隧道工程设计说明Word格式.docx

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7.1施工条件23

7.2施工工区划分23

7.3施工方法23

7.3.1施工原则23

7.3.2施工工序和方法简要24

7.3.3洞口施工24

7.4监控量测24

7.4.1监测系统设计原则24

7.4.2监测内容及方案24

7.4.3监测控制标准及监测频率25

7.5施工注意事项26

8、特殊地段的处理26

8.1新建隧道与既有人防通道26

8.2新建隧道与既有建筑物27

8.3过断层带的处理27

8.4地下管线的保护28

9、环境保护28

9.1废水处理28

9.2噪声控制28

10、新技术采用情况28

11、其他28

1概述

1.1设计依据

1）青岛市人民政府“关于《青岛市胶州湾口部地区交通组织规划》的批复”（青政字[2006]34号），2006.5。

2）《胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程初步设计》专家组评审意见，2007.1.19。

3）《胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程初步设计》青岛市市政工程设计研究院有限责任公司），2006.12。

4）《胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程地质勘查报告》（青岛市勘查测绘研究院工程编号K2007-98）。

5）业主的各种相关会议纪要、文件等。

1.2工程概况

胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程（以下简称接线工程）南起胶州湾湾口海底隧道青岛端终点，向北以上下行分离式双洞隧道形式分别沿四川路、云南路向北，在东平路路口北侧爬升地面后开始高架，于山西路路口上方合流后接入快速路三期工程，是青岛市“三纵四横”城市快速路网中的重要组成部分。

台西三路进口匝道洞口位于市邮电局车辆修配厂东侧35m左右位置，沿东南方向与四川路主隧道合流；

团岛二路出口匝道洞口位于市南区少年宫西北侧，沿团岛二路、团岛一路东南方向与云南路主隧道合流。

四川路、云南路主隧道均为单向三车道，四川路主隧道起点里程YK1+112.049，分界点里程YK2+730,长1617.95m，净宽13.5m；

云南路主隧道起点里程ZK1+095.98，分界点里程ZK2+755,长1659.02m，净宽13.5m；

台西三路进口匝道为单车道，隧道部分长215m，净宽8.5m，团岛二路出口匝道为双车道，隧道部分长340m，净宽9.5米。

1.3设计内容

本册图纸包括：

云南路主隧道，四川路主隧道，团岛二路匝道，台西三路匝道；

车行、人行横洞等土建部分设计内容。

2工程与水文地质

2.1地形、地貌

四川路一带地形起伏小，较为平缓，地面标高5.0~12.0米，地貌类型为侵蚀堆积缓坡。

云南路西镇一带地势最高，自西镇沿云南路向南、北地势逐渐降低，总体来说，云南路地形起伏大，两头低，中间高，地面标高8.0~35.0米，地貌类型为侵蚀堆积斜坡~剥蚀斜坡。

2.2地质构造

青岛地区断裂构造比较发育，褶皱构造不发育，区域性构造迹线主要为NE~NNE向断裂，根据断裂带的活动历史、结构面力学性质及其相互关系，可划分为二个构造体系，即区域东西向构造带和华夏式构造。

华夏式构造体系主要由五条主要断裂组成，它们对青岛市区地形、地貌，第四系沉积及基岩的稳定性起到重要的控制性作用，自西向东断裂名称为：

营上断裂、即墨断裂、沧口断裂、劈石口~浮山所断裂、王哥庄~山东头断裂。

上述五条断裂，走向多为NE40°

~50°

，倾向不一，倾角70~85°

，具局部反向倾斜的特点，结构面力学性质以压性~压扭性为主，五条断裂的平面展布大致具等间距性，派生构造发育。

沧口断裂是区域上华夏式Ⅰ级构造朱吴—店集大断裂向西南方向延伸的部分，是青岛花岗岩岩基的西北边界，属于Ⅴ级构造单元的分界线，控制了青岛花岗岩岩基的展布。

受其控制在花岗岩岩基中发育有与其近于平行的次一级的劈石口—浮山所断裂、王哥庄—山东头断裂。

它们均属于沧口断裂的派生构造，切割地壳的深度和规模相对较小。

从宏观上讲，隧道连接线沿线未有大的断裂经过。

根据前人对本工程进行的物探解译，在团岛路与红山峡路交口的南端揭示三条次一级断裂。

根据区域地质资料和勘察资料分析显示，本次勘察范围内发育的地质构造类型主要有充填型构造、节理发育带，未揭示断裂构造迹象。

（1）充填型构造

充填型构造指深成相花岗岩岩基形成后，残余岩浆沿岩体中断裂带侵入的细晶岩、细粒花岗岩和煌斑岩。

它们以岩脉形式充填于中粗粒花岗岩岩基中，前者为酸性岩浆侵入而成，后者为中基性岩浆于细粒花岗岩生成后期侵入而成。

根据青岛地区区域地质特征，沿线各种岩脉宽度多为1.0~3.0米，走向多为NE，部分为NW，岩脉走向与隧道呈0o~30o交角。

倾角均较陡，呈70~90º

，多呈斜列式排列。

勘察期间，云南路隧道口部冲填型构造集中发育，其余地段零星发育，钻孔内分别揭露细粒花岗岩、粗粒花岗岩、煌斑岩、辉绿岩和细晶岩，显示局部脉岩发育程度较高，将作为岩基的粗粒花岗岩切割，破坏了岩体的完整性，该现象一定程度上加剧了隧道围岩的不稳定性，易引起掉块、滑切、崩塌等破坏现象。

（2）节理

受构造影响，沿破裂面岩体无明显位移，结构体完整~较完整，基本无“构造岩”的裂隙划分为节理构造。

节理是青岛地区最普遍的构造，其性质多为压性、压扭性，在弱风化岩体中表现为镶嵌状结构岩体（呈碎块状）~块状结构岩体。

节理面与岩芯轴向夹角多为15、45、60度角等，节理组数2~3组，节理面间距一般小于0.2米。

节理面性质多为硬性结构面，闭合~微张，上述节理面平直光滑，贯通性好，局部裂隙中有钙质或铁质充填。

节理往往与地形地貌有着密切的联系，并且受多组节理面切割的地质体，在一定的触发因素影响下，会发生岩体失稳破坏等，施工中易产生小型塌方，而且节理带往往是富水的地质体。

勘察期间，发现Y3、Y15、13、Z49号孔在微风化岩石钻进时出现较为严重的漏水现象，其它钻孔也发现了不同程度的漏水、漏浆现象。

（3）构造破碎带

隧道连接线未揭示规模较大的或区域性断裂迹象，但分布有构造破碎带的影响带；

结合钻探结果，于4、12~16、Y7、Y13、Y17、Y18、ndz12、z60号孔处揭露构造破碎带，其宽度较小，一般0.5～3.0米，根据区域构造迹象推断走向NE，局部NW；

同时，受构造影响，场区岩体风化加剧、形成风化漏洞，表现为散体状结构岩体，围岩级别降低，完整程度降低，围岩基本无自稳能力。

在孔隙透水较强的构造带处开挖应注意岩体完整程度的差异对隧道稳定的影响，必要时应有超前注浆加固预案。

总之，岩体构造的性质、规模、产状、发育程度以及各种岩脉、破碎带与围岩的接触关系对于隧道围岩的稳定性起着至关重要的作用。

冲填型构造、节理发育带、构造破碎带等作用于隧道围岩，加剧了围岩岩体的破碎程度，降低了围岩级别，增强了岩体的透水性、赋水性，在裂隙水的作用下更易发生失稳现象，进而影响隧道施工、地上建构筑物的安全，因此，应注重超前预报、超前钻探工作。

2.3沿线工程地质概况

本次勘察，根据已完成的钻探结果表明，本工程沿线地形起伏较大，现孔口地面标高：

4.02~24.13米；

沿线地貌单元较多，但各地貌单元岩土层分布有规律，即剥蚀斜坡~剥蚀堆积缓坡场区第四系不发育，厚度一般小于4.0米；

侵蚀堆积缓坡场区第四系较发育，厚度较大，土层较多，但层序清晰、结构简单，体现了自上而下地质年代由新到老、土层结构及强度渐好的沉积韵律。

根据钻探揭露，基岩为燕山晚期花岗岩及后期侵入的煌斑岩脉。

本报告使用的地层编号采用了青岛市建委推广的《青岛市区第四系层序划分》标准地层层序编号，本工程共揭示了9层标准层，划分了2个亚层，地层评价以层及亚层为单位。

现按地质年代由新到老、标准地层层序自上而下分述如下：

2.3.1、第四系全新统人工填土（Q4ml）

第

层、素填土

该层分布广泛于场区，本次勘察揭露层厚：

0.20~9.00米。

褐~褐黄色，稍湿~湿，松散，以粘性土、砂和碎石为主，碎石粒径一般不超过10cm，局部地段由炉渣、建筑垃圾、生活垃圾等杂填土组成，划为第

1层。

该层原位测试结果统计如下：

原位测试结果统计表表3-1

特征值

项目

平均值

fm

极值

max/min

标准差

σ

变异系数

δ

统计个数

n

N63.5（击）

4.7

12.8/1.0

2.110

0.446

270

该层成分较杂且不均匀，强度低。

2.3.2、第四系全新统海相沉积层（Q4m）

层、粗砂

该层主要揭露于云南路~四川路附近区域；

本次勘察揭露层厚：

1.00~5.50米。

褐~褐黄色，稍密，湿~饱和；

以长英质粗砂为主，分选、磨圆一般，混约10~15%粘性土，含有贝壳残体。

该层土工试验结果：

水上41o，水下29o。

原位测试结果统计表表3-2

项目

6.0

9.4/3.7

1.868

0.313

46

该层密实程度差异性较大，容许承载力[σo]=140~180kPa，

容重γ=20~21kN/m3，对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=60~70kPa。

2.3.3、第四系全新统海相沼泽化层（Q4mh）

层、含淤泥中砂

该层主要揭露于云南路附近区域，本次勘察揭露层厚：

1.50~5.50米。

深灰~灰黑色，松散，湿~饱和；

混约10~30%的淤泥质土，含腐烂植物根系和碎贝壳，有腥臭味。

水上42.5o，水下30o。

原位测试结果统计表表3-3

特征值

1.7

4.6/1.0

0.999

0.573

47

该层密实程度差异性大，容许承载力[σo]=50~80kPa，

容重γ=19~20kN/m3，对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=25~30kPa。

2.3.4、第四系全新统洪冲积层（Q4al+pl）

于28、29号钻孔揭露该层，为新近沉积层。

1.10~1.90米。

褐黄色，饱和，稍密，分选一般，磨圆较好，含少量粘性土和φ1~3cm卵碎石。

水上40o，水下28o。

原位测试结果统计表表3-4

7.5/3.9

0.918

0.154

23

该层的容许承载力[σo]=150~200kPa，容重γ=20~21kN/m3，

对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=60~80kPa。

2.3.5、第四系上更新统洪冲积层（Q3al+pl）

层、亚粘土

本次勘察，该层主要揭露于云南路、市场三路~沧口路附近区域。

0.30~6.10米。

灰黄~褐黄色，可~硬塑，具中等压缩性，具中等~高干强度及韧性；

见铁锰氧化物及结核，夹水孔，局部见高岭土条带。

该层土工试验结果如下：

土工试验成果统计表表3-5

fm

极值

湿密度ρ（g/cm3）

1.97

1.99/1.95

4

含水率ω（%）

23.9

25.7/21.4

孔隙比e

0.710

0.753/0.670

液限wL

31.1

33.0/28.2

塑限wP

15.6

16.5/14.7

塑性指数IP

15.5

16.5/13.5

液性指数IL

0.54

0.67/0.34

压缩系数α1-2（1/MPa）

0.238

0.274/0.211

压缩模量ES1-2（MPa）

7.25

8.30/6.15

直剪试验

粘聚力c（kPa）

34.2

39.3/29.9

3

内摩擦角Φ（度）

14.4

14.6/14.1

该层原位测试结果如下：

原位测试结果统计表表3-6

标准贯入N（击）

13.1

16.7/9.7

该层的容许承载力[σo]=200~250kPa，容重γ=19~20kN/m3，

对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=40~50kPa。

层、含粘性土粗砾砂

该层主要揭露于云南路~四川路、市场三路附近区域。

0.60~3.10米。

褐黄色，中密，湿~饱和；

主要矿物成分长石、石英，分选一般，磨圆较差，呈粘性土胶结；

28、29号钻孔揭露该层砂质较纯净，含少量粘性土和φ1~3cm碎石。

水上38.5o，水下26.5o。

原位测试结果统计表表3-7

特征值

8.5

11.3/7.5

1.602

0.189

6

该层的容许承载力[σo]=250~300kPa，容重γ=20~21kN/m3，

对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=80~100kPa。

2.3.6、基岩

场区基岩为燕山晚期粗粒花岗岩及后期侵入的煌斑岩脉，花岗岩以岩基的形式产出，属深成相岩浆岩。

岩体由于长期受地质营力的作用，其物理力学性质在空间上发生了不同程度的变化，自上而下形成了风化程度有明显差异的风化带。

现将各风化带的垂直分布特征及其物理力学性质分述如下：

（1）、粗粒花岗岩（Υ53（C））

层、强风化粗粒花岗岩（）

广泛分布于沿线。

本次勘察揭露厚度：

0.20~14.70米。

褐黄色，粗粒结构，块状构造，以长石、石英、黑云母为主要矿物成分，原岩结构、构造尚可辨认，矿物蚀变强烈，大部分长石、全部云母已风化成次生矿物，裂隙发育，裂隙面见铁锰质矿物渲染，岩芯呈粗砂~角砾~小碎块状，手搓呈土~粗砂状。

该层进行标准贯入试验两次，贯入30cm的击数均大于50击。

该层声波测试结果如下：

声波测试结果统计表表3-8

　　特征值

最大值

max

最小值

min

岩体压缩波速Vpm（m/s）

1963.8

2499

1325

368.6

0.188

59

该层的容许承载力[σo]=800~1000kPa，变形模量E0=35~45MPa。

该层的容重γ=22~24kN/m3，对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=100~120kPa。

层、弱风化粗粒花岗岩（）

广泛分布于沿线，部分钻孔未揭露该层，揭露厚度：

0.50~4.80。

肉红色，岩石结构、构造同上，基本未被破坏，矿物蚀变程度较轻，长石有变色，石英新鲜完整，节理裂隙较发育，岩芯呈碎块状~短柱状，岩块较硬，锤击可碎。

该层声波测试及点荷载试验结果如下：

声波测试及点荷载试验结果统计表表3-9

2734.1

3142

2244

299.1

0.109

9

岩芯压缩波速Vpr（m/s）

2791.8

3090

2592

/

5

单轴抗压强度Rc（MPa）

13.7

15.8

10.6

1.903

0.139

该层容许承载力[σo]=2000~2500kPa，弹性模量E=5~8×

103MPa。

该层的容重γ=24~26kN/m3，单轴极限抗压强度推荐值Ra=12~14MPa。

层、微风化粗粒花岗岩（）

于部分钻孔揭露该层。

肉红色，粗粒结构、块状构造，岩石新鲜，结构基本未变，矿物蚀变弱，节理较发育，多呈闭合~微张状，节理面有铁锈色矿染，岩芯呈块状~短柱~柱状，岩块坚硬，锤击声脆不易碎。

声波测试及点荷载试验结果统计表表3-10

　　　　　　　　　　特征值

4438.8

4583

4230

4642.5

5461

3922

533.9

0.115

8

62.4

87.7

45.5

17.506

0.281

该层的容许承载力[σo]≥4000kPa，弹性模量E=20~25×

该层的容重γ=25~26kN/m3，单轴极限抗压强度推荐值Ra=50~70MPa。

（2）、煌斑岩（X）

呈脉状穿插分布于场区。

1层、强风化煌斑岩（）

本次勘察仅1、2号钻孔揭露该层。

黄绿~灰绿色，细粒斑状结构，块状构造，主要矿物成份以斜长石、角闪石、黑云母等暗色矿物为主，岩石风化强烈，组织结构已大部分破坏，矿物蚀变显著，岩芯手搓呈土状，具有浸水软化特性。

该层进行标准贯入试验一次，N=42击。

声波测试结果统计表表3-11

1453.1

1549

1235

76.515

0.053

17

该层容许承载力[σo]=600~700kPa，变形模量E0=20~30MPa。

该层的容重γ=21~23kN/m3，对于钻（挖）孔灌注桩，该层的极限侧摩阻力τ=80~100kPa。

1层、弱风化煌斑岩（）

本次勘察仅1号钻孔揭露该层。

锈黄色，成分、结构、构造同上，矿物成分蚀变较明显，岩体节理、裂隙较发育，节理面具铁色矿染，岩芯呈片~碎块状，锤击易碎。

于该带内取岩样三块，测得单轴抗压强度Rc=0.4~3.2MPa。

该层容许承载力[σo]=1000~1200kPa，变形模量E0=50~60MPa。

该层的容重γ=22~24kN/m3，单轴极限抗压强度推荐值Ra=2~3MPa。

（3）、第

3层、构造破碎带（ps）

本次勘察仅13号钻孔揭露该层，揭露垂直厚度3.0米。

肉红色，原岩为粗粒花岗岩，受区域构造影响，破碎带内岩体节理裂隙非常发育，部分矿物已高岭土、绿泥石化，取样多为角砾~碎块状，岩芯风化程度多为弱风化，于13号钻孔8.2~8.5m垂直深度内揭露糜棱岩夹层，岩样手搓呈砂土状。

于该破碎带内取岩样三块，测得单轴抗压强度Rc=0.5~13.7MPa。

根据青岛地区经验，其平面分布局限，该层容许承载力[σo]=1000~1500kPa，弹性模量E=3~5×

该层的容重γ=22~24kN/m3，单轴极限抗压强度推荐值Ra=5~8MPa。

2.4地下水

沿线多数地段勘察深度内见有地下水，主要赋存于第

、

1层填土、第

层砂土中，地下水类型主要为第四系孔隙潜水~承压水。

勘察期间，于场区1、13、16、19、28、65号钻孔取水样各一件进行水质分析，结果如下：

水质分析成果表

表4-1

分析

项目

孔号

SO42-

（mg/l）

CL-

HCO3-

（mmol/l）

Ca2+

Mg2+

总硬度

游离

CO2

侵蚀性

CO2（mg/l）

PH

值

1

188.28

67.45

2.06

76.55

12.89

2.44

6.16

7.4

13

320.84

305.30

5.80

186.77

60.80

7.16

12.32

7.3

16

294.90

315.95

5.69

184.77

50.34

6.68

18.04

19

285.30

230.75

4.89

259.32

47.67

8.43

26.40

7.1

28

280.50

78.1

0.66

114.63

3.23

8.2

65

249.76

74.55

3.14

135.87

16.78

4.08

3.96

7.5

根据水质分析结果，四川路西南段、沧口路段场区地下水对砼无腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋在干湿交替情况下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；

云南路段场区地下水对砼无腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋在干湿交替情况下具弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性；

市场三路西段场区地下水对砼具弱腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋在干湿交替情况下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

（具体见地质勘察报告）

3设计原则和主要技术标准

3.1设计原则

1.满足城市路网规划要求及快速路功能要求，并考虑城市发展的需要。

2.隧道结构设计根据结构类型、使用条件、荷载特性、施工工艺等条件进行。

并考虑沿线的工程水文地质、环境条件，充分利用围岩的自承能力，对技术、经济、环保和使用效果作综合比较，合理地选择结构型式和施工方案，尽量做到技术先进，安全可靠，经济合理，确保质量。

3.与海底隧道相关技术标准相匹配。

4.结构设计确保主体结构具有足够的