白竹山隧道设计说明0.docx
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白竹山隧道设计说明0.docx
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白竹山隧道设计说明0
白竹山隧道施工图设计说明
1.工程概况
中缅油气管第二EPC合同项白竹山隧道位于大理市漾濞县龙潭乡水竹坪村下赶马拉西北,入口、出口
均位于吐鲁河边。
穿越位置位于进马桑弯西麓。
隧道平面为折线型,隧道起圪桩号为K0+010〜K0+902.2,隧道水平长度892.2m,实长892.344m,纵
向坡度采用单面下坡,坡比为-1.79%。
洞身断面W级围岩采用曲墙圆拱形,其他围岩段采用直墙圆拱形,
净断面尺寸为3.8mX3.8m(宽X高)。
隧道内安装2条管道,分别为天然气管道、原油管道。
2.设计依据
1)中缅油气管道工程隧道第二EPC合同项合同;
2)隧道初步设计文件及审批文件;
3)招标阶段发布及相关的澄清文件;
4)有关的勘察、测量资料。
3.隧道主要设计规范标准
1)
《输气管道工程设计规范》
GB50251-2003
2)
《油气输送管道线路工程抗震技术规范》
GB50470-2008
3)
《油气输送管道穿越工程设计规范》
GB50423-2007
4)
《油气输送管道穿越工程施工规范》
GB50424-2007
5)
《油气长输管道工程施工及验收规范》
GB50369-2006
6)
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2010
7)
《砌体结构设计规范》
GB50003-2001
8)
《钢结构设计规范》
GB50017-2003
9)
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2002
10)
《建筑抗震设计规范》
GB50011-2010
11)
《建筑工程抗震设防分类标准》
GB50223-2008
12)
《岩土工程勘察规范(2009年版)》
GB50021-2001
13)
《工程岩体分级标准》
GB50218-1994
14)
《地下工程防水技术规范》
GB50108-2008
15)
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
GB50086-2001
16)
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
GB50330-2002
GB50111-2006管道穿跨越工程》SY4207-2007
TB10003-2005/J449-2005
TB10204-2002/J163-2002
Q/SYGJX101-2010
CDP-G-PC-CR-005-2009/B
4•隧道工程地质条件及评价
4.1隧道自然地理条件4.1.1地形、地貌
勘察场地属低中山区地貌,相对高差约200〜400m之间,山顶为尖顶状,脊线呈锯齿状,地形起伏大,
山坡较陡,植被茂密,沟谷多呈现“V形。
隧道入口处山坡坡度40。
〜50°植被为低矮灌木和杂草,覆盖率大
于50%;出口处山坡坡度40°〜50°植被茂密,覆盖率大于60%。
4.1.2气象水文
按全国气候带划分指标,管线由西向东经过云南省的南亚热带、北热带、中亚热带、北亚热带和南温
带5个气候带。
其中漾濞县属于北亚热带气候区,四季分明,其气象要素详见下表。
勘察区气象要素汇总表
地区
平均气压
(mb)
多年平
均相对
湿度
(%)
气温「C)
降水量(mm)
多年平均降水日数
(天)
多年平均日照时数
(小时)
蒸发量(mm)
风速(m/s)
风向
多年平均年霜日
(天)
多年平均
极端最高
极端
最低
多年平均
日最大
年平均
年平均
年最大
漾濞
县
836
72
16.2〜16.6
34.6
-2.8
1055.8〜1038.1
118.3
140.1
2223.3
1725
1.6
18
WNW
64
勘察区属澜沧江水系,漾濞江支流吐鲁河。
漾濞江流域面积为4330km2,比降为0.33%,最大流量为1330m3/s,最小流量为5.2m3/s,平均流量为
3
62.38m/s。
。
J1:
走向70〜80°倾向340〜350°倾角70〜80°节理线密度约7条/m,平均间距10〜20cm,裂隙
白竹山隧道位于大理市漾濞县龙潭乡水竹坪村下赶马拉西北,入口、出口均位于吐鲁河边。
穿越位置
位于进马桑弯西麓。
自漾濞县沿320国道向永平县方向约30km,左拐沿龙潭乡土石路走14km,左拐至水竹坪村,再沿吐鲁河
向下游方向走约1km到白竹山隧道进口,出口亦吐鲁河边边,交通困难。
4.2区域地质构造及地震
4.2.1区域地质构造
据《中缅油气管道工程(云南段)建设项目地质灾害危险性评估报告》(2007.6)中相关内容,中缅管道沿
线构造极为复杂,断裂纵横交错,褶皱发育,但多数褶皱形态不完整。
纵观全区构造,西部和东部的差异较大。
西部(瑞丽〜南华段)处于青、藏、滇、缅、印尼歹”字型构造体系与经向构造体系复合部位,NNW向
构造和SN向构造为主体骨架。
一系列SN向,NNW向构造线渐成撒开状态,在瑞丽〜龙陵呈NE〜SW向
延伸的构造带;东部(南华〜富源段)处于川滇经向构造为主体与云南山”字型构造东翼和脊柱复合部位,
SN向构造和NNE向构造为主体骨架,嵩明〜富源一系列NNE向或NE向构造线平行展布。
F13顺鼻河断裂(关坪河断裂)自隧道西侧通过,断裂总体走向330。
〜345°倾向NE,倾角64〜70°断裂发育在侏罗一白垩纪地层中,主要为断层挤压柔褶带、破碎带,带宽约3〜10m,半胶结一半松散状,
断裂早、中更新世有过活动,上覆晚更新世地层未受断裂错动,属中更新世断裂。
4.2.2场地抗震设防烈度
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)及《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)国家标准第1号修改单(2008年6月11日),隧道所在场地地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应的地震基本烈度为四度,漾濞县地震分组为第二组。
4.3工程地质条件
4.3.1地质构造
(1)断裂
据《中缅油气管道工程(云南段)建设项目地质灾害危险性评估报告》断裂(关坪河断裂)自隧道西侧通过,距离隧道约1km。
根据地质测绘及物探测试结果,隧道区无断层通过。
(2)节理
根据工程地质测绘结果,隧道通过段岩体节理较发育,主要发育
面光滑平整,微张,张开度约2〜3mm,部分泥质或岩屑充填,结合一般〜差,节理贯通性一般,可见延
伸长度大于2.0m。
J2:
走向272°倾向182°倾角87°节理线密度约6条/m,平均间距10〜20cm,裂隙面光滑平整,
微张,张开度约1〜3mm,部分泥质或岩屑充填,结合一般〜差,节理贯通性一般,可见延伸长度大于2.0m。
J3:
走向308°倾向38°倾角68°节理线密度约5条/m,平均间距15〜25cm,裂隙面光滑平整,
微张,张开度约1〜3mm,部分泥质或岩屑充填,结合一般〜差,节理贯通性一般,可见延伸长度1〜2.0m。
J4:
走向338°倾向248°倾角43°节理线密度约4条/m,平均间距20〜40cm,裂隙面光滑平整,微张,张开度约1〜3mm,部分泥质或岩屑充填,结合一般〜差,节理贯通性一般,可见延伸长度1.0m。
J5:
走向14°倾向284°倾角35〜50°节理线密度约3条/m,平均间距20〜40cm,裂隙面光滑平
整,微张,张开度约1〜3mm,部分泥质或岩屑充填,结合一般〜差,节理贯通性一般,可见延伸长度1.0m。
隧道区主导节理走向为NEE向(70〜80°)和NWW向(272°,倾角约75°〜87°隧道洞轴线走向为
SE(7.1、43.8)。
J5节理走向与隧道走向小角度相交。
进口〜折点段,J1、J5对隧道右壁稳定性不利,J2对隧道左壁稳定性不利;折点〜出口段,J1、J4、
J5对隧道右壁稳定性不利;节理及层面组合切割的块体,在隧道两壁均有倾向洞身的结构面,易出现掉快或坍塌现象。
4.3.2地层岩性
根据工程地质测绘及钻探揭露,勘察区表层主要为第四系全新统残坡积层(Q4el+dl),隧道下伏基岩为
侏罗系中统花开左组(J2h1)泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩。
地层从上到下共分为4层,其特征按进口、出口分述如下:
(1)隧道进口地层描述
1层粉质粘土(Q4el+dl):
黄褐〜灰褐色,切面稍有光泽,无摇振反应,干强度及韧性中等,硬塑〜坚
硬状态;含强风化泥质粉砂岩碎块约15%〜30%,碎块呈棱角状,锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,
一般粒径为30〜50mm,最大粒径约120mm;表层富含植物根系。
岩芯采取率〉90%。
该层勘察区内广泛分布,CBZS001深度0.00〜3.80m遇到,揭露厚度3.80m;土石等级为n级。
2层全风化层,按其岩性差异及埋深,可分为以下3个亚层:
2-1层全风化泥质粉砂岩(J2h1):
红褐〜棕红色,原岩结构基本破坏,但尚可辨认,岩芯以碎块状为
主,碎块一般粒径20〜30mm,最大粒径50mm。
碎石锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎。
岩芯采取率
75%〜90%。
RQD=0%。
该层在隧道进口段广泛分布,CBZS001深度3.80〜6.80m>29.00〜33.60m遇至打揭露厚度分别为3.00m、
2-2层全风化粉砂质泥岩(J2h1):
棕红色,原岩结构基本破坏,但尚可辨认。
岩芯呈砂土状,含10%小
20%碎石状。
碎石锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎。
岩芯采取率80%〜90%。
RQD=0%。
该层在隧道进口段广泛分布,CBZS001深度24.00〜29.00m、33.60〜36.20m遇到,揭露厚度分别为
5.00m、2.60m;土石等级为W级。
3层强风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
3-1层强风化泥质粉砂岩(J2h1):
灰褐〜褐红色,砂状碎屑结构,层状构造,主要矿物为长石、石英
和粘土组成,原岩结构已部分破坏,矿物成份蚀变显著。
岩体呈中厚层状结构,节理裂隙发育,裂隙面铁
染明显,局部石英细脉发育。
岩芯以短柱状为主,少量短长柱状,最大节长34cm。
岩石锤击声不清脆,无
回弹,较易击碎。
岩芯采取率80%〜90%。
RQD=0%〜66.9%,岩层产状:
92°/52°
深度7.00-8.00m岩芯呈短柱状,RQD=37%;11.00〜14.70m岩芯呈短柱状,RQD=50.8%〜66.9%;22.60〜23.50m岩芯呈短柱状,RQD=48.9%。
该层在勘察区广泛分布,CBZS001深度6.80〜24.00m遇到,揭露厚度为17.20m;土石等级为W级。
4层中等风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
4-1层中等风化泥质粉砂岩(J2h1):
灰褐〜褐红色,砂状碎屑结构,层状构造,主要矿物为长石、石英和粘土组成,沿节理裂隙面矿物成份部分已蚀变;岩体呈中厚层状结构,节理裂隙较发育,个别裂隙面被铁质渲染,局部石英细脉发育。
岩芯以短柱状为主,个别短长柱状,最大节长22cm。
岩石锤击声清脆,
有轻微回弹,稍震手,较难击碎。
岩芯采取率80〜90%。
RQD=16.7%〜63.3%,岩层产状:
92°/52°
深度37.00〜38.00m岩芯呈短柱状,RQD=38%;41.10〜42.00m岩芯呈短柱状,RQD=63.3%。
该层在勘察区广泛分布,CBZS001深度36.20〜42.00m遇到,未穿透,揭露厚度为5.80m;土石等级
为忸级。
进口段围岩为②-1层全风化泥质粉砂岩、②-2层全风化粉砂质泥岩,RQD=0%。
(2)隧道出口地层描述
1层粉质粘土(Q4el+dl):
褐〜红褐色,切面稍有光泽,无摇振反应,干强度及韧性中等,硬塑〜坚硬状态;含强风化泥质粉砂岩、泥灰岩碎块约15%〜25%,碎块呈棱角状,锤击声哑,无回弹,有凹痕,易
击碎,一般粒径为30〜50mm,最大粒径约80mm;表层富含植物根系。
岩芯采取率〉90%。
该层勘察区内广泛分布,CBZS002深度0.00〜9.40m遇到,揭露厚度9.40m;土石等级为H级。
3层强风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
③-3层强风化泥灰岩J2h1):
灰〜灰红色,微粒状或泥状结构,中厚层状构造,主要矿物为粘土和碳
酸盐微粒组成,原岩结构已部分破坏,矿物成份蚀变显著。
岩体节理裂隙发育,裂隙面铁质渲染明显。
滴
稀盐酸后产生气泡,且气泡处有暗色泥质物。
岩芯以短柱状、短长柱为主,个别长柱状,最大节长50cm。
岩石锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎。
岩芯采取率80%〜90%oRQD=26.9%〜100%,岩层产状:
72°/38°
深度9.40〜11.00m岩芯呈短柱状,RQD=95%〜100%;深度11.00〜12.80m岩芯呈短柱状,RQD=26.9%〜46.0%;深度12.80〜20.00m岩芯呈短柱状,RQD=61.4%〜100%;深度20.00〜20.90m岩芯呈短柱状,RQD=38.9%;深度20.90〜25.00m岩芯呈短柱状,RQD=77.0%〜92.2%;深度25.00〜27.00m岩芯呈短柱状,RQD=38.6%〜39.2%;深度27.00〜28.20m岩芯呈短柱状,RQD=87.5%。
该层在勘察区广泛分布,CBZS002深度9.40〜28.20m遇到,揭露厚度为18.80m;土石等级为V级。
4层中等风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
④-3层中等风化泥灰岩J2h1):
灰〜灰红色,微粒状或泥状结构,中厚层状构造,主要矿物为粘土和
碳酸盐微粒组成,沿节理裂隙面矿物成份部分已蚀变;岩体节理裂隙较发育,个别裂隙面被铁质渲染。
滴
稀盐酸后产生气泡,且气泡处有暗色泥质物。
岩芯以短柱状、短长柱为主,个别长柱状,最大节长52cmo
岩石锤击声不清脆,无回弹,较易击碎。
岩芯采取率80〜90%oRQD=25.0%〜92.9%,岩层产状:
72°/38°深度30.00〜31.10m岩芯呈短柱状,RQD=47.3%;深度31.10〜32.40m岩芯呈短柱状,RQD=55.4%;
深度32.40〜35.70m岩芯呈短柱状,RQD=32.9%〜41.7%;深度35.70〜37.00m岩芯呈短柱状,RQD=68.5%;深度37.00〜39.00m岩芯呈短柱状,RQD=26.3%〜35.8%;深度39.00〜40.00m岩芯呈短柱状,RQD=64%;深度40.00〜41.50m岩芯呈短柱状,RQD=75.3%;41.50〜42.60m岩芯呈短柱状,RQD=25.5%;深度42.60〜45.00m岩芯呈短柱状,RQD=52.5%〜68.3%;深度45.00〜46.40m岩芯呈短柱状,RQD=92.9%;深度46.40〜48.00m岩芯呈短柱状,RQD=31.3%;深度48.00〜49.50m岩芯呈短柱状,RQD=60%;深度49.50〜51.80m岩芯呈短柱状,RQD=38.9%〜44.0%;深度51.80〜53.50m岩芯呈短柱状,RQD=51.8%;53.50〜55.00m岩芯呈短柱状,RQD=34.0%;深度55.00〜56.00m岩芯呈短柱状,RQD=63.0%;深度56.00〜57.30m岩芯呈短柱状,RQD=76.2%;深度57.30〜60.00m岩芯呈短柱状,RQD=25.0%〜39.3%。
该层在勘察区广泛分布,CBZS002深度28.20〜60.00m遇到,未穿透,揭露厚度为31.80m;土石等级
为W级。
隧道出口段围岩为④-3层中等风化泥灰岩,RQD=25.5%〜75.3%。
(3)洞身段地层简述
1层粉质粘土(Q4el+dl):
粉质粘土:
黄褐〜灰褐色,切面稍有光泽,无摇震反应,干强度及韧性中等,
硬塑〜坚硬状态;含强风化泥质粉砂岩碎块约10%〜25%,碎块呈棱角状,锤击声哑,无回弹,有凹痕,
易击碎,一般粒径为25〜35mm,最大粒径约50mm;表层富含植物根系。
岩芯采取率〉90%。
该层勘察区内广泛分布,BZS001深度0.00〜5.20m、BZS002深度0.00〜7.80m遇到,揭露厚度5.20〜
及长石、石英组成,沿节理裂隙面矿物成份部分已蚀变;岩体呈中厚层状结构,节理裂隙较发育,个别裂
2
层全风化层,按其岩性差异及埋深,可分为以下3个亚层:
2-1层全风化泥质粉砂岩(J2h1):
全风化泥质粉砂岩:
红褐〜棕红色,原岩结构基本破坏,但尚可辨
认,岩芯以碎块状为主,碎块一般粒径25〜30mm,最大粒径45mm。
碎石锤击声哑,无回弹,有凹痕,
易击碎。
岩芯采取率75〜90%。
RQD=0%。
该层在隧道进口段广泛分布,BZS001深度5.20-10.50m、BZS002深度7.80〜15.40m遇到,揭露厚度
为5.30〜7.60m;土石等级为W级。
3层强风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
3-1层强风化泥质粉砂岩(J2h1):
强风化泥质粉砂岩:
灰褐〜褐红色,砂状碎屑结构,层状构造,主
要矿物为长石、石英和粘土组成,原岩结构已部分破坏,矿物成份蚀变显著。
岩体呈中厚层状结构,节理
裂隙发育,裂隙面铁染明显,局部石英细脉发育。
岩芯以碎块状为主,少量短柱状,最大节长20cm。
岩石
锤击声不清脆,无回弹,较易击碎。
岩芯采取率80〜90%。
RQD=0%〜12.3%,岩层产状:
92°/52°。
深度10.50〜24.00mRQD=12.3%;24.00〜28.40mRQD=15.2%。
该层在勘察区广泛分布,BZS001深度10.50〜28.40m、BZS002深度15.40〜26.60m遇到,揭露厚度为11.20〜17.90m;土石等级为W级。
4层中等风化层,按其岩性差异及埋深,可分为3个亚层:
4-1层中等风化泥质粉砂岩(J2h1):
中等风化泥质粉砂岩:
灰褐〜褐红色,砂状碎屑结构,层状构造,
主要矿物为长石、石英和粘土组成,沿节理裂隙面矿物成份部分已蚀变;岩体呈中厚层状结构,节理裂隙
较发育,个别裂隙面被铁质渲染,局部石英细脉发育。
岩芯以短柱状为主,个别短长柱状,最大节长25cm。
岩石锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎。
岩芯采取率80〜90%。
RQD=47.3%〜83.0%,岩层
产状:
92°/52°
深度61.00〜67.50mRQD=47.3%;67.50〜72.90mRQD=53.2%;72.90〜78.30mRQD=75.6%;78.30〜
87.30mRQD=62.5%;87.30〜91.40mRQD=82.6%;67.50〜72.90mRQD=53.2%;72.90〜78.30mRQD=75.6%;
78.30〜87.30mRQD=62.5%;87.30〜91.40mRQD=82.6%;91.40〜96.60mRQD=61.2%;96.60〜
100.70mRQD=72.0%;100.70〜108.50mRQD=63.4%;108.50〜112.50mRQD=77.5%RQD=47.3%〜83.0%;
112.50〜121.20mRQD=61.6%;121.20〜125.20mRQD=83.0%。
该层在勘察区广泛分布,BZS001深度28.40〜37.70m及76.90〜124.00m、BZS002深度61.00〜125.20m遇到,揭露厚度为56.40〜64.20m;土石等级为忸级。
④-2层中等风化粉砂质泥岩(J2h1)棕红色,泥质〜粉砂质结构,层状构造,矿物成分主要由粘土矿物
隙面被铁质渲染,局部石英细脉发育。
岩芯以短柱状为主,个别短长柱状,最大节长40cm。
岩石锤击声不
清脆,无回弹,较易击碎。
岩芯采取率80〜90%。
深度26.60〜31.50mRQD=37.5%;31.50〜34.90mRQD=42.7%;34.90〜47.20mRQD=55.8%;34.90〜47.20mRQD=55.8%;47.20〜52.80mRQD=48.5%;52.80〜61.00mRQD=56.7%。
该层在勘察区广泛分布,BZS001深度37.70〜76.90m、BZS002深度26.60〜61.00m遇到,揭露厚度为
34.40〜39.20m;土石等级为V级。
洞身段围岩为④-1层中风化泥质粉砂岩、④-2层中风化粉砂质泥岩,RQD=33.7〜83.0%。
4.3.3进洞口段工程地质条件
隧道进洞口仰坡处主要由第四系残坡积粉质粘土夹碎石组成。
残坡积层自然稳定坡角介于40°〜50°之
间,层厚约3.80m,硬塑〜坚硬状态,自然边坡属较稳定边坡,洞面开挖易引起边坡失稳;隧道施工面开挖时,洞口仰坡按适当放坡,锚网喷支护,并按防、排、截、堵相结合的原则设置防、排水系统。
4.3.4出洞口段工程地质条件
隧道出洞口仰坡处主要由第四系残坡积粉质粘土夹碎石组成。
残坡积层自然稳定坡角介于40°〜50°之
间,层厚约9.40m,硬塑〜坚硬状态,属较稳定边坡,洞面开挖易引起边坡失稳;隧道施工面开挖时,洞
口仰坡按适当放坡,锚网喷支护,并按防、排、截、堵相结合的原则设置防、排水系统。
4.4水文地质条件
4.4.1地下水及地表水概况
勘察区位于低中山区,地形切割剧烈,山势险峻,植被发育,隧道进出口地段沟谷发育。
根据钻探资
料及现场调查,场地地下水类型为基岩裂隙潜水,在坡脚以泉的形式排泄。
在距隧道出口约27m右侧20m
处,泉水出露,高程约1652m。
据调查,泉水流量受季节影响较大,泉水情况见下表:
白竹山隧道附近泉水统计表
编号
类型
自然特征
q1
基岩裂隙
下降泉
由侏罗系中统花开左组(J2h1)泥灰岩中渗出,小股流状,无色,无味,清澈透明,水温约10C左右,口味清醇甘甜,泉水流量约500ml/s。
勘察期间,隧道入口地下水位埋深22.00m,相应标高1658.19m;隧道出口地下水位埋深20.90m,相
应标高1657.69m;隧道洞身段地下水位埋深45.30〜49.80m,相应标高1713.44〜1714.48m。
4.4.2地下水腐蚀性
据勘探判定结果,场判定结果,场区内环境水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微
腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
4.4.3隧道涌水量预测
K0+724〜
K0+84
/140
中等风化泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩,发育2〜3
组结构面,平均间距20〜30cm,结合一般
硬岩
破碎〜较破碎
--
2500
3200
V
m
高应力
V
K0+864〜
K0+902.2
/38.2
坡残积粉质粘土、强风化泥灰岩,发育1~3组
结构面,平均间距30~50cm,结合一般
软岩
较破碎
〜较完整
26.9%〜
0%
400
2000
V
m
高应力
Wb
隧道最大涌水量概略预测(m3/d)
基本量
2900
预测
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