隧道设计图说明

说 明 一、设计依据 1、关于十堰至漫川关（鄂陕界）公路可行性研究报告审查意见的函（交函规划〘2003〙275号）； 2、交通部“关于银川至武汉公路陕鄂接线方案的函”规公便〖2002〗第52号； 3、陕西省、湖北省交通厅“关于西部开发省际公路通道银川－西安－武汉线陕鄂界高速公路建设有关问题的协议书”2003年5月22日； 4、中交第二航务工程勘察设计研究院编制的《银川西安武汉公路大通道十堰至漫川关段环境影响评价大纲》； 5、湖北省文物考古研究所编制的《十堰至漫川关高速公路文物规划报告》； 6、中交二院编制的湖北省十堰至漫川关段高速公路第二合同段初步设计文件； 7、交通部部颁技术标准和规范、规程以及总体组下发的其他有关文件； 8、西部开发省际公路通道银武线十堰至漫川关高速公路初步设计省内预审会专家意见； 9、西部开发省际公路通道银武线十堰至漫川关高速公路详测详勘验收会专家意见；

二、技术标准及采用规范 2.1 技术标准 隧道净宽： 0.75+0.25+0.5+2*3.75+0.5+0.25=9.75m 隧道净高： 5.0m 计算行车速度： 80km/h 2.2 设计规范 《公路工程技术标准》 (JTJ001-97) 《公路工程抗震设计规范》 (JTJ004-90) 《公路隧道设计规范》 (JTJ026-90) 《锚杆喷射混凝土砼支护技术规范》(GB50086-2001) 《地下工程防水技术规范》（GBJ 108-87）

三、初步设计批复意见执行情况 《西部开发省际公路通道银武线湖北十堰至漫川关高速公路初步设计省内预审初审会专家意见》中关于隧道方面的有8条意见，与7~11合同段有关的执行情况如下：

1、按照省内预审专家意见，在施工图阶段全线统一对于长度小于500m的隧道采用沥青复合式路面。 2、按照省内预审专家意见，在施工图阶段全线将土门一号、二号联拱隧道、李师关联拱隧道、花园联拱隧道、梯子沟联拱隧道改为小间距隧道，降低了工程造价，同时减小了施工难度。同时对于必须采用连拱形式的隧道采用夹心式连拱结构形式，基本解决了连拱隧道渗漏水的问题。 3、施工图阶段在充分利用初勘地质资料的基础上，对于各隧道针对性的布设了详勘钻孔。 4、由于本项目所在区域的地形条件异常复杂，按照省内预审专家意见，在施工图阶段针对各隧道洞口具体地形地质条件，认真比选确定隧道的洞门和进洞方案。 5、根据省内预审专家意见，隧道施工图阶段采用了断面经济，结构受力合理的衬砌支护形式。 6、施工图阶段对原初步设计防排水设计进行了进一步优化，采用洞周洁净水和洞内污染水分排的方案，具有环保、经济、可靠的优点。 7、隧道挖方的调配和弃碴场设计在施工图阶段全线统一考虑。 8、施工图阶段针对各隧道具体情况都补充了相关的施工设计。

四、隧道概况 云岭隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路特长隧道，位于郧西县上津镇丁家湾村境内，隧道左线起讫桩号为ZK104+765～ZK106+920，全长2155m，右线起讫桩号为YK104+765～YK106+925，全长2160m。隧道左线平面线型进口段为圆曲线，曲线半径R=1240m，其后接缓和曲线，A＝480，隧道中间段为直线，其后接缓和曲线，A＝480，出口段为圆曲线，曲线半径R=1240m，隧道右线平面线形与左线相同。隧道纵面线型左线为+2.0%和-1.65％的单向坡，右线为+2.5%和-1.75％的人字坡。隧道最大埋深约260m，隧道进口为端墙式洞门，隧道出口为削竹式洞门。

五、隧道地质 5.1 地形地貌 隧道区地貌属构造剥蚀中～低山丘陵地貌单元，地形起伏较大，相对高差约350米。隧道所经地段标高在450-760米之间，山体顶部及山脊呈浑圆状。沿线地势西北高，东南低，局部由于较强烈的切割而显陡峭。区内冲沟多呈东西向发育，沟谷较陡，冲沟内多为第四系残坡积堆积物。进口段右侧为两山间的冲沟，其自然坡度25°-35°;出口段坡度较陡，坡度为45°-50°，坡地植被发育。 5.2 工程地质条件 隧道区域在大地构造上属于秦岭褶皱系中的三级构造单元武当复背斜内，次级构造单元为武当复背 斜北部的郧西倒转复式背斜西北部倾伏端。在K106+300m为一小向斜。两郧断裂由一系列平行断层组成，平面上多次分支复合，该断裂呈北西向，断面总体倾向北东，倾角40°～75°。西始陕西省漫川关，东延经湖北省郧西、郧县至丹江口，然后伏于南襄盆地。受两郧断裂的影响，岩层扭曲褶皱明显，岩体产状变化较大，总体产状起始段倾向北西，隧道出口段倾向西，倾角38°-72°。受两郧断裂的影响，本路段节理较为发育，在K104+600-K105+700m右侧的上津组的炭质千枚岩被挤压后，形成的破碎带宽度可达百米以上。局部可见断面的水平擦痕和阶步构造。断层产状为38°∠55°，地层略有平移，表现为北盘东错，南盘西移特点，错移距离一般可达数百米，表明两郧断裂在线路区为平移逆断层。 根据地层形成的时代、成因及物理力学性质，隧道穿越的地层主要有：第四系(Q)覆盖层，白垩系跑马岗组（pK2）、泥盆系中统（2D）、奥陶系蛮子营组（mO32）及志留系上津组（sS）。 各层具体工程地质特征描述如下： ⑴ 第四系(Q)覆盖层： 填筑土(meQ)（地层代号Ⅰ-1） 杂色，由卵石、粘性土、植物根等组成，稍湿，松散。层厚0.60-2.80m ，平均厚度1.73m。主要分布于郧漫公路两侧。 含碎石亚粘土(hQ)（地层代号Ⅰ-2） 褐黄色，碎石具棱角状,粒径约20-50mm,含量约10-30%, 稍湿，硬塑状，层厚约2.50m 。上部为耕植土,厚度约0.3-0.5m。主要分布于隧道进出口地段。推荐承载力][0＝270kPa。 碎石土(hQ)（地层代号Ⅰ-3） 黄褐色,碎石成份主要为千枚岩、石英岩,粒径一般30-100mm,最大粒径大于200mm,亚粘土含量10%-35%，饱和，中密状态。层厚约3.10-20.80m，平均厚度11.95m 。分布于隧道中后部。重型动力触探锤击数平均值5.63N为8.71击。推荐承载力][0＝450kPa。 ⑵ 泥盆系中统（2D）： 弱风化灰岩（地层代号Ⅲh-3） 灰～浅灰色，主要矿物成分为方解石，钙质-泥质胶结，角砾状结构，块状构造，裂隙一般发育,岩芯长度5-20cm,采取率70-80%,RQD值为20-50%,岩层倾向50度左右,倾角50度，层厚约8.50-30.20m，平均厚度19.35m 。推荐承载力][0＝1500kPa。 微风化灰岩（地层代号Ⅲh-4） 灰～浅灰色，主要矿物成分为方解石，钙质-泥质胶结，角砾状结构，块状构造，裂隙发育,岩芯长度8-40cm,采取率80-90%,RQD值为50-70%,岩层倾向50度左右,倾角50度，揭露层厚约8.50-30.20m，平

均厚度19.35m 。推荐承载力][0＝2000kPa。 ⑶ 志留系上津组（sS）： 弱风化千枚岩（地层代号Ⅳq-3） 深灰-灰黑色,主要矿物成份为云母、长石等,含炭量较高，变余泥质结构,千枚状构造,裂隙较发育,钻探进尺较慢，岩芯长度1-8cm,采取率60-70%,岩层倾向30度左右,倾角50度，揭露层厚约16.00-159.30m，

平均厚度65.37m 。推荐承载力][0＝1200kPa。 ⑷ 奥陶系石翁子组（mO32） 强风化千枚岩（地层代号Ⅴq-2） 灰黑-灰绿色,主要矿物成份为云母、长石等,变余泥质结构,千枚状构造,岩芯破碎,呈半岩半土状,

钻探取芯困难，层厚约7.00-11.40m，平均厚度9.20m 。推荐承载力][0＝400kPa。 弱风化千枚岩（地层代号Ⅴq-3） 深灰-灰黑色,主要矿物成份为云母、长石等,变余泥质结构,千枚状构造,裂隙较发育,岩芯长度4-20cm,采取率70-80%,RQD值为0-30%,岩层倾向一般在17-27度之间，倾角45-58度，揭露层厚约

24.70-53.10m，平均厚度48.90m 。推荐承载力][0＝1200kPa。 5.3 水文地质条件 隧道区右侧冲沟内有小股面流通过，流量2-3L/s，距隧道中线约50m，对隧道开挖有影响。地下水以基岩裂隙水和碳酸岩溶水为主，分别赋存于泥岩、千枚岩裂隙和灰岩岩溶中，且埋藏较深，接受大气降水的补给，就近向西河排泄。隧道区岩性为泥岩、千枚岩和灰岩，弱风化千枚岩渗透系数0.009235-0.00115m/d，无相对隔水层和含水层，因此水量贫乏。隧道开挖过程中，地下水的运动方式主要为滴水及线流，雨季局部区域有可能形成面流，地下水对隧道的施工及运行在雨季时有一定的影响。据对该线路段所取地下水及地表水（西河水）水样分析结果，隧道区地表水、地下水对混凝土无腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。 5.4 不良地质现象 隧道区的不良地质现象主要表现在隧道进口滑坡、两郧断裂及隧道开挖时有害气体的影响。 隧道进口有一滑坡，其形态呈圈椅状，前缘和两边沟界明显，南北长250m，东西宽100m，平均厚度22m，为大型古滑坡。滑坡体为含碎石亚粘土、碎石土、强风化千枚岩，滑面为强-弱风化间的接触面。第四系含碎石亚粘土、碎石土，结构松散；滑坡区地形起伏，沟谷纵横，有一沟谷内常有地表面流通过；斜坡上有宽度2-15m的平台，大多种植黄姜，这些都有利于地表水下渗，下伏基岩为相对隔水层，强风化千枚岩遇水易软化，在接触面处形成饱和软化带，滑体与滑床间的抗剪强度大大降低，当土体的下滑力超过接触面处的抗滑力时，在其前沿临近西河的临空面处必然产生自坡脚向上的牵引式滑坡，主滑方向为南南东向。郧漫公路穿过滑坡体的中下部，在修筑公路时对滑坡体的开挖后形成的小临空面未进行支护，临空面上已有新的滑移变形，产生了许多的裂缝，目前滑坡有进一步的滑动趋势。受两郧断裂的影响，局部地段的岩层较为破碎，隧道开挖时，局部岩石脱落，应采取局部衬砌和挂网支护。 5.5 地震及区域稳定性 根据《建筑抗震设计规划》（GB50011-2001），湖北省郧西县抗震设防烈度属六度区，设计基本地震加速度值a=0.05g，设计地震分组为第一组。依据《公路抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，拟建隧道建议按地震烈度七度进行设防。隧道区属构造剥蚀的中-低山地貌单元。全路段主要断裂构造为两郧断裂，近期未发现新构造运动。 六、隧道设计 6.1 净空断面 本隧道为上下线分离的四车道高速公路隧道,建筑限界净宽9.75m,净高5.0m，经综合分析比较,采用三心圆曲墙式衬砌，在隧道内侧（左侧）检修道下设臵一个尺寸为60*40cm的电缆沟及Φ20cm的圆形排水边沟，外侧（右侧）设一60*50cm的电缆沟以及Φ20cm的圆形排水边沟。隧道内任何设备均不得侵入建筑限界。 6.2 洞门及明洞衬砌设计 结合本隧道进出口实际地形、地质情况，隧道进口采用端墙式洞门，明洞顶采用方格网植草绿化防护，周围边仰坡采用锚喷防护和砼预制块衬砌拱植草防护，隧道出口左右线洞门采用削竹式洞门，隧道出口成洞面边坡及仰坡防护和明洞顶防护形式与进口一致。在隧道洞口施工过程中应注意从上到下，边开挖边防护，严禁放大炮，以防对边坡的深层产生松动破坏。 为了保证洞口边仰坡在施工和使用期间的稳定，隧道进出口均设臵了一段明洞，要求明洞衬砌在洞口开挖完成后应尽快施作，在达到设计强度后及时回填。明洞衬砌采用60cm厚C25钢筋混凝土结构,在填土横坡小于20%时，填土厚度可达到5.0米。在进行结构计算时,设计荷载考虑回填土荷载、结构自重荷载、坡顶滚石冲击荷载及施工荷载，仰拱及采用浆砌片石回填的边墙部分考虑地基弹性抗力。明洞应严格按图施工,要求边墙部浆砌片石回填密实,顶部回填土应对称回填，不容许超过设计回填厚度及设计回填土横坡,以保证结构工作条件与结构设计模式的吻合。在进行明洞开挖过程中，当发现地形、地质条件与设计值相差太大时应及时报告,以便作出合理的处理对策。 明洞基础要求地基承载能力要求大于300Kpa，如果达不到上述要求应考虑适当加固边墙及中隔墙基础。只有在施作明洞仰拱（达到设计强度）后才能进行两侧及拱部土体回填。 6.3 复合衬砌设计 根据隧道埋深及围岩类别的不同，本隧道共设计了10种复合衬砌形式: 明洞衬砌: S1 复合衬砌: S2a、S2b、S3a、S3b、S4、S5、STa、STb、STc 明洞衬砌用于进出口明挖段,采用25#钢筋混凝土结构。在进行结构计算时,设计荷载考虑回填土荷载、结构自重及施工荷载,仰拱及采用浆砌片石回填的边墙部分考虑地基弹性抗力。在进行明洞施工过程中,应严格按图施工,边墙部浆砌片石回填密实,顶部回填土应对称回填，不容许超过设计回填厚度及设计回填土横坡,以保证结构工作条件与结构设计模式的吻合。当发现地质条件与设计值相差太大时应及时反映,以便作出合理的处理对策。 复合式衬砌参数是首先根据围岩类别、工程地质水文地质条件、地形及埋臵深度、结构跨度及施工方法等以工程类比拟定，然后应用有限元综合程序对施工过程进行模拟分析，定性的掌握围岩及结构的应力发展与变形破坏过程，进一步调整支护参数，最后采用荷载-结构-弹性抗力计算模式，应用我院“隧道结构计算程序”进行结构进行内力分析计算及强度校核。为了与结构设计模式相适应，要求二次衬砌采用先墙后拱法施工，现场模筑。 初期支护:对于Ⅱ～Ⅲ围岩由工字钢拱架（或钢筋格栅）,径向锚杆,钢筋网及喷射混凝土组成,而对于Ⅳ～Ⅴ则由径向锚杆,钢筋网及喷射混凝土组成。工字钢拱架具有刚度大,发挥作用快的特点,这一点对于岩体自稳能力差,跨度大的隧道特别重要。每榀工字钢钢拱架之间用Φ22的钢筋连接,并与径向锚杆及钢筋网焊为一体,与围岩密贴,形成承载结构。应该注意的是当地应力较大，围岩很差，导致周边位移量很大时,初期支护应在环向设臵伸缩缝，以控制作用在初期支护之上的变形荷载。 二次衬砌：对于隧道洞口段的Ⅱ～Ⅲ类浅埋围岩地段，由于岩体风化严重，节理发育、自稳时间较短，洞室开挖跨度较大，二次衬砌按承担上部土压力覆土荷载计算需采用C25钢筋混凝土结构，二次衬砌要求紧跟开挖面。对于Ⅳ～Ⅴ类深埋围岩地段，由于该段岩体比较稳定，能够在一定程度上形成稳定的承载拱，因此结构按承担部分土压力覆土荷载计算可采用C25素混凝土结构。在施工过程中仍必须注意初期