隧道设计说明

（一）设计依据及技术标准

１、设计依据（主要执行规范、文件） 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004） 《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001） 《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001） 《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999） 《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004） 《公路隧道消防技术规程》（DBJ53-14-2005） 《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)

《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002) 《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006) 《公路工程地质勘察规范》 (JTJ064-98)

《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》 (交公路发﹝2007﹞358号) 《工程建设标准强制性条文》 (公路工程部分) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) 《混凝土结构防火涂料》（GA 98-2005） 初步设计文件

《云南省发展和改革委员会关于S230线六库至曼海桥二级公路两阶段初步设计的批复》（云发改交运〔2009〕1108号）

《云南省人民政府投资项目评审中心关于<云南S230线六库至曼海桥二级公路两阶段初步设计>的审查意见》云投审发〔2009〕251号） ２、隧道设计技术标准

（1）设计时速：几何尺寸按40km/h二级公路标准进行设计。

（2）全路段隧道采用单洞双向行驶双车道隧道，隧道全部位于路基宽9.0m的路段。（3）交通量：按第15年（2026年）小客车7069pcu/d进行设计。 （4）环境卫生标准：

40km/h δco=300ppm K=0.0090m-1 10km/h δco=300ppm K=0.0090m-1

（5）隧道有效净宽：W=0.75＋0.25＋2×3.50+0.25+0.75＝9.00m

隧道有效净高：H=5.00m

隧道净空断面的设计，不仅要满足隧道建筑限界的要求，还要考虑施工误差。同时还应对衬砌结构受力特性、工程造价等因素进行分析、比较，使采用的净空断面满足功能要求，受力均匀、经济合理。通过综合比较，本隧道设计采用R=5.00m的单心圆曲墙式衬砌断面，隧道限界方案及几何尺寸均按二级公路40km/h的要求拟定。

（二）初步设计意见及执行情况

1、主要审查意见和咨询意见

（1）隧道支护参数表中C5、C4型二衬均适用于Ⅳ级围岩，请修改；钢筋砼二衬标号建议改为C30。

（2）隧道防、排水设计中初期支护于二衬间采用的PVC防水卷材应补充材料性能要求，建议采用如下指标：厚度不小于1.5mm，且抗拉强度不小于12MPa，常温断裂延伸率不小于200%，抗渗型0.2MPa，24h不透水。

（3）隧道抗震设计应补充洞口段Ⅵ、Ⅴ级浅埋、偏压抗震设防衬砌，即相应增加一种衬砌类型。

2、对意见的执行情况

（1）已修改隧道支护参数表；经计算，C25混凝土已足够。

（2）施工图《赛格隧道防水板施作图二》的附注中已经对PVC防水卷材的性能要求做了相关规定：防水板的物理力学指标和其它要求按有关规范和GB50108-2008，GB12952-2003一等品以上执行。

（3）洞口段明洞以及浅埋衬砌均已考虑抗震设防要求，故不需再增加衬砌类型。

（三）赛格隧道概况

隧道名称 进口里程 出口里程 隧道净长度（m） 备注 赛格隧道 K63+328 K64+230 902 赛格隧道为一座单洞双向行驶双车道隧道，分界段里程为K63+324～K64+234，分界段全长910m，隧道进口端～K63+613.23位于直线上，K63+613.23～K63+713.23位于R=500.00m、Ls＝100.00m的左转缓和曲线上，K63+713.23～K63+025.31位于R＝500.00m的左转圆曲线上，K63+025.31～K63++125.31位于R=500.00m、Ls=100.000m的左转缓和曲线上，K63++125.31～出口端位于直线上。

根据JTG D70-2004《公路隧道设计规范》和隧道所在路段情况，拟定隧道有效净宽为9.00m，有效净高为5.00m的建筑限界。为满足该隧道建筑限界和通风、照明、交通监控、通讯、消防等设施所需空间和路线曲线情况，隧道设计净跨为10.00米，净高为6.85m的单心圆曲墙式衬砌断面。当有超高件车辆通过隧道时，可短时管制交通，使单辆超高件车辆在隧道路中央行驶，利用圆拱净高通过。本隧道按规范和灾害救援要求，预埋了供通风、照明、通讯、消防等设施用的洞室和管、槽。

（四）隧道区域地质

1、地层岩性

根据地质调查和钻孔资料，隧道区出露地层为石炭系上统卧牛寺组（C3w）玄武岩，黄绿、灰绿、褐黑色，具杏仁、气孔状构造，岩质硬脆，节理裂隙很发育，主要有以下三组：北东115°∠55°、南西235°∠45°、北西320°∠28°，石英、长石脉相对较为发育，风化差异性较为严重，受裂隙分割岩体多呈碎石、碎块状，结构面粗糙，无充填或少量次生构造泥质充填，延伸均较长，裂隙密度浅部可0.5～1.0条/米，陡崖处常见岩块掉落，风化均匀性差，中风化岩体内多分布有强度较低的强风化岩体，整体自稳能力较低，冲沟低洼处零星覆盖有碎石土，厚度不大，一般0.1～1.5米。 2、地质构造

隧道处于南北东向构造怒江大断裂以东，，受区域构造影响较严重，隧道范围内无断层通过。

3、工程地质与水文地质条件评价

进口段上覆第四系残坡积褐黄、灰黄、黄绿色含碎石粉质黏土，硬塑状，厚度0.0～1.4米，洞口段施工时易坍塌失稳，应及时衬砌；出口段上覆薄层第四系残坡积褐灰、黄绿色碎石土，稍密状，厚度0.0～0.5米，围岩岩性为玄武岩，节理裂隙发育，强～中风化，岩体呈碎石状压碎结构，围岩自稳能力较差；隧道中部围岩为中风化玄武岩，呈碎块、块石状镶嵌结构，局部地段节理裂隙相对发育，拱部无支护可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定。进出口端浅埋段易坍滑，应加强支护结构。

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，富水性弱，地下水位埋藏较深，在隧道底板以下，钻孔中未见地下水位，雨季接受大气降雨的补给，迅速向深部下渗，预测隧道施工中，雨季会有少量渗（滴）水，对隧道施工无大的影响。 4、围岩划分

隧道围岩划分：依据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），先计算出围岩基本质量指标（BQ），再计算出围岩基本质量指标修正值（[BQ]）（见表4.1），结合地质调查及物探成果资料，将隧道围岩进出口段划分为Ⅳ级；中部为Ⅳ～Ⅲ级，隧道围岩分级详见表4.2及隧道围岩级别划分表。

表4.1 围 岩 Rc 限制条件 分 级 Kv (MPa) BQ [BQ] 备 注 90Kv+30 0.04Rc+0.4 Ⅳ级 0.35～64.7～61.5～43.5 2.98～2.75 362.0～258.0 272.0～K1=0.2；0.15 58.7 168.0 K2=0.2；K3=0.5 Ⅲ级 0.55～74.6～79.5～61.5 3.58～3.14 451.3～362.0 371.6～K1=0.1；0.35 68.5 282.0 K2=0.2 K3=0.5 表4.2 弹性抗力系变形模泊松内摩 段落 围岩 密度 数 量 分级 ρ(g/cm3) K E 比 擦角 粘聚力C 计算内摩(MPa/m) (GPa) ν φ(°) (MPa) 擦角 φ(°) K63+328～K63+390 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+390～K63+480 Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K63+480～K63+560 Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+560～Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～K63+680 0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K63+680～Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～K63+760 0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 K63+760～Ⅲ 2.50～2.74 500～1200 6～20 0.25～K64+070 0.30 39～50 0.7～1.5 60～70 K64+070～Ⅳ 2.0～2.3 200～500 1.3～6 0.3～K64+230 0.35 27～39 0.2～0.7 50～60 （五）隧道土建设计

1、洞口位置的确定以及洞门设计

洞口设计以“早进洞，晚出洞，低仰坡开挖进洞”为原则，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。

洞口施工中应尽量减少扰动周围岩体，尽早做好洞顶截水沟、洞口边仰坡的防护和支护工作，尽早做好隧道洞门，确保洞口安全。洞口段边、仰坡的开挖应自上而下，需爆破时采用控制爆破。洞门结构应置于稳固的地基上。

本隧道进出口均采用端墙式洞门，洞门与洞口的地形、地貌应结合良好，并与洞口地形、地貌协调一致。洞口结合工程特点与周围地形地貌，对洞口段进行植树、植草绿化。 2、隧道衬砌设计

隧道衬砌根据围岩级别、地形、埋深、成洞条件等进设计。隧道进、出口成洞条件困难段分别设计为Sma、Smc型明洞衬砌。其余地段与其所处围岩（Ⅳ、Ⅲ级）相对应设计为S4a、S4b、S3型复合式衬砌。隧道洞身衬砌采用初期支护、二次支护共同承担荷载结构，用荷载－结构法及地层－结构法进行理论分析。

本隧道设计采用的支护参数如表5.1所示，二次衬砌配筋参数如表5.2所示。

表5.1 隧道衬砌设计参数表

围岩 初期支护 二次衬砌 预留 支护 级别 喷射混凝土 钢架 变形 或 锚杆(m) 钢筋网 拱、 (cm) 间距 量 类型 适用 墙 仰拱 条件 拱、 仰 墙 拱 位置 长度 间距 (mm) (cm) (cm) (cm) (mm) Sma 明洞 60 钢筋混凝土 Smc 暗挖 拱、 8@150×150 60 60 明洞 22 22 墙 3.5 0.6 （拱、墙部） (I16) 钢筋混凝土 120 S4a Ⅳ级 8 @200×200 80 45 浅埋 18 18 拱、 墙 2.5 0.8 （拱、墙部） (格栅) 钢筋混凝土 100 S4b Ⅳ级 8 @250×250 100 40 偏好 18 — 拱、 墙 2.5 1.0 （拱、墙部） (格栅) 混凝土 — 80 S3 Ⅲ级 8 — 拱、 2 1.2 6@250×250 （拱部） — 35 混凝土 — 60 表5.2 二衬配筋参数表

环筋 分布筋 拉筋 支护类型 围岩级别 （适用条件） 直径 间距 直径 间距 直径 间距 Sma 明 洞 22 200 16 200 8 200 Smc 暗挖明洞 22 200 16 200 8 200 S4a Ⅳ级浅埋 22 200 16 200 8 200 注：

1）表中单位均以mm计；

2）分布筋、拉筋间距均为沿外环主筋控制。

3、辅助施工措施

本路段隧道采用的辅助施工措施主要有如下：超前小导管、超前砂浆锚杆。 ①、超前小导管：适用于隧道Ⅳ级围岩浅埋地段，小导管采用外径42mm、壁厚4mm的热轧无缝钢管。小导管长5m，环向间距40cm，设置于衬砌拱部约120°范围，平行于行车道中线布置。

②、超前砂浆锚杆：用于隧道Ⅳ级围岩深埋地段，砂浆锚杆长5m，环向间距40cm，设置于衬砌拱部约120°范围，平行于行车道中线布置。 4、隧道防、排水设计

根据隧道区的气象条件、水文条件，本隧道的防排水设计采用了以“防、排”为主，“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施。各段的防、排水情况如下： （1）洞外：

根据地形情况，在洞口上边、仰坡外侧设置与地形相应的截排水沟，将边坡水引出隧道区，进入天然沟中排走。

（2）明洞：

Sma型衬砌为明挖法施工，明洞拱墙部外层铺设由土工布、塑料防水板、土工布组成的防水层。在墙脚处设置Ф116纵向排水管，纵向排水管与设置的引水管相连，引水管纵向间距每25m设置一处，在富水区域根据实际情况可适当增设。将衬砌背后的水引入在隧道两侧设置的矩形边沟排走，并在回填土上设置一层厚50cm的粘土隔水层，让水顺回填土坡面流进洞顶水沟引入沟谷中排走。 （3）洞内：

在初期支护与二次衬砌间敷设400g/m2土工布和PVC-N（Ⅱ）型塑料防水板组成的防水层外，要求模筑混凝土的抗渗等级为S8。并对施工缝、沉降缝、伸缩缝作专门的防水处理，同时在初支与二衬间，每隔10m左右设置一环向排水管，排水管与墙脚处设置的纵向排水管相通，在初期支护渗漏水地段设置“Ω”型弹簧排水管，将水引入纵向排水管，并在隧道纵向间隔25m设一道横向引水管（在富水区域根据实际情况可适当增设），将衬砌背后水引入在隧道两侧设置的矩形边沟排走，隧道路面水也通过边沟排出隧道。洞内引水管及“Ω”型排水管的位置可根据实际地形和洞内渗水情况作适当调整。施工缝、工作缝不应设置于有集中流水地段。

防水板施工应采用热风双焊缝无钉铺设工艺。 5、路面

隧道采用沥青混凝土上面层与水泥混凝土下面层组成的复合式路面。复合式路面沥青混凝土上面层厚10cm（其中细粒式沥青混凝土抗滑层厚4cm，中粒式沥青混凝土厚6cm），采用阻燃型沥青混凝土，水泥混凝土面板下面层厚24cm；混凝土下面层的弯拉强度应不小于5.0MPa，弯拉弹性模量不小于3.1×104MPa。 6、隧道抗震设计

地震的破坏作用，自地表深入地下而迅速减弱。因此，地震一般对深埋隧道影响较小，而对浅埋隧道、偏压隧道、明洞及洞门等结构的影响较大。本隧道所经地区抗震设防烈度为Ⅷ度地震动峰值加速度值为0.20g，按照《公路工程技术标准》JTG B01—2003要求，本地区隧道结构抗震设计取地震动峰值加速度系数为0.2进行设防。在结构设防方面，主要采取如下一些措施：

（1）本隧道浅埋段均采用带仰拱的曲墙式衬砌结构，以提高结构的抗震能力。

（2）明洞衬砌两侧边墙及基础范围内采用M7.5浆砌片石回填密实，拱部范围内采用碎石土夯填，并做好防排水措施。

（3）在隧道衬砌其背后通过超前小导管、超前锚杆以及系统锚杆等压注水泥浆，填充孔隙、加固围岩，以提高结构的抗震能力。

（4）隧道浅埋段二次衬砌均采用钢筋混凝土结构。

（5）尽量放缓隧道洞口边、仰坡，并加强防护，以保证隧道营运阶段的安全。

（六）隧道监控量测

监控量测是隧道设计与施工的重要组成部分，是隧道施工管理中不可缺少的重要环节。根据本隧道围岩组成特点，选择了：地质与支护状态观测、地质超前预报、周边位移量测、拱顶下沉、洞口及浅埋段地表位移等五个必测项目；围岩内部位移、围岩压力及支护间压力、锚杆轴力及拉拔力、钢支撑应力、支护与衬砌应力、围岩与弹性波测试、山体边坡稳定性监测等七个选测项目。施工中必须按照设计和有关规范、规程实施。地质超前预报应能准确判定开挖前方工程地质、水文地质、围岩松动情况及围岩级别，监控量测结果必须进行回归分析及反分析，其应达到指导施工，确保施工安全，调整支护参数，合理变更、修改设计，有效控制投资的目的。

现场必须进行监控量测，以便及时掌握围岩在开挖过程中的动态变化和支护结构的稳定状态，并提供有关隧道施工全面的、系统的信息资料，以便及时调整支护参数，通过对量测数据的分析和判断，对围岩——支护体系的稳定状态进行监控和预测，并据此制定相应的施工措施，以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。

（七）隧道施工

本隧道施工Ⅳ级围岩段应采用“重地质、短进尺、弱爆破，少扰动、早喷锚、勤量测、速反馈、紧封闭、快支护、早成环”等技术措施，并应根据监控量测结果及时调整开挖方法和根据监控量测结果，分析情况，恰当调整设计参数，以保证安全。根据围岩情况，开挖方法建议为：S4a型衬砌段采用台阶法开挖，S4b、S3型衬砌段采用全断面法开挖。

隧道开挖前，施工单位应编制详细的爆破计划，爆破方式采用控制爆破（光面爆破和

预裂爆破），装炸药量应严格控制，以尽量控制围岩扰动，减少超挖。超挖厚度宜控制在10cm以内，严禁欠挖。

初期支护应紧随开挖工作面及时施作，以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩松弛，其工艺应严格按照有关规范和规程办理，喷射混凝土要求用湿喷法施工。二次衬砌应根据初期支护的情况和围岩量测结果，选择适当的时机进行浇筑。每段模筑混凝土应一次完成整体浇筑，在浇筑时应注意预留预埋照明、通风、消防等设施所需的洞室和线路管、孔、槽。

（八）建筑材料

建筑材料的采用和外购与本标段相同。锚杆采用中空注浆锚杆，并要求具有长度、注浆量等在下一道工序前能有效检查的性能；防水板采用1.5mm的PVC-N（Ⅱ）型塑料防水板，其性能应符合GB12952-2003《聚氯乙烯防水卷材》的要求；土工布采用400g/m2的长丝纺粘针刺非织造土工布（GB/T 17639-1998）；排水管采用HDPE双壁或单壁波纹管。材料的性能指标要求详见相关设计图。材料性能应按相关标准、规范、规程和设计的要求进行分批试验、检查、验收，并做好有关记录。

（九）施工场地、便道、弃渣场布置

施工场地：隧道可布设于隧道两端地形相对开阔的位置。 弃渣场：其设计由线路主体部门统一考虑并提供相应图纸。 便道：施工便道设计由线路处统一考虑并提供相应图纸。

（十）环境保护

随着人们改造自然能力的增强和可持续发展意识的不断提高，当今工程建设的环境保护问题越来越重要。隧道施工过程中应处理好废渣与废水的问题，隧道运营过程中应处理好废气、噪音与废水的问题。施工废渣的弃渣场地应做好防护、排水处理及植树、植草设计；为有效地处理施工废水，应在施工场地附近建设污水沉淀池，以控制污水的排放；如果洞口附近有村庄存在，应处理好运营期间隧道的废气与噪音的排放，同时应对隧道运营

期间产生的废水——隧道清洗用水进行有效处理，才能排放。

（十一）施工注意事项

1、施工前应进行本合同贯通测量并与相邻合同衔接，满足有关规范规程要求后才能进行隧道施工。

2、隧道开挖后初期支护、二次衬砌等应严格按照设计要求及有关规范、规程和监控量测结果施工，隧道土建部分若有变更、修改设计必须以监控量测数据和分析成果为依据，根据分析成果确定变更设计支护参数，并将结果报建设主管单位，反馈设计单位。若无分析成果，不得降低围岩级别，支付变更数量。

3、在监控量测中应加强地质超前预报工作，应由专职地质人员负责该项工作，地质超前预报除通过相应设备（如TSP203地质超前预报仪及用地质雷达超前探孔共同测试，互相印证）进行测试分析外，还应结合管棚、小导管、炮眼钻孔的钻进及岩性情况进行综合分析，应准确判定出开挖前方工程地质、水文地质、围岩松动情况及围岩级别，提供相应的图表资料和提出合理化施工方案建议。同时应对掌子面地质进行素描编录。

4、隧道区现场工程地质勘察工作虽然已做得很详细，但沿隧道轴线方向的地质资料不可能做得绝对准确，洞身段应根据地质超前预报资料、监控量测分析成果和开挖情况，进行围岩调整，除洞口段外，在出水量大、节理裂隙发育、岩石破碎时（爆破后，掌子面的岩石不能作为判定依据，必须以地质超前预报资料、监控量测数据为准。）应对围岩进行加固后再开挖。

5、除明洞衬砌外仰拱应在二次衬砌前施作，并严禁在松方上施工；仰拱或底板施作前，必须将隧底虚碴、杂物、积水等清除干净，超挖部分应采用同级混凝土回填与找平；仰拱或底板施作应各段一次成形，不得分部灌筑。二次衬砌的浇筑应采用模板台车泵送混凝土整体浇筑。

6、施工时，要及时做好洞内排水系统，严禁积水，严禁施工排水沟沿边墙设置，避免软化边墙基底围岩，使强度降低。

7、在已完成的一次支护混凝土表面有渗水的地段应设半边盲沟，将水引入墙底设置的纵向引水管后，方可铺设防水层和浇筑二次衬砌。半边盲沟的数量已按每延米15m计列，施工中根据实际发生数量核定。

8、防水混凝土应连续浇筑，宜少留施工缝。墙体水平施工缝应清除浮渣，凿毛处理，确保施工缝处在受力条件下的正常工作。

9、洞口工程必须在旱季施工，在洞口开挖之前应做好各箐沟和洞顶的截排水工作，开挖中做好洞口的支护及监测工作。在雨季到来前应完成洞口工程土建施工。

10、喷射混凝土应采用湿喷工艺，严禁采用干喷、潮喷代替，以减少回弹，改善施工环境。爆破后应立即喷射混凝土，尽快做好初期支护。喷射混凝土中的骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石，不得使用碱活性骨料；喷射混凝土中的骨料粒径不宜大于15mm；骨料宜采用连续级配，细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5。

11、喷射混凝土应施作在原状岩面上，严禁在喷射混凝土与原状岩面之间填筑其它材料，应采用同级混凝土回填。

12、钢支撑上若有楔块块石，应回填注浆。

13、二次衬砌拱顶应预埋注浆管，注入水灰比为0.5:1的水泥浆，填充密实。 14、隧道开挖爆破方式采用控制爆破（光面和预裂爆破）。爆破只能用

32的钻头开

厚度；④初期支护工字钢、格栅钢架间距、二次衬砌内钢筋间距；⑤衬砌渗水、衬砌背后积水、纵横盲沟是否畅通；⑥衬砌裂缝六项检测，并将检测报告提交质检组检查备案。

23、施工中施工单位与设计单位应密切配合，设计单位加强动态设计。

凿，周边间距不大于40cm，炸药应用小药卷，药量严格控制，并应对爆破进行动态设计。

15、本隧道贯通方式建议采用两端向中间双向贯通，贯通位置应选择在隧道中段围岩较好段落，当两端相对开挖工作面接近贯通（相距小于40m）时，两端施工应加强联系，统一指挥，在两开挖工作面间的距离剩下10～15m时，应从一端开挖贯通。

16、若由于施工单位未按要求施工，不能保证防排水功效，出现二衬漏水时，施工单位应自觉采用分区防水结构型式。

17、隧道衬砌中的纵向钢筋，应保证上一道沉降、变形缝与下一道沉降、变形缝之间整体连通，每分段应按有关要求焊接连接。

18、弃方应严格按路线要求堆弃，严禁乱堆乱弃，影响环境。

19、预留预埋件应严格按照设计图施工，并应进行重点监理，以保证下一施工工序的顺利进行。

20、在施工过程中要加强控制好爆破开挖，尽量降低爆破对周边围岩的扰动。 21、严格按照JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》有关条款施工。

22、在隧道土建结束后应进行①建筑限界与内轮廓；②密实度（二次衬砌内、二次衬砌与初期支护之间、初期支护与围岩之间、围岩内部空洞）；③初期支护与二次衬砌强度、