方案設(shè)計總說明

1工程概況受重慶市硝城建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司委撇院承接了快速路一橫線歇馬至蔡家段歇馬隧道工程蔡家洞口渣場項(xiàng)目方案設(shè)計任務(wù)。要求在確保安全的前提下，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理?？焖俾芬粰M線歇馬至蔡家段中梁山歇馬隧道是重慶市市級重點(diǎn)項(xiàng)圏于蔡家崗鎮(zhèn)三溪村碾子崗，止于歇馬鎮(zhèn)文鳳村橋堡。隧道設(shè)計為分離式雙洞單向三車道行駛，左洞長4.187公里，右洞長4.15公里，隧道頂板最大埋深紐2.00m屬深埋特長隧道。工程總投資約13億元。計＞013年12月開工，工期12個月。項(xiàng)目業(yè)主為重慶市硝城建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司。由于該工程建設(shè)的需要，在靠近蔡家的隧道洞口附近，需要設(shè)置一渣場，來堆放隧道開挖過程中產(chǎn)生的土石方，渣場的設(shè)計容量的為0萬訶。本項(xiàng)目位于重慶市北硝區(qū)三溪口村，汽車可直達(dá)現(xiàn)場，交通便利，地理位置較好，場區(qū)水電齊備，具備施工條件。2設(shè)計依據(jù)1） 《設(shè)計委托書》2） 《設(shè)計合同》3） 《快速路一橫線歇馬至蔡家段歇馬隧道工程蔡家洞口渣場項(xiàng)目工程地質(zhì)初步勘查報告》（重慶市高新工程勘察設(shè)計院有限公1X013.12）,簡稱《初勘報告》4） 有關(guān)規(guī)范《建筑邊坡支護(hù)技術(shù)規(guī)范戈GB50330-2002；《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范1SGB50007-20D；《建筑樁基技術(shù)規(guī)范/JGJ94-200Q《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范^GB50010-2010）3工程地質(zhì)概況3.1地形地貌擬建場地屬山地（低山）地貌，場地中間為一溝谷地帶部分已被周邊鐵路建設(shè)的棄渣充填，溝谷口部位于場地東南側(cè)，地勢總體上東、西北三側(cè)較高，中間為填方平緩地帶，東南側(cè)為溝谷口部，地勢較低。場地內(nèi)最低M?.37m最高高程331.50m相對高差為84.13m地形坡角2。?30。，局部坡角選0?50°。3.2地質(zhì)構(gòu)造場地位于觀音峽背斜南東翼，據(jù)區(qū)測資料并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查等情況看，勘查區(qū)周圍及附近不存在斷層構(gòu)造區(qū)域構(gòu)造整體穩(wěn)定場地內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化泥巖頁巖、砂巖中裂隙發(fā)育；中風(fēng)化巖層中裂隙較發(fā)育不發(fā)育。巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)W°Z52°O層面結(jié)合程度一般，面較平，局部可見少量的泥質(zhì)充填，屬硬性結(jié)構(gòu)面。場地臨近區(qū)域調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要發(fā)育兩組構(gòu)造裂隙：LI：15°Z68°,間距0.5?3.0m閉合，裂面較平直，延伸大的米，結(jié)合程度較差，為硬性結(jié)構(gòu)面。L2：238°Z42°,間距0.5?3.0m閉合，裂面較平直，延伸大于10米，結(jié)合程度較差，為硬性結(jié)構(gòu)面。綜上所述，勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單。3.3巖土分層及分布場地內(nèi)主要分布的地層為上覆第四系人工填土、殘坡積土和下伏侏羅系中統(tǒng)新田溝組的泥巖、砂巖、頁巖，以及侏羅系下統(tǒng)自流井組的泥巖、灰?guī)r。人工填筑土分布于渣場擬建場地范圍中部平坦區(qū)域內(nèi)，厚度越21m,殘坡積土分布于擬建場地內(nèi)斜坡地帶，厚0.1?6m基巖在場地內(nèi)四周斜坡地帶局部出露。1、 第四系全新統(tǒng)人工填土層Q^i)人工填土(Q4m0：雜色，以暗灰色、灰白色為主，局部紫紅色。主要由砂巖、頁巖、泥巖碎塊石組成，硬質(zhì)物含量不均，一般占總質(zhì)陸￡0%,粒徑20?500mm,局部達(dá)80%以上，最大粒徑約500mm填筑土分布于場地中部高程較低、地勢平坦區(qū)域，填土為近期堆填，結(jié)構(gòu)松散，填粥?3年。2、 第四系全新統(tǒng)殘坡積土層Qel+dl)殘坡積土層粉質(zhì)粘土呈紅褐色、深灰色，由粘粒、粉粒組成，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，呈可塑?硬塑狀，層厚0.1?6.0m該層分布于勘查區(qū)四周斜坡區(qū)域。另外，在場地局部區(qū)域分布有水田，水田里為淤泥質(zhì)土，灰黑色，有臭味，層狀構(gòu)造；能搓成mm的土條，但易折斷；干燥體積縮小，強(qiáng)度不大，錘擊時成粉末，用手指能搓散。3、 侏羅系中統(tǒng)新田溝組J$)砂巖：淺灰、灰色，主要由長石、石英等礦物，次為云母及少量暗色礦物等組成，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造。強(qiáng)風(fēng)化帶巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、手捏易碎；中等風(fēng)化帶巖石較完整，巖石手不能折斷，錘擊聲較清脆，巖芯呈柱狀。分布在勘查區(qū)南部新建鐵路位置。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查資料，砂巖巖體完整性較好，強(qiáng)度較高，裂隙較發(fā)育。頁巖：深灰灰黃色、黃綠色，薄層狀，遇水易崩解。主要由粘土礦物組成，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，無回彈，易擊碎，敲擊聲啞，巖質(zhì)軟，指甲難刻痕。分布在勘查區(qū)南部新建鐵路位置。泥巖：紫紅色，夾灰綠色粉砂質(zhì)條帶、團(tuán)斑，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，主要由粘土礦物組成，夾少量砂質(zhì)。分布在勘查區(qū)南部斜坡區(qū)。據(jù)野外調(diào)查資料，其表層巖體風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，強(qiáng)度低；下部弱風(fēng)化巖體完整性較好，裂隙較發(fā)育。4、侏羅系下統(tǒng)自流井組嘩1)灰?guī)r：深灰色、灰白色，局部夾暗紫紅色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，礦物成份以方解石為主，含泥質(zhì)，巖石結(jié)構(gòu)致密堅硬，錘擊聲較脆。分布在勘查區(qū)大部分區(qū)域。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查資料，灰?guī)r巖體完整性較好，強(qiáng)度較高。泥巖：暗紫紅色、灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，主要由粘土礦物組成，局部夾少量砂質(zhì)。從鉆探揭示的情況來看：強(qiáng)風(fēng)化帶巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、手捏易碎，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度.lnr^4.70m；中等風(fēng)化帶巖石較完整，巖石手不能折斷，錘擊聲啞，巖芯呈柱狀。分布在勘查區(qū)中、北部。據(jù)野外調(diào)查資料，其表層巖體風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，強(qiáng)度低；下部弱風(fēng)化巖體完整性較好，裂隙較發(fā)育。3.4水文地質(zhì)條件勘查區(qū)為低山地貌，地勢總體上東、西、北三側(cè)較高，中間為填方平緩地帶，東南側(cè)為溝谷口部，地勢較低。由于素填土滲透性較好，地表水經(jīng)滲透后沿原始自然斜坡坡面向場地外側(cè)排泄，場地整體排泄條件較好?？辈閰^(qū)西側(cè)有一條季節(jié)性沖溝，勘查期間的流量絢物S,每逢降雨，沖溝水量較大，最大流量約為7.5M/S,其匯水主要來自于場地后緣中梁山區(qū)域的地表匯;K鉄路建設(shè)的棄渣堆填堵塞了該溝渠的下游，施工方另開挖了一條明渠，將此天然沖溝改道，將沖溝的匯水從場地東南側(cè)排出。沖溝水體通過填土滲流后在填方區(qū)前緣邊坡護(hù)腳墻外側(cè)排泄E集，形成一水潭，水深估計為1?2.0米，水體流過水潭后沿原始沖溝向東南側(cè)排出。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查表明，勘查區(qū)東北側(cè)居民區(qū)存在水井點(diǎn)，井點(diǎn)水位^.09-270.09m之間，水質(zhì)為飲用水質(zhì)溫度為常溫，出水量的調(diào)查表明，水井每天出水量多為十余方，少為數(shù)百公斤。（1） 松散巖類孔隙水松散巖類孔隙水主要分布于場地上部填土體中，填土結(jié)構(gòu)松散，孔隙大，透水性強(qiáng)為透（含）水層，屬于潛水，是場地內(nèi)最主要的地下水類型，徑流條件較好，其分布及水位、水量受季節(jié)性降雨、地層巖性、地形條件等影響較大。主要接受大氣降雨和基巖裂隙水的補(bǔ)給，補(bǔ)給條件較好，易蒸發(fā)、沿土體內(nèi)部孔隙或基巖裂隙下滲。下層粉質(zhì)粘土及巖層屬相對隔水層。（2） 基巖裂隙水基巖裂隙水主要分布于巖層風(fēng)化裂隙物碎屑巖裂隙水其水量分布受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌條件控制。主要受大氣降雨以及松散巖類孔隙水補(bǔ)給，徑流條件較好，排泄條件一般。其動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，就近補(bǔ)給或就近排泄入至地勢低洼地帶。區(qū)內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化層總體較薄，中等風(fēng)化帶巖體較完整，局部裂隙較發(fā)育，且泥巖屬相對隔水層。在雨季或雨季后期該類型地下水的水位變化對基巖面土體物理力學(xué)性質(zhì)影響較大。鉆探施工過程中，對每個鉆孔終孔水位和終孑囲小時水位進(jìn)行了水位觀測、并在全部鉆孔結(jié)束后進(jìn)行了統(tǒng)一的觀測，填方區(qū)鉆孔大多為干孔，地下水不發(fā)育。綜上：勘查區(qū)地表水較發(fā)育；場地斜坡地帶地下水較貧乏，平緩或溝谷地帶地下水較發(fā)育。勘查區(qū)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜。擬建場地周邊匯水面積約為.617畑，設(shè)計降雨的重現(xiàn)期耽0年，雨水流量約為8.517n?/so暴雨強(qiáng)度及雨水潦量計算V1-0-9-2DesignedbyJing選擇城市暴雨強(qiáng)度公式q(t+12.8P0.076)077右梯形排水溝涼量計算口回岡暴雨強(qiáng)度參數(shù)重現(xiàn)期P |20 年降雨歷時t |10 分鐘「雨水流量參數(shù) -匯水面積S |617000—平方米徑流系數(shù)甲阪礦根據(jù)不同地貌選擇徑流系數(shù)Iq(t+12.8P0.076)077右梯形排水溝涼量計算口回岡暴雨強(qiáng)度參數(shù)重現(xiàn)期P |20 年降雨歷時t |10 分鐘「雨水流量參數(shù) -匯水面積S |617000—平方米徑流系數(shù)甲阪礦根據(jù)不同地貌選擇徑流系數(shù)I非鋪砌土地面計算暴雨強(qiáng)度q)460.17升肋?公頃雨水流量Q|8517.82升用1|30664.17 立方米/小時文件幫助根據(jù)不同狀況選擇重現(xiàn)期計算確定〔僅適用于道路立交)邊坡丟數(shù)水溝底寬￡；(m)=正常水深H(m)=m2=粗糙系數(shù)n=排水溝坡度 i=邊坡系數(shù) ml=.訐宜疣量Q=水力半徑只=|0.817米 流速V=*.4T1米/秒圖1截排水計算示意圖3.5地震效應(yīng)地勘報告表明：結(jié)合根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-200D和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范XGB50011-2001）,場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值取0.05g＞設(shè)計地震分為第一組。3.6不良地質(zhì)作用根據(jù)勘查資料，擬建場地的不良地質(zhì)作用主要為鐵路建設(shè)棄渣形成的填方邊坡的穩(wěn)定問題。擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)災(zāi)害。4穩(wěn)定性分析根據(jù)《初勘報告》以及方案設(shè)計復(fù)核，按折線形滑動法計算堆填體沿原天然滑動的整體穩(wěn)定性，計算結(jié)果為：堆填前（即原鐵路建設(shè)產(chǎn)生的填方邊坡沃然工況下穩(wěn)定系數(shù)為1）69,欠穩(wěn)定；暴雨工況為0.899,不穩(wěn)定；由計算結(jié)果可知，1一9條塊的穩(wěn)定系數(shù)〉1.35,即填方邊坡整體穩(wěn)題前緣部分因地形變陡，可能沿原天然地面滑動；渣場堆填后（原地坪不作處理）天然工況下穩(wěn)定系數(shù)為.256基本穩(wěn)定；暴雨工況為1.206基本穩(wěn)定；由計算結(jié)果可知，天然工況下，1—9條塊的穩(wěn)定系數(shù)-.35,即填方邊坡整體穩(wěn)題前緣部分因地形變陡，可能沿原天然地面滑動；暴雨工況下，填方邊坡的整體穩(wěn)定系數(shù)可能整體沿原天然地面滑動，且設(shè)計剩余下滑力戡foOkN/m下滑力較大；渣場堆填后（天然地坪施作臺階狀慶然工況下穩(wěn)定系數(shù)為.256基本穩(wěn)定；暴雨工況為1.054欠穩(wěn)定；由計算結(jié)果可知，1—9條塊的穩(wěn)定系數(shù)>1.35,即填方邊坡整體穩(wěn)題前緣部分因地形變陡，可能沿原天然地面滑動；經(jīng)過對天然斜坡地面改變?yōu)榕_階狀的處理，設(shè)計剩余下滑力約248.29kN/m下滑力大大減小。綜上所述，原鐵路填方邊坡整體穩(wěn)趙前緣部分因地形變陡可能沿原天然地面滑動；若不對天然地面作臺階處理，渣場堆填后，暴雨工況下，填方邊坡可能整體沿原天然地面滑動，且設(shè)計剩余下滑力超過DOOkN/m下滑力較大；若對天然地面作臺階處理，渣場堆填后，填方邊坡整體穩(wěn)鉅前緣部分因地形變陡，可能沿原天然地面滑動；設(shè)計剩余下滑力約48.29kN/m下滑力較不作臺階狀處理大大減小。堆填體前緣還可能發(fā)生沿填土體內(nèi)部的圓弧形破壞。5設(shè)計參數(shù)根據(jù)《初勘報告》邊坡治理設(shè)計有關(guān)參數(shù)取值如下：1） 泥巖:天然重度25.3KN/M飽和重度25.5KN/M砂巖：天然重度24.6KN/M,飽和重度24.9KN/M2） 填土界面強(qiáng)度參數(shù)：天然狀態(tài)：C=lO.OkPs0=11.0°飽和狀態(tài)：C=8.0kPs0=9.5°3） 巖石水平抗力系數(shù)：中風(fēng)化泥巖取50kN/M4） 巖體與錨固體JU30砂漿）粘結(jié)強(qiáng)度特征值：中風(fēng)化帶砂巖?500kpa中風(fēng)化帶泥巖W80kPa6方案設(shè)計及比選根據(jù)邊坡破壞模式和建筑邊坡的特點(diǎn)，采用兩個設(shè)計方蓊;案一：樁板擋墻分級筑坡■截排水工程方案二：重力式擋土坍分級筑坡截排水工程具體布置如下：方案一：樁板擋墻分級筑坡截排水工程渣場的回填及主要治理措施包括：在渣場紅線范圍內(nèi)分兩級回填，第一級平臺設(shè)計高程304.0-305.0m第二級平臺設(shè)計高程03.0-304.0m渣場設(shè)計填方量為67.0萬ms；堆填體表層采畑00mm素土夯實(shí)，并按設(shè)計要求設(shè)置地坪坡度，在場地內(nèi)以及沿渣場周邊設(shè)置截排水溝，堆填體周邊按更2.0坡率放坡，渣場前緣設(shè)置一排樁板擋墻。截排水溝：共布賢、氏C三種類型的截排水溝△型截排水溝布置在場地的西側(cè)及西南側(cè)，過水?dāng)嗝孢^水?dāng)嗝嫦聦?0m,上寬3.25nt高2.5m,該截排水溝與場地西側(cè)的天然季節(jié)性沖溝西型截排水溝相連，將沖溝及場地后緣區(qū)域的匯水排岀型截排水溝布置在場地的西北側(cè)及北側(cè)，過水WBmXl.Om；C型截排水溝布置在場地內(nèi)及場地東側(cè)，過水?dāng)嗝?3mX0.4m；堆填體周邊按丟：2.0坡率放坡；樁板擋墻：樁板擋墻布置在渣場堆填體前緣的溝谷口部地帶，樁板擋墻乘取混凝土澆注，樁板擋墻墻頂坡率更2.5。方案二：重力式擋土齡級筑坡■截排水工程渣場的回填及主要治理措施包括：在渣場紅線范圍內(nèi)分兩級回填，第一級平臺設(shè)計高程304.0-305.0m第二級平臺設(shè)計高程03.0-304.0m渣場設(shè)計填方量為67.0萬ms；堆填體表層采?00mm素土夯實(shí)，并按設(shè)計要求設(shè)置地坪坡度，在場地內(nèi)以及沿渣場周邊設(shè)置截排水溝，堆填體周邊按更2.0坡率放坡，渣場前緣設(shè)置一排樁板擋墻。截排水溝：共布賢、氏C三種類型的截排水溝△型截排水溝布置在場地的西側(cè)及西南側(cè)，過水?dāng)嗝?.5mX2.5m,該截排水溝與場地西側(cè)的天然季節(jié)性沖濃吸i截排水溝相連，將沖溝及場地后緣區(qū)域的匯水排戲趣截排水溝布置在場地的西北側(cè)及北側(cè)，過水?dāng)嗝鎙.OmXl.Om；C型截排水溝布置在場地內(nèi)及場地東側(cè)，過水