m基岩在场地内四周斜坡地带局部出露。1、 第四系全新统人工填土层Q^i)人工填土(Q4m0：杂色，以暗灰色、灰白色为主，局部紫红色。主要由砂岩、页岩、泥岩碎块石组成，硬质物含量不均，一般占总质陆£0%,粒径20〜500mm,局部达80%以上，最大粒径约500mm填筑土分布于场地中部高程较低、地势平坦区域，填土为近期堆填，结构松散，填粥〜3年。2、 第四系全新统残坡积土层Qel+dl)残坡积土层粉质粘土呈红褐色、深灰色，由粘粒、粉粒组成，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，呈可塑〜硬塑状，层厚0.1〜6.0m该层分布于勘查区四周斜坡区域。另外，在场地局部区域分布有水田，水田里为淤泥质土，灰黑色，有臭味，层状构造；能搓成mm的土条，但易折断；干燥体积缩小，强度不大，锤击时成粉末，用手指能搓散。3、 侏罗系中统新田沟组J$)砂岩：浅灰、灰色，主要由长石、石英等矿物，次为云母及少量暗色矿物等组成，细粒结构，钙泥质胶结，中厚层状构造。强风化带岩石风化裂隙发育，岩芯呈碎块状、手捏易碎；中等风化带岩石较完整，岩石手不能折断，锤击声较清脆，岩芯呈柱状。分布在勘查区南部新建铁路位置。据现场调查资料，砂岩岩体完整性较好，强度较高，裂隙较发育。页岩：深灰灰黄色、黄绿色，薄层状，遇水易崩解。主要由粘土矿物组成，泥质结构，无回弹，易击碎，敲击声哑，岩质软，指甲难刻痕。分布在勘查区南部新建铁路位置。泥岩：紫红色，夹灰绿色粉砂质条带、团斑，泥质结构，中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，夹少量砂质。分布在勘查区南部斜坡区。据野外调查资料，其表层岩体风化裂隙较发育，岩体较破碎，强度低；下部弱风化岩体完整性较好，裂隙较发育。4、侏罗系下统自流井组哗1)灰岩：深灰色、灰白色，局部夹暗紫红色，隐晶质结构，中厚层状构造，矿物成份以方解石为主，含泥质，岩石结构致密坚硬，锤击声较脆。分布在勘查区大部分区域。据现场调查资料，灰岩岩体完整性较好，强度较高。泥岩：暗紫红色、灰绿色，泥质结构，中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，局部夹少量砂质。从钻探揭示的情况来看：强风化带岩石风化裂隙发育，岩芯呈碎块状、手捏易碎，强风化带厚度.lnr^4.70m；中等风化带岩石较完整，岩石手不能折断，锤击声哑，岩芯呈柱状。分布在勘查区中、北部。据野外调查资料，其表层岩体风化裂隙较发育，岩体较破碎，强度低；下部弱风化岩体完整性较好，裂隙较发育。3.4水文地质条件勘查区为低山地貌，地势总体上东、西、北三侧较高，中间为填方平缓地带，东南侧为沟谷口部，地势较低。由于素填土渗透性较好，地表水经渗透后沿原始自然斜坡坡面向场地外侧排泄，场地整体排泄条件较好。勘查区西侧有一条季节性冲沟，勘查期间的流量绚物S,每逢降雨，冲沟水量较大，最大流量约为7.5M/S,其汇水主要来自于场地后缘中梁山区域的地表汇;K鉄路建设的弃渣堆填堵塞了该沟渠的下游，施工方另开挖了一条明渠，将此天然冲沟改道，将冲沟的汇水从场地东南侧排出。冲沟水体通过填土渗流后在填方区前缘边坡护脚墙外侧排泄E集，形成一水潭，水深估计为1〜2.0米，水体流过水潭后沿原始冲沟向东南侧排出。据现场调查表明，勘查区东北侧居民区存在水井点，井点水位^.09-270.09m之间，水质为饮用水质温度为常温，出水量的调查表明，水井每天出水量多为十余方，少为数百公斤。（1） 松散岩类孔隙水松散岩类孔隙水主要分布于场地上部填土体中，填土结构松散，孔隙大，透水性强为透（含）水层，属于潜水，是场地内最主要的地下水类型，径流条件较好，其分布及水位、水量受季节性降雨、地层岩性、地形条件等影响较大。主要接受大气降雨和基岩裂隙水的补给，补给条件较好，易蒸发、沿土体内部孔隙或基岩裂隙下渗。下层粉质粘土及岩层属相对隔水层。（2） 基岩裂隙水基岩裂隙水主要分布于岩层风化裂隙物碎屑岩裂隙水其水量分布受地层岩性、地质构造、地形地貌条件控制。主要受大气降雨以及松散岩类孔隙水补给，径流条件较好，排泄条件一般。其动态随季节变化明显，就近补给或就近排泄入至地势低洼地带。区内强风化层总体较薄，中等风化带岩体较完整，局部裂隙较发育，且泥岩属相对隔水层。在雨季或雨季后期该类型地下水的水位变化对基岩面土体物理力学性质影响较大。钻探施工过程中，对每个钻孔终孔水位和终孑囲小时水位进行了水位观测、并在全部钻孔结束后进行了统一的观测，填方区钻孔大多为干孔，地下水不发育。综上：勘查区地表水较发育；场地斜坡地带地下水较贫乏，平缓或沟谷地带地下水较发育。勘查区水文地质条件较复杂。拟建场地周边汇水面积约为.617畑，设计降雨的重现期耽0年，雨水流量约为8.517n?/so暴雨强度及雨水潦量计算V1-0-9-2DesignedbyJing选择城市暴雨强度公式q(t+12.8P0.076)077右梯形排水沟涼量计算口回冈暴雨强度参数重现期P |20 年降雨历时t |10 分钟「雨水流量参数 -汇水面积S |617000—平方米径流系数甲阪矿根据不同地貌选择径流系数Iq(t+12.8P0.076)077右梯形排水沟涼量计算口回冈暴雨强度参数重现期P |20 年降雨历时t |10 分钟「雨水流量参数 -汇水面积S |617000—平方米径流系数甲阪矿根据不同地貌选择径流系数I非铺砌土地面计算暴雨强度q)460.17升肋•公顷雨水流量Q|8517.82升用1|30664.17 立方米/小时文件帮助根据不同状况选择重现期计算确定〔仅适用于道路立交)边坡丢数水沟底宽£；(m)=正常水深H(m)=m2=粗糙系数n=排水沟坡度 i=边坡系数 ml=.讦宜疣量Q=水力半径只=|0.817米 流速V=*.4T1米/秒图1截排水计算示意图3.5地震效应地勘报告表明：结合根据《中国地震动参数区划图GB18306-200D和《建筑抗震设计规范XGB50011-2001）,场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值取0.05g＞设计地震分为第一组。3.6不良地质作用根据勘查资料，拟建场地的不良地质作用主要为铁路建设弃渣形成的填方边坡的稳定问题。拟建场地内未发现崩塌、泥石流等不良地质现象及地质灾害。4稳定性分析根据《初勘报告》以及方案设计复核，按折线形滑动法计算堆填体沿原天然滑动的整体稳定性，计算结果为：堆填前（即原铁路建设产生的填方边坡沃然工况下稳定系数为1）69,欠稳定；暴雨工况为0.899,不稳定；由计算结果可知，1一9条块的稳定系数〉1.35,即填方边坡整体稳題前缘部分因地形变陡，可能沿原天然地面滑动；渣场堆填后（原地坪不作处理）天然工况下稳定系数为.256基本稳定；暴雨工况为1.206基本稳定；由计算结果可知，天然工况下，1—9条块的稳定系数-.35,即填方边坡整体稳題前缘部分因地形变陡，可能沿原天然地面滑动；暴雨工况下，填方边坡的整体稳定系数可能整体沿原天然地面滑动，且设计剩余下滑力戡foOkN/m下滑力较大；渣场堆填后（天然地坪施作台阶状庆然工况下稳定系数为.256基本稳定；暴雨工况为1.054欠稳定；由计算结果可知，1—9条块的稳定系数>1.35,即填方边坡整体稳題前缘部分因地形变陡，可能沿原天然地面滑动；经过对天然斜坡地面改变为台阶状的处理，设计剩余下滑力约248.29kN/m下滑力大大减小。综上所述，原铁路填方边坡整体稳趙前缘部分因地形变陡可能沿原天然地面滑动；若不对天然地面作台阶处理，渣场堆填后，暴雨工况下，填方边坡可能整体沿原天然地面滑动，且设计剩余下滑力超过DOOkN/m下滑力较大；若对天然地面作台阶处理，渣场堆填后，填方边坡整体稳鉅前缘部分因地形变陡，可能沿原天然地面滑动；设计剩余下滑力约48.29kN/m下滑力较不作台阶状处理大大减小。堆填体前缘还可能发生沿填土体内部的圆弧形破坏。5设计参数根据《初勘报告》边坡治理设计有关参数取值如下：1） 泥岩:天然重度25.3KN/M饱和重度25.5KN/M砂岩：天然重度24.6KN/M,饱和重度24.9KN/M2） 填土界面强度参数：天然状态：C=lO.OkPs0=11.0°饱和状态：C=8.0kPs0=9.5°3） 岩石水平抗力系数：中风化泥岩取50kN/M4） 岩体与锚固体JU30砂浆）粘结强度特征值：中风化带砂岩®500kpa中风化带泥岩W80kPa6方案设计及比选根据边坡破坏模式和建筑边坡的特点，采用两个设计方蓊;案一：桩板挡墙分级筑坡■截排水工程方案二：重力式挡土坍分级筑坡截排水工程具体布置如下：方案一：桩板挡墙分级筑坡截排水工程渣场的回填及主要治理措施包括：在渣场红线范围内分两级回填，第一级平台设计高程304.0-305.0m第二级平台设计高程03.0-304.0m渣场设计填方量为67.0万ms；堆填体表层采畑00mm素土夯实，并按设计要求设置地坪坡度，在场地内以及沿渣场周边设置截排水沟，堆填体周边按更2.0坡率放坡，渣场前缘设置一排桩板挡墙。截排水沟：共布賢、氏C三种类型的截排水沟△型截排水沟布置在场地的西侧及西南侧，过水断面过水断面下宽.0m,上宽3.25nt高2.5m,该截排水沟与场地西侧的天然季节性冲沟西型截排水沟相连，将冲沟及场地后缘区域的汇水排岀型截排水沟布置在场地的西北侧及北侧，过水WBmXl.Om；C型截排水沟布置在场地内及场地东侧，过水断面.3mX0.4m；堆填体周边按丢：2.0坡率放坡；桩板挡墙：桩板挡墙布置在渣场堆填体前缘的沟谷口部地带，桩板挡墙乘取混凝土浇注，桩板挡墙墙顶坡率更2.5。方案二：重力式挡土齡级筑坡■截排水工程渣场的回填及主要治理措施包括：在渣场红线范围内分两级回填，第一级平台设计高程304.0-305.0m第二级平台设计高程03.0-304.0m渣场设计填方量为67.0万ms；堆填体表层采®00mm素土夯实，并按设计要求设置地坪坡度，在场地内以及沿渣场周边设置截排水沟，堆填体周边按更2.0坡率放坡，渣场前缘设置一排桩板挡墙。截排水沟：共布賢、氏C三种类型的截排水沟△型截排水沟布置在场地的西侧及西南侧，过水断面2.5mX2.5m,该截排水沟与场地西侧的天然季节性冲浓吸i截排水沟相连，将冲沟及场地后缘区域的汇水排戏趣截排水沟布置在场地的西北侧及北侧，过水断面l.OmXl.Om；C型截排水沟布置在场地内及场地东侧，过水