說明一、設計依據1、本項目勘察設計合同書。2、本項目初步設計文件及審批意見《關于衡昆國道主干線富寧至廣南（雞街）公路初步設計的批復》(交公路發［2004］539號)。3、業主提供的有關技術要求。二、設計技術標準及采用規范1、主要技術標準

隧道凈寬：0.75+0.25+0.5+2×3.75+0.5+0.25＝9.75m；

隧道凈高：5.0m；

設計行車速度：80km/h；

設計荷載：汽車――超20級，掛――120；2、主要技術標準

《公路工程技術標準》(JTJ001-97)《公路隧道勘測規程》(JTJ063-85)《公路隧道設計規范》(JTJ026-90)《錨噴混凝土支護技術規范》(GB50086-2001)《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)《公路隧道施工技術規范》(JTJ042-94)《公路工程抗震設計規范》(JTJ004-89)《地下工程防水技術規范》(GB50108-2001)三、初步設計審查意見執行情況將左右線隧道間距加大改為分離式隧道。四、隧道概況水淹壩隧道是一座雙洞四車道分離式隧道，位于廣南縣水淹壩村以東。左線起訖樁號為：ZK98+545～ZK99+085，長540米。右線起訖樁號為：YK98+505～YK99+090，長585米，屬中隧道。水淹壩隧道左線富寧端位于直線上，廣南端位于R＝540m（左偏）的曲線上，縱向坡度為1.65％的單向坡。水淹壩隧道右線富寧端位于R＝550m的曲線上，廣南端位于R＝500m的曲線上，縱向坡度為1.65％的單向坡。本隧道設人行橫洞一處，里程樁號為：K98+790（ZK98+782.256）。五、地形地貌、氣象、地震1、地形地貌隧址區屬低中山地貌，植被較發育，左線隧道進、出口段坡度30°～40°，地面標高介于1154.3～1241.9m之間，相對高差87.60m，隧道最大埋深71m。右線隧道進、出口段坡度35°～40°，地面標高介于1152.0～1274.9m之間，相對高差122.90m，隧道最大埋深96m。2、氣象路線所經區域屬亞熱帶氣候，氣候濕潤特征較為明顯，冬無嚴寒，夏無酷暑，日照較充足，雨水較充沛，雨量集中。廣南縣為中亞熱帶及北亞熱帶氣候，年平均降雨量在1071.7～1198.8毫米之間，多集中于五至十月份，年平均氣溫16.6℃，最熱月平均氣溫22.5℃，最冷月平均氣溫8.1℃，無霜期305天，日照百分率42。災害氣候主要為春旱、冰雹和暴雨。3、地震根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，相當于地震基本烈度Ⅵ度。六、工程地質、水文地質1、洞口及洞身穩定性進、出洞口地層巖性為坡、殘積物，穩定性差，開挖施工易坍塌，無其他不良地質現象。2、地層巖性據鉆探揭示及工程地質調繪，隧址區分布的地層主要為二疊系下統(P1)灰巖、泥灰巖，坡、殘積物Q4dl+el。灰巖：分布于隧道前半段，灰白色，隱晶結構，塊狀構造。弱風化巖體，裂隙不發育，RQD=81％，抗拉強度3.3MPa，C=9.3MPa，φ=45.9°。泥灰巖：分布于隧道后半段，青灰色，隱晶結構，中～厚層構造。強風化巖體，裂隙發育，微張，弱風化巖體，裂隙不發育，RQD=80％抗拉強度0.5MPa，C=0.6MPa，φ=35.6°。坡、殘積物：揭露厚度0.40～0.50m，成分為硬塑的粘土，無膨脹性。K98+868～914之間為斷層角礫巖。3、地質構造隧址區存在一斷層，屬花榜斷裂的次一級斷裂，性質不明，K98+950-970出露為斷層角礫巖，厚度約20米，極密實狀。為非全新活動性斷裂，巖體節理較發育，主要發育有二組節理，產狀分別為：137°∠63～90°。247°∠53°。平均密度3條/m，微張狀。節理等結構面組合易在拱頂及側壁形成不穩定契形體。4、水文地質隧址區在鉆孔揭露深度范圍內未見地下水，水文地質條件簡單，雨季有降水入滲時，有滴水、線狀水流滲入。七、隧址巖土體工程地質分層和圍巖分類1、隧址巖土體工程地質分層據鉆探揭示及工程地質調繪，結合巖土體的工程地質特征，隧址巖土體工程地質分層如下：坡、殘積物：粘土、碎石：上部為粘土，下部為碎石呈松散結構。強風化泥灰巖：節理裂隙發育，巖體破碎，呈碎石狀壓碎結構，[σ0]＝800kPa。斷層角礫巖：巖石破碎，呈角礫～碎石松散結構，Vp＝1000～1500m/s。弱風化泥灰巖：節理裂隙稍發育，巖體較完整，呈塊石狀鑲嵌結構，Vp＝2000～2400m/s。強～弱風化灰巖：節理裂隙較發育，巖體較破碎，呈碎塊狀壓碎結構，[σ0]＝1100m/s。弱風化灰巖：節理裂隙較發育，巖體較完整，呈塊石狀鑲嵌結構，Vp＝3000-4000m/s。微風化灰巖：節理裂隙不發育，巖體較完整，呈大塊狀砌體結構，Vp＝3000-4000m/s。2、圍巖分類1）圍巖分類依據根據工程地質調繪、鉆探和巖石實驗成果，在巖石等級、構造影響程度、節理發育程度以及風化等級等的研判基礎上，按照《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）的規定，并參照《鐵路圍巖分類》進行了圍巖分類。2）圍巖類別本隧道分類詳見表1、表2。圍巖分類一覽表（左線）表1圍巖類別ⅡⅢⅣⅤ圍巖長度81m137m244m78m圍巖分類一覽表（右線）表2圍巖類別ⅡⅢⅣⅤ圍巖長度75m167m127m216m八、隧道主體工程設計1、隧道凈空斷面設計隧道凈空斷面，根據《公路隧道設計規范》，本隧道行車限界確定為9.75(寬)×5.0（高）米，其中行車道寬凈7.5m，兩側各0.5m路緣帶。隧道凈空斷面的確定不僅考慮了隧道建筑限界的要求，而且還考慮了隧道通風、照明、運營管理設施所占空間及平曲線超高等因素，本隧道洞內最大超高為5％。行人橫洞建筑限界：2.0m(寬)×2.2m(高)。2、洞口、洞門設計根據地形條件，結合防排水要求，以“早進晚出”為原則確定洞口位置。保證結構安全可靠，結合環境保護，力求使洞門結構簡潔、美觀，并與洞口地形協調一致確定洞門形式。本隧道受地形控制進出口均設置了長短不等的明洞或單壓明洞，且由于洞口地形橫坡較陡均采用臺階式洞門。洞口邊仰坡防護采用漿砌片石及植草防護。在進行洞口段施工前，應先做好山坡上截水溝，明洞段的邊坡防護工程及仰坡防護工程，應從上到下邊開挖邊噴錨防護，避免暴露時間過長。3、隧道襯砌結構設計本隧道按新奧法原理設計，采用復合式襯砌。初期支護由濕噴混凝土、鋼筋網、錨桿和鋼拱架組成，二次襯砌根據圍巖類別不同分別采用鋼筋混凝土或混凝土襯砌。復合式襯砌的支護參數根據圍巖類別、工程地質和水文地質條件、地形及埋置深度、結構跨度和擬采用的施工方法等因素，按工程類比方法擬定，并應用有限元計算程序對初期支護及二次襯砌進行內力計算和強度校核。要求在施工過程中進行監控量測，并對量測信息進行處理、反饋，進一步調整支護參數。本隧道有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四種圍巖類別，共設計了7種襯砌斷面：適用于洞口明挖段的明洞襯砌和單壓明洞襯砌，適用于Ⅱ類圍巖淺埋段和深埋段的復合式襯砌，適用于Ⅲ類圍巖地段的復合式襯砌，適用于Ⅳ類圍巖地段的復合式襯砌以及適用于Ⅴ類圍巖的復合式襯砌。Ⅱ類圍巖段設置工字鋼支撐，洞口段范圍采用注漿小導管超前支護，在Ⅲ類圍巖地段設置格柵鋼架支撐，采用φ22格柵鋼架，鋼支撐間距為1.0m。Ⅲ類圍巖洞口地段采用超前錨桿或注漿小導管預支護。設計中已考慮了圍巖的預留變形量，Ⅱ類圍巖10cm、Ⅲ類圍巖7cm，Ⅳ類圍巖5cm，Ⅴ類圍巖0cm。隧道各類復合襯砌主要支護參數和襯砌結構見表3。隧道復合襯砌結構參數表表3襯砌類型初期支護二次襯砌預留變形量C20噴砼徑向錨桿拱架鋼筋網Ⅱ類淺埋10cm25cmφ25L-350100*75I20aφ615*1545cmC25鋼筋砼Ⅱ類深埋10cm23cmφ25L-350100*80I18φ615*1545cmC25砼Ⅲ類7cm22cmΦ22L-300100*100格柵鋼架φ620*2040cmC25砼Ⅳ類5cm10cmΦ22L-250120*120／φ620*2035cmC25砼Ⅴ類0cm6cmΦ22L-250局部／φ6局部30cmC25砼4、隧道防、排水設計隧道的防、排水遵循了“以排為主，防排結合，因地制宜，綜合治理”的原則，設計中采取了如下措施：1）隧道襯砌的防水措施①全隧道均采用防水混凝土，抗滲標號不低于S8；②初期支護和二次襯砌間在拱、墻部范圍內滿鋪一層復合防水層；防水板采用1.2mm厚EVA防水板，與350g/m2土工布配合使用；③施工縫、沉降縫，設置橡膠止水條、橡膠止水帶；2）隧道排水措施①進洞施工前，先做好洞口范圍的邊、仰坡后的截水溝，使地表水從溝中順暢排出；②在襯砌邊墻兩側下部設置縱向φ110mmPVC雙壁單側打孔波紋管和橫向φ100mmPVC管引水入排水溝，施工時，如遇地下水成股流的地段，應增設集水孔道將其引入隧道排水溝，如遇到溶洞，應根據具體情況采用相應的防排水措施；③為減輕襯砌背后的水壓力，設置環向軟式排水半圓管，在圍巖滲水較大處單獨設置環向排水管將水引入襯砌底部的縱向排水管；大面積滲漏水采用大幅排水板引排；④洞內路面設置雙側排水邊溝，每25m一道沉砂井，單獨作為排除路面水的通道；⑤在路面基層底下設15cm水泥穩定碎石層作為疏通路面以下地下水的通道。5、建筑材料復合式襯砌初期支護采用C20噴射混凝土，二次襯砌采用C25防水混凝土或C25防水鋼筋混凝土，洞內溝管采用C25混凝土，仰供回填采用C15混凝土。直徑D＜12mm鋼筋采用Ⅰ級鋼筋，D≥12mm鋼筋采用Ⅱ級鋼筋；鋼拱架采用20a＃、18＃工字鋼和Φ22鋼筋格柵鋼架；超前小導管采用外徑50mm、壁厚4.0mm無縫鋼管，超前錨桿采用Φ25mm螺紋鋼筋。Ⅱ類圍巖襯砌段徑向錨桿采用D25中空注漿錨桿，錨桿桿體外徑25mm，壁厚5mm，其余地段采用Φ22藥卷錨桿，桿體為20MnSi鋼材，藥卷作錨固劑。防水層采用1.2mm厚EVA防水板及350g/㎡的土工布，盲溝軟式透水管。其他建筑材料請參閱有關設計圖。6、路面隧道內路面采用復合式路面，上面層采用4cm的中粒式抗滑表層，下面層采用6cm的改性瀝青混凝土，瀝青采用阻燃瀝青，中層采用C40水泥混凝土路面，厚度為24厘米，抗折強度≥5Mp。無仰拱路段基層設置15厘米厚C15混凝土整平層，基層頂面設2cm乳化瀝青下封層。九、供電、照明通風及消防設計1、供電系統本工程位于海拔1000m以上，所有配電裝置應選用高于海拔1000m以上的電器和電瓷產品，并符現行國家標準有關的規定。供電范圍為水淹壩隧道照明、隧道維修動力等用電設備。其中隧道照明為一級負荷，隧道的通風為二級負荷。按規范要求，一級負荷需兩路獨立的電源供電。按甲方要求，本隧道長度短，車輛通過隧道的時間很短，因此設計采用一路專線10kV電源供電。本設計經負荷計算，在隧道富寧端洞口設一座10kV箱式變電站，電源經架空線引至箱式變電站終端桿，再由電纜引入箱式變電站。10kV及0.4kV主接線均采用單母線不分段的接線方式。在低壓側母線段上設置并聯電容器自動補償裝置，用以提高功率因數至0.95。低壓配電采用380V/220V變壓器中性點直接接地方式。照明回路采用放射式。箱式變電站10kV電源進線上裝設避雷器。電氣裝置的工作接地和保護接地共用一個接地系統，采用TN—S系統，其接地電阻不大于4Ω。在隧道的洞口重復接地一次，要求接地電阻不大于10Ω。所有配電裝置金屬外殼均應良好接地。10kV電纜采用銅芯交聯聚乙烯鎧裝電纜，應急照明電纜采用耐火型PVC絕緣電纜，其它電纜采用阻燃型PVC絕緣電纜。低壓電纜接頭均采用1kV熱收縮接頭。終端桿引入箱式變電站電纜、箱式變電站至隧道洞口之間設電纜管道；隧道內設電纜溝，溝內每0.8米設托架一處。照明電纜沿電纜溝敷設。2、照明系統1）隧道照明系統的主要設計標準：隧道入口和出口段照明亮度均按不設遮光棚設計。由于洞外亮度L20無法在短時期內準確測量，因此L20暫按4000cd/m2考慮，入口段設計亮度Lth按L20的0.035倍計算。基本段設計亮度≥4.5cd/m2，路面亮度總均勻度≥0.4，行車道縱向亮度均勻度≥0.7照明分段：按規范要求，當設計行車速度80km/h時，隧道照明應分為4段：入口段：設計亮度140cd/m2，長度84m過渡段1：設計亮度42cd/m2，長度72m過渡段2：設計亮度14cd/m2。出口段：設計亮度22.5cd/m2，長度60m2）照明燈具的選用及燈具的布置照明燈具均選用隧道用高密封性、寬光束高壓鈉燈，其功率因數要求為0.9。燈具的布置各段均采用兩側對稱布置。照明控制按晴天、陰天、晚上和夜間（24點以后）4級進行在洞口內設UPS配電箱，電源引自箱式變電站，應急照明采用在線式UPS供電,停電后應急照明燈繼續點亮時間不少于30分鐘。在隧道入口、出口洞外道路各設引道照明，每段引道照明設桿高10米路燈，燈桿間距30米，每基燈桿配250W高壓鈉燈一套。設計亮度≥1cd/m2在洞口內設照明配電箱,照明電源引自箱式變電站。經分配后引至隧道上方的電纜橋架。分支電纜沿電纜橋架敷設，繼而引至各照明燈具。隧道兩側均設電纜橋架。隧道照明控制，由照明配電箱內PLC自動完成。PLC依據隧道洞口亮度及時間，并按照晴天、陰天（傍晚）、夜晚和夜間（24點以后）的照明控制方案，完成自動控制;光鐘控制器應具備手動控制功能。用于檢測隧道洞口亮度的光鐘控制器光強檢測器設置于隧道洞口上。在洞口內設動力配電箱,動力電源引自箱式變電站。電纜沿電纜溝敷設，繼而引至各插座箱，插座箱間距60米。照明配電箱、UPS配電箱和動力配電箱并列設置于隧道左側,距洞口3米預留的洞內。3、接地裝置照明燈具、維修插座箱、軟啟動控制箱外殼和三相插座接零孔均應與專用保護線與隧道電纜支架、接零保護線及隧道的接地系統可靠的焊為一體。4、節約能源措施變電所設無功補償屏，隧道燈具全部采用帶補償裝置的節能高壓鈉燈。根據洞外亮度及交通量可分級進行調光。5、施工注意事項1）施工時電力專業應與隧道專業密切配合，做好預留、預埋工作。2）導線配管、插座箱及風機軟啟動控制箱應做好防水防腐處理。6、附件序號圖集名稱圖號備注1建筑電氣安裝圖集新版235KV及以下電纜敷設94D1643變電所常用構件設備安裝88D2634桿架式變電臺86D2655接地裝置D5637、預留通風條件說明水淹壩隧道左洞長度540m,右洞長度584m，按照《公路隧道通照明設規范》（JTJ026.1—1999）（3.2.1-1）的判定條件:L×N≥2×106時宜設置機械通風。式中L——隧道長度（m）；N——設計交通量（輛/h）。計算結果為L×N=584×2150=1.26×106<2×106可不設置機械通風。但為了遠期交通量增長的需要，在隧道內設置了懸掛風機的預埋件。8、隧道消防設計說明本隧道長度超過500m，而小于1000m，按公路隧道設計規范(JTJ026-90)的要求,洞內設滅火器洞室。滅火器洞室設置于行車方向右側，每50米設置一處。洞內設MF6型干粉滅火器3具，滅火級別為90B。由于近期不設置通風，人行橫通道的防火卷簾門暫不安裝，只預留安裝洞室。十、隧道施工方法及注意事項1、主要施工方法隧道的施工組織應嚴格按照新奧法原理進行，采用光面爆破，及時支護，加強量測。隧道洞口淺埋、偏壓暗挖段在施工前需先加固地層然后開挖。Ⅱ類、Ⅲ類圍巖段采用正臺階法開挖，必要時留核心土，施工中需邊挖邊護，即短開挖，強支護，及時封閉成環，及時澆筑仰拱，Ⅳ類、Ⅴ類圍巖盡量采取光面爆破，全斷面開挖。在施工中需采取適宜的輔助施工措施，各施工工序緊跟，不能脫節，嚴格控制超、欠挖，初期支護及時可靠，二次襯砌采用混凝土運輸車、輸送泵和襯砌模板臺車的機械化配套施工方案，確保混凝土質量達到內實外光。加強圍巖監控量測和超前地質預報，確保施工安全，及時處理分析數據，調整支護參數，優化設計。2、輔助施工措施本隧道采用的輔助施工措施有超前小導管超前小導管：適用于本隧道Ⅱ類圍巖和洞口埋深較淺，圍巖地質條件較差地段。小導管環向間距30～40cm，采用外徑50mm、厚40mm的熱軋無縫鋼管，鋼管長度為4.0m。搭接長度不小于1.0m，外插角10°～15°。為便于超前小導管插入圍巖內，鋼管前端宜做成尖錐狀，尾部焊上箍筋。小導管的安設采用鉆孔打入法，即先按設計要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大3～5mm，用錘擊或鉆機頂入，頂入長度不小于鋼管長度的90％，并用高壓風將鋼管的砂石吹出，小導管安設后，用塑膠泥封堵孔口及周圍裂隙，必要時在小導管附近及工作面噴射混凝土，以防止工作面坍塌。隧道的開挖長度應小于小導管的注漿長度，預留部分作為下一次循環的止漿墻。注漿液采用水泥漿液，水灰比1：1。注漿前應進行壓水試驗，檢查機械設備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿速度和發揮設備效率，可采用群管注漿（每次3～5根），注漿壓力控制在0.5～1.0MPa。注漿前應進行注漿試驗，以確定合適的注漿參數值，注漿達到設計注漿量和注漿壓力達到設計終壓時可結束注漿，注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿、漏漿，并做好注漿記錄，以便分析注漿效果。3、施工監測本隧道是按新奧法設計，現場監控量測是本設計的重要組成分。1）現場量測應及時根據量測數據繪制凈空水平收斂，拱頂下沉時態曲線及凈空水平收斂，拱頂下沉距開挖工作面距離的關系圖。2）對初期的時態曲線應進行回歸分析，選擇與實測數據擬合好的函數進行回歸，預測可能出現的最大拱頂下沉及凈空水平收斂值。3）圍巖及支護的穩定性應根據開挖工作面的狀態，凈空水平收斂值及拱頂下沉量的大小和速度綜合判定。隧道周邊允許相對收斂見設計圖表，當速度位移無明顯下降，而此時實測相對位移值已接近表中規定的數值，或者支護混凝土表面已出現明顯裂縫時，必須立即采用補強措施，并改變施工方法或設計參數。二次襯砌應在圍巖和初期支護變形基本穩定后施作。變形基本穩定應符合下列規定：隧道圍巖變形速度有明顯減緩趨勢；水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d、拱頂下沉速度小于0.15mm/d；施作二次襯砌前的總變形量，已達預計總變形量的80%以上；初期支護表面裂縫不再發展；當不能滿足上述條件、圍巖變形無收斂趨勢時必須采取措施使初期支護基本穩定后，允許施作二次襯砌，或者根據要求采用加強襯砌，及時施工。4、超前地質預報隧道的地質情況已經有詳勘的結果，但仍存在不確定因素,施工中要進行超前地質預報.長期預報：采用TSP地震波法進行長距離（100～200米）預報，每隔50～100米地震波法超前地質探測，前后兩次震動波法超前地質探測結果有足夠的重疊范圍。中期預報：中期預報距離開挖面前方30～100米，采用水平聲波反射法（HSP）與LDS-1A陸地聲納儀和HY-30紅外線探測儀探測相結合的方法進行進一步探測分析。需要的地段用地質鉆機鉆孔進行驗證。短期預報：短期預報距離開挖面前方30米以內，是在中期預報的基礎上，結合它們的成果，采用地質雷達探測以及掌子面編錄法（地質素描法）進行更準確的預報，需要的地段用超前鉆孔進行驗證。5、巖溶處理當隧道施工遇到巖溶危害時，可按巖溶對隧道不同的影響情況及施工條件，采取跨越、加固溶洞，引排、截流巖溶水，清除充填物或注漿對軟弱地基加固，回填夯實、封閉地表塌陷、疏排地表水等工程綜合治理措施。巖溶水的處理：對巖溶水的處理原則是宜疏不宜堵。為防巖溶水的突然襲擊，施工中可采用超前鉆孔探測，預備足夠的抽水設備，以確保施工安全，排水設施應結合具體情況可選用排水溝，涵洞、泄水洞等建筑物。對巖溶水的整治應采取截、堵、排、防綜合措施，并對本地生產、生活用水采取適當的保護措施。巖溶洞穴的處理：根據巖溶洞穴大小及洞穴與隧道不同部位的關系，采用跨越、堵塞、加固等處理措施。洞穴填充物的處理：洞穴填充物松軟，下沉量大，強度底，穩定性差，當隧道必須穿越洞穴填充物時，可設計支撐樁、換填、注漿等工程措施來治理。6、施工注意事項1）洞口施工應注意邊坡修整圓順，鋪砌整齊，洞門應嚴格按照設計要求施工以達到設計效果。2）對于洞口淺埋段應盡快施作二次襯砌，對于其他地段Ⅱ、Ⅲ圍巖也應根據量測信息及時施作二次襯砌，以保證初期