东一路-涵洞工程设计说明

概况“一带一路”天府贸易中心配套道路及东一路项目”-东一路项目道路桩号K1+133.203处有规划防洪通道-王槐沟，已纳入机场北线-东段道路工程范围统一迁改；道路桩号K0+790处813燃气与地铁18号线的专项防护工程，已单独纳入《东一路斜跨成都轨道交通18号线三期工程天府机场北至临江站区间D813北内环长输天然气管道保护加强工程》项目，本项目不再考虑；K0+759涵洞和K1+160东侧管涵均为保证低洼地排水至下游近期通畅的通道。东一路道路工程的涵洞一览表如下表所示：编号道路桩号交角a（°）新建长度（m）尺寸（米）涵洞类型涵洞-洞身材质1K0+75911219.231-φ1.5临时排水圆管涵预制钢筋砼III级承插管2K1+160东侧道路外东侧151-φ1.5临时排水圆管涵预制钢筋砼III级承插管本项目道路占地范围内有现状毛细沟渠，近期需对现状水系进行保通和恢复，本次设计结合地形图以及地勘资料，对现状水系横穿道路的位置或低洼地排水不畅的路段设置了涵洞。并在涵洞与现状渠道的之间设置保通引水通道，以保证水流通畅。2.工程任务与规模（1）工程范围及工程目标保证东一路道路工程范围内临时排水通畅。（2）设计标准及工程级别①该圆管涵为临时排水通道，结构安全等级为三级，涵洞设计工作年限为30年。②设计荷载：城-A级，人行活载：5kPa。③拟建场地属于成都市东部新区石板凳街道，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）、按照《公路工程抗震规范》的相关规定，场地抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）成都东部新区石板凳街道峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.40s。根据《公路桥梁抗震设计规范》（JTG-T2231–01-2020）的相关规定，拟建桥梁抗震设防类别为类。④工程区域为一般环境中的干湿交替，根据《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》JTG/T3310-2019，环境等级为I-C。⑤主要型式与材料：本次涵管采用钢筋砼III级承插管，管接口做法参照图集06MS201-1/24（图集相关更新说明详见排水工程设计说明中）；管涵基础与八字墙等素混凝土结构采用C25标号，预制钢筋混凝土管材混凝土标号不低于C30。3设计参数（1）䎭率n：综合䎭率采用0.017；（2）底坡坡降i：0.004；（3）涵顶填土对涵洞的竖向压力按土柱重力计算，车辆荷载以车轮着地面积的边缘向下按30o角度分布；涵顶填土高度≥0.5m时，不计活载的冲击效应。4工程地质本次勘察经钻探揭露本场地的地层由第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统坡洪积(Q4dl+pl)、侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）泥质、砂岩构成。各地层岩性分述如下：第四系全新统人工填土层（Q4ml）（1-1）耕土：灰褐色，稍湿～湿，结构松散，主要由粉质粘土及腐蚀落叶组成，含大量植物根系，属人工耕作成因，该层在场地内普遍分布，层厚0.2～1.6m。（1-2）素填土：灰褐色、褐红色，结构松散，主要以碎块石为主，粒径大小约2~20cm，最大粒径约45~50cm，回填时间1~3年，均匀性差、结构疏松，自重应力下得变形尚未稳定，主要为周边施工项目堆积弃土，堆填方式主要为抛填、部分进行简单碾压。该层在场地内普遍分布，层厚0.3～12.8m。（1-3）填筑土：灰褐色，褐红色，物质成分为砂、泥岩岩块及黏性土，多为已建道路填方路基，原路基填筑过程中经过分层碾压夯实，填筑土年限1~3年。该层在场地内零星分布，在场地内共有5个钻孔揭露，厚度在1.5～18.4m。第四系全新统坡洪积(Q4dl+pl)（2-1）软塑粉质黏土：灰褐色、灰黑色，软塑，局部可塑，稍湿~湿，稍具光泽，干强度中等，韧性中等。该层在场地内局部分布，主要分布于鱼塘及水田附近，在场地内共有14个钻孔揭露，层顶埋深0～11.1m，层厚1.5～7.7m。（2-2）可塑粉质黏土：灰褐色、黄褐色，稍湿，可塑。含铁、锰质氧化物结核，局部夹少量钙质结核，切面有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，主要由粘粒组成，该层在场地内局部分布，场地内共计18个钻孔揭露，层顶埋深0～18.4m，层厚0.6～5.6m。侏罗系上统蓬莱镇组泥岩、砂岩（J3p）<3>泥岩：褐红色、灰褐色，岩体较完整，岩质较软，根据泥岩层风化程度的不同，将其分为2个亚层。<3-1>强风化泥岩：褐红色、灰褐色，岩质软，敲击声闷，泥质结构，水平节理发育，破碎～较破碎，岩体较软。岩芯多呈碎块状，少量短柱状，岩芯手可折断，岩芯采取率50～70%，RQD约35～40，岩层产状309°∠2°，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层在场地内普遍分布，在场地内有33个钻孔揭露，层顶埋深0～22.1m，层厚0.6～5.7m。<3-2>中等风化泥岩：褐红色、灰褐色，泥质结构，厚层构造，节理裂隙较发育，岩体较硬，岩芯多呈长柱状，少量短柱状，锤击易断，岩芯呈短柱状～柱状，局部为块状，岩芯采取率75～95%，RQD约80～90，岩层产状309°∠2°，岩体较完整，岩石饱和抗压强度标准值1.64Mpa，为极软岩，岩体基本质量等级为V级，该层在场地内普遍分布，在场地内共有40个钻孔揭露，层顶埋深0～29.4m，本次勘察未揭穿。<4>砂岩：灰白色～紫红色，岩体较完整，岩质较软，根据砂岩层风化程度的不同，将其分为2个亚层。<4-1>强风化砂岩：灰白色～紫红色。风化裂隙很发育，岩体破碎，钻孔岩芯呈碎块状或短柱状，用手可掰断甚至捏碎，岩石结构清晰可辨，敲击声闷。局部夹有少量中等风化砂质泥岩和砂岩。岩芯采取率一般60～80%，RQD约40～50，岩层产状309°∠2°，岩体较完整，为极软岩。岩体基本质量等级为V级，该层在场地内零星分布，在场地内共有8个钻孔揭露，层顶埋深0.2～5.9m，层厚0.2～1.2m。<4-2>中等风化砂岩：褐红色、紫红色，砂质结构，薄层～中厚层构造，岩体较完整，节理裂隙发育～轻微发育，岩芯呈短柱状和长柱状。岩块用手难折断，敲击声清脆，回弹明显。岩芯采取率一般80～85%，RQD值一般80～90，岩层产状309°∠2°，岩石饱和抗压强度平均值15.67Mpa，为软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层在场地内局部分布，在场地内共有15个钻孔揭露，层顶埋深0.4～22.3m，本次勘察未揭穿。各土层物理力学指标建议值参数值岩土名称重度γ（kN/m3）压缩模量ES(MPa)快速剪切试验建议值（q）建议承载力特征值fak（kPa）基底与基底土间的摩擦系数μ土体与锚固体极限摩阻力标准值（kpa单轴抗压强度标准值（天然）（MPa）单轴抗压强度标准值（饱和）（MPa）坡度允许值（高宽比）c（kPa）φ（°）坡高5m以内坡高5～10m<1-1>耕土18.0////////1：1.751：2.0<1-2>素填土18.5/810//15//1：1.751：2.0<1-3>填筑土19.0///950.225//1：1.501：1.75<2-1>软塑粉质黏土18.03.515960/10////<2-2>可塑粉质黏土19.05.228121300.2540//1：1.501：1.75<3-1>强风化泥岩20.51550252600.35900.5/1：1.251：1.50<3-2>中等风化泥岩22.5/150308000.452202.51.51：0.751：1.0<4-1>强风化砂岩21.01840282800.351000.5/1：1.251：1.50<4-2>中等风化砂岩23.0/1603312000.4524021.015.01：0.751：1.05工程设计（1）设计依据主要设计规范《工程结构通用规范》（GB55001-2021）；《混凝土结构通用规范》（GB55008-2021）；《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）；《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2018）；《混凝土结构耐久性设计标准》（GB/T50476-2019）；《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）；《公路桥梁抗震设计规范》（JTG-T2231-01-2020）《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》JTGT3310-2019；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018；《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG3363-2019；《公路涵洞设计规范》JTG/T3365-02—2020；《公路桥涵施工技术规范》JTG∕T3650-2020；《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015；《公路圬工桥涵设计规范》JTGD61-2005；主要依据文件《东一路、西一路道路工程地质勘察报告》，四川志德岩土工程有限责任公司，2021年8月。（2）平面布置根据现状水系走向，涵洞进出口与现状对应通道顺接；顺接位置结合现场道路路基放坡实际位置进行设置。（3）断面设计本次涵管采用钢筋砼III级承插管，管接口做法参照图集06MS201-1/24（图集相关更新说明详见排水工程设计说明中）。（4）材质及要求1）管涵基础与包封：C25素混凝土。2）管涵接口：预制承插管接口做法参照图集06MS201-1/24，接口橡胶圈采用滑动橡胶圈，轴向变形能力为8~15mm；其余参数参考06MS201-1/10橡胶圈性能指标公称硬度50。3）防腐层：防腐层采用水泥基渗透结晶型防水材料，干膜总厚度不小于1mm。4）拌制防水混凝土的水泥宜采用42.5以上普通硅酸盐水泥，每立方混凝土的水泥用量应控制在270~280kg，总碱含量应≤3kg，水灰比应≤0.5~0.55。砂宜采用中粗河砂；粗骨料用碎石或卵石。砂石级配良好，含泥量不得超过规范允许值。5）耐久性设计①环境类别公路桥涵混凝土结构及构件应根据其表面直接接触的环境按下表的规定确定所处环境类别。公路桥涵混凝土结构及构件所处环境类别划分环境类别条件Ⅰ类-一般环境仅受混凝土碳化影响的环境Ⅱ类-冻融环境受反复冻融影响的环境Ⅲ类-近海或海洋氯化物环境受海洋环境下氯盐影响的环境Ⅳ类-除冰盐等其他氯化物环境受除冰盐等氯盐影响的环境Ⅴ类-盐结晶环境受混凝土孔隙中硫酸盐结晶膨胀影响的环境Ⅵ类-化学腐蚀环境受酸碱性较强的化学物质侵蚀的环境Ⅶ类-磨蚀环境受风、水流或水中夹杂物的摩擦、切削、冲击等作用的环境本工程环境类别为I类（一般环境），设计使用年限为30年，并根据《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》对涵洞各部位的环境作用等级进行划分。涵洞各部位混凝土强度等级、最大水胶比、最大碱含量、最大氯离子含量及保护层厚度最低要求应符合下表的规定。构件类别涵洞上部涵洞下部基础（素混凝土）环境作用等级I-BI-CI-C混凝土等级C30C30C25最大水胶比0.550.550.55最大碱含量3.0kg/m33.0kg/m33.0kg/m3最大氯离子含量0.2%0.2%0.2%②混凝土材料要求应对混凝土用骨料进行碱活性试验；有潜在碱活性集料严禁用于涵洞结构。③检修和维护设施涵洞寿命期内应对结构进行定期的检修和维护管理。检修和维护通道就是这一工作能够得以开展的基本保证，这些都需要在涵洞设计时，进行统一考虑，确定其设置的原则。考虑检修的便捷性，本次涵洞设计内径均按1.5m设计。6）抗震措施建议施工时，对于岩土地质条件变化处的管涵应设置柔性沉降缝，避免运行期间地震作用产生不均匀沉降。预制承插管接口做法参照图集06MS201-1/24，接口橡胶圈采用滑动橡胶圈，轴向变形能力为8～15mm；其余参数参考06MS201-1/10橡胶圈性能指标公称硬度50。7）开挖应根据地勘报告中建议开挖坡比进行；涵背至涵顶以上50cm的回填区和涵洞基底以下的回填区采用砂砾石分层回填，压实度≥0.96（相对密度≥0.7）；涵顶以上回填区域，采用路基设计的机动车道路基强度及压实度要求进行回填。8）地基：本次临时管涵以粉质黏土2-2为基础，管道承载力特征值均不低于130kPa。若开挖至设计标高时，若地基承载力不能满足持力层要求，继续深挖至持力层，若持力层距离设计标高小于2.0m，则以级配砂石分层回填压实至设计标高（卵石粒径不宜大于200mm，分层厚度≤300mm），换填层压实度≥0.97（相对密度≥0.75）；若持力层距离设计标高大于2.0m，应通知设计地勘进行现场处理。具体地基处理量以实际发生量为准。9）清淤：本次涵洞工程需对经现状沟渠进行清淤疏浚；在地块未开发之前，使涵洞与现状沟渠顺接；清淤量以实际发生为准。6.施工安全与注意事项（1）河渠类涵洞施工：应安排在枯期进行施工，施工期间采用全断面围堰施工，围堰分段布置在工程段上下游，围堰总长按30m考虑；围堰顶宽3.0m，迎水面边坡为1:1.5，背水面边坡1:1.5。堰体两侧均采用袋装土堆砌，袋装土填料为开挖的土石料，围堰中间采用开挖土石料夯填压实，迎水面采用塑料彩条布防渗；土石围堰填筑土体压实度不应小于0.93。施工过程中应安排一定台班数的抽水泵进行基坑排水，以保持施工作业面应干燥，具体台班数根据实际情况确定。（2）管涵施工要点1）圆管涵施工前应符合现场实际沟渠位置及高程，涵洞进出口位置应与实际现状沟渠顺接。2）管涵基础应按设计要求铺设，必须注意平整，砂砾垫层必须均匀、密实。3）施工时，必须注意管涵的全长与管节的配置及端墙位置的准确，对斜交管涵应首先配置两端的斜管节。当管节长度之和与实际涵长有微小差值时，应将差值平分于上下游两端。为避免放样时的误差，可将一端洞口端墙于管节安装完毕后，再行浇筑。施工时，当管顶覆土厚小于0.5m时，应严禁重型车辆通过。（3）涵洞开挖1）开挖边坡应根据地勘资料和涵背过渡段开挖坡度综合确定，必要时需增加边坡临时支护措施，确保边坡稳定和施工安全。2）车辆荷载和地面堆载应设置在岸坡稳定区。3）开挖施工应由上而下分段进行。4）施工期，设置围栏和安全警示牌，确保施工的正常进行和施工安全。5）施工期对河岸附近的地面状况，临近建构筑物等进行定期观测，若发现异常应采取措施并及时报告相关单位，以便及时处理。6）施工中应注意对周边环境的影响，尽最大努力减少对周边环境的不利影响。7）施工前应复核现状地形、相邻道路、河道两岸地坪高程，若上述内容与本设计不符，应及时通知设计人员，以便协调解决。8）施工中如遇不良地质条件及其它问题与设计不符者，请与设计人员及时联系，以便及时解决问题。9）严禁超挖，超挖区由施工单位自行填补。10）在施工期间，施工单位应制定详尽的施工组织方案保证施工期排水、交通通畅。11）施工中如发现其他问题，请及时与甲方及设计人员联系，共同处理问题。7.危险性较大的分部分项工程本项目危险性较大的分部分项工程范围：其中R者为本项目设计中初步判断重大危险源，其余在实施阶段由建设、监理、施工等项目参与单位根据项目实际情况判断是否存在。重大危险源点位（部位）施工单位应