┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
毕业设计(论文)报告纸
是Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。 3.3.2水文与气象
受地势影响,南秦岭属海拔1000m左右的中高山区,为温带半湿润——湿润季风气候,由于受山地垂向变化的影响,气候差异也较大,区内气候一月份平均气温0.6?C,7月份平均气温24?C,年平均气温13?C极端最低气温-12.3℃,早霜期始于10月下旬,晚霜期终于3月下旬,无霜期225天,年降水量800~1000mm,而雨季一般集中在7月至9月,具有春寒、伏旱、夏洪、秋涝的特点。降雪期为11月至翌年2月,积雪厚度一般为2~4cm,最大18cm,高山气候阴湿,中低山区雨量充沛。
不良地质现象有雨季时洪水暴涨,常携带泥土、碎石,在沟口形成洪积扇区,不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。 3.3.3地质条件 1、地层、岩性
隧道穿越的山岭位于向斜的南翼,地层总体上向北倾斜。区域内主要的构造线以西北——东南向延伸,与路线走向大角度交叉。隧道轴线横穿的主要断裂是将军岔断裂。地层主要是古生界泥盆系中统铁炉子沟组(D2d),岩性相对比较复杂,硬质岩有片麻岩。隧道地表层覆盖以第四系残破积层为主,为灰色、灰褐色亚粘土夹碎石土、老黄土、新黄土、亚粘土。主要岩土类特征如下: (1)糜棱化闪长岩
褐黄色、灰色、灰白色,中细粒糜棱结构,条纹条带状、流层状、块状构造,受动力作用强烈,岩石具有明显糜棱化,矿物成分主要为长石、石英、角闪石及云母,岩质坚硬,节理裂隙发育,风化强烈,表层可用镐锹挖掘。 (2)含碎石、角砾粘质砂土
褐红色,湿,结构疏松。碎石、角砾含量20-25%,粘粉粒含量20-25%,砂粒含量50-60%,碎石角砾成分主要为白云岩,局部为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩等,多为棱角状,分布较均匀,土体较均匀。 (3)糜棱岩
灰绿色,原岩为凝灰岩,糜棱结构,条纹条带状构造,糜棱面极发育,具片状假象,矿物成分主要为石英、长石、绿泥石、绿帘石等,浅部节理裂隙发育,岩体破碎,深部岩体完整。 (4)变灰岩夹硅质岩
灰色、青灰色,细晶结构,薄片及薄层状构造,局部为受动力作用而强烈变形,褶皱发育,矿物成分为石英、方解石、燧石,局部可见大量方解石,石英脉体。 (5)含砾微晶灰岩
灰-浅灰色,岩石中的砾石为沉积时的混入物,其粒径2-15cm,为次园-棱角状,
13
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
毕业设计(论文)报告纸
分布不均,含量5-20%,成分为泥晶白云岩。微晶灰岩呈微晶结构,生物碎屑结构,块状构造。主要矿物为方解石,含量不小于95%,少量有机质(2%)及生物碎屑(3%)。方解石粒径一般0.01-0.001mm,少部分未结晶灰质粒径0.001mm。岩石较坚硬,整体完整性较差,抗分化能力较强。 (6)细粒长石石英砂岩
灰白色、细粒砂状结构,块状结构。碎屑成分主要为石英,含量大于75%,次为长石10-15%,硅质岩屑小于1%,粒径一般0.1-0.25mm,少数0.25-0.4mm。填隙物成分主要为硅质(5-8%)及少量粘土质。岩石为颗粒支撑接触式胶结。岩石坚硬,整体完整性较好,抗风化能力较强。 (7)泥岩
黄色,泥质结构,块状构造。主要成份为粘土矿物,含少量粉砂粒。岩石软弱,整体完整性差。物理力学性质差,接近于半成岩的粘性土。
综上所述,此地区岩土工程地质性质普遍较差。白云岩虽较坚硬,但受构造运动影响,较破碎,分化较严重,整体完整性较差。砂岩虽坚硬,抗风化能力较强,力学性质较高,整体完整性较好,但其出露宽度窄,泥岩受构造变形大,岩石软弱不完整,抗风化能力弱,其工程地质条件差。 2、构造特征
隧道区断层较发育,以北东向断层为主,次为近东西向,亦见南北向断层。断层性质以压扭性、压性、扭性为主,个别为张性、张扭性,断层多期活动的特点,早期以压性、压扭性、扭性为主,且规模较大,晚期以张性为主,规模小。 3、水文地质条件
勘测区地下水的补给主要来自大气降水。区内降水量较充沛,植被不甚发育,山高坡较陡,沟谷深切,地表径流畅通,降水量又相对集中,多以大雨和暴雨形式降落等,大部分以地表径流汇于沟谷中,不利于降水的下渗。故地下水补给作用较弱,区内地下水仍较贫乏。 4、不良地质现象
隧道路线走廊为长江水系,雨季时洪水暴涨,常携带泥土、碎石,在沟口形成洪积扇区,不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。
3.4横断面设计
3.4.1建筑限界
根据《公路隧道设计规范》,隧道高度5米,行车道宽度3.75米,双车道布置,净宽10.50米,其中左侧向宽度为0.5m,右侧向宽度为1.00m,左侧检修道宽度为
14
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
毕业设计(论文)报告纸
0.75m,右侧检修道宽度为0.75m,路面坡度采用2%;车行横通道高5.0m,路面宽度为4m,不设侧向余宽,左右侧检修道宽度均为0.25m;人行横通道高2.5m,路面宽2m,不设侧向余宽和检修道;并且同时考虑了下列因素:
(1)检修人员步行时的安全;
(2)紧急情况下,驾乘人员拿取消防设备方便; (3)满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。 3.4.2隧道内轮廓
隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定以外,还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要,并为通风、照明、消防、监控、运营管理等设施提供安装空间,同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量,使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。本隧道采用《公路隧道设计规范》附录B提供的v=80km/h情况下的标准断面,断面为单心圆,r1=5.65m,r2=9.5m,断面周长为31.93m,面积为66.65m2。
3.5隧道衬砌结构设计
3.5.1围岩分级
隧道围岩级别划分主要依据岩体弹性波速度、岩样饱和极限抗压强度、岩石质量指标,并结合围岩分化程度、完整性、坚硬程度、节理发育程度、断层及地下水影响程度等进行综合分类。
依据实际资料在确定隧道围岩级别时,制定以下原则:
(1)以交通部行业标准《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)提供数据为围岩级别划分标准。
(2)遇断层破碎带,围岩级别较同类岩石降低1-2等级,影响带推至洞底以上40-80米与断层交界处。
(3)为便于隧道施工,按隧道开挖过程中可能遇到的地层和构造情况分段划分评价。
(4)未有钻孔控制段,参照勘测区同类岩石已有资料进行类比分级。 根据上述围岩级别划分原则,将隧道围岩级别划分汇入下表:
隧道围岩级别划分表
里程桩号 岩土名称 长度 围岩级别 占总长比例(%)
15
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
毕业设计(论文)报告纸
K0+000-K0+200 老黄土,片麻岩 200 Ⅴ 7.7 K0+200-K0+560 老黄土、片麻岩 亚粘土、风化片麻岩 老黄土、风化片麻岩 350 Ⅲ 13 K0+560-K0+930 370 Ⅳ 14 K0+930-K2+610 1687 Ⅴ 65.3 3.5.2衬砌设计
隧道断面设计除符合建筑限界要求外,考虑到洞内排水、通风、照明、消防、监控等运营附属设施所需空间,并考虑到围岩收敛变形及施工等必要的预留量,内轮廓采用单心圆。隧道衬砌结构型式均采用“新奥法”复合式衬砌,衬砌设计参数以工程类比法并结合计算分析确定,断面型式采用等截面单圆心,对于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用带仰拱衬砌。
Ⅲ级围岩初期支护采用径向系统锚杆,钢筋网喷射混凝土支护体系。系统锚杆采用砂浆锚杆,直径为22mm,长度为2.5m,环向间距为1.2m;Ⅲ级围岩喷射混凝土厚度为12cm,预留变形量为5cm。
Ⅳ级围岩初期支护采用径向系统锚杆、超前锚杆,钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。
Ⅳ级围岩段:系统锚杆采用注浆锚杆,直径为25mm,长度为3.0m,环向间距为1.0m;超前锚杆直径为25mm,长度为4.5m,外插角为15°,环向间距为40cm。Ⅳ级围岩喷射混凝土厚度为22cm,预留变形量为10cm,采用II-13×15格栅钢架,纵向间距100cm。
Ⅴ级围岩分为Ⅴ级围岩浅埋段和Ⅴ级围岩深埋段,初期支护采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆,钢拱支撑配合钢筋网喷射混凝土形成整体。
Ⅴ级围岩浅埋段:系统锚杆采用中空注浆锚杆,直径为25mm,长度为4.0m,环向间距为1.0m;超前小导管采用直径为50mm的无缝钢管,长度为4.5m,外插角为15°,环向间距为40cm。Ⅴ级围岩喷射混凝土厚度为26cm,预留变形量为15cm,浅埋段采用钢拱架型号为I20,间距为75cm。
Ⅴ级围岩深埋段:系统锚杆采用中空注浆锚杆,直径为25mm,长度为3.5m,环向间距为1.0m;超前小导管采用直径为50mm的无缝钢管,长度为4.5m,外插角为15°,环向间距为40cm。Ⅴ级围岩喷射混凝土厚度为24cm,预留变形量为12cm,深埋段采用钢拱架型号为I18,间距80cm。
16
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
毕业设计(论文)报告纸
通过围岩监控量测,最终在初期支护相对稳定的条件下,全断面模筑二次混凝土衬砌。衬砌采用曲边墙拱形断面,明洞二次衬砌厚度为60cm,Ⅲ级围岩二次衬砌厚度为35cm,Ⅳ级围岩段的二次衬砌厚度为40cm,Ⅴ级围岩浅埋段和Ⅴ级深埋段的二次衬砌厚度为45cm。
3.6防排水设计
(1)隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。设计中采用的措施要求达到:排水通畅、防水可靠、施工方便,是隧道洞内基本干燥,保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全,形成完整的防排水体系。
(2)洞内复合式衬砌采用1.5mm厚改性ECB/LDPE防水板防水,450g/m2土工布,土工布与防水板间的连接采用双缝焊机的焊接技术,接缝处留10cm长搭接长度,以备质量检查。铺设时采用无钉热合铺设法。隧道二次衬砌满足抗渗S6要求。
(3)隧道内设置纵向排水管、环向排水管、横向排水管、环向盲管等形成岩体-环向排水管-纵向排水管-横向盲管-中央排水管-洞外一个完整的闭合回路,使岩体内的渗水可以畅通的排出,另外对于集中出水点,可预埋半管。对于路面排水,设置开口式边沟,为防止预制块接缝间漏水,在接缝间设置防水板。
(4)隧道内所有施工缝和沉降缝均设置中埋式排水橡胶止水带。
(5)对于出水量较大的地段,采用超前注浆堵水,浆液采用水泥和水玻璃混合浆液,以加快其凝固速度。
(6)由于隧道所在区域冬季较为寒冷,故采取中心排水管深埋的措施。
3.7通风设计
隧道分为上下行线单向行驶的分离式隧道,上行线和下行线长度均为2607m,上行线纵坡+1.3%,下行线纵坡-1.3%,设计行车速度为100km/h,设计交通量:9500辆标准车/日(双向),高峰小时交通量按日交通量的12%计算;汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%;隧道断面积:Ar?66.65m2;隧道当量直径Dr?8.35m,CO设计浓度为300PPm,烟尘允许浓度为0.0065m-1。在综合考虑隧道所处的自然条件、交通量、隧道内行驶的
17