灰竹岭隧道设计说明0.doc
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1、中缅天然气管道工程(国内段)隧道工程第二EPC合同项 GP-01-MT02-CR-DW-002/明灰竹林隧道施工图设计说明第 11 页 共 11 页1工程概况中缅油气管工程隧道第二EPC合同项灰竹林隧道位于大理市永平县龙街镇,进口位于七昌村白石岩组,出口位于罗家村炭山河高山组。隧道进口位于冲沟边,出口位于半山坡上。隧道平面为直线,隧道起圪桩号为K0+010K1+848,隧道水平长度1838m,实长1838.746m,纵向坡度采用“人字”坡,坡比分别为3.94%、-1%,坡长分别为900m、938m,隧道最大埋深约为287m。洞身断面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
2、.8m3.8m(宽高)。隧道内安装3条管道,分别为天然气管道、原油管道和成品油管道。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 GB50251-20032) 油气输送管道线路工程抗震技术规范 GB50470-20083) 油气输送管道穿越工程设计规范 GB50423-20074) 油气输送管道穿越工程施工规范 GB50424-20075) 油气长输管道工程施工及验收规范 GB50369-20066) 混凝土结构设计规范 GB50010-20
3、107) 砌体结构设计规范 GB50003-20018) 钢结构设计规范 GB50017-20039) 建筑地基基础设计规范 GB50007-200210) 建筑抗震设计规范 GB50011-201011) 建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-200812) 岩土工程勘察规范(2009年版) GB50021-200113) 工程岩体分级标准 GB50218-199414) 地下工程防水技术规范 GB50108-200815) 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-200116) 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-200117) 建筑边坡工程技术规范 GB50330-200
4、218) 铁路工程抗震设计规范 GB50111-200619) 石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程 SY4207-200720) 铁路隧道设计规范 TB10003-2005/J449-200521) 铁路隧道施工规范 TB10204-2002/J163-200222) 天然气输送管道用钢管通用技术条件 Q/SY GJX 101-201023) 油气管道山岭隧道设计规定 CDP-G-PC-CR-005-2009/B4.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、地貌勘察场地地形起伏较大,相对高差200400m,山坡较陡,植被茂密,沟谷多呈“V”字形。隧道入口地段覆
5、盖第四系松散堆积层,山坡坡度约3040,植被茂密;隧道出口地段亦为第四系松散堆积层覆盖,下部为庄稼地,坡度约3035。勘察地段属低中山区地貌。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。其中永平县属于中亚热带气候区,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()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永平县8377515.816.033.2-
6、4.4593.1987.6104.2149.62068.51690.61.714NW72.4勘察区属澜沧江水系,澜沧江水系主要包括澜沧江、凤仪波罗江、西洱河、漾濞江、顺濞河、银江大河和倒流河。澜沧江流域面积为89182km2,比降为0.33%,最大流量为5844m3/s,最小流量为221.38m3/s,平均流量为1133.8m3/s。隧址区内进出口小河、溪流均汇入银江大河,银江大河为漾濞江支流,进出口河流均为北东南西流向,主要由大气降水及坡面汇水补给,由地表排泄和蒸发排泄,属山谷型溪流,多数为季节性流水,流量变化大,雨季易发生瞬时山洪,隧道进口高出河水面50m左右,对隧道进口无影响。隧道出口坡
7、脚处溪流距离隧道出口距离较远且隧道高出溪沟洪水位大于50m,对隧道出口无影响。4.1.3交通条件灰竹林隧道位于大理市永平县,进口位于永平县厂街乡七昌村白石岩组,出口位于永平县龙街镇罗家村炭山河高山组。穿越地段位于灰竹林南麓,龙街镇以西约8km。隧道勘察现场山势陡峻,植被茂密,灌木丛生,勘察工作难度较大。七昌村距县道约8km,从七昌村到隧道入口需步行2km山路;罗家村距县道约10km,从罗家村到出口需步行3km山路,交通条件较差。4.2区域地质构造及地震4.2.1区域地质构造根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),管道沿线构造极为复杂,断裂纵横交错,褶皱发育
8、,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。 隧址区位于飞凤山断裂北东侧,大麦地龙街弧形断裂南西侧,其中:飞凤山断裂(F26):该断裂呈NNE或SW凸出的弧形延伸,断裂带岩石破碎,地层倒转,断层面多见擦痕,裂隙普遍发育
9、,属张扭性断裂。大麦地龙街弧形断裂(F27):该断裂据前人推测可能是云南“山”字型构造西翼反射弧的一支,带内断裂发育,沿断裂带岩石破碎,断层面多见擦痕,裂隙普遍发育,倾向190,属压扭性逆断层。上述两条断裂距隧道较近,对管道影响较大,受F26、F27断裂影响隧址区发育有六条次级断层,工程设计施工时需考虑区域地震构造环境,按照地震危险性分析和区划结果及其所提供的地震动参数进行设计施工。4.2.2场地抗震设防烈度根据建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)及中国地震动参数区划图(GB 18306-2001)国家标准第1号修改单(2008年6月11日),隧道所在永平县的抗震设防烈度为度,勘察区
10、的设计基本地震加速度值为0.15g,动反应谱特征周期为0.45s。4.3工程地质条件4.3.1 地质构造(1)断裂隧址区内对隧道有影响的区域性断裂为飞凤山断裂(F26)及大麦地龙街弧形断裂(F27)。飞凤山断裂(F26):呈NNE或SW凸出的弧形延伸,断裂带岩石破碎,地层倒转,断层面多见擦痕,裂隙普遍发育,属张扭性断裂。大麦地龙街弧形断裂(F27):据前人推测可能是云南“山”字型构造西翼反射弧的一支,带内断裂发育,沿断裂带岩石破碎,断层面多见擦痕,裂隙普遍发育,倾向190,属压扭性逆断层。受区域构造影响,隧道沿线发育6条次生断层,以上断层与隧道呈大角度(大于50)相交,对隧道的工程地质影响主要
11、为围岩破碎并富水或透水,工程设计施工时应考虑区域地震构造环境,按照地震危险性分析和区划结果及其所提供的地震动参数进行设计施工。(2)节理由于隧道区地表植被茂密,第四系覆盖层厚度大,基岩仅在路边陡坎及冲沟两侧出露,出露面积较小,因此量测的节理数量较少。根据工程地质测绘,隧道沿线岩体节理较发育,主要发育有5组节理裂隙,其特征如下:L1:优势产状为13259,倾向112210,倾角2774,节理密度约511条/m,裂隙面平直,闭合,节理贯通性一般,可见延伸长度大于15m。与隧道轴线走向斜交,夹角29。L2:优势产状为4082,倾向1060,倾角6589,节理密度19条/m,裂隙面平直,闭合,节理贯通
12、性一般,可见延伸长度0.53m。与隧道轴线走向斜交,夹角59。L3:优势产状为31943,倾向300335,倾角3060,节理密度28条/m,裂隙面起伏,闭合微张,部分泥质或岩屑充填,节理贯通性一般,可见延伸长度35m与隧道轴线走向斜交,夹角22。L4:优势产状为27185,倾向240280,倾角6888,节理密度16条/m,裂隙面起伏,闭合微张,部分泥质或岩屑充填,节理贯通性一般,可见延伸长度24m与隧道轴线走向斜交,夹角70。L5:优势产状为3958,倾向2060,倾角4065,节理密度15条/m,裂隙面起伏,闭合微张,部分泥质或岩屑充填,节理贯通性一般,可见延伸长度13m。与隧道轴线走向
13、斜交,夹角58。节理发育程度受断层影响,其优势方向多与该区内发育的断层走向小角度相交,且多以陡倾角为主,不利于隧道围岩稳定。隧道区主导节理走向为NE向(倾向132)、NW向(倾向40)、NE向(倾向319)、NENW向(倾向271)和NW向(倾向39),倾角主要集中在3585范围内;隧道洞轴线走向为NE(71.4)。L1、L2 、L3、L4及L5对隧道侧壁稳定性不利;节理及层面组合切割的块体,在隧道侧壁有倾向洞身的结构面,在洞顶易出现掉快或坍塌现象,在洞壁易出现滑塌或楔形挤出现象。4.3.2 地层岩性根据工程地质测绘及钻探揭露,隧址区分布的地层岩性相对较复杂,覆盖层主要为第四系全新统残坡积层(
14、Q4el+dl),隧道进口处下伏基岩为白垩系下统景星组(K1j1)泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩、长石石英砂岩;隧道出口处下伏基岩为侏罗系上统坝注路组(J3b)粉砂质泥岩夹长石石英砂岩、粉、细砂岩。根据地层年代,地层从上到下共分为5层,其特征分述如下:第四系全新统残坡积含碎石粉质粘土(Q4el+dl):黄褐红褐色,切面稍有光泽,无摇震反应,干强度及韧性中等,坚硬状态;含粉砂岩碎块约10%20%,碎块为棱角次棱角状,较坚硬,锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,一般粒径为2030mm,最大粒径约60mm;表层30cm含植物根系。岩芯采取率90%。该层隧址区内广泛分布,钻孔揭露厚度为约5.40m26.00m不
15、等。土石等级为级。第四系全新统残坡积碎石土(Q4el+dl):黄褐灰黄色,稍密,稍湿;碎石含量60%70%,碎石粒径以20120mm为主,最大粒径160mm,棱角状次棱角状,以角砾及粉质粘土充填为主,角砾含量20%左右,块碎石母岩成分主要为粉砂质泥岩、粉砂岩、长石石英细砂岩等。岩芯采取率80%。该层在进口段分布,钻孔揭露厚度为约0.80m2.50m不等。土石等级为级。白垩系下统景星组泥质粉砂岩(K1j1):紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量5%40%,局部见方解石脉发育,弯曲。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见23组裂隙,与轴面夹
16、角分别约为5、45和75,裂隙面粗糙,起伏。岩芯以碎块柱状为主,其中,扁柱状柱长一般30mm80mm,短柱状长度约100mm200mm,长柱状长度约250mm800mm。岩石锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎。岩芯采取率70%90%。RQD=0%85%,岩层产状:16550。该层在钻孔HZZK1中3875.50m段、100.50140.00m段、144174.50m段分布,岩芯呈碎块、短柱状、长柱状,RQD=0%85%。强风化泥质粉砂岩:紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量5%40%。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见23组裂隙,裂隙
17、面粗糙,起伏。岩芯以碎块短柱状为主。据钻孔揭露厚度在530m左右。土石等级为级。中风化泥质粉砂岩:紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量5%40%。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见23组裂隙,裂隙面粗糙,起伏。岩芯呈碎块短柱状长柱状。钻孔未揭穿,土石等级为级。-1白垩系下统景星组长石石英砂岩(K1j1):青灰色紫褐色,砂状结构,中厚层状构造,矿物成分主要以长石、石英为主,含少量粘土矿物,泥质胶结。岩石锤击声清脆,有回弹,震手。节理裂隙较发育,见23组裂隙,与轴面夹角分别约为5、30和80,裂隙面粗糙,起伏。局部见方解石脉发育,弯曲。
18、岩芯呈碎块状、短柱状、长柱状,碎块粒径一般20mm90mm,柱状长度约100mm400mm。芯采取率8595%。RQD值介于1060%之间,岩层产状:14557。该层在隧址区局部分布,钻孔HZZK1揭露厚度为411.10m。强风化长石石英砂岩:青灰色紫褐色,砂状结构,中厚层状构造,矿物成分主要以长石、石英为主,含少量粘土矿物,泥质胶结。岩石锤击声清脆,有回弹,震手。节理裂隙较发育,见35组裂隙,裂隙面粗糙,起伏。据现场地面调查可知强风化长石石英砂岩厚度在310m。土石等级为级。中风化长石石英砂岩:青灰色紫褐色,砂状结构,中厚层状构造,矿物成分主要以长石、石英为主,含少量粘土矿物,泥质胶结。岩石
19、锤击声清脆,有回弹,震手。节理裂隙较发育,见23组裂隙,裂隙面粗糙,起伏。钻孔未揭穿该层。土石等级为级。-2白垩系下统景星组粉砂质泥岩(K1j1):紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量55%70%,局部见方解石脉发育,弯曲。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见23组裂隙,与轴面夹角分别约为5、45和80,裂隙面粗糙,起伏。岩芯以碎块柱状为主,其中,扁柱状柱长一般20mm90mm,短柱状长度约100mm200mm,长柱状长度约240mm700mm。岩石锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎。岩芯采取率70%94%。RQD=0%85%,岩层产状
20、:14557。该层在地表出露,在钻孔HZZK1中揭露,岩芯呈碎块、短柱状、长柱状,RQD=0%85%。强风化粉砂质泥岩:紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量55%70%,局部见方解石脉发育,弯曲。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见34组裂隙,裂隙面粗糙,起伏。岩芯以碎块短柱状为主。据现场地面调查可知强风化粉砂质泥岩厚度在1040m。土石等级为级。中风化粉砂质泥岩:紫紫红色,泥质、粉砂质结构,中薄层状构造,矿物主要成分为石英、长石及粘土矿物,粘土矿物含量55%70%,局部见方解石脉发育,弯曲。原岩结构已部分破坏。岩体节理裂隙较发育,见
21、23组裂隙,裂隙面粗糙,起伏。岩芯以碎块短柱状为主。钻孔未揭穿该层。土石等级为级。4.4水文地质条件 4.4.1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,多数为季节性流水,进出洞口距常年流水沟较远,且洞口高于沟水面50m以上, 对隧道进出口无影响。根据钻探资料及现场调查,地表水主要为季节性的降雨流水以及在坡表出现的泉水。勘察期间,泉水出露高程介于2290.02552.0m之间,沿破碎带或构造裂隙部位出露地表,测绘范围内共出露4处泉眼。据调查,泉水流量受季节影响较大,雨季流量较大,旱季几近干涸。4.4.2地下水概况隧址区第四系土层多为粉质粘土、碎石土
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