T/SXCAS 045-2025 城际长输供水、供热管线山岭隧道设计标准
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资料介绍
山西省土木建筑学会团体标准
城际长输供水、供热管线山岭隧道设计标准
Standard for the design of mountain tunnels for inter-city
long-distance water and thermal energy transmission pipelines
T/SXCAS 045—2025
批准部门:山西省土木建筑学会
主编单位:山西省交通规划勘察设计院有限公司
施行日期:2026 年 1 月 1 日
2026 北京
前 言
根据山西省土木建筑学会《关于同意团体标准立项的通知》(晋土建标字〔2024 〕11 号)的要求 ,标准编制组经广泛调查研究 ,认真总结实践经验,参考相关标准,并在广泛征求意见的基础上,结合我省近年来的工程实践经验,制定本标准。
本标准的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.总体设计; 4.洞口及洞门设计;5.衬砌结构设计;6.支架处衬砌设计;7.防水与排水设计;8.隧道路基路面设计;9.隧道抗震设计;10.隧道机电设计,以及相关附录。
本标准由山西省土木建筑学会标准化技术委员会负责管理,山西省交通规划勘察设计院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送山西省交通规划勘察设计院有限公司(地址 :山西省太原市小店区武洛街 27 号 ,邮编: 030032 ,邮箱 : sxjtsjy1964@163.com )。
本 标 准 主 编 单 位 :山西省交通规划勘察设计院有限公司
本 标 准 参 编 单 位 :太原供水集团有限公司中铁隧道股份有限公司
太原市热力集团有限公司山西省交通建设中心
中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司
本标准主要起草人员:窦斌强
袁 伟
王小杰
范晓江
李海喜
姜 杰
张 强
李晓旭
李志斌
段飞飞
任卫英
张晨铃
强旭宏
方世君
张智弘
徐 强
李建刚
季建东
彭振宇
刘宇鹏
刘喜春
王志勇
崔 健
刘 健
毛 伟
田亚东 王 芳 周 茜 石光辉 翟慧霞张 磊 崔 凯 武培龙 武 立 徐 翔李国方 冀彦智 刘聪慧 张国银 宋世杰
本标准主要审查人员:庞新刚 张勃蓬 李志鹏 王荣香 李国英曲 博 方志纲
山西省土木建筑学会
关于发布《城际长输供水、供热管线
山岭隧道设计标准》的公告
晋土建标字〔2025 〕17 号
山西省土木建筑学会现批准《城际长输供水、供热管线山岭隧道设计标准》为团体标准 ,编号为 T/SXCAS045—2025 , 自 2026 年 1月 1 日起实施,现予公告。
山西省土木建筑学会
二零二五年十二月二日
目 次
1 总 则 1
2 术语和符号 2
2. 1 术 语 2
2.2 符 号 2
3 总体设计 4
3. 1 一般规定 4
3.2 隧道位置选择 5
3.3 隧道平纵线形设计 5
3.4 横断面设计 7
4 洞口及洞门设计 10
4. 1 一般规定 10
4.2 洞口工程 10
4.3 洞门工程 11
4.4 洞口危岩落石防护 12
4.5 洞口段管道设施相关工程措施 12
5 衬砌结构设计 14
5. 1 一般规定 14
5.2 复合式衬砌 15
6 支架处衬砌设计 21
6. 1 一般规定 21
6.2 构造规定 21
7 防水与排水设计 23
7. 1 一般规定 23
7.2 防水 24
7.3 排水 25
7.4 洞口及明洞段防排水 27
7.5 寒冷地区隧道防排水 28
8 隧道路基路面设计 29
8. 1 一般规定 29
8.2 隧道路基 29
8.3 隧道路面 30
9 隧道抗震设计 31
9. 1 一般规定 31
9.2 抗震措施 31
9.3 洞内设施 32
10 隧道机电设计 34
10. 1 一般规定 34
10.2 通风设施 34
10.3 消防设施 35
10.4 照明设施 36
10.5 监控设施 37
10.6 供配电设施 41
附录 A 43
附录 B 45
本标准用词说明 47
引用标准名录 48
Contents
1 General provisions 1
2 Terms and symbols 2
2. 1 Terms 2
2.2 Symbols 2
3 Overall design 4
3. 1 Basic requirements 4
3.2 Tunnel location selection 5
3.3 Tunnel alignment design 5
3.4 Cross-section design 7
4 Portal and portal structure design 10
4. 1 Basic requirements 10
4.2 Portal works 10
4.3 Portal structure works 11
4.4 Protection against unstable rock and rockfall at portal 12
4.5 Engineering measures for pipeline facilities at portal section 12
5 Lining structure design 14
5. 1 Basic requirements 14
5.2 Composite lining 15
6 Lining design at supports 21
6. 1 Basic requirements 21
6.2 Detailing requirements 21
7 Waterproofing and drainage design 23
7. 1 Basic requirements 23
7.2 Waterproofing 24
7.3 Drainage 25
7.4 Portal and open-cut sections 27
7.5 Tunnels in cold regions 28
8 Tunnel subgrade and pavement design 29
8. 1 Basic requirements 29
8.2 Tunnel subgrade 29
8.3 Tunnel pavement 30
9 Tunnel seismic design 31
9. 1 Basic requirements 31
9.2 Seismic measures 31
9.3 Internal facilities 32
10 Tunnel electromechanical facilities design 34
10. 1 Basic requirements 34
10.2 Ventilation facilities 34
10.3 Firefighting facilities 35
10.4 Lighting facilities 36
10.5 Monitoring and control facilities 37
10.6 Power supply and distribution facilities 41
Appendix A 43
Appendix B 45
Explanation of wording in this standard 47
List of normative references 48
1 总 则
1.0.1 为规范和指导供水、供热管道山岭隧道设计,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于以钻爆法为主要开挖手段、隧道内敷设供水管道或以热水为介质的供热管道的单洞山岭隧道。
1.0.3 隧道设计应满足使用功能,遵循 “安全、耐久、经济、节能、环保”的基本原则;隧道设计应符合安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求。
1.0.4 隧道主体结构应按永久性建筑设计,具有规定的强度、稳定性和耐久性,满足使用年限要求,方便隧道及管道的养护和维修作业。
表 1.0.4 隧道设计使用年限( 年 )
洞门、支护结构等
可更换、修复构件
路面
100
30
30
条文说明:供水、供热隧道作为重要的民生工程,对其设计基准期适当提高,要求重要的结构或构件(如洞门、支护结构等)设计使用年限为 100 年,易于替换和修复的构件(如电缆沟、排水边沟等)设计使用年限为30 年,考虑到隧道路面仅供检修车辆运行,将路面结构设计使用年限设置为30 年。
1.0.5 隧道主体结构、防排水、路面、管道、管道支架等土建工程与通风、消防、照明、监控、供配电、管道监测等运营设施应进行综合设计。
1.0.6 隧道土建工程设计应贯彻动态设计与信息化施工的思想,制订地质勘察、预报和监控量测的总体方案,为动态设计提供依据,及时调整支护参数和施工方法。
1.0.7 供水、供热管道山岭隧道设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家、行业及地方现行有关标准的规定。
1
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 山岭隧道 mountain tunnel
贯穿山岭或丘陵的隧道。
2.1.2 钻爆法隧道 drill blast tunnel
用人工或机械钻孔、装药,采用控制爆破方式开挖的隧道。
2.1.3 供水隧道 water supply tunnel
山岭隧道内敷设供水管道的隧道。
2.1.4 供热隧道 heating tunnel
山岭隧道内敷设以高温热水或蒸汽为介质的管道的隧道。
2.1.5 贫混凝土 lean concrete
水泥用量较低的水泥混凝土。
2.1.6 建筑限界 construction clearance
为保证供水、供热隧道内检修车辆行驶、吊装等要求的限定空间。
2.1.7 明洞 open-cut tunnel
用明挖法修建的隧道。
2.1.8 棚洞 hangar tunnel
建于公路上的棚式建筑物。
2.1.9 净空断面
隧道衬砌内轮廓与路面、侧沟、管道顶部所围成的断面区域。
2.2 符 号
lab—受拉钢筋的基本锚固长度;
fy 、fpy—普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值;
ft—混凝土轴心抗拉强度设计值; d—锚固钢筋的直径;
2
α—锚固钢筋的外形系数;
la—受拉钢筋的锚固长度;
ζa—锚固长度修正系数;
fy—钢筋的抗拉强度设计值,但不应大于 300N/mm2; V—剪力设计值;
N—法向拉力或法向压力设计值;
M—弯矩设计值;
αγ—锚筋层数的影响系数;
αv—锚筋的受剪承载力系数;
d—锚筋直径;
αb—锚板的弯曲变形折减系数;
t—锚板的厚度;
z—沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离。
3
3 总体设计
3.1 一般规定
3.1.1 隧道设计应满足城市管道规划、管道功能、土地资源、生态环境、可持续发展的要求,建筑限界、净空断面、通风、照明和监控等设施应与管道使用功能相适应。
3.1.2 隧道内检修车辆的设计速度宜为 20km/h ,不应大于 30km/h。
3.1.3 隧道总体设计应遵循下列原则:
1 隧道位置应满足管道功能和升级扩容的需要,符合管道路由设计要求;
2 在地形、地貌、地质、气象、社会和人文环境等调查的基础上,综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置、洞外接线条件等,提出推荐方案;
3 根据管道与检修通道布置确定建筑限界 ,在满足隧道功能和结构受力要求的前提下,确定经济合理的隧道内轮廓;
4 隧道洞内外平、纵线形应协调顺畅,满足管道布置、检修车辆行车安全和舒适要求;
5 根据隧道长度、平面布置、环境保护和运营安全等要求 ,选择合理的通风、照明、消防、监控、防灾救援等设施的设置方式与规模;
6 应结合隧道规模、施工方法、工期和运营要求,对隧道内外防排水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、环境保护等进行综合设计;
7 应考虑隧道与相邻既有建筑物和规划建筑物的相互影响;
8 隧道总体设计应考虑节能降耗、方便维修和养护。
4
3.2 隧道位置选择
3.2.1 隧道应设置在稳定地层,避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地质地段。必须通过时,应采取切实可靠的工程措施。
3.2.2 穿越山岭的长、特长隧道,应在较大范围地质测绘和综合地质勘探的基础上拟定不同的越岭高程及其相应的展线方案,结合两端路线接线条件及施工、运营条件等因素,进行全面技术经济比较后,确定路线走向和隧道平面位置。
3.2.3 路线沿河傍山地段以隧道通过时,应对长隧道方案与短隧道群或桥隧群方案、高边坡与棚洞方案等进行技术经济比较。
3.2.4 隧道洞口位置不宜设在滑坡、崩坍、岩堆、危岩落石、泥石流等不良地质地段,以及排水困难的沟谷低洼处和不稳定的悬崖陡壁下。
3.2.5 濒临水库、沿河、沿溪的隧道,其洞口路肩设计高程应高出计算洪水位(含浪高和壅水高)不小于 0.5m 。长期浸泡造成岸坡坍塌对隧道稳定有不利影响时,应采取相应的工程措施。
3.2.6 隧道设计洪水位频率标准可按 1/100 取值;当观测洪水位高于频率标准洪水位值时,应按观测洪水位设计。
3.3 隧道平纵线形设计
3.3.1 应根据管道路由走向、地质、地形、通风、检修车辆行车安全和施工条件等因素确定隧道平面线形。
3.3.2 隧道纵坡形式应结合管道设计要求,宜采用单向坡,地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向人字坡。
3.3.3 隧道内纵断面线形应考虑管道功能要求、检修车行车安全、运营通风规模、并结合施工期间的排水、出渣、材料运输、管道安装等要求确定。隧道内最小纵坡不应小于 0.3% ,最大纵坡不宜大于 5%;短于 100m 的隧道可不受此限制。中、短隧道,特长及长隧道不超过500m 的局部段落受地形、管道功能要求等条件限制时,经技术经济论证后,隧道最大纵坡可适当加大,但不宜大于 8%。
5
条文说明:现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG 3370. 1 对隧道的最大纵坡规定比较严格。这用于指导供水供热管道山岭区隧道设计时存在一定问题,一方面对纵坡限制过小,洞 口的路线坡度应与隧道内坡度相同,必须增加展线长度以克服高差,必然会增加路线长度和隧道长度,使工程造价增加;另一方面受地形环境、管道工艺要求影响制约因素多,采用严格的最大纵坡标准往往会使工程实施难度加大。
现行行业标准《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/T 814.2. 1规定“管道的敷设坡度不宜小于2‰ ”。
相比现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG 3370. 1 ,现行行业标准《城市道路工程设计规范》CJJ 37 对隧道最大纵坡适当放宽,一般不超过 3% , 当受条件限制,经技术经济论证后最大纵坡可适当加大至 5.0% 。现行行业标准《城市地下道路工程设计规范》CJJ 37 ,进一步规定了地下道路机动车道最大纵坡与设计速度的关系,对新型地下低速隧道道路(如功能等级低的地下车库联络道)最大纵坡进一步放宽。考虑到此类地下车库联络道等设施普遍具有长度短、设计速度低的特点,隧道一般段落纵坡仍应控制在 5.0%以内。
地下道路机动车道最大纵坡在现行行业标准《城市地下道路工程设计规范》CJJ 37 如表 3.3.3-1 所示。
表 3.3.3-1 城市地下道路纵坡表
设计速度(km/h)
80
60
50
40
30
20
一般值 (%)
3
4
4.5
5
7
8
最大值 (%)
5
6
8
综合以上提到的相关规范及城市供水供热管道山岭隧道设计速度低(一般在 30km/h 以下)的现实条件, 同时应考虑到,城市供水供热管道山岭隧道又不同于城市市区道路隧道,隧道长度有时候会过长、长大坡长行车不利的特点,最大纵坡采用不宜大于5%的标准,
6
短于 100m 的隧道可不受此限制。中、短隧道,特长及长隧道不超过500m 的局部段落受地形、管道功能要求等条件限制时,经技术经济论证后,隧道最大纵坡可适当加大,但不宜大于 8%。
隧道长度分类按照表 3.3.3-2 划分。
表 3.3.3-2 隧道按长度分类
分类
特长隧道
长隧道
中隧道
短隧道
长度(m)
L>3000
3000≥L>1000
1000≥L>500
L≤500
3.3.4 间隔 100m 以内的连续隧道,宜整体考虑其平、纵线形技术指标。
3.4 横断面设计
3.4.1 长度大于 50m 的隧道应设置检修通道 ,检修通道建筑界限如图 3.4. 1 所示,在建筑界限内不得有任何工程部件侵入。检修道路面宽度应包括车行道宽度及两侧路缘带宽度,车道宽度宜按 3.5m 考虑,两侧路缘带宽度宜按 0.25m 考虑。检修道最小净高宜按 5.0m 考虑。
图 3.4. 1 检修通道建筑限界( mm )
条文说明:检修通道主要用于满足后期运营检修车辆,隧道内设
7
备更换运输车辆的需求。考虑到后期运营期间,隧道内大型设备如变压器、射流风机、管道损坏更换时,需要大型车辆运输,但车辆行驶速度不高 (≤30km/h)的情况,检修车道宽度按 3.5m 考虑,两侧路缘带宽度按 0.25 m 考虑。
3.4.2 隧道内轮廓净空断面应符合下列要求:
1 满足隧道检修通道建筑限界所需空间 ,并预留不小于 50mm的富余量;
2 满足通风、照明、消防、监控等交通工程及附属设施所需空间;
3 断面形状有利于围岩稳定、结构受力;
4 满足管道安装所需空间、管道安装净距宜不小于表 3.4.2 的规定;
图 3.4.2 管道安装净距示意图
表 3.4.2 管道安装净距
DN
管道安装净距(mm )
a
b
DN<400
500
1000
400≤DN<1500
600
DN≥1500
700
8
条文说明:现行国家标准《综合管廊工程技术规范》GB50838中 5.3.6 规定了管道安装净距要求。
隧道内管道安装形式多样,有双侧安装、单侧安装、堆叠安装,隧道内轮廓限界应能满足管道的安装、吊装、更换等,同时应能满足检修车辆的安全行驶空间。
5 当管道经过斜井、箱变洞室、避险洞室等时,可采用扩大隧道断面、管道下埋的方式避免管道与洞室交叉,扩大断面的衬砌结构应适当加强。
3.4.3 隧道内路侧边沟应结合检修通道、管道支座、道路横坡,布置于车道两侧或一侧。
9
4 洞口及洞门设计
4.1 一般规定
4.1.1 隧道洞口设计应遵循“早进洞、晚出洞”的原则,洞口不得大挖大刷。
4.1.2 洞口位置应根据地形、地质条件、洞外相关工程及施工条件,结合环境保护、运营要求,通过经济、技术比较确定。
4.1.3 洞口边仰坡周围应设置排水、截水设施,并与路基排水系统、天然沟渠共同组成完整的排水系统。
4.1.4 洞门设计应与自然环境相协调,位于城镇、风景区、车站附近的洞门,宜进行景观设计。
4.1.5 洞门结构应能防止洞口边仰坡的碎落、石、坍塌物等掉落路面。
4.1.6 易产生积雪的洞口,宜考虑防止积雪危害的措施。
4.1.7 洞口及洞门设计宜考虑便于检查和维护的条件。
4.1.8 洞口及洞门设计应充分考虑管道设施的安装、维护及保护功能。条文说明:本条文提出隧道“早进洞、晚出洞 ”这一技术原则,
旨在贯彻“不破坏就是对环境最大的保护 ”的设计理念,避免在洞 口形成高边坡和高仰坡,防止滑坡、崩坍、危岩落石等不良地质危害,减少对原有的地表形态破坏,保护自然环境。同时,洞口工程作为管道进出隧道的过渡段,应重视对管道设施的保护。
4.2 洞口工程
4.2.1 隧道洞口工程设计应符合下列要求:
1 洞口不应大面积开挖边仰坡,有条件时尽量采用不刷仰坡进洞方案;
2 洞口边仰坡应根据岩(土)性质、气候、水文条件及边仰坡高度,采取工程加固和植被防护相结合的措施,有条件时可接长明洞;
10
地震区边仰坡宜采用柔性防护措施;
3 当洞口处有岩堆、落石、泥石流等威胁时,可采取接长明洞或设置渡槽等措施;
4 线路应避免沿沟进洞,当不可避免时,应结合防排水工程确定洞口位置;
5 漫坡地形的洞口位置,应结合排水、地质、弃渣等因素,综合分析确定;
6 洞口位于林区时,应考虑树木倒伏对管道隧道安全的影响。
4.2.2 洞口段应结合地形、地质条件和施工方法等确定工程措施,必要时可采取地表注浆、锚固桩等预加固措施。
4.2.3 明洞洞顶回填土石表面应铺设不小于 0.5m 厚的黏土隔水层,并与边坡搭接良好;隔水层以上宜铺设厚度不小于 0.3m 的耕植土;洞顶回填面应设置排水设施。
4.3 洞门工程
4.3.1 隧道洞口应修建洞门,洞门形式应根据洞口的地形、地质条件确定,并与洞外路基工程相协调。
4.3.2 端墙式洞门设计应符合下列规定:
1 洞门端墙和翼墙应具有抵抗来自仰坡、边坡土压力的能力,应按挡土墙结构进行设计。洞门墙墙身最小厚度不应小于 0.5m ,翼墙墙身厚度不应小于 0.3m;
2 仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于 1.5m,洞门端墙顶高出墙背回填顶面不应小于 0.5m ,洞门端墙与洞顶排水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不宜小于 1.0m;
3 洞门墙应根据地基情况设置变形缝,墙身应设置泄水孔;
4 洞门端墙与衬砌之间应设置保证结构完整性的连接钢筋。
4.3.3 洞门墙基础的设置应符合下列要求:
1 基础应置于稳固的地基上 ,并埋入地面下一定深度,土质地
11
基埋入的深度不应小于 1m,岩质地基埋入的深度不应小于 0.5m 。基础埋置深度应大于靠墙设置的各种沟槽底的埋置深度,并应低于最大冻结深度 0.25m 以下;
2 地基承载力应通过计算确定,并不应小于 250kPa ,地基承载力不足时,应采取措施满足地基承载力要求。
4.3.4 明洞式洞门设计应符合下列规定:
1 洞口段衬砌应采用钢筋混凝土结构;
2 洞门伸出设计回填坡面长度不应小于 0.8m,洞顶回填土厚度不宜小于 1.0m;
3 洞口段衬砌端面可呈直削、削竹、倒削竹或喇叭形;
4 采用削竹式洞门时,削竹面仰斜坡率应陡于或等于原山坡坡率或设计回填坡面坡率;
5 设计回填坡面宜按自然山坡坡度回填。采用土石回填时 ,坡率不宜陡于 1:1 ,表面宜植草覆盖。
4.3.5 隧道洞口上方有公路跨越或邻近洞口有公路并行时,应考虑延长洞口、接长明洞并设置防撞护栏,护栏等级应符合有关规定。
4.4 洞口危岩落石防护
4.4.1 隧道洞口应尽量避免通过危岩落石发育区。当无法避免时,应遵循多重防护、综合治理的原则,根据危岩落石特征、范围、地形地貌等因素开展危岩落石防护设计。
4.4.2 隧道洞口危岩落石可选用清除、支顶、锚固、灌浆、防护网等主动防护措施,或拦石墙、落石槽、型钢栏栅、防护网等被动防护工程措施。有条件时,可接长明洞或设置棚洞。
4.5 洞口段管道设施相关工程措施
4.5.1 洞口形式的选择应结合管道进洞方式合理选择。
4.5.2 洞外管道应在隧道进洞前 2.0m 完成管道过渡,确保管道进洞
12
时与隧道轴线一致,需要设置沟槽进行过渡的,沟槽与洞门墙净距离应不小于 2.0m 。同时,宜采取设置棚洞等措施对管道设施进行防护,同时加强排水措施,避免雨水等通过沟槽积聚。
13
5 衬砌结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 长输供水、供热管道山岭隧道宜设置复合式衬砌。
条文说明:长输供水、供热管道山岭隧道等级要求较高,宜按复合式衬砌设计, 以满足管道支座、支架安装。
5.1.2 隧道衬砌设计应综合考虑围岩地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等,充分利用围岩的自承能力。衬砌应有足够的强度、稳定性和耐久性,保证隧道长期使用安全。
5.1.3 衬砌结构类型、支护参数,应根据使用要求、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受力特点,并结合周边工程环境、支护手段、施工方法通过工程类比和结构计算综合分析确定。在施工阶段,尚应根据现场监控量测结果调整支护参数,实行动态设计,必要时可通过试验分析确定。
5.1.4 隧道衬砌设计应符合下列规定:
1 衬砌断面宜采用曲边墙拱形断面;
2 围岩较差、侧压力较大、地下水丰富的地段可设仰拱,仰拱曲率半径应根据地质条件、地下水、隧道断面形状、隧道宽度等条件确定,路面与仰拱之间可采用混凝土或片石混凝土填充,隧底围岩较好、边墙基底承载力和稳定性满足要求时,可不设仰拱;
3 洞口段应设加强衬砌,加强衬砌段长度应根据地形、地质和环境条件确定,不应小于 10m;
4 围岩较差地段衬砌应向围岩较好地段延伸 5 ~ 10m;
5 偏压衬砌段应向一般衬砌段延伸,延伸长度应根据偏压情况确定,不宜小于 10m;
6 净宽大于 3.0m 的横通道与主洞的交叉段,主洞与横通道衬砌均应加强。加强段衬砌应向各交叉洞延伸 ,主洞延伸长度不应小于
14
5.0m ,横通道延伸长度不应小于 3.0m 。延伸长度范围内不宜设变形缝。
5.2 复合式衬砌
5.2.1 初期支护应按永久支护结构设计,宜采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护单独或组合使用。
5.2.2 喷射混凝土的强度等级不应低于 C20 ,厚度不应小于 50mm。
5.2.3 喷射混凝土钢筋网设计应符合下列规定:
1 钢筋网钢筋直径不应小于 6mm ,不宜大于 12mm;
2 钢筋网网格应按矩形布置,钢筋间距为 150~300mm;
3 钢筋网钢筋的搭接长度不应小于 30d(d 为钢筋直径);
4 钢筋网喷射混凝土保护层厚度不应小于 20mm;当采用双层钢筋网时,两层钢筋网之间的距离不宜小于 80mm;
5 单层钢筋网喷射混凝土厚度不应小于 80mm ,双层钢筋网喷射混凝土厚度不应小于 150mm;
6 钢筋网可配合锚杆或临时短锚杆使用,钢筋网宜与锚杆或其他固定装置连接牢固。
5.2.4 在围岩变形大、自稳性差的软弱围岩、膨胀性围岩地段,可采用纤维喷射混凝土支护,纤维喷射混凝土设计应符合下列规定:
1 钢纤维喷射混凝土强度等级不应低于 C25;
2 钢纤维 喷射混凝土 中钢纤维掺量宜为干混合料质量 的1.5%~4%;
3 合成纤维喷射混凝土中纤维掺量应根据试验确定;
4 防水要求较高时,可采用强度等级高于 C30 的高性能喷射混凝土。
5.2.5 锚杆支护设计应根据隧道围岩条件、断面尺寸、作用、施工条件等选择锚杆种类和参数,并符合下列规定:
1 用作永久支护的锚杆应为全长黏结型锚杆,端头锚固型锚杆
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作为永久支护时必须在孔内注满砂浆或树脂,砂浆或树脂的强度等级不应小于 M20;
2 自稳时间短的围岩,宜采用全黏结树脂锚杆或早强水泥砂浆锚杆;
3 软岩、变形较大的围岩地段,可采用预应力锚杆。预应力锚杆的预加应力不应小于 100kPa 。预应力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内;
4 岩体破碎、成孔困难的围岩,宜采用自进式锚杆;
5 锚杆直径宜采用 20~28mm;
6 锚杆露头应设垫板,垫板尺寸不应小于 150mm(长)× 150mm (宽) ×8mm(厚)。
5.2.6 系统锚杆设计应符合下列规定:
1 锚杆宜沿隧道周边径向布置。当结构面或岩层层面明显时,锚杆宜与岩体主结构面或岩层层面成大角度布置;
2 锚杆宜按梅花形排列,如图 5.2.6 所示;
( a)无钢架衬初支锚杆布置示意图 ( b )有钢架初支锚杆布置示意图
图 5.2.6 系统锚杆布置方式
1—锚杆;2—钢架
3 系统锚杆长度和间距应根据围岩条件、隧道宽度,通过计算或工程类比确定;
4 锚杆间距不宜大于锚杆长度的 1/2 且不宜大于 1.5m ,锚杆间
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距较小时,可采用长短锚杆交错布置;
5 隧道系统锚杆长度不宜小于 2.0m;
6 土质围岩不设系统锚杆时,应采用其他支护方式加强。
5.2.7 局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆,可采用全长黏结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆,锚固端应置于稳定岩体内,锚杆参数可通过工程类比或计算确定。
5.2.8 在围岩条件较差地段、洞口段、浅埋段或地面沉降有严格限制地段,可在喷射混凝土层内增设钢架。钢架设计应符合下列规定:
1 钢架支护应有足够的刚度和强度,能够承受隧道施工期间可能出现的荷载;
2 宜选用格栅钢架支护;
3 钢架间距宜为 0.5m ~ 1.2m;
4 连续使用钢架的数量不应少于 3 榀;
5 相邻钢架之间应设横向连接,采用钢筋作横向连接时,钢筋直径不宜小于 20mm ,间距不应大于 1m ,并在钢架内缘、外缘交错布置;
6 钢架应分节段制作,节段之间应采用钢板连接;
7 钢架与围岩之间的混凝土保护层厚度不应小于 40mm;临空一侧的混凝土保护层厚度不应小于 20mm ,当采用喷锚单层衬砌时,临空一侧的混凝土保护层厚度不应小于 40mm;
8 钢架形状和尺寸应根据开挖断面确定,受力变形后不得侵入设计净空或二次衬砌。
5.2.9 格栅钢架设计应符合下列规定:
1 主筋应采用HRB400 钢筋,腹筋可采用HRB400 或 HPB300 钢筋;
2 主钢筋直径宜选用 18mm~25mm ,腹筋直径宜选用 10mm~ 20mm;
3 截面尺寸通过工程类比或计算确定,截面高度可采用 120mm~
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220mm;
4 连接钢板平面宜与钢架轴线垂直,格栅钢架主钢筋与连接钢板焊接应增加 U 形钢筋帮焊。
5.2.10 型钢钢架节段两端的连接钢板平面应与钢架轴线垂直。
5.2.11 在设置超前支护的地段,应设钢架作为超前支护的尾端支点,钢架截面高度不宜小于 160mm。
5.2.12 二次衬砌应采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土衬砌结构。
5.2.13 二次衬砌截面可设计为等截面或变截面。设置仰拱时,仰拱厚度不应小于边墙厚度。
5.2.14 采用二次衬砌出现下列情况时,宜采用钢筋混凝土结构:
1 存在明显偏压的地段;
2 净宽大于 3m 的横通道、通风道、避难洞室等与主隧道交叉的地段;
3 V 级围岩地段;
4 地震动峰值加速度大于 0.20g 的地区洞口段。
5.2.15 二次衬砌采用钢筋混凝结构时,应符合下列规定:
1 混凝土强度等级不应低于C30;
2 结构厚度不宜小于 300mm;
3 受力主筋的间距不宜小于 100mm。
5.2.16 二次衬砌应设置变形缝,并应符合下列规定:
1 明洞衬砌与洞内衬砌交界处、不设明洞的洞口段衬砌,在距洞口 5m~12m 的隧道内应设沉降缝;
2 地质条件明显变化处、不同衬砌类型交界处,宜设置沉降缝;
3 在连续软弱围岩中,每 30m~100m 宜设一道沉降;
4 严寒与酷热温差变化大地区 ,特别是最冷月平均气温低于
-15℃的寒冷地区距洞口 100m~200m 范围的衬砌段应根据情况设置伸缩缝;
5 沉降缝、伸缩缝缝宽不应小于 20mm ,缝内可填塞沥青木板或
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沥青麻丝,伸缩缝、沉降缝宜垂直于隧道轴线竖向设置,拱、墙、仰拱的沉降缝、伸缩缝应设在同一断面位置;
6 沉降缝、伸缩缝可兼作施工缝,在需设沉降缝或伸缩缝地段,应结合施工缝进行设置。
5.2.17 不设仰拱的二次衬砌,衬砌边墙基础应符合下列规定:
1 应置于稳固的地基之上,基底承载力满足设计要求;
2 基础底面不应高于电缆沟的设计开挖底面,路侧边沟开挖底面低于基础底面时边沟开挖边界距边墙基础的距离应大于 500mm;
3 在洞门墙厚度范围内,边墙基础应加深到与洞门墙基础底相同的高程;
4 边墙底截面宜适当扩大。
5.2.18 在确定开挖断面时,除应满足隧道净空和结构尺寸外,尚应考虑围岩及初期支护的变形,预留适当的变形量。预留变形量大小应根据围岩级别、断面大小、埋置深度、施工方法和支护情况等,通过计算分析确定或采用工程类比法预测,预测值可参照表 5.2.18 的规定选用。预留变形量还应根据现场监控量测结果进行调整。
表 5.2.18 预留变形量( mm )
围岩级别
预留变形量(mm)
Ⅰ
—
Ⅱ
—
Ⅲ
20~50
Ⅳ
50~80
Ⅴ
80~120
Ⅵ
现场量测确定
注:围岩软弱、破碎取大值;围岩完整取小值。
5.2.19 复合式衬砌,可采用工程类比法进行设计,必要时 ,可通过理论分析进行验算。在施工过程中应根据超前地质预报及现场围岩监控量测信息对设计支护参数进行必要的调整。
5.2.20 围岩地质条件较差需要采用分部开挖施工时,应进行开挖方
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法设计,明确各部开挖顺序、临时支护措施和临时支护参数。
5.2.21 对于软弱流变围岩、膨胀性围岩、高地应力条件下的特殊围岩,隧道支护参数可通过现场试验确定,应考虑围岩变形压力继续增长的作用。
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6 支架处衬砌设计
6.1 一般规定
6.1.1 支架处衬砌设计应遵循管道工艺优先的原则,综合设置衬砌结构参数,且有一定的安全储备。
6.1.2 支架与隧道衬砌结构的连接应安全、经济、可靠。
6.1.3 管道支墩以及支座连接处隧道二次衬砌应采用钢筋混凝土结构,混凝土强度等级不应小于 C30。
6.1.4 支座与隧道衬砌连接时,连接处受拉钢筋的锚固长度应符合附录 A 的规定;连接处锚固钢筋的总截面面积应符合附录 B 的规定。
6.2 构造规定
6.2.1 预埋件锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于 2 倍的钢筋直径和 20mm;锚筋的间距 a 和 b 不应大于 300mm ,且 b 不应小于 6d 和70mm ,d 为锚筋直径。
图 6.2.1 由锚板和直锚筋组成的预埋件
1—锚板;2—直锚筋
6.2.2 受力预埋件的锚板厚度应根据受力情况计算确定,且不宜小于锚筋直径的 60% ;受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于 a/8 ,a 为锚筋间距。
6.2.3 受力预埋件的钢筋宜采用 HRB400 钢筋,不应采用冷加工钢筋。
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6.2.4 直锚筋与锚板应采用 T 形焊接。当锚筋直径不大于 20mm 时宜采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于 20mm 时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时 ,焊缝高度不宜小于 6mm ,且对 300MPa 级钢筋不宜小于0.5d ,对其他钢筋不宜小于 0.6d ,d 为锚筋直径。
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7 防水与排水设计
7.1 一般规定
7.1.1 隧道防排水设计应遵循 “防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,妥善处理地表水、地下水,洞内外防排水系统应完整通畅。
7.1.2 隧道防水等级可分为一、二、三、四级,各等级的防水标准应符合表 7. 1.2 的规定。
表 7.1.2 防水等级标准
防水等级
标准
一级
不允许渗水,结构内缘表面无湿渍
二级
不允许漏水,结构内缘表面可有少量因渗水形成的湿渍或水膜;总湿渍面积不大于总防水面积的 2/1000;任意 100m²防水面积上的渗水不超过 3 处,其单个形成的湿渍或水膜面积不大于 0.2m² ;
平均渗入水量不大于 0.05L/(m² ·d),任意 100m²防水面积上的渗入
水量不大于 0. 15L/(m² ·d)
三级
有少量漏水点,不得有线流和漏泥沙,安装设备的孔眼不渗水;
任意 100m²防水面积上的漏水点、渗水形成的水膜或湿渍不超过
7 处;单个湿渍或水膜面积不大于 0.3m²时,单点漏水量不得大于
2.5L/d
四级
有漏水点,不得漏泥沙
条文说明:参照现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的规定,制定了隧道防水等级标准及适用范围。具体验收方法与标准应符合现行国家标准《地下防水工程质量验收规范》GB 50208 的规定。
7.1.3 隧道及相关通道结构的防水等级,应根据工程的重要性、使用功能、运营安全保障等要求,按下列规定设计:
一级防水:隧道抗冻设防段衬砌;隧道内供人员长期工作的洞室;
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因少量湿渍而影响设备正常运转、危及运营安全的设备洞室;因少量湿渍使贮存物质变质、失效的贮物洞室。
二级防水:主线隧道拱墙、仰拱;有人员经常活动的场所;安装一般电气设备的洞室、置放无防潮要求器材物料的洞室;辅助坑道内安装电动防火门、风机及其控制设备的段落。
三级防水:运营期间作为防灾救援通道、通风排烟通道的辅助坑道;人员临时活动场所;安装非电气设备的洞室。
四级防水:对渗漏水量无严格要求的坑道、施工用临时洞室。当供输管线需要提升防水等级时,可按照管线要求设计防水等级。
条文说明:隧道防水等级相关内容主要参考现行行业标准《铁路隧道设计规范》TB 10003 ,同时结合隧道管线隧道的技术特点,对防水等级作出要求。
7.1.4 采取的隧道防排水措施,应注意保护自然环境。当隧道内渗漏水可能引起地表水减少,影响居民生产、生活用水时,应对围岩采取堵水措施。
7.1.5 隧道排水设施设置应综合考虑管道泄漏水工况合理选取。
7.1.6 下穿河流、湖泊、海洋及城市等地区的隧道,宜按全封闭不排水原则设计。
7.1.7 隧道的排水系统应根据其工作环境,采取防淤积、防堵塞、防冻结措施,充分考虑其可维护性,保证排水通畅。
7.2 防水
7.2.1 地表水可能渗入隧道时,宜采取防治措施,废弃的坑穴、钻孔等应填实封闭。
7.2.2 隧道衬砌应采用防水混凝土 ,抗渗等级不应低于 P8 ;地下水发育地段的隧道及寒冷地区隧道抗冻设防段衬砌混凝土抗渗等级不应低于 P10。
条文说明:考虑到管线隧道因管线布设于隧道内部,同时参考现
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行行业标准《铁路隧道设计规范》TB 10003 相关规定,在局部易漏水段落适当提高了防水等级。
7.2.3 隧道采用复合式衬砌时,应在初期支护与二次衬砌之间设置防水层。防水层宜采用防水板与无纺布的组合,并应符合下列规定:
1 防水板宜采用易于焊接的防水卷材,厚度不应小于 1.0mm,接缝搭接长度不应小于 100mm;
2 无纺布密度不应小于 300g/m2;
3 无纺布不宜与防水板黏合使用。
7.2.4 隧道模筑混凝土衬砌施工缝、沉降缝、伸缩缝应采取可靠的防水措施。
7.2.5 当隧道区域存在侵蚀性地下水时,应根据地下水的侵蚀类型,选用相应的耐腐蚀防排水材料。同时,混凝土结构应根据现行行业标准《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》JTG/T 3310 进行耐久性设计,通过优化混凝土级配、强度等级等参数,确保结构的长久安全。
7.2.6 围岩渗水、涌水较大的地段,可采取向围岩内注浆堵水措施。
7.2.7 隧道预留洞室的防水构成宜与正洞防水一致。
7.2.8 隧道防水应重视地表水下渗对隧道的影响。当地表有沟谷、洼地、坑穴时,应结合环境条件及其对隧道的影响,采取地表疏导、防渗等处理措施。当地表处理较困难时,也可采取洞内加固地层或引排等,减少地表水下渗对隧道的影响。
7.3 排水
7.3.1 隧道洞内宜按地下水与运营清洗污水、消防污水分离排放的原则设置纵向排水系统。
7.3.2 隧道内排水应符合下列规定:
1 隧道内排水应明确管线是否存在检修放水或管道漏水后排水的需求,可通过设置路面横向排水沟将检修放水或管道漏水引入中心水沟,横向排水沟间距不宜大于 100m;
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2 路面两侧或一侧可设路侧边沟,当不设置路面边沟时,横向排水沟间距应适当加密;
3 路侧边沟排水坡度宜与隧道纵坡一致;
4 路侧边沟宜采用矩形断面,路侧边沟为暗沟时,应按25m ~ 30m间距设滤水池和沉沙池;
5 当隧道内不设中心水沟时,衬砌背后的地下水可引入路侧边沟,路侧边沟沟底低于路面结构层底不宜小于 50mm;
6 应采取措施防止电缆沟积水。
条文说明:在国内修建的古交供热隧道、西山供水隧道、晋城供热隧道的实践过程中,考虑到专用管线隧道内养护车辆较少,隧道养护需求频次较低,运营清洗污水、消防污水可与地下水合并排放。
考虑到管线可能存在检修放水或管道漏水后排水需求,结合既有隧道的建设经验,隧道内排水可通过路侧边沟或路面漫流至横向排水沟后汇入中心水沟。
7.3.3 路面结构层以下设中心水沟时,应符合下列规定:
1 中心水沟宜与路侧边沟分开设置;
2 中心水沟可设在隧道中央,也可设在隧道两侧,位置、数量和深度应根据隧道长度、路面宽度、仰拱形式、冻结深度等确定;
3 中心水沟断面宜采用矩形,其尺寸应根据隧道长度、纵坡及地下水涌水量综合确定,并考虑检修放水或管道渗漏等排水需求;
4 中心水沟宜按 50m~200m 间距设沉沙池,并根据需要设检查井;检查井位置、构造应便于清理和检查,检查井间距不宜大于 200m;
7.3.4 路面结构底排水应符合下列规定:
1 在隧底有渗水的地段,宜沿隧道纵向每隔 3m~8m设横向透水盲管,横向透水盲管宜设在垫层或仰拱填充施工缝位置或隧底冒水位置;
2 不设中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度宜与路面横坡一致,并应与较低一侧路侧边沟连通,连通口不应低于路侧边沟沟底;
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3 设有中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度不应小于 1.5%,并应向中心水沟倾斜,与中心水沟连通;
4 横向透水盲管宜采用透水性较好的渗水管 ,直径不应小于50mm。
条文说明:考虑到管线隧道仅有检修车辆通行,路面排水需求小,本标准不再要求路面垫层或仰拱填充层顶面应设不小于 1.5%的横向排水坡度。
7.3.5 隧道衬砌排水设计应符合下列规定:
1 二次衬砌边墙背后底部应设纵向排水盲管,其排水坡度应与隧道纵坡一致 ,管径不应小于 100mm ,纵向排水盲管设置位置不得侵占二次衬砌空间;
2 防水层与初期支护间应设环向排水盲管,其间距不宜大于 10m,水量较大的地段应加密,围岩有集中水渗出时可单独加设竖向排水盲管直接引排;环向排水盲管、竖向排水盲管应与纵向排水盲管连通,直径不应小于 50mm;
3 横向导水管应在衬砌边墙脚穿过二次衬砌与纵向排水盲管连通,设有中心水沟的隧道应连接至中心水沟,不设中心水沟的隧道应连接至路侧边沟;横向导水管直径不宜小于 80mm,排水坡度不宜小于 1% ,沿隧道纵向间距不宜大于 10m ,水量较大的地段应加密。
7.3.6 地下水发育、含水层明显,又有长期充分补给来源、堵水效果不明显、地下水对隧道存在安全隐患时,可利用辅助坑道、平行导坑排水或设置泄水洞等截、排水设施。
7.3.7 预测涌水量较大的隧道,应加大洞内中心水沟、路侧边沟的排水断面。
7.4 洞口及明洞段防排水
7.4.1 隧道、辅助坑道的洞口及明洞边坡、仰坡开挖线 3m~5m 以外应根据实际情况和需要设置截水沟。截水沟的布置应避免影响边、仰
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坡景观效果。
7.4.2 隧道洞口出洞方向的路堑为上坡时,可在洞口外路基两侧设置反向排水边沟或采取引排措施,洞外水不应流入隧道。
7.4.3 明洞防排水设计应符合下列规定:
1 明洞衬砌外缘应敷设外贴式防水层;
2 明洞与暗洞连接处防水层接头应密封搭接;
3 回填土顶面宜铺设黏土隔水层,并与边仰坡夯实连接,黏土隔水层以上宜设厚度不小于 20cm 的耕植土;
4 明洞回填顶面应根据情况设排水沟;
5 明洞式洞门的明洞拱背裸露时,应在拱背设防水砂浆层或贴瓷砖;
6 靠山侧边墙底或边墙后宜设置纵向和竖向盲沟,将水引至边墙泄水孔排出。
7.5 寒冷地区隧道防排水
7.5.1 寒冷地区隧道防排水除应符合本规范第 7.3 节、第 7.4 节规定外,尚应符合下列规定:
1 地下水可能产生冻结的地段,宜设中心水沟。中心水沟沟底应位于冻结深度以下;
2 中心水沟不能满足排水和防冻要求时,可设防寒泄水洞;防寒泄水洞应置于隧道路面以下 3m ~ 5m;防寒泄水洞拱部和边墙应设泄水通道;
3 连接洞内中心水沟、防寒泄水洞的洞口路基引出段应采用暗沟;暗沟应埋置于冻结深度以下,并在暗沟转角处设检查井;暗沟出口应设碎石防寒出水口;
4 隧道衬砌混凝土抗渗等级可适当提高。
7.5.2 衬砌背后纵向盲沟、横向导水管应具有防冻能力。
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8 隧道路基路面设计
8.1 一般规定
8.1.1 隧道路基应为稳定、密实、均质路基,为路面结构提供均匀的支承。
8.1.2 隧道路面应具有足够的强度、平整、耐久、抗滑、耐磨等性能。
8.1.3 隧道路面宜采用水泥混凝土路面。
条文说明:供水供热隧道在运营期间,大多数时间是没有车辆出入,偶尔有巡检车辆和维修车辆出入,交通量小。水泥混凝土路面作为刚性路面系统,其具有耐久性好、承载能力高、维护成本低、造价低、易施工等特点,适用于供水供热隧道。从已经运营的古交供热隧道、阳城电厂供热隧道来看,水泥混凝土路面出现病害较少,可满足使用要求,故推荐采用水泥混凝土路面。
极端工况下,供热管道高温液体泄漏,沥青在高温下会释放出大量的烟雾和有毒气体,加之(特)长隧道空间相对封闭,水蒸气、烟雾、毒气和热量短时间很难散失, 因此不推荐采用复合式路面。
8.1.4 不设仰拱的隧道路面应置于坚实的地基上,并应设置整平层、基层和面层;设仰拱的隧道可只设置基层和面层。
条文说明:不设仰拱的地基作隧道路基,受地下水影响大,对水稳性、软化程度提出一定的要求。 因此标准要求路基顶设置整平层。设置仰拱的隧道,衬砌结构为封闭结构,仰拱填充要求采用混凝土或片石混凝土回填,可达到路基较好的稳定性、密实性、匀质性。
8.1.5 隧道路面结构下应设排水系统。
8.2 隧道路基
8.2.1 设仰拱的隧道,仰拱填充层可为路基层,其填充材料和填充要求应符合现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG 3370. 1 的相关规定。
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8.2.2 不设仰拱的隧道,路基应为稳定的地基。
8.3 隧道路面
8.3.1 整平层宜采用贫混凝土 ,平均厚度不宜小于 150mm ,混凝土强度等级不应低于 C20。
条文说明:地下水对隧道路面基层的作用频率比洞外更高,故宜采用水稳性好的刚性基层,推荐采用强度高、稳定性好的贫混凝土材料。如设整平层,其圬工数量可按隧道底板允许平均超挖深度确定,平均厚度不宜小于 150mm。
8.3.2 路面基层设计应符合下列规定:
1 基层宜采用素混凝土,厚度宜为 150mm ~ 200mm ,混凝土强度等级不应低于 C20 或弯拉强度不应低于 1.8MPa ,且应设置与混凝土面层相对应的横向接缝;
2 一次摊铺宽度大于 7.5m 时,应设纵向缩缝。
8.3.3 水泥混凝土路面面层设计应符合下列规定:
1 混凝土强度等级宜为 C30~C35,抗折强度宜为 3.5MPa ~4MPa,面板厚度宜为 180mm~200mm;
条文说明:考虑到供水供热隧道内交通量小,因此对路面的规定比四级公路更放宽一些。
2 混凝土面板层应设横向接缝,间距宜为 4m ~ 6m ,面板的长宽比不宜超过 1.35 ,平面面积不宜大于 25m2 ;接缝可采用不设传力杆的假缝形式,槽口深度宜为面层厚度的 1/4~ 1/5,槽口宽度宜为 3mm ~ 8mm,槽内应填塞填缝料,填缝料可选用聚氨酯类、橡胶沥青类或改性沥青类材料;
3 路面表面必须采用拉毛、拉槽、压槽或刻槽等方法筑做表面构造,其深度不宜小于 0.5mm。
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9 隧道抗震设计
9.1 一般规定
9.1.1 隧道抗震计算应符合现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG
3370. 1 、《公路隧道抗震设计规范》JTG 2232 、《公路工程抗震规范》 JTG B02 等规定。
条文说明:供水、供热管道隧道在地震作用下受力复杂,其荷载除围岩压力、结构自重、水压力、地震力等之外,还受隧道内管道支架传递的力,本标准仅对抗震构造进行规定。抗震计算时,宜采用动力时程分析方法。
9.1.2 隧道布置应尽量减小浅埋、偏压段的长度。
9.1.3 地震动峰值加速度 0. 10g 及以上地区或穿越活动断层时,宜适当加大隧道内轮廓尺寸。
9.1.4 当隧道内设辅助通道时,应采取必要的构造措施增强主洞与辅助通道连接处结构的抗震性能。
9.2 抗震措施
9.2.1 隧道宜设置于抗震有利地段,不宜设在岩堆、滑坡体、泥石流沟、崩塌、围岩落石等不良地质及排水困难的沟谷低洼或不稳定的悬崖陡壁下。
9.2.2 隧道洞口位置的选择应结合洞口段的地形、地质和管道敷设条件确定,并应采取措施控制洞口仰坡和边坡的开挖高度,防止发生崩塌和滑坡等震害。
9.2.3 在抗震设防烈度较高的地区,洞口边仰坡较陡时,宜采用明洞式洞门,并采取防治落石撞击的措施。
9.2.4 明洞应采取钢筋混凝土结构,并设置防震缝。
9.2.5 设计基本地震动峰值加速度 0.2g 及以上的地区 ,隧道洞门端
31
墙与衬砌环框间、端墙与洞口挡土墙或翼墙间的施工接缝处、支墩与隧道衬砌的连接处,应采取加设短钢筋或设置榫头等抗震连接措施。
9.2.6 隧道洞口段、浅埋偏压段、深埋软弱围岩段和断层破碎带等地段的结构,其抗震加强长度应根据地形、地质条件确定。抗震设防两端应向围岩质量较好的地段延伸,根据隧道断面大小宜延伸5m ~ 20m。
条文说明:现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG 3370. 1 规定,两车道及其以下隧道宜延伸 5m~10m ,三车道隧道及其以上隧道宜延伸 10~20m ,管道隧道可根据其断面大小确定延伸长度。
9.2.7 当抗震设防烈度为Ⅷ度、Ⅸ度时,管道与隧道内轮廓之间的净距在满足本标准 3.4.2 条基础上宜分别增加 100mm 、200mm。
条文说明:本条参考现行行业标准《公路隧道抗震设计规范》JTG 2232 中 9.4.6 条规定。
9.2.8 抗震设防地段衬砌结构构造应符合下列规定:
1 软弱围岩段的隧道衬砌应采用带仰拱的曲墙式衬砌;
2 明暗洞交界处、软硬岩交界处及断层破碎带,宜结合沉降缝、伸缩缝综合设置防震缝;
3 通道交叉口部位及未经注浆加固处理的断层破碎带区采用复合式支护结构时,二次衬砌应采用钢筋混凝土结构;
4 当隧道穿越活动断层时,衬砌断面宜根据断层最大位错量评估值进行隧道断面尺寸的超挖设计。
9.2.9 洞口存在落石危险时,应在明洞洞顶敷设抗落石冲击缓冲层,并应适当接长明洞。
9.3 洞内设施
9.3.1 大型附属构造物、设备等与结构主体的连接应进行抗震设计。
9.3.2 附属构造物、机电设备和管道支架与主体结构应有可靠连接,避免地震时脱落伤人。
9.3.3 安装在隧道内部的机电设施支座和连接,应符合地震时使用功
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能的要求,且不应导致相关部件的损坏。
9.3.4 考虑地震作用时,锚固钢筋截面面积应增大 25%,且应适当增大锚板厚度;锚筋的锚固长度应增加 10%。
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10 隧道机电设计
10.1 一般规定
隧道机电设施包括通风、消防、照明、监控及供配电等设施,根据实际需求设置拓展机电设施。
供热隧道机电设施设计应参照现行国家标准《建筑照明设计标准》 GB/T 50034 、《供配电系统设计规范》GB 50052 、《城市综合管廊工 程技术规范》GB 50838 和现行行业标准《公路隧道交通工程设计规 范》JTG/T D71 的有关规定。
10.2 通风设施
10.2.1 依据运营特点,需考虑运营、检修、事故及火灾四种通风工况,并根据其中最大需风量作为通风计算需风量。
10.2.2 运营工况:将管道中释放到空气的热量排出隧道,将隧道内环境温度控制在 35℃以下,以保证所有机电设施安全稳定运转。
10.2.3 检修工况:满足检修人员进入作业区时的生命安全需要,维持隧道内环境温度、含氧量、有害气体浓度满足相关要求。
10.2.4 事故工况:将管道泄漏的热蒸汽及时排出,减少热环境对机电设备的损坏,缩短供热中断时间,避免发生影响城镇居民生活的重大事件的发生。
10.2.5 火灾工况:隧道内火灾主要有电气和巡检车辆交通事故引起的火灾。管道保温层如已进行防火密封处理,通风排烟需风量可不再计入火灾情况下保温材料起火导致的排烟量的增加。
10.2.6 抑制较大的风机启动电流、降低对供电网络的冲击 ,实现节能运行目标,小功率射流风机采用软启动器控制方式启动;大功率轴流风机采用变频器控制方式启动。
10.2.7 风机房内的电动式组合风阀与轴流风机采用联动控制方式,
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风机启动前开启风阀。
10.2.8 通风系统控制方法为自动和联动相结合的反馈控制法:根据各工况条件对环境主控参数的要求进行反馈控制。正常通风散热工况主控参数:温度和湿度;正常换气工况主控参数:含氧量和温度;事故工况主控参数:温度。
10.2.9 运营工况和检修工况下,隧道内环境温度均不得高于 35℃ ;事故工况下,综合管道自控系统的应急预案选择恰当时间开启所有的通风设备,事故点风机不得启动;火灾工况依照火灾抢险预案,开启风机。
10.2.10 隧道通风设计单位宜按照供热管道设计单位提出的事故换气次数(3 次/小时) ,且在事故发生后 12 小时内可进洞维修的要求进行了通风设计。
10.2.11 管道设计专业应依据供热管道的运营、事故处置、巡检及火灾等工况,核定其需风量要求,并据此作为隧道机电专业进行通风系统设计的依据。
10.3 消防设施
10.3.1 消防主要设计内容包括隧道内干粉灭火器、变电所自动灭火设施、防火封堵、变电所(储物间)防火门等。
10.3.2 隧道主洞内干粉灭火器设置间距不大于 50 米,每组灭火器采用 3 具 8 公斤干粉灭火器。
10.3.3 变电所内高低压柜及高低压变压器均需设置高低压探火管感温自启动灭火装置。
10.3.4 为防止电缆着火后内部串燃,每隔 100 米设置防火包封堵。
10.3.5 每处隧道内储物间所安装的门采用耐火 2h 以上甲级防火门,洞门耐火砖砌筑后,两侧用砂浆抹面处理,槽钢结构防火处理采用厚型防火涂料保护,防火涂料耐火极限不小于 2h。
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10.4 照明设施
10.4.1 供热隧道主洞照明设计应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50052。
条文说明:供热隧道的照明系统主要用于日常管网的维护、巡检和远程监控监视,与公路隧道有着本质的区别,因此,供热隧道的主洞照明设计参考现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50052。
10.4.2 照明设施应依据隧道特点、照明标准和当前隧道照明应用情况进行设计。
10.4.3 在保证系统可靠性的前提下,选用先进的照明节能技术。
10.4.4 整个系统构成力求经济、合理,稳定、方便安装、控制,并具有一定的耐久性,尽可能减少维护工作量。
10.4.5 隧道照明电缆设计应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217 的规定。
10.4.6 隧道照明供电设计应符合现行国家标准《低压配电设计规范》 GB 50054 的规定。
10.4.7 隧道内照明系统供电主电缆宜选用硅橡胶绝缘和护套耐火电力电缆(NH-YGF ),最高工作温度可达 180℃ , 具有耐热辐射、耐寒、耐酸碱及防水等特性,电缆结构柔软,敷设方便,高温环境下电气性能稳定,抗老化性能较好。
10.4.8 供热隧道环境较为特殊 ,是典型的湿热环境,应选用具有抗潮、抗热的性能的灯具和产品。
10.4.9 隧道主洞照明灯具平时不开启,当需要工作人员进洞进行检修时,通过监控系统工业以太环网开启全线应急照明,以便发生突发状况时人员的安全撤离。部分段落需要增强照明亮度时,由检修人员通过现场按钮或通过对讲设备通知监控室值班人员开启基本照明。当检修完毕后,确定检修人员安全撤离后,通过监控系统工业以太环网关闭全部照明灯具。
10.4.10 箱变洞室、储藏室内照明灯具平时处于关闭状态,仅在人员
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进入洞室时或需要为监控摄像机补充光线时开启。箱变洞室照明可通过现场按钮开关也可通过监控系统 PLC 控制系统开关,储藏室仅由现场开关按钮控制。
10.4.11 照明灯具的安装不得侵入隧道建筑限界,安装时应调整灯具角度调节器,使路面亮
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