公路隧道初步設(shè)計

1、濟(jì)源市橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路改線初步設(shè)計報告書小浪底水利水電工程有限公司2011 年 8 月 9 日1、工程基本情況1.1 工程概況1.1.1工程簡介擬建橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路始于橋溝村南溝溝口（大峪鎮(zhèn)政府西南側(cè)），沿小浪底水利樞紐管理區(qū)東區(qū)東側(cè)山坡至蓼塢村東溝。擬建公路設(shè)計為 山嶺重丘區(qū)三 四級公路 ，設(shè)計車速為2040km/h，設(shè)計路基寬度為 7.58.5m，雙向兩車道 ，路面寬度為 7.0m，采用 C25 水泥混凝土路面，厚度為25cm，路面基層厚度為30cm，擬采用石灰土基層。1.1.2水文氣象條件本工程位于小浪底樞紐區(qū)域內(nèi)，屬大陸性氣候，年平均氣溫14 C 左右，極端最高氣溫

2、41.4 C 41.9 C，極端最低氣溫17.2 C 20.0 C。年降水量601mm657mm，其中 7 月 9 月降水量占全年的 50以上，年平均蒸發(fā)量 1810mm2114mm，最大風(fēng)速 20m/s。1.1.3工程地質(zhì)條件（ 1）地形地貌工程地區(qū)的地貌， 按其形態(tài)特征、 形成過程可劃歸為侵蝕堆積區(qū)的準(zhǔn)平原化上升亞區(qū)。其特點為河谷開闊， 階地發(fā)育不全。擬建公路線路布置在橋溝村和蓼塢村之間，沿線地形溝深坡陡， 山體坡度 35o 左右，地形相當(dāng)復(fù)雜。 河谷兩岸谷坡多有基巖出露，并發(fā)育了一些短淺的沖溝。（2）區(qū)域地質(zhì)本工程地區(qū)位于中條山、王屋山南麓， 崤山東北余支的北坡，西接汾渭盆地，東臨華北平

3、原，為典型的華北地層，即沉積基底為太古界、下元古界古老變質(zhì)巖系；震旦系西陽河群火山巖為過渡層，此后則為地臺型蓋層沉積。蓋層下部震旦系中統(tǒng)至下古生界以海洋碎屑巖沉積為主；上奧陶統(tǒng) -下石碳統(tǒng)缺失；古生界下部為一套海陸交互相粘土質(zhì)巖碳酸鹽巖建造，上部為陸相建造， 巖層基本未受變質(zhì)作用。 小浪底地區(qū)自晚侏羅紀(jì)以來，共經(jīng)歷了五次大的構(gòu)造運(yùn)動，即燕山早期 (NNE-SSW)、燕山晚期 (NEE-SWW) ，喜山早期 (NNW-SSE)、喜山晚期 (NWW-SEE) 以及現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動 (NE80 )。燕山構(gòu)造運(yùn)動以水平擠壓作用為主、差異升降作用強(qiáng)度為次；而在喜山期，其構(gòu)造運(yùn)動則以差異升降作用強(qiáng)度為主、水平

4、擠壓作用強(qiáng)度為次。從而形成了該區(qū)復(fù)雜的、多期性的、既有水平擠壓、又有差異升降運(yùn)動的地質(zhì)構(gòu)造格局， 致使該區(qū)的工程地質(zhì)條件十分復(fù)雜。根據(jù) 1985 年國家地震局審定通過的小浪底水庫壩址地震危險性分析和地震動工程參數(shù)報告，參考國家地震局2001 年發(fā)布的 1：4000000中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖和中國地震動反映譜特征周期區(qū)劃圖，工程區(qū)的地震動峰值加速度為0.1g，地震動反映譜特征周期為0.4s，相應(yīng)的地震基本烈度為 度。（3）工程地質(zhì)條件小浪底橋溝電站區(qū)出露的基巖地層主要為三疊系下統(tǒng)和尚溝組T16 地層，屬沉積碎屑巖地層。第四系地層主要分布中更新統(tǒng)（Q2）-全新統(tǒng)（ Q4）。工程區(qū)巖體主要發(fā)育

5、四組構(gòu)造節(jié)理， 從地表出露巖性分析， 交通隧洞段主要分布為粘土巖和砂巖，隧洞引線高程處巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具備成洞條件。（ 4）水文地質(zhì)條件工程區(qū)地下水的分布取決于地層巖性的分布特征和地形的切割程度，地下水類型主要為第四系松散覆蓋層孔隙潛水、基巖裂隙潛水， 地下水位沿橋溝河兩岸一般高于河床地表 1m 左右。地下水化學(xué)類型以重碳酸鈣型為主，局部為重碳酸鈣鎂型水，礦化度一般在 0.3g/L 左右，PH 值多數(shù)在 77.5 之間，總硬度 825 德國度，對混凝土不具腐蝕性。（ 5）環(huán)境影響評價本道路改線設(shè)計 由于工程規(guī)模較小， 路墊挖填方量不大， 施工時防止開挖回填土石方滑坡，施工時修建擋土墻和護(hù)坡， 施

6、工后及時恢復(fù)植被， 故對周圍的生態(tài)環(huán)境影響較小。由于施工期不長，施工人員也不多，故施工期對環(huán)境的影響很小，且可以有效控制。1.2工程建設(shè)的必要性由于橋溝村南溝至蓼塢村東溝原交通道路位于小浪底水利樞紐工程管理區(qū)范圍內(nèi)，為了美化小浪底管理區(qū)的環(huán)境，方便管理，給職工提供一個安靜的辦公、生活環(huán)境，確保群眾通行方便和安全， 減少旅游高峰期本段道路的交通壓力，特進(jìn)行此道路的改線設(shè)計。1.3 工作內(nèi)容及技術(shù)路線1.3.1 工作內(nèi)容 現(xiàn)場踏勘，得到道路沿線的地形、地貌及地質(zhì)等條件，確定道路路線及沿線涵洞、擋墻、隧道等構(gòu)造物的位置； 根據(jù)實測地形圖，進(jìn)行選線、紙上定線； 完成比選方案的平、縱、橫斷面的初步設(shè)計及

7、土石方量和構(gòu)造物工程量的計算； 根據(jù)初步設(shè)計完成工程概算，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定推薦方案。1.3.2 技術(shù)路線橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路改線設(shè)計現(xiàn)場沿線地形、地貌、地質(zhì)條件沿線主要構(gòu)造物的位置沿線主要控制點踏勘橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路設(shè)計比選方案初步設(shè)方案比選、選線、定線比選方案的平、縱、橫斷面設(shè)計主要工程量計算計及工程橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路設(shè)計概算概算分主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較析總確定推薦方案結(jié)2、橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路改線初步設(shè)計2.1 道路選線2.1.1 路線選線原則橋溝村南溝至蓼塢村東溝道路改線選線按照下列原則進(jìn)行： 運(yùn)用各種先進(jìn)手段對路線方案作深入、細(xì)致的研究，在多方案論證、比選

8、的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案； 工程量增加不大的情況下，采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不輕易采用低指標(biāo)和極限指標(biāo)；路線布設(shè)時在保證行車安全、舒適、快捷的前提下做到工程數(shù)量小，造價低，使用成本低，經(jīng)濟(jì)效益好； 充分重視不良地質(zhì)地貌對道路的穩(wěn)定性及施工安全影響，對于工程地質(zhì)水文隱患應(yīng)慎重地處理， 盡量繞避，必須穿越時應(yīng)選擇合理的位置縮小穿越范圍，并采取相應(yīng)的處理措施； 重視環(huán)境保護(hù)和生態(tài)保護(hù)，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作。2.1.2 設(shè)計路線方案根據(jù)實測地形圖， 路線自東北向西南走向， 依次經(jīng)過的地貌類型有： 陡坎、梯田、山丘、溝谷。路線起點位于小浪底水利樞紐工程管理區(qū)東區(qū)東側(cè)，沿線經(jīng)過陡坎、梯田、山丘、溝谷，到達(dá)蓼塢村

9、東溝。根據(jù)選線原則，結(jié)合本地地形、地貌及原有道路的具體特點，初步選定四個方案進(jìn)行比選。方案 1-A 路線走向：橋溝村南溝 職工活動中心 楊門口 高灣 蓼塢村東溝。該方案路線總長度為1003.063m，沿線擬設(shè)涵洞 3 座，隧道 1 座，隧道總長 205m，沿線設(shè)路堤路塹重力式擋土墻。方案 1-B 路線走向：方案 2 與方案 1 的起終點相同， 考慮到進(jìn)一步優(yōu)化道路線形，較少占地，減少對地表植被的破壞， 方案 2 主要采用隧道從橋溝村南溝 職工活動中心 楊門口 高灣 蓼塢村東溝 。該方案路線總長度為 1039.441m，沿線擬設(shè)隧道 1 座，隧道總長 850m，沿線設(shè)路堤路塹重力式擋土墻。方案

10、2 路線走向：大峪鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府 濟(jì)源市坡頭鎮(zhèn)第六中心小學(xué) 蓼塢村 蓼塢村東溝。該方案路線總長度為 1634.532m，沿線擬設(shè)涵洞 6 座，沿線設(shè)路堤路塹重力式擋土墻。方案 3 路線走向：大峪鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府 濟(jì)源市坡頭鎮(zhèn)第六中心小學(xué) 蓼塢村 蓼塢村（扁擔(dān)嶺） 蓼塢村（水磨溝） 九號公路。該方案路線總長度為 2607.217m，沿線擬設(shè)涵洞 11 座，沿線設(shè)路堤路塹重力式擋土墻。2.1.3 路線方案比較 線型比較 方案 1-A 路線總長 1003.063m，路線設(shè)置有5 個平曲線，最大轉(zhuǎn)角為32 50 11，.最1小為 10 05 15，.平9線最小半徑曲67.506m，最大半徑為 300m，最大縱坡為

11、7%，線形總體較好。 方案 1-B 路線總長 1039.441m，其中隧道總長 850m，路線設(shè)置有 1 個平曲線，轉(zhuǎn)角為673913.2，平曲線半徑 600m，最大縱坡為1.08%，線形總體最好。 方案 2 路線總長1634.532m，路線設(shè)有13 個平曲線，平曲線半徑最大為173.579m，最小平曲線半徑僅為17.743m，其平面線形一般，最大縱坡為-9%。 方案 3 路線總長2607.217m，路線設(shè)有24 個平曲線，平曲線半徑最大為348.933m，最小平曲線半徑僅為16.821m，其平面線形較差，最大縱坡為9%。比較四個方案，方案1（A、B）線形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高。 沿線地形、地質(zhì)、水文條

12、件比較 方案 1-A 沿線地形條件較復(fù)雜，沒有較大的工程地質(zhì)病害，能充分利用有利地形展線。方案 1 雖線形較短， 但在道路經(jīng)過職工活動中心與大峪鎮(zhèn)醫(yī)院之間時，存在陡坎，建筑物密集，展線需注意，施工較復(fù)雜；另外，隧道施工時要充分考慮到沿線不良地質(zhì)、地形條件的影響。 方案 1-B 主要為隧道，沿線圍巖主要分布有、（需經(jīng)地質(zhì)勘察確定），隧道起始點洞門附近（大峪鎮(zhèn)醫(yī)院）為黃土，且隧道為中長隧道，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，隧道施工時要充分考慮到沿線不良地質(zhì)，施工較復(fù)雜。 方案 2 大部分地區(qū)地勢較陡峻， 沿線地形變化較大， 施工作業(yè)技術(shù)難度較大，沿線有大量填方和挖方，要做好沿線路基防護(hù)工程。 方案 3 大部分

13、地區(qū)地勢較陡峻，沿線地形變化較大，但除距起點（大峪鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府） 500 米路段地方，施工作業(yè)技術(shù)難度較大以外，其他路段相對較簡單，地面自然坡度較大，路線防護(hù)工程較多，技術(shù)要求較高。 工程量比較方案 1 土石方數(shù)量較少， 沿線設(shè)有 3 座涵洞，一座隧道，擋土墻工程量也較其它方案少。方案 2 主要工程量為隧道開挖，隧道長度為850m，土石方開挖量大，路基土石方開挖小。方案 3 開挖土石方相對較大，沿線設(shè)有6 座涵洞，擋土墻工程量較大。方案 4 開挖土石方較大，沿線設(shè)有11 座涵洞，擋土墻工程量最大。具體工程量見方案工程數(shù)量表 。2.2 方案 1 的初步設(shè)計2.2.1 方案 1-A 平面設(shè)計圖平面設(shè)計

14、見方案1-A 平面線形設(shè)計圖2.2.2 方案 1-A 縱斷面設(shè)計圖縱斷面設(shè)計見方案1-A 縱斷面設(shè)計圖2.2.3 方案 1-A 隧道初步設(shè)計方案 1 設(shè)計有隧道一座，隧道起點里程樁號為K0+550，終點里程樁號為K0+755，共 205m，隧道設(shè)計寬為 9.0m，設(shè)計凈高 4.5 米，擬采用城門洞型 （直墻式）。由于隧道所經(jīng)過地段圍巖較破碎，對工程地質(zhì)條件較差（依據(jù)地質(zhì)勘察報告）段，隧道開挖時擬采用管棚超前支護(hù)， 噴射混凝土初期支護(hù)和混凝土二次襯砌。隧道開挖斷面為 80.67m2，襯砌斷面面積為 21.91m2，噴射混凝土斷面面積為 3.56m2，設(shè)計擬定尺寸如圖 2-1 所示。2.2.4 路

15、面初步設(shè)計擬定四個方案中，采用 C25 混凝土路面，路面寬度為 7.0m，混凝土面板厚度擬采用 250mm，路面基層擬采用石灰土（灰土比 3:7），厚度擬采用 300mm，基層底下為土基，土基壓實度和強(qiáng)度應(yīng)符合強(qiáng)度要求。2.2.5 道路排水邊溝初步設(shè)計擬定四個方案中，邊溝采用漿砌塊石矩形邊溝，設(shè)計斷面為0.6m0.6m。截水溝斷面擬采用梯形斷面，斷面尺寸根據(jù)匯水情況設(shè)置。超前小導(dǎo)管排水管噴射混凝土層R450060錨桿二次襯砌人行道2%2%排水溝150100075075007501501000圖 2-1 隧道初步設(shè)計斷面圖2.3 方案 1-B 的初步設(shè)計2.3.1 方案 1-B 平面設(shè)計平面設(shè)計

16、見方案1-B 平面線形設(shè)計圖。2.3.2 方案 1-B 縱斷面設(shè)計縱斷面設(shè)計見方案1-B 縱斷面設(shè)計圖。2.3.3 方案 1-B 路基橫斷面設(shè)計路基橫斷面設(shè)計見方案1-B 路基橫斷面設(shè)計圖。2.3.4 方案 1-B 隧道初步設(shè)計方案 1 設(shè)計有隧道一座，隧道起點里程樁號為K0+110，終點里程樁號為K0+760，共 850m，隧道設(shè)計寬為9.0m，設(shè)計凈高 4.5 米，擬采用城門洞型（直墻式）。由于隧道所經(jīng)過地段圍巖較破碎，對工程地質(zhì)條件較差（依據(jù)地質(zhì)勘察報告）段，隧道開挖時擬采用 管棚超前支護(hù) ，噴射混凝土初期支護(hù)和混凝土二次襯砌 。隧道開挖斷面 為 80.67m2，襯砌斷面 面積為 21.

17、91m2，噴射混凝土斷面面積為 3.56m2，設(shè)計擬定尺寸如圖 2-1 所示。113002.4 方案 2 的初步設(shè)計2.4.1 方案 2 平面設(shè)計圖平面設(shè)計見方案2 路線平面線形設(shè)計圖。2.4.2 方案 2 縱斷面設(shè)計圖縱斷面設(shè)計見方案2 路線縱斷面設(shè)計圖。2.5 方案 3 的初步設(shè)計2.5.1 方案 3 平面設(shè)計圖平面設(shè)計見方案3 路線平面線形設(shè)計圖。2.5.2 方案 3 縱斷面設(shè)計圖縱斷面設(shè)計見方案3 路線縱斷面設(shè)計圖。3 橋溝村南溝至蓼塢村東溝交通道路改線設(shè)計工程量3.1 方案 1-A 的設(shè)計工程量3.1.1 方案 1 路基土石方數(shù)量土石方計算結(jié)果見方案1-A 路基土石方數(shù)量計算表 。3

18、.1.2 路面工程量方案 1-A 路面擬采用水泥混凝土路面，路面寬度擬定為7.5m，面層為 25cm 厚C25 混凝土，基層擬采用30cm 厚石灰土（灰土比3:7），道路總長度為1003.063m，其工程量匯總見方案1-A 工程量匯總表。3.1.3 方案 1-A 隧道工程量方案 1-A 中隧道工程量主要包括隧道土石開挖、錨噴支護(hù)、二次襯砌、管棚支護(hù)，其工程量匯總見方案1-A 工程量匯總表。3.1.4 其它工程量方案 1-A 中其它工程量主要包括擋土墻、護(hù)坡、排水溝、涵洞及其他附屬設(shè)施，其工程量匯總見方案1-A 工程量匯總表。3.2 方案 1-B 的設(shè)計工程量3.2.1 方案 1-B 路基土石方

19、數(shù)量土石方計算結(jié)果見方案1-B 路基土石方數(shù)量計算表 。3.2.2 路面工程量方案 1-B 路面擬采用水泥混凝土路面， 路面寬度擬定為 7.5m，面層為 25cm 厚 C25 混凝土，基層擬采用 30cm 厚石灰土（灰土比 3:7），道路總長度為1039.441m，其工程量匯總見方案 1-B 工程量匯總表。3.2.3 方案 1-B 隧道工程量方案 1-B 中隧道工程量主要包括隧道土石開挖、錨噴支護(hù)、管棚超前支護(hù)、二次襯砌，其工程量匯總見方案1-B 工程量匯總表。3.2.4 其它工程量方案 1-B 中其它工程量主要包括擋土墻、護(hù)坡、排水溝、及其他附屬設(shè)施，其工程量匯總見方案1-B 工程量匯總表。

20、3.3 方案 2 的設(shè)計工程量3.3.1 方案 2 路基土石方數(shù)量土石方計算結(jié)果見方案2 路基土石方數(shù)量計算表 。3.3.2 路面工程量方案 2 路面擬采用 C25 混凝土路面，路面寬度擬定為7m，面層厚為 25cm，基層擬采用 30cm 石灰土，道路總長度為1634.532m，其工程量匯總見方案2 工程量匯總表。3.3.3 其它工程量方案 2 中其它工程量主要包括擋土墻、護(hù)坡、排水溝、涵洞及其他附屬設(shè)施，其工程量匯總見方案 2 工程量匯總表。3.4 方案 3 的設(shè)計工程量3.4.1 方案 3 路基土石方數(shù)量土石方計算結(jié)果見方案3 路基土石方數(shù)量計算表 。3.4.2 路面工程量方案 3 路面擬采用 C25 混凝土路面，路面寬度擬定為 7m，面層為厚 25cm，基層擬采用 30cm 石灰土，道路總長度為 2607.217m，其工程量匯總見方案3 工程量匯總表。3.4.3 其它工程量方案 3 中其它工程量主要包括擋土墻、護(hù)坡、排水溝、涵洞及其他附屬設(shè)施，其工程量匯總見方案3 工程量匯總表。4 設(shè)計方案工程概算通過對四個方案的初步設(shè)計及主要工程量的計算， 分別對設(shè)計方案進(jìn)行了工程概算，方案 1-A 綜合造價為 1467.4 萬元，方案 1-B 綜合造價為 4191.2 萬元，方案 2 綜合造價為 1302.3 萬