隧道调研报告.doc
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1、标签:标题2016隧道调研报告终南山隧道技术调研报告高速公路隧道1隧道概况及工程水文地质条件1.1基础情况介绍世界最长的双洞高速公路隧道-秦岭终南山公路隧道。该隧道是国家交通规划网内蒙古包头至广东茂名高速公路在陕西境内的重要路段,也是陕西省“三纵四横五辐射”公路骨架网中西安至安康高速公路沟通秦岭南北地区交通的控制性工程。秦岭终南山公路隧道北起西安市长安区五台乡,南抵商洛市柞水县营盘镇,隧道单洞全长18.02公里,双洞长36.04公里。隧道按双向车道高速公路标准建设;隧道净宽10.5米,限高5米;设计车速80公里/小时,总投资31.93亿元。1.2隧道概况秦岭是黄河与长江两大水系的分水岭,是西安
2、至安康高速公路必须克服的天然屏障。秦岭终南山特长隧道位于西康公路西安至柞水段,隧道全长18.020km,为东线、西线双洞四车道,中线间距30m。该隧道是国家公路网规划的西部开发八条公路干线中的内蒙古阿荣旗至广西北海和银川至武汉两条路线上的共用段,也是陕西省规划的”米”字型公路网主骨架西康公路中的重要组成部分。它的建成对促进西部开发战略的实施和陕西省与周边省市的经济交流具有十分重要的意义。该隧道由石砭峪垭口翻越秦岭地区的终南山,在隧道东侧与西康铁路秦岭特长隧道相邻。进口位于长安县石砭峪乡青岔村石砭峪河右岸。出口位于柞水县营盘镇小峪街村太峪河右岸。洞内为人字坡,最大纵坡为1.1%。隧道最大埋深16
3、00m。行车速度为6080km/h,隧道内路面为水泥混凝土路面1.3工程水文地质条件洞身岩性主要以混合片麻岩和混合花岗岩为主,岩石坚硬,岩体完整,受构造影响轻微,节理不发育,围岩类别多为、类,最大埋深1640m。经预测在该段可能发生轻微至中等程度岩爆,局部岩爆强烈。隧道位于节理裂隙贫水区,地形地貌形态属中山区,岭脊部位切割深度700至1000m。植被较发育,覆盖率达70%。经同位素测试分析及水文地质计算,本地区地下水深度一般小于100m,隧道通过地段可能的单位正常涌水量为95.4m3/d?km,最大涌水量180m3/d?km。水化学类型为HCO3?SO4-Ca?Na型水及SO4-Ca型水,矿化
4、度小于1.0g/L,地下水无侵蚀性。隧道所处地区地表径流水源丰富、充足且水质纯净,均可用于生活及生产用水。2隧道整体设计构造2.1隧道建筑限界及衬砌内轮廓隧道建筑限界净高5m,净宽10.50m。其中行车道宽23.75m;在行车道两侧设0.50m的路缘带及0.25m的余宽;隧道内两侧设宽度为0.75m的检修道,高于路面0.40m。衬砌内轮廓设计主要考虑的因素:结合铁路隧道设计及施工经验,尽可能使衬砌圆顺,受力合理,采用曲墙衬砌;结合本隧道拟采用设三竖井纵向运营通风方式,主隧道内尚需在拱顶按一定间距安装射流机进行调压,以满足隧道内风量和洞内合理风速要求,同时考虑预留静电除尘装置等;根据隧道交通工程
5、及运营设施的设计,设置排水沟、各种电缆沟、消防管道布设,并满足设备设置、内装修的净空。经比选采用三心圆内轮廓形式,净宽10.92m,净高7.6m。2.2隧道衬砌设计参照现行国家标准工程结构可靠度设计统一标准及铁路工程结构可靠度设计统一标准规定的结构可靠度。选定隧道结构的设计基准期暂考虑为100年,安全等级为一级。衬砌结构的设计是根据秦岭地区的工程地质、水文地质、围岩类别、施工条件并结合铁路隧道的设计成果,类比类似公路隧道的设计经验并进行结构检算后综合确定。洞口段为满足国防要求,采用C25钢筋混凝土模筑衬砌。洞身其余地段均采用曲墙复合式衬砌。IV、V、VI类围岩根据岩爆的程度不同采取相应的锚、喷
6、、网措施。2.3隧道防排水设计采用防、截、排、堵相结合,综合治理的原则。达到防水可靠、排水畅通、经济合理、不留后患的目的。本隧道按洞内正常总涌水量8604.3m3/d,最大涌水量15695.3m3/d,并考虑1.5倍安全系数作为运营期间设计排水流量。隧道内设置双侧水沟,主要用于隧道地下水的排泄。在初期支护与二次衬砌之间设1.2mm厚EVA防水板和300g/m2的无纺布。隧道拱墙设弹簧排水管盲沟。全隧道两侧墙脚设1005mmPVC纵向排水盲沟,与环向盲沟及墙脚泄水孔采用三通连接,在纵向每隔100m设检查井,以便检查清洗。施工缝处设遇水膨胀止水条。为排除车辆带入的水和隧道内清洗的污水及火灾时的消防
7、水,在路面横坡的低侧设250mm的圆形预制路面排水沟,间隔100m设一处清洗用的检查井,便于养护管理。在隧道路面下设10cm厚的水泥处理碎石排水基层,将水排入路面水沟。2.4紧急停车带及横通道在行车方向的右侧设置紧急停车带,间距500m。紧急停车带长度按停靠大型卡车23辆考虑,有效长度30m,全长40m。宽度较正常地段加宽3.0m。在隧道发生灾害时,为了尽快疏散洞内车辆,便于维修养护,在东、西线隧道间设行车横通道,间距为500m。行车横通道中线与隧道中线斜交,夹角约60,汽车转弯半径R=15m。每隔2km设一处反向行车横通道。横通道净宽4.5m,净高5.8m。在隧道发生灾害时,为了使洞内人员尽
8、快疏散、逃逸,两座隧道间设行人横通道,间距250m,其中一半设为独立的行人横通道,另一半与行车横通道合用。断面净宽2m,净高2.5m。行人横通道与行车横通道间隔布置。3.洞门及洞身结构形式3.1洞门及洞身结构形式洞门:秦岭终南山公路隧道的洞门采用端墙式洞门。适用于地形开阔、较为稳定的岩质仰坡、地层基本稳定的洞口;其作用在于支护洞口仰坡,并将仰坡水流汇集排出。洞身:参照现行国家标准工程结构可靠度设计统一标准及铁路工程结构可靠度设计统一标准规定的结构可靠度。选定隧道结构的设计基准期暂考虑为100年,安全等级为一级。衬砌结构的设计是根据秦岭地区的工程地质、水文地质、围岩类别、施工条件并结合铁路隧道的
9、设计成果,类比类似公路隧道的设计经验并进行结构检算后综合确定。洞口段为满足国防要求,采用C25钢筋混凝土模筑衬砌。洞身其余地段均采用曲墙复合式衬砌。IV、V、VI类围岩根据岩爆的程度不同采取相应的锚、喷、网措施。4施工通风技术4.1隧道施工通风方式隧道施工通风方式可分为巷道通风和风管式通风,而风管式通风又可为压入式、抽出式和混合式通风。秦岭终南山公路隧道采用长管路混合式通风方式,分别从公路隧道进口、铁路隧道的9通、11通、15通、20通架设风机。4.2施工通风量的计算试验段位于公路隧道中部20通处,总长1580m,独头通风长度1300m。其他(9、11、15通)开辟的工作面,通风长度均小于13
10、00m,综合考虑,确定1300m为最大通风长度。隧道施工通风量的计算主要考虑如下技术标准:1.供给洞内每人的新鲜空气量q=4.0m3/min;2.内燃机车供风量为4.5m3/min;3.平导洞内回风流速大于0.25m/min,正洞回风流速大于0.15m/min;4.平导一次爆破炸药用量110kg(按掘进3m/循环),正洞一次爆破炸药用量420kg(按掘进3m/循环);5.风管百米漏风率1.0%;.风管百米静压损失?P70Pa;7.隧道内粉尘浓度,含有10%以上游离Si02的水泥粉尘为2mg/m3,含有10%以下游离Si02的水泥粉尘为6mg/m3,Si02含量在10%以下不含有毒物质的矿物性和
11、植物性粉尘为10mg/m3;8.隧道内气温不超过28;9.炮烟的抛掷长度L=30m;根据上述的通风技术标准,在施工中所需风量为Q=Qp+Qmax=q*n*k+Qmax式中Qp一洞内同时工作人数最多时所需风量,Qp一q*n*k,m3/min;q供给洞内每人的新鲜空气量q=4.0m3/(人min);n隧道内最多工作人数,取60人;k通风等级,特长隧道施工通风取1.15;Qmax一下述各种情况的最大值:有缺氧空气时,挤压、冲淡爆破后有害气体,挤压、冲淡施工车辆排放的有害气体,处理有关作业产生的粉尘,降低作业环境的高温等,m3/min。有缺氧空气时所需通风量Ql=C*V/(Co一C)式中:Ql一有缺氧
12、空气时所需通风量;V一缺氧空气涌出量,以2m3/min计;C一隧道中空气氧气浓度,以17%计;CO一新鲜空气中氧气浓度,以21%计。爆破后所需风量Q2=InA*L/(R*T)=0.386P/(R*T)式中Q2一爆破后所需风量,m3/min;R通风效率,以%计;T一所需通风时间,以30min计;P一爆破后CO的发生量,P=A*?L*X;P一CO的卫生标准值,30mg/m3;A一隧道净断面面积,取85m2;?L一次爆破进尺,以3m计;一爆破lm,岩石消耗炸药量,以1.4kg/m3计;X一炸药所产生的有害物质即CO含量,mg/m3。施工机械所需通风量Q3=Hs*qs*s式中Q3一施工机械尾气排放所需
13、通风量,m3/min;Hs一施工机械总功率,kw;qs一施工机械单位时间、单位功率所需通风量,以4.5m3/min?kw计;s一施工机械平均工作效率,以%计。按允许最低风速计算所需通风量Q4=A*V式中V一允许最低风速,取0.2m/s;A一隧道净断面面积,m2。求QmaxQmax=MaxQl,Q2,Q3,Q4设计控制通风量计算Qp=4.0*60*1.15=276m3/minQ1=2*17%/(21%一17%)=8.5m3/minQ2=0.386*85*3*1.4*500/(0.5*30*30)=In85*30/(0.5*30)=In170=153m3/minQ3=750*0.735*4.S*0
14、.5=1240m3/min(无轨运输情况)Q3=450*0.735*4.5*0.5=745m3/min(有轨运输情况)Q4=60*0.2*55=1020m3/min所以无轨运输情况下施工调查报告由我昆玉项目部隧道分部承建的昆阳至玉溪铁路扩能改造工程站前标大坡山隧道,我项目部组建后,立即组织人员查阅已掌握的设计图纸和相关文件、资料,根据本工程特点,组织技术、环保、物资、设备等有关部门对工程内、外部环境进行了详细的调查。1、工程概况1.1、工程位置、规模、数量及特点大坡山隧道位于玉溪市北城镇西北部边缘山区,按200Km/h双线隧道设计,进口里程为DK25+965,在DK25+964.97处与岔庆沟
15、双线特大桥相连,出口里程为D3K28+412,在D3K28+415.35处与大连池双线大桥相连,隧道总长2447m。其中级复合550m;级复合420m;级抗震848m;明洞衬砌14m,具体数量见下表:进口端地形陡峻且紧邻桥台,灰岩地段岩溶发育,施工中遇突水突泥风险大,为避免桥隧施工干扰、减小施工风险,同时为满足施工工期要求,结合地形、地质条件于DK27+170处线路左侧设置横洞,隧道竣工后,横洞作为永久的救援通道,洞口采用栅栏门封堵,以防人畜误入,危及行车安全。横洞下方为既有昆玉铁路,洞口距既有铁路仅有30m,洞口开挖采取控制爆破或非爆破施工,为避免碎石飞溅对既有铁路运营造成影响,在横洞下方砌
16、筑挡墙、增设防护网,设置范围为横洞中线左右侧各30m。同时在既有铁路附近设专职安全员,并及时与当地铁路运输部门取得联系,以确保铁路运营安全。出口下方约40m外为天然气库,洞口开挖采用人工配合机械开挖,设置安全哨所,隧道掘进一定深度后,根据安全震速对天然气罐的影响确定何时采用钻爆开挖,以保证天然气库安全。1.2、地形情况大坡山隧道地处玉溪盆地北西侧边缘地中山区,地形起伏较大,横向冲沟发育,地面高程16901990m,相对高差200300m,自然横坡2040,局部陡峻,隧道最大埋深约190m。1.3、气候特征本标段所在区域属中亚热带湿润季风气候,年平均气温在16左右,年内温度变化不大,最热月与最冷
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