嘉滨路连接道洞门边坡支挡结构设计说明

01010、概述1.1、工程概况解放碑地下停车库及连接通道三期工程位于，其目的在于缓解解放碑地区地面交通拥堵并提高地下停车系统的利用率和周转率，达到综合改善该地区交通状况的目的。根据建设时序，解放碑地下停车库及连接通道工程分为三期实施，目前一期、二期工程已经通车试运行。本次设计范围为解放碑地下停车库及连接通道三期工程，位于临江路地下，北侧通过嘉滨路连接道与嘉陵江滨江路相接。建设内容包括主通道K2+150-K2+817.884段、嘉滨路连接道（临江路地下道）、两江桥隧道连接道一（九尺坎地下道）、两江桥隧道连接道二（民族路地下道）、三个车库连接支洞。本工程高切坡有1处，位于嘉滨路连接道出洞口处，该处现状地形为一斜坡，由于隧道进洞，在该处形成高度11米的岩质切方边坡，采用预应力锚索桩支护，桩顶采用板肋式锚杆挡墙加固现状边坡坡面，边坡高度总计22米。1.2、场地工程地质条件1.2.1、地形地貌解放碑地下停车系统三期工程位于重庆市渝中区商业中心地带，人类活动改造较强烈，交通便利。勘察区场地地势属平缓开阔台地，台地上地形平坦，呈坪状。地面标高239.10～252m之间。由于该地段人类活动剧烈，原始地形、地貌已不复存在，现今的地形特征为后期人类改造后的结果。场地总体南高、北低。拟建嘉滨路连接线里程K0+660m以北为一陡斜坡，坡脚为现状嘉滨路。坡脚高程约187.70m，坡顶高程244～250m。最大高差约64m。斜坡上部主要为裸露的砂岩岩体，坡角60～80，最大高度约30m。中部为缓斜坡、采用格构护坡，坡角10～25，缓坡段坡脚局部设置有抗滑桩，采用1.2×2.5m方桩，桩中心距离3～6m。下部为泥岩岩体，岩体表面采用素喷混凝土护面，坡脚采用3～5m的条石挡墙护脚，坡角60～70。1.2.2、自然地理、气象及水文重庆属中亚热带季风气候，主要特点是冬暧夏热，降雨充沛，分配不均。多年平均气温18.3℃，月平均最高气温是8月为28.1℃，月平均最低气温在1月为5.7℃，日最高气温43℃(2006年8月15日)，日最低气温-4.5℃；多年平均降水量1163.3mm左右，降雨多集中在5～9月，其降雨最高达746.1mm左右，多年平均日最大降雨量162.9mm，日降雨量大于25mm以上的大暴雨日数占全年降雨日数的62%左右，小时最大降雨量可达62.1mm风向：一年内风向最多者为北风，1、4月份有东风，6、7、8、9月份有西南风，12月份有东北风。据历年观测统计，年平均风速为1.2m/s，最高为4月份达1.5m/s，最低为11月份仅0.9～1m/s，全年平均风速仅属一级风，但某年7月份亦曾发生过风速达26.6m/s的十级大风。场地及周边附近无地表水体。地下水主要赋存在地表松散土层以及基岩浅层风化裂隙和层间裂隙中，以第四系孔隙水和浅层基岩裂隙水的形式存在。动态明显受季节影响，埋藏深度较浅，水量随深度增大而减弱，地下水位随地形变化而起伏，地下水动力条件差，具有明显的不均匀性，富水性弱。大气降雨是该区域内地表水及地下水的主要补给源。1.2.3、地质构造勘察区位于川东南弧形构造带，华莹山帚状褶皱构造束东南部。解放碑地下停车系统三期工程主通道从西向东穿越重庆向斜，重庆向斜轴部位于主通道里程K2+416处。重庆向斜西翼岩层产状：倾向88º，倾角5º；重庆向斜东翼岩层产状：倾向275º，倾角7º。场地内岩石主要发育有两组构造裂隙，其特征如下：J1：倾向337左右，倾角77，裂隙面平直闭合，裂隙间距约2～6m，为硬性结构面，结合差，无充填物，深度上有一定延伸，一般密度约1条/2m，最密集处每米3～5条。J2：倾向132左右，倾角一般为81，闭合，裂隙间距约2～5m，为硬性结构面，结合差。1.2.4、地层结构拟建场区内地层经地表调查和钻探揭露，出露的地层由上而下依次可分为第四系杂填土（Q4ml），下伏侏罗系中统沙溪庙组（J2S）砂岩、泥岩。基岩与覆盖土层呈不整合接触。各层岩土特征分述如下：（1）第四系全新统(Q4)杂填土（Q4ml）：杂色，主要由粘性土、砂土、植物根径夹建筑垃圾、生活垃圾、岩块等组成，松散～稍密、稍湿，粒径在2～38cm左右，含量约占55%，分布于地表，埋深浅、厚度一般1～6m，地面为沥青混凝土或地面砖封闭。（2）侏罗系中统沙溪庙组（J2S）场地出露地层自上而下分别为第四系全新统杂填土，下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组砂岩、泥质砂岩和泥岩。砂岩：灰色、黄褐色，细～中粒结构，中-厚层状构造，钙质胶结，主要矿物成份为石英、长石、云母和暗色矿物，局部夹泥岩透镜体，岩质较硬。砂岩强风化层岩芯多呈黄色、黄灰色，碎块状、短柱状；中～微风化岩芯呈短柱状、柱状，裂隙较发育，完整性较好。泥岩：紫红色，泥质结构，中-厚层状构造，主要矿物成分为粉质粘土质矿物。强风化岩芯呈碎块状，风化裂隙发育；中～微风化岩芯呈短柱状、柱状，裂隙较发育，完整性较好。（3）风化带特征整个场区强风化带厚度0.3～1.00m，厚度分布不均匀，钻探揭露该层岩石破碎，呈块状，手捏易碎。土石工程等级为Ⅲ级，类别为硬土。中风化带岩芯较完整，一般呈柱状，岩体呈块状～大块状。中风化砂岩的土石工程等级为Ⅴ级，类别为次坚石，中风化泥质砂岩、泥岩的土石工程等级为Ⅳ级，类别为软石。各钻孔土层、基岩及强风化层情况详见附表。1.2.5、水文地质场区属构造剥蚀丘陵地貌，地形起伏小。场地及其附近未见地表水。场地地下水主要为基岩中的裂隙水和孔隙水，主要由大气降水和生活用水补给。素填土和砂岩为透水层；泥质砂岩为相对隔水层。基岩中的裂隙水、孔隙水因地形较高不利地下水的赋存；经调查，场区地下人防洞室内无滴水现象，场地地形有利地下水向北侧地形低处排泄出场地。钻探完毕后，提干孔内的钻探残留水。24小时后，观测地下水位，为干孔。水文地质条件简单。1.2.6、不良地质作用、特殊岩土与有害气体根据调查访问和现场踏勘，拟建嘉滨路连接线出洞口顶部砂岩陡斜坡段的危岩已委托重庆市地勘总公司二八水文地质工程地质队进行了施工图设计治理，局部已完成了施工治理，局部还处于地段还处于施工治理中。场地嘉滨路连接线顶部缓斜坡段，局部土体较厚，现在缓斜坡坡脚段设置有抗滑桩，采用1.2×2.5m方桩，桩中心距离3～6m。未见滑塌现象，斜坡现状稳定。场地无其它断层、滑坡、泥石流等不良地质作用。场地内特殊岩土为杂填土和风化岩石。杂填土在场地大部分范围均有分布，厚度1.0～7.7m，其厚度差异较大，均匀性差，隧道施工开挖后，填土不均匀沉降可能引起地面开裂、周边建（构）筑物开裂及倾斜等。风化岩分布于整个场地基岩表层，风化裂隙发育，岩质软，岩体破碎，厚度一般0.5～3.4m左右。根据本次勘探成果，结合场地各地层岩性条件和地区经验，该场地各岩土层中本身无有毒有害气体存在，但隧道开挖及桩孔采用人工施工时作好通风、送风工作。1.2.7、地震与地震效应评价根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)，拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。拟建场地上覆土层主要为杂填土，根据剪切波速测试成果和地区经验，场地杂填土平均剪切波速取150m/s，为软弱土；中风化基岩剪切波速值按＞800m/s取值。根据拟建工程不同的工点类型，拟建项目分段按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）进行平均效剪切波速计算和场地类别划分，嘉滨路连接线场地类别为Ⅰ0类。1.2.8、岩土参数选用及建议值项目素填土砂岩泥岩岩土体重度（KN/m3）天然20.0*24.2524.5饱和20.5*25.4124.73岩石单轴抗压强度标准值（MPa）天然(MPa)／33.2911.68饱和(MPa)／25.737.72岩土体抗剪强度C（KPa）天然0／／饱和01744.2723.9φ（°）天然28*／／饱和24*33.6331.73土体沿基岩面抗剪强度C（KPa）天然0／饱和0／φ（°）天然22*／饱和20*／岩体破裂角（无外倾结构面时）θ（°）／61.8260.86岩层层面（各岩层内部）C（KPa）／6045Φ（°）／2018裂隙C（KPa）50Φ（°）18岩体等效内摩擦角标准值（°）Ⅲ／55／Ⅳ／5050地基承载力特征值（kPa）土层120*／/强风化／400*300*中等风化／12206.34282.6挡墙基底摩擦系数土层0.25*／强风化／0.350.3中等风化／0.450.40岩土体水平抗力系数土比例系数（MN/m4）10*／／强风化岩体（MN/m3）／30*20*中等风化岩体（MN/m3）／420*100*锚固体与岩土体极限粘结强度标准值（kPa）（M30）（kPa）／1000*380*备注：(1)“*”号为地区经验值；(2)边坡岩体破裂角：当边坡岩体破坏模式受岩体强度控制时取45+/2；当破坏模式受外倾结构面控制时，则取其倾角与45+/2二者中之小值。(3)表中素填土相关参数为现状钻探揭露的素填土，对于未来填土其压实度不应小于92%。2.1、设计依据（1）业主提供相关资料及合同与重庆市重庆渝城投资有限公司签订的设计合同业主提供的1/500地形图及建设场地相关资料解放碑地下停车系统三期工程工程地质勘察报告解放碑地下停车系统工程交通预测分析（重庆市交通规划研究院）《重庆解放碑金融街地下车库连通工程消防安全性能评估报》及评审意见。《重庆解放碑金融街地下车库连通工程设计复核评估报告》（2）主管部门批复文件重庆市规划局《建设工程设计方案审查意见函》（渝规渝中方案函（市政）（2018）0003号）重庆市公安消防总队专题会议纪要（2017-11）（解放碑地下环道项目消防设计专家评审会会议纪要）（3）《重庆市城乡总体规划》（2007-2020）（2014年深化）（4）《解放碑中心地区城市设计》2004年（5）沿线主要建筑施工图设计图纸（6）解放碑地下停车库及连接通道一期、二期工程施工图设计（7）高边坡专项方案可行性评估报告（8）其他相关资料2.2、设计规范（1）国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》(GB50153－2008)《中国地震动参数区划图》(GB18306－2015)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330－2013)《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223－2008)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086－2015）《地下工程防水技术规范》(GB50108－2008）《混凝土结构设计规范》(GB50010－2010（2015年版）)《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476－2008)《混凝土结构工程施工规范》(GB506666－2011)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204－2015)（2）建设部标准《工程建设标准强制性条文(城市建设及公路工程部分)》(建标[2000]202号及建标[2002]99号)《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)《城市道路工程设计规范》（CJJ37－2012）《城市地下道路工程设计规范》(CJJ221－2015)《城市道路路基设计规范》(CJJ194－2013)（3）交通部标准《公路工程技术标准》(JTGB01－2014)《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)《公路隧道设计细则》(JTG/TD70－2010)《公路隧道施工技术规范》(JTGF60－2009)《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60－2009)《公路隧道交通工程与附属设施施工技术规范》(JTG/TF72－2011)《公路路基设计规范》(JTGD30－2015)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50－2017)《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40－2011)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60－2015)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62－2018)《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07－01－2006)《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）2.3、设计标准（1）道路等级：城市地下道路支路（2）结构设计使用年限：100年（3）安全等级：一级3、边坡支挡结构设计3.1、地质情况及边坡稳定性分析嘉滨路连接道出洞口处地形为一陡斜坡，为泥岩岩质斜坡，岩体表面采用素喷混凝土护面，坡脚采用3～5m的条石挡墙护脚，坡角60～70，局部有少量土层分布。根据地勘报告，拟建嘉滨路连接道出洞口顶部砂岩陡斜坡段的危岩已委托重庆市地勘总公司二八水文地质工程地质队进行了施工图设计治理，局部已完成了施工治理，局部地段还处于施工中。根据本次勘察试验结果，出洞口段的中风化砂、泥岩，中等风化泥岩饱和状态下单轴抗压强度标准值为7.72MPa，为软岩，中等风化砂岩饱和状态下单轴抗压强度标准值为25.73MPa，为较软岩，出洞口主要砂、泥岩组成，围岩级别为=4\*ROMANIV级。出洞口段位于重庆向斜轴部西翼，岩层单斜产出，倾向88º，倾角5º；。场地内岩石主要发育有两组构造裂隙，其特征如下：J1：倾向337左右，倾角77，裂隙面平直闭合，裂隙间距约2～6m，为硬性结构面，结合差，无充填物，深度上有一定延伸，一般密度约1条/2m，最密集处每米3～5条。J2：倾向132左右，倾角一般为81，闭合，裂隙间距约2～5m，为硬性结构面，结合差。嘉滨路连接道出口洞口仰坡高度10～20m，边坡安全等级为一级，边坡岩体类型为Ⅲ类。由赤平投影图分析可知：岩层层倾向与边坡倾向大角度相交，为切向坡。裂隙J1与边坡坡向相近，交角约21°，小于30°，为外倾结构面，裂隙J2与边坡坡向大角度相交，该段边坡的稳定性主要受裂隙J1控制，边坡岩体可能产生J1裂隙面滑塌破坏和崩塌掉块，边坡岩体破裂角取45°+φ/2与外倾结构面较小值，取为60°。隧道仰坡赤平投影分析3.2、边坡支挡结构设计嘉滨路连接道隧道采用双连拱隧道，出洞口处采用预应力锚索桩支护。桩基布置于隧道两侧，共计3根，中桩截面尺寸1.2×2.5m，边桩截面尺寸1.5×2.5m，桩基临空高度11m，桩底嵌入中风化基岩内8m，嵌岩段基岩单轴抗压强度不小于8MPa。桩顶设置冠梁，冠梁截面尺寸2.5×2.0m。桩上锚索均采用预应力锚索，12束15.2mm钢绞线制作，锚入现有桩板挡墙后的中风化基岩内，有效锚固段10m。锚索钢绞线极限强度标准值不低于1860MPa，单孔12束锚索设计预应力值为500kN，初始预应力值为280kN，锁定预应力值为575kN(含15%超张拉预应力)，锚索钻孔为Ф180mm。锚索长度由锚固段、自由段和张拉段组成，锚固段长度为10m，张拉段均为1.5m。锚索全段均需除锈清洁,锚索自由段需涂刷防锈剂防腐处理,每束钢绞线分别采用塑料套管隔离防护(锚索与塑料管间应用专用防腐润滑油脂充填)，张拉部分只作防腐处理。全孔范围内采用M35水泥砂浆灌注，采用孔底注浆法，注浆压力0.6～0.8MPa。每根锚索各设1个GSM型测力计（共8套），测力计量程为1500kN。桩顶采用板肋式锚杆挡墙加固现状边坡坡面，最大高度11m，锚杆采用2φ32普通砂浆锚杆，间距2×2.5m。3.3、主要材料（1）混凝土C40混凝土：预应力锚索桩C30混凝土：板肋式锚杆挡墙（2）预应力钢绞线采用符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)要求的低松驰钢绞线，公称直径15.2mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量E＝1.95×105（3）普通钢筋采用的钢筋应符合GB1499.1－2008和GB1499.2－2007国家标准的相关规定，直径≥12mm者采用HRB400热轧带肋钢筋；直径＜12mm者则采用HPB300热轧光圆钢筋。（4）锚杆：普通砂浆锚杆，砂浆强度M30。4、施工要点4.1、挖方边坡施工（1）施工前应熟悉边坡地质环境资料，掌握工程地质和水文地质特点，了解影响边坡稳定的主要地质特征和边坡破坏模式，精心作好施工组织设计。熟悉边坡周边建（构）筑物的分布和特点，了解坡顶构筑物基础和结构情况，必要时采取预加固措施，施工期间应注意组织好环境排水。并采取可靠的施工保护措施。坡顶必须设置截水沟，采取施工措施水流下渗和冲刷，以保证坡体稳定和施工安全。（2）边坡施工采用信息施工法施工，建立信息反馈制度，发现边坡变形过大，变形速率过快，周边环境出现沉降开裂等险情时应暂停施工，及时向勘察、设计、监理、业主通报，根据险情原因及时采取应急排险措施。（3）对土石方开挖后不稳定或欠稳定的边坡，应根据边坡的地质特征和可能发生的破坏等情况，施工单位应采取自上而下、分层开挖、分层防护、分段跳槽、小开控、及时支护的逆作法施工。严禁无序大开挖、大爆破作业，以确保坡顶建（构）筑物的安全。逆作法施工要求由上往下施工，开挖一段立即支护一段，最大开挖临空高度不得大于3.0m，严禁全面开挖再支护的施工方式。施工时必须注意每一级开挖的施工长度，分段长度建议采用6m，分段跳槽开挖，逐渐往下至要求的场平高程。（4）边坡坡面施工时，为保证质量，坡面应预留2米厚岩层用人工进行开挖。（5）部分边坡坡面较高且临近既有道路，为防止爆破或施工过程中落石影响车辆安全，施工单位应作好必要的防护措施或进行交通转换。4.2、桩基施工由于预应力锚索桩桩位位于斜坡地形上，无机械成孔条件，故采用人工挖孔桩。（1）施工前应编制人工挖孔桩专项施工方案，经由专家安全论证同意后严格按方案要求进行施工。（2）人工挖孔灌注桩宜避开雨季进行施工，施工期间加强基坑及周边场地的截排水措施。（3）施工前应加强桩周边安全防护，施工人员进入施工现场必须戴好安全帽，孔口周围设置安全警示及围栏，孔口设置高出地面25cm的锁口井圈，孔口2.0m范围内严禁堆放杂物和积土，挖出的土必须做到随挖随运，保证孔口的安全。开挖完成的孔口，以及挖孔暂停期间应盖好盖板，防止落物入孔或人员不慎坠。（4）孔内设专人经常检查有害气体浓度，浓度超标时，设置通风设备，有毒气体消除后施工人员方可下井施工，开挖深度超过5m时应配有通风设备。每天开工前应检测孔内是否有有毒气体。确认孔内气体正常后方可下孔作业；每天开工前，应将孔内水抽干，并用鼓风机或大风扇向孔内送风5min，使孔内浑浊空气排出，才准下人。孔深超过5m时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不宜少于25L/s。孔底凿岩时应加大送风量。（5）每天上班前检查水钻、水泵等电源线，如发现电源线有破损现象，应即使用防水绝缘胶布包裹，破损严重的及时予以更换，防止在钻岩时发生漏电而导致作业人员触电。（6）夜间施工时，现场必须有符合操作要求的充足的照明设备，施工现场应设置围栏，并悬挂红灯示警标志。4.3、预应力锚索施工（1）锚索孔采用干钻，孔径、深度应满足设计要求。如遇坍塌体地层松散、破碎时，应采用套管跟进的钻进技术，使钻孔完整不坍。（2）锚索注浆应采用自孔底向上一次有压注浆，中途不得停浆。孔内注浆必须饱满密实，在初凝前进行要进行二次补浆。（3）锚具宜采用OVM型锚具。锚具底座顶面（斜托面）与钻孔轴线应垂直，确保锚索张拉时千斤顶出力与锚索在同一轴线上。（4）孔内砂浆达到设计强度的80％后，进行锚索张拉。（5）锚固段水泥浆保护层厚度不小于20mm。（6）锚索孔位应按设计要求准确放置于桩上，孔位允许偏差±50mm；深度允许偏差0～+100mm；孔径允许偏差0～+10mm；倾角允许偏差1%；锚索长度允许偏差－30～100mm。（7）拌合水的水质应符合《混凝土拌合水用水标准》（JGJ63），拌合水中酸、有机物和盐类等对水泥浆体和杆体有害物质的含量不得超标，不得影响水泥正常凝结和硬化。（8）注浆材料宜选用灰砂比1:0.8～1:1.5的水泥砂浆或水灰比0.38～0.50的水泥浆。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。严防石块、杂物混入浆液。水泥砂浆的砂料最大尺寸小于2.0mm，砂的含泥量（按重量计）不得大于3%，砂中云母、有机质、硫化物和硫酸盐等有害物质的含量（按重量计）不得大于1%。水泥浆中硫化物的含量不得超过水泥重量的0.1%。（9）注浆管应具有足够的内径，能使浆体压至钻孔的底部。注浆管应能承受1.0MPa的压力。（10）锚索孔注浆前应采用空气清孔，排出孔内杂物和积水，然后将灌浆管插入距孔底300mm～500mm处，浆液自下而上连续灌注，随着浆液的灌进，慢慢拔出灌浆管。灌浆压力不小于0.6～0.8MPa，中途不得停浆，在初凝前要进行补浆，必须做到浆液均匀地填满钢筋与孔壁间的空隙。（11）锚索孔灌浆后不得随意敲击杆体，也不得在杆体上悬挂重物。（12）制作锚索时，其长度应增加1.5m张拉段。（13）使用钢刷去除钢绞线表面浮锈，自由段根据监理工程师指示刷涂专用防腐润滑油脂。锚索在钻孔的同时现场进行编制，内锚固段采用枣核状，张拉段采用直线形状。为防止钢绞线端头破损，采用砂轮机切割下料，钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。正常情况下，钢绞线截断余量取50mm。将截好的钢铰线平顺地放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记；在内锚固段的范围内穿对中隔离支架，间距60-100cm，两对中支架之间设置紧箍环。自由段使每根钢绞线保持顺直，并用塑料管穿套，锚索与塑料管间应用专用防腐润滑油脂充填，最后，在锚索端头套上导向帽。（14）锚索正式张拉前，应取0.1～0.2倍轴向拉力设计值Nt对锚索预张拉1～2次，使锚索体完全平直，各部位接触紧密。锚索张拉分两次采用对称循环张拉，每次张拉时间间隔为3～5天。第一次按分3个循环进行张拉，第一次张拉