燥、降雨稀少、日照强烈、晴朗多大风的气候特点。隧址区 空气干燥,气温较低,长冬无夏,年平均气温 0℃ 左右,一月最冷月平均气温-8.8℃, 7 月平均 气温 14.5℃,年降雨量 611.3mm,无霜期 83 天,年日照 2051 小时。
隧址区位于德格县西南部,河流深切、高差悬殊,为高 山峡谷地貌。区内海子山最高点海拔高度 4570m 区内相对高差一般在 800m 以内,以浅丘宽谷为主,仅海子山段地形起伏较大。隧 址区分布第四系堆积层,出露基岩主要为三叠系上统曲嘎寺组下段) 地层。其中第四系晚 更新统冰水堆积层 ,Q/Sl) 分布于隧道洞 口段,由黄土状粘土、粉质粘土、粗砂、砾砂、砾石土、卵砾石土及漂卵石土等组成,含钙质结核,钙质半胶结。三叠系上统曲嘎寺组 ,T:斤)岩性以变 质砂岩夹板岩为主,岩层产状岩 222°<33° ,岩体节理裂隙发育,岩体破碎,地下水较丰富, 围岩自稳能力差。
根据国家标准 《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),,工地震动峰值加速度 0.15g, 地震动反应谱特征周期 o. 40s, 相应的地震基本烈度为 vn度。
按照《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004) 中有关规定,根据岩石饱和抗压 强度、岩样波速、岩体结构完整性、风化程度、节理裂隙发育程度、水文地质情况等资料综合分析,将隧道围岩划分 V、Ⅳ、Ⅲ共三级。
8.3 隧道设计
8.3.1 隧道平、纵面
隧道进口位于圆曲线上,曲线半径为 500m, 洞身位于直线上。隧道纵坡坡度及对应坡长为 :
1.4%/1395m, -0.55%/10 (石渠至马尼干戈方向上坡为正 )。 8.3.2 洞身结构设计原则
隧道洞身 结构按新奥法施工原理进行设计,即以系统锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢架等组 成的初期支护与二次模筑混凝土相结合的复合衬砌型式,通过结构分析计算、技术经济比较及工 程类比等多种方法, 同时结合本隧道工程地质特点等综合拟定洞身结构支护参数。
8.3.3 明洞工程及洞 门型式
隧道洞口轴线与山体近似正交,洞门型式釆用环框式洞门。 另外隧道进口段发育一部稳定斜坡,隧道进口位于不稳定斜坡边缘。为确保隧道安全进洞及 以后的运营安全,设计釆取了抗滑桩+框架锚杆(索)防护措施,其工程量计入路基防护。
8.3.4 隧道防排水设计 (1)洞身排水措施
①墙背均匀铺设环向Φ50HDPE 单壁打孔波纹管,计量间距取为 20ni; 有集中股水流处用Φ50HDPE 单壁无孔波纹管直接引排至中央排水沟内。
② 隧道左右边墙背后设置Φ100HDPE 单壁打孔波紋管(外裹无纺布 )各一道,其纵坡与路面 纵坡一致。
③ 隧道边墙底部横 向每隔10m (富水地段可适当加密)设置一道Φ100HDP单壁无孔波纹排水支管,使墙背水排入中央排水沟内。
④隧道中央排水沟每隔 100m 设置一处检查井和一处沉沙池,交错布置。
⑤由于本隧道地处高 山寒冷地区,在隧道洞口内外均设置防寒保暖的中心保暖排水沟(埋置 于设计基线之下 3.0m), 保暖排水沟在出口处设置保温出水口。
⑵隧道防水系统
① 除仰拱部位外全洞满铺防水层,防水层釆用单面 自粘式 EVA 防水板+无纺布,防水板厚 1.5mm,无纺布 300g/m。
②隧道衬砌变形缝设置中埋式橡胶止水带,施工缝中间位置设置带注浆管膨胀橡胶止水条。
③结构防水。要求衬砌混凝土采用防水混凝土浇筑,即在混凝土 中添加密实微膨胀剂 (如HEA 防水一剂、UEA 及 AEA 膨胀剂等 ), 以达到衬砌密实、防裂及防水 目的,二次衬砌砼抗渗等级不小于 S8。
8.3.5 洞口段衬砌防冻胀设计
由于隧道洞口段衬砌背后围岩存在冻融医,支护结构存在冻胀开裂破坏的可能,因此有必要 对洞 口冻融区段的衬砌釆取保温措施。一方面,加设保温层,冬季时保证衬砌背后不结冰,防止和减弱冻害;另一方面,二次衬砌结构设计考虑一定的冻胀力,釆用加强衬砌结构。类比已建成的高海拔隧道和严寒地区隧道工程,参考国内外的相关研究成果,确定隧道保温段长度为 1000m, 保温层设于二次衬砌的内缘。
同时洞口保温段防排水釆取以下措施:防水卷材采用耐低温的防水卷材;隧道洞口 500m 釆用保温中央排水沟深埋于仰拱下面; 中央排水沟出口釆取保温措施。
8.3.6 路面工程
A、沥青砼复合式路面结构
适用于主洞洞口 300m 范围内,
沥青混凝土面层:9cm (含粘结层及抗滑层 ); 水泥混凝土面板:25cm (弯拉强度不小于 5MPa);
基层:路缘带处厚 12cm, 隧道中线处厚 24cm,平均厚度 18cm 水泥混凝土 ,C20 水泥混凝土 或者弯拉强度不小于 1.8MPa)
无仰拱段整平层: 10cm 厚水泥混凝土 ,C20 水泥混凝土或者弯拉强度不小于 1.8MPa)。
B、水泥砼复合式路面结构
适用于除主洞洞口 300m 范围的段落
面层:水泥混凝土 27cm (弯拉强度 5MPa);
底基层 :路缘带处厚 12cm,险道中线处厚24cm,平均厚度 18cm 水泥混凝土 ,C20 水泥混凝土或者弯拉强度不小于 1.8MPa)
8.3.7 内装工程
隧道主洞两端洞口段各 1000m 范围内采用热固性保温材料进行保温设防;其余地段边墙 3.0m范围张贴瓷砖,拱部不装饰。
保温设防段铺设 50mm 厚热固性保温材料,用作冬季隧道衬砌保温和隧道内饰基层。“保温材料”必须具备:保冷抗冻性好、防火性好、防水及耐腐蚀性好等特点,并能随隧道拱弯曲成弧形。
隧道瓷砖规格为 430×220 × 8mm,瓷砖类型为观光釉面专用隧道砖,中间夹蓝色诱导条带。诱导条带起行车诱导和缓解视觉疲劳的作用。
电缆沟边缘侧壁和停车带挡头墙3m高刷黄黑相间立面标志线 〔釆用交通专用反光漆 ),加强行车诱导和警示
8.3.8 主要建筑材料 (1) 108 大管棚
Φ108 热轧无缝钢管,管身四周带Φ12 的溢浆小孔,管壁厚 6m, 注浆材料:纯水泥浆,注浆压力 1.0~2.0MPa,
(2)注浆小导管
Φ42 热轧无缝钢管,管身周围带Φ8 的溢浆小孔,管壁厚 4mm, 注浆材料:M20 早强水泥砂浆,注浆压力 1.0~2.OMPa,
(3)药包锚杆 (系统锚杆)
Φ22 药包锚杆(或药卷锚杆 ):杆体釆用 HRB335 带勒钢筋,人工加工螺纹,螺母采用球形螺母;插入的药包(或锚固剂)应充足,保证整个杼体全长粘结。垫板可选用 HPB235 钢,垫板长×宽≥150X 150mm, 厚度≥6mm;
(4) 自粘式胶膜 EVA 防水板
> 厚度:1.5mm
> 断裂拉伸强度(常温):≥16MPa > 膜断裂伸长率(常温):≥450% > 撕裂强度:≥12kN/m
> 低温弯折:- 25℃ 无裂纹 > 防串水性:0.6MPa 不串水。
(5)无纺布 (执行规范: GBA17638—1998 或 GB/H7639—L998) > 尺寸规格:每平方米质量应大于 300g,厚度:≥3.0mm > 检测指标:
> 拉断力(50mm):≦ 450N > 伸长率 :≦ 80% > 纵横强度比: <1.5 > 梯形断裂:≦250N > 渗透系数:≦ 5X10-2 > 裂隙率 :>90%
(6) 中埋式橡胶止水带 (执行规范 :GB 18173.2-2000 B 型) > 规格尺寸:宽×厚=30cmX10_cm > 检测指标 :
> 硬度 (邵氏A 度): 60±5 > 拉伸强度:≥ 15MPa > 拉断伸长率:≥380%
> 压缩永久变形 (70℃X24h): ≤35% > 脆性温度:≥-45℃
(7)HDPE (高密度聚 乙烯)波纹管
> 墙背纵向排水管:ΦHOOHDPE (外径 116) 单壁打孔波纹管; > 隧底横向排水支管:ΦH00HDPE (外径116) 单壁无孔波纹管;
> 拱部环向盲沟:Φ 50HDPE 单壁打孔波纹管 > 打孔波纹管孔眼10Xlmm~30X3mm, 360°范围。 基本要求:无毒、耐酸碱。 > 环刚度:≥ 6KN/m2。 > 透水面积:,40cm2/m, > 纵向伸长率:≥3%。
> 扁平试验:垂直方向加压至外径变形量为原外径的 40% 时立即卸荷,试样不破裂、分层。
落锤冲击试验 :温度 0℃, 高度 1 米,用 lkg 垂锤冲击 10 次,应 9 次以上无幵裂现象。
(8)背贴式止水带 ,PVC 塑料止水带) 规格尺寸:宽×厚 =30cmX4mm 检测指标:
硬度 (邵氏A 度): 60±5 抗拉强度:≥10MPa 拉断伸长率: ≥200% 定伸强度:≥4.5MPa 吸水率:≥0.6% 脆性温度:≥-5℃ (9) 蛭石混凝土
> 蛭石本身 是一种含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物,具有很强的保温隔热性能、膨胀性、阳离子交换性和吸附性;膨胀蛭石也 具有良好的吸水性、隔音性、隔热性和耐火性、耐冻性、膨胀蛭石的化学性质稳定。不溶于水。
> 基本要求:密度:80~200 千克/立方米 > 吸音系数,在频率达 100 赫时 0.7~0.8。 > 高耐火性:熔化温度 135(TC, > 在-260℃ 至 1100℃的范围内使用。 > 无毒性。
> 蛭石混凝土强度等级应达到 C25, (10) 保温层
> 使用温度范围:-196℃ ~+300℃,
> 温度稳定性:- 196℃低温下不脆化、不收缩。 > 导热系数:0.026~0.033W/m. k, > 吸水率:≥6.4%。
> 燃烧性能:GB8624-1997 B1, > 烟密度等级(R): <5%。 > 氧指数:≥45%。
> 板材厚度:60mm(单面覆有夹筋铝箔) (11)纤维板
> 燃烧性能:A 级不燃材料。
> 抗冻性:经过 25 次冻融循环后无起层现象。 > 温度稳定性:-40℃ 低温不催化、不收缩。 > 抗折强度:8.7MPa (纵向), lOMPa (横向)。
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