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各管线优先考虑设于人行道下方,其次为辅道或非机动车道,最后才是机动车道。
管线双侧布管时,离建筑物的水平排序由近及远一般为:
给水管、燃气管、通信管、电力管、污水管、雨水管。
给水管、燃气管设在人行道下方,其余管线敷设于非机动车道下,主车道下方不设置管位。
②古塔山隧道设置左、右线机动车隧道各1座,其中其中左线隧道ZK2+812.8~ZK3+420,全长607.2米;
右线隧道YK2+775~YK3+400,全长625米;
五台尾隧道设置左、右线机动车隧道各1座,其中左线隧道ZK3+990~ZK5+190,全长1200米,右线隧道YK4+000~YK5+212,全长1212米。
1、主线隧道主车道结构
26cmC40水泥砼
20cmC20砼基层
2、隧道设计主要技术标准
设计基准期:
100年
道路等级:
城市快速路
设计车速:
主线60Km/h,匝道40Km/h
车道宽度:
主线宽3.75、3.5米,匝道宽3.5米
主线隧道建筑限界:
三车道行车隧道限界净宽13.25m,净高5.0m
匝道交叉处行车隧道限界净宽23.25m,净宽5.0m
匝道隧道建筑限界:
明挖匝道限界净宽8.5m,净高5.0m
行车横洞建筑限界:
净宽4.5m,净高5m;
行人横洞建筑限界:
净宽2.0m,净高2.5m
隧道内最大纵坡:
-1.4311%,最小纵坡:
-0.5%
隧道内路面横坡:
2%
隧道内路面:
沥青混凝土路面
设计荷载:
路面—标准轴载BZZ-100
地震荷载:
基本地震加速度值为0.15g(基本烈度7度)
③箱涵
3座箱涵分别为少林路匝道隧道、主线漳泉肖铁路顶进箱涵、温陵路延长线漳泉肖铁路顶进箱涵,中心桩号分别位于FK+200、ZK5+380、ZK+040处,结构采用钢筋砼箱涵,主要用于机动车通行。
二、勘察等级、抗震设防分类
根据本工程的工程规模和特征及沿线道路工程地质条件,结合国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)3.1.1条的规定,拟建工程的工程重要性等级为一级工程、场地的复杂程度等级为二级、地基的复杂程度等级为二级,综合确定本工程的岩土工程勘察等级为甲级。
本项目主要为隧道工程,根据《市政工程勘察规范》(CJJ56-2012)有关标准划分,市政工程重要性等级为一级,场地复杂程度等级为二级,岩土条件复杂程度为二级﹙中等复杂﹚,综合确定本工程市政工程的勘察等级为甲级。
根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)有关划分,拟建工程所属的道路工程、隧道工程、涵洞工程建筑抗震设防类别均为乙类,属重点设防类。
拟建工程交通位置示意图图1
三、勘察目的与任务
在本项目工程可行性研究的基础上按沿线隧道、路基及箱涵的初步设计方案对本场地进行工程地质勘察工作,对不良地质及特殊性岩土地段作出分析评价,并提出处理方法的建议,为编制初步设计文件提供准确、完整的工程地质资料:
(一)道路部分
道路部分分为主干道路、涵洞工程。
1、初步查明沿线地段的地质构造、岩土类型、性质及其分布,基岩风化层厚度及风化破碎程度,并为路基设计、确定路基设计回弹模量和适宜的路面结构组合类型、路基压实、防护与加固提供工程地质依据和必要的设计参数,并提出相应的建议。
2、初步查明道路沿线地段不良地质现象的类型、性质、空间分布、发展趋势及危害程度,论证对路基稳定性的影响程度,并提出相应的防治措施建议和防治工程设计所需参数。
3、初步查明道路沿线地下水的类型、埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;
当需采取降水措施疏干基坑或采取沉井施工方案时,尚应查明含水层的范围、颗粒组成、渗透系数和补给条件,评价承压水对基坑稳定性的影响。
判定环境水、土对道路路基、桥涵等建筑材料的腐蚀性。
4、初步查明道路沿线各地段路基的湿度状况,提供划分土基干湿类型所需的参数。
5、线路经过含垃圾、杂填土、近期回填土及软土分布地段时,应查明其分布范围,各地层相应的物理、力学指标。
6、初步查明沿线地下设施各种管线及地下埋设物的现状、分布位置、埋深。
7、根据地震动参数区划资料,调查历史地震活动情况,初步划分对工程建设抗震有利、不利或危险的地段。
8、初步对桥位推荐桩基持力层,提供桩基设计参数,对地基基础和边坡稳定性、基础的适宜性作出评价。
(二)隧道部分
1、自然地理概况:
包括地形、地貌,气象、水文及区域地质等既有资料的搜集或调查及勘察的工作条件等。
2、环境调查:
通过对场地、生态环境及路线通过周边建筑物等的调查,初步预测隧道的修建对环境的影响程度,提出必要的环境及建筑物保护措施。
3、地质测绘:
以设计方案的推荐方案为中线,对该工程范围内的分离式隧道进行地质调查、测绘。
工程地质带状测绘调查采用同比例尺地形图填绘,测绘精度全线1:
2000。
(1)工程地质特征,如地层、岩性及地质构造等,初步查清地质构造变动的性质、类型、规模,断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关系,围岩的基本物理力学性质等。
(2)水文地质特征,包括地下水类型,含水层的分布范围、水量、补给关系、水质及其对混凝土的侵蚀性等。
(3)不良地质和特殊地质现象,如崩塌、错落、岩堆、滑坡、滚石等,初步查明其发生、发展的原因及其类型和规模,根椐其发展的趋势,判明其对隧道的影响程度。
(4)依据隧道所在地区,按《中国地震烈度区划图》的规定或经地震部门鉴定,初步确定隧道所处地区的地震动峰值加速度系数。
(5)根椐地质测绘、勘察等试验资料,对隧道围岩作出质量评价,按《公路隧道设计规范》JTGD70—2004提供隧道围岩级别、洞口边仰坡最大允许高度和坡率、防护加固措施。
(6)调查隧道工程范围内各种管线、地下建筑物的分布及埋深情况。
(7)查明沿线筑路材料的分布、类型及开采运输条件。
四、勘察依据
根据上述提出的技术要求,本工程勘察主要依据下列有关规范、规程执行:
●《公路工程地质勘察规范》(JTJC20-2011)
●《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)
●《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)﹙2009年版﹚
●《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)
●《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)
●《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
●《公路土工试验规程》(JTJE40-2007)
●《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69-95)
●《市政工程勘察规范》(CJJ56-2012)
●《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
●《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)
●《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
●《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)
●福建省标准《岩土工程勘察规范》(DBJ13-84-2006)
●福建省标准《建筑地基基础技术规范》(DBJ13-07-2006)等规范
以及设计部门提出的技术要求。
五、勘察方法
根据本工程的性质和规模,综合确定本工程勘察方法:
采用搜集区域自然地理资料、地质测绘、工程物探、野外钻探、现场原位测试(标准贯入试验、重型动力触探试验)、取岩石及土试样进行室内土工试验、取水土试样进行化学分析试验等方法进行。
1、钻探
本工程野外钻探按回次钻进连续取芯的方法钻探、泥浆护壁,钻探施工、回次进尺工作均严格按照行业标准《建筑工程地质勘探与取样技术规程》﹙JTJ/87-2012﹚的要求执行;
一般每回次进尺小于2.0m,对重点查明地段的回次进尺1.0~1.5m;
岩芯采取率:
按规范要求执行:
粘性土≥90%,碎石类土≥50%,砂性土水位以上≥80%,水位以下≥70%,全、强风化岩≥65%;
软弱夹层、松散和破碎岩土段不大于0.5m,滑坡体临近滑面时,回次进尺不大于0.30m。
取出岩芯要按“从左到右、从上到下”的顺序排列放整齐,并填写岩芯牌。
所有勘探孔施工和水位观测完成后,路基及桥涵钻孔均采用粘土球分层回填夯实处理,隧道钻孔采用水泥浆由下往上全孔进行封孔。
2、取样
本次勘察采取原状土样按《建筑工程地质勘探与取样技术规程》﹙JTJ/T87-2012﹚执行。
软土试样采用薄壁取土器静压法采取;
粘性土(可-硬塑状)原状样采用厚壁敞口取土器重锤少击法采取;
砂类土则采取扰动样,一般在做完标贯试验后从标贯器中采取;
地表水及套管隔水采取的地下水样采用纯净玻璃瓶采取,并现场加入大理石粉,48小时内送样做水质简分析;
岩石试样均在钻探岩芯中选择代表性的岩样采取,试样尺寸符合试验要求。
上述土工试验参照《公路土工试验规程》(JTJE40-2007)的规定进行。
本次勘察岩土定名根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)﹙2009年版﹚及《公路工程地质勘察规范》(JTJC20-2011)等有关规范要求进行定名。
水、土腐蚀性评价按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)﹙2009年版﹚及《公路工程地质勘察规范》(JTJC20-2011)执行。
3、试样的标识、包装、保存及运输
取原状样位置工地记录卡上标明,并在取样筒上贴上标识。
标识上填上工程名称、钻孔编号、土名、取样深度、样品号、取样日期,并填写送样清单。
取土试样及时封存,以防止水分蒸发损失,并避免曝晒,土试样运输装入防震箱,运输途中避免颠簸,土样按数量分批次运输。
4、原位测试
①采用自由落锤(锤重63.5kg、自由落距76cm)法,在粘性土、砂层和风化层做标准贯入试验,贯入器打入土中15cm后,开始记录每打入10cm的锤击数,累计打入30cm的锤击数为标准贯入击数,测试点竖向间距按1.5~2.0m控制。
②重型动力触探试验主要在填土、碎块状强风化岩层中进行,采用质量为63.5kg的重锤连续贯入(当平均粒径大于50mm,或最大粒径大于100mm时,采用120kg超重型动力触探),记录每打入10cm的锤击数。
试验操作及分析均严格按国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)等有关要求。
5、工程物探
工程物探主要任务是对古塔山、五台尾隧道的进出洞口进行瞬态面波法勘察,对隧道左右线进行高密度电法勘查测试工作;
设备采用SWS-3C型多功能浅层地震仪、4Hz垂直检波器、WGMD-3高密度电阻率测量系统、WSD-2A多道数字声波仪,试验操作及分析均严格按国标《公路工程物探规程》(JTG/TC22-2009)、《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)、《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)等有关要求。
●通过高密度电法查明隧道洞身位置是否存在构造断层等不良地质体。
●通过开展瞬态面波法勘探工作查明第四系覆盖层厚度、基岩风化界限等情况。
●通过对隧道洞身钻孔开展钻孔波速测试和岩芯波速测试,测试内容为岩体波速(Vpm)和岩芯波速(Vpr),计算出岩体完整性系数Kv,Kv=(Vpm/Vpr)2。
6、野外编录
现场记录人员或技术人员将及时对岩芯按回次进行逐项鉴别、编录,各责任人将及时签名。
7、水位测量
在开孔时采用干钻施工,以测量初见水位,单孔完成后,间隔24小时测量稳定水位,并在勘探施工全部结束后,统一对钻孔稳定水位进行测量,当有出现揭露有承压水时,应采用套管止水对地下水进行分层测量。
8、室内岩、土、水试验
土工试验依国标《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)进行。
原状土样以常规试验为主,主要提供ρ、GS、W、Wf、e、n、Sr、ρd、Wl、Wp、Ip、Il、φ、C、Es等指标;
砂样进行颗粒分析;
岩石试验项目为单轴抗压试验﹙桥梁岩石项目:
天然、饱和、烘干,隧道岩石项目比重、密度、吸水率、饱水率、单轴极限抗压强度(天然、饱和、烘干)、软化系数、弹性模量、泊松比、岩石抗剪强度(c、Ф值﹚;
水样进行水质简分析;
土样进行土的易溶盐分析试验。
9、其它说明
1、本次勘察土工室内试验、水质水析均由我司土工实验室完成。
2、本次勘察沿线道路所经之处地形较复杂,影响野外地质钻探作业的阻碍物较多,主要有地下管线、民房、征地等因素,经我司组织建设、设计单位现场踏勘后,同意未能到位的钻孔进行适当偏移,尤其是古塔山隧道的钻孔TK4、五台尾隧道的钻孔TK8偏离隧道位置较远,隧道地层为上述钻孔的投影,该段隧道地质情况仅供参考﹙详见工程地质平面图、剖面图﹚。
3、由于tk1地段揭露的填土厚度大,且属深路堑地段,地质条件复杂,我院在征得设计单位和业主单位后布置加密钻孔bk1-bk5。
六、勘察概况及完成工作量
1、工程地质调查与测绘
道路全线采用1:
2000地形底图(采用1:
1000地形图进行缩放),进行野外地质调查与测绘,其精度满足《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-2011)有关要求及规定。
2、勘察工作量的布置原则
本次勘察布孔是根据设计部门提供的道路总平面布置图及勘探要求,按《公路工程地质勘察规范》(JTJC20-2011)结合福建省标准《岩土工程勘察规范》﹙DBJ13-84-2006﹚、《市政工程勘察规范》(CJJ56-2012)等有关规范的要求进行布置,应建设、设计单位的要求,因本工程属新建工程,现场地形较复杂,同时工期较紧,并涉及军事区域和征地原因,共布置钻孔11个﹙其中道路布置钻孔1个,箱涵钻孔3个,隧道钻孔7个﹚。
其中控制孔6个,一般孔5个,均为取土、标准贯入试验钻孔,占总数100%,具体布置原则如下:
●路基:
沿线路中线布置钻孔,不同地貌单元分界线附近及地质条件复杂地段宜加密钻孔。
路基钻孔共布设1个﹙钻孔编号:
TK1﹚。
勘探孔深度:
挖方路段为设计路面以下2-4米。
要求孔深达到地基容许承载力[σ]不小于130-200kPa的地层。
边坡钻孔深度要求达到支挡结构基底以下不少于3-5米,或钻至中风化岩3-5米。
●涵洞:
在每个涵洞位置布置1孔,涵洞布置钻孔3个﹙钻孔编号:
tk9-tk11﹚。
钻孔要求孔深为进入涵洞底不少于3-6米;
若基底地层为淤泥,需穿过淤泥层不少于2m,要求孔深达到地基容许承载力[σ]不小于150kPa的地层。
●隧道部分
隧道钻孔原布孔方案主要依据《公路工程地质勘察规范》(JTJC20-2011)布置:
沿道路左洞左侧、右洞右侧5.00m处,间距按80m进行布置,沿左右洞布设两条物探线,洞口各布设2条横断面。
隧道钻孔共布设7个﹙钻孔编号:
tk2-tk8﹚。
控制点基本情况表表1.5.4
控制点号
X
Y
H﹙正高﹚
备注
C061
2758235.531
505921.741
12.201
泉州C级GPS点
Ⅱ等水准
C064
2758765.398
512396.246
27.603
C072
2758342.988
516311.562
4.061
注:
1954年北京坐标系,L0=118030’,1985国家高程基准
隧道位置为松散地层的,孔深应在隧道结构底板下不小于20m,在微风化及中风化岩层中,孔深应进入隧道底板以下3~5m,在全风化、强风化带中孔深应进入隧道底板以下10m。
3、勘察工作量概况
本阶段野外工作于2016年4月24日开始,共投入4台XY-100、1台XY-150型钻机进行施工,并采用全孔取芯和跟管钻进工艺,直至2016年6月17日结束野外工作。
本次实际施工完成钻孔14个,具体位置详见勘探点平面布置图(图号1),本次勘察工作完成实际工作量见下表1.5.3。
4、勘探孔定位及高程控制系统
钻孔位置采用天宝RTK(R8型号)施放,以控制点C061、C064、C072作为基准点,进行钻孔测量放样,并在施工完成后进行复测。
本工程坐标系为1954年北京坐标系,高程系统为1985国家高程基准。
具体孔位及孔口高程详见“勘探孔平面位置图(图号:
1)”和“勘探点一览表(表号:
附表1)”。
完成实际工作量一览表表1.5.3
项目
数量
单位
放样、测量点
16
点
机钻数量
14
孔
全孔取芯
总进尺
442.93
m
泥浆护壁
标准贯入试验
57
次
自动脱钩自由落锤法
重型圆锥动力触探试验
/
物探
物探测线
高密度电法
条
大地电磁法(EH4)
2
瞬态面波法
13
孔内声波测试
取样
原状样
30
组
扰动样
岩样
52
岩芯中采取代表性
水试样
3
套管隔水采取
土壤样
室内试验
常规试验
颗粒分析
抗压试验
水质简分析
易溶盐分析
工程地质调
查与测绘
面积
2.4
km2
地质描述点
62
水位观测
28
初见、稳定水位各一次
第二章自然地理及区域地质条件
一、自然地理及气象条件
泉州地区属亚热带海洋性季风气候,温暖湿润,四季不甚分明,年平均气温19.5~21.0℃,最冷的一月份,月平均气温11~12℃;
最热的七月份,月平均气温28~29℃。
极端最高温度38.9℃(1967.06.29、1979.08.15、2002.07.04),极端最低温度0.0℃(1957.2.12);
年降水分布不均匀,雨季旱季明显,每年5-9月为雨季,11月至次年3月为旱季;
年平均降雨量1290.6mm,主要降水月份:
8月、6月、5月、4月,占全年降水量的54.9%,日最大降水量296.1mm(1973.04.23)。
主导风向:
东北偏东,基本风压:
65kg/m2,瞬间最大风速:
40m/s(东北偏东1982.07.29,九号台风),年有效风能112.0~2633.2kwh/m2;
每年7~9月为台风季节,台风影响本区时间为4~11月,影响期达8个月,年日照时数1892.0~2131.5h。
二、区域地质
拟建场区处于泉州-汕头多地震带的北段边缘,但有记载以来,区内尚未发生过破坏性地震,但邻近区域(海峡东岸)是一个地震活动比较频繁的地区,将波及本区。
根据省地震局资料,泉州及邻近地区自公元963年以来发生地震为历史地震(ML≥4
级)36次。
根据区域构造资料,泉州地区断裂构造主要发育于新华夏构造体系,在第四纪主要表现为差异性断块升降运动的特征,自晚更新世以来处于相对稳定状态,从第四纪构造运动、地震活动及现代地壳垂直变形等综合分析区域地壳稳定性,总体来看可以认为本区域构造属相对稳定阶段,不必考虑活动性断裂的影响。
场地所处的区域地质构造属新华夏系断裂带,其主要构造受北东向马甲-磁灶-莲河断裂带控制,带内断裂分布局部较集中,另据泉州市建设局编制的《泉州市规划区工程抗震设防区划的研究》(2004.3):
1、近场没有晚更新世以来的活动断裂;
2、近场地震活动微弱,与具体地表断裂构造关系不明显;
3、近场不存在造成地表错断的地震活动断裂。
详见泉州区域地质图(图2)。
泉州市区域地质图
图2
第三章工程地质条件
一、地形地貌
1、沿线道路地形地貌
该段属低山丘陵地貌,沿线除古塔山和五台尾山地势起伏较大外其余地段的地势起伏不大,地面高程11.85~94.44m。
根据古塔山和五台尾山的地质调查:
地质结构是通过多次构造运动和岩体侵入所形成的,岩体外部呈黑褐色,岩层节理不发达;
成土因质以坡积物居多。
揭露主要地层为粉质粘土、残积砂质粘性土、花岗岩风化层,该段线路经过清源山山脚,清源山体中分布有大量的防空洞等军事建(构)筑物。
2、沿线道路场地周边环境
本工程沿线经过的场地地形较复杂,局部填土厚度大,古塔山和五台尾隧道的清源山体中分布有大量的防空洞等军事建(构)筑物,沿线经过较多1~5层砖混、框架结构的民房、厂房,均采用浅基础。
其中ZK2+630~ZK2+796\YK2+630~YK2+760段现为垃圾填埋场,该区域的填土层﹙最厚达21.90m﹚较厚。
ZK4+040~ZK4+500\YK4+020~YK4+720(五台尾隧道)为军事管理区,在各个箱涵位置均有通讯、电力、天然气管道等设施,特别是局部路段地下埋设有大口径的污水、雨水管等地下市政设施;
ZK2+860~ZK2+900穿过一高约8-18m的人工边坡,YK2+880邻近一高达40m的大型人工边坡。
拟建道路范围内分布着宽度、深度不一的现已废弃人工沟槽。
古塔山、五台尾隧道地势较高,相思、龙眼、杂树等地面植被发育,在ZK2+812.8(古塔山隧道)有条宽约4.0m石板路与之斜交,山腰处有数条弯延曲折的小道直通山顶,古塔山隧道小里程方向的山坡上分布着大小不一的呈球状风化的中风化孤石、滚石,尤其是YK2+775位置滚石较多;
五台尾隧道地势最高,相思、龙眼、杂树等地面植被发育,在ZK4+420\
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