【正文】 土：黃色、灰白色，可見(jiàn)層理傾角為10176。為崩坡積物。出露三疊系雷口坡組頁(yè)巖、白云巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r；殘坡積層偶然可見(jiàn)厚度＜10㎝，覆以灌木、草叢。隧道出口處為斜坡，坡角25~45176。地質(zhì)構(gòu)造屬老場(chǎng)背斜北西翼，產(chǎn)狀320~332176。發(fā)育三組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為20176。 ∠71176。95176?！?2176。285176。∠58176。裂隙較發(fā)育，傾角較陡，裂隙面多平直，～，大者可達(dá)20cm以上，～3m，～5m不等，大者可達(dá)15m以上，貫通性差異性較大，多呈閉合～微張狀態(tài)，結(jié)合程度差～一般，多為泥質(zhì)充填，少量巖屑充填。隧道出口段頂板較薄，易產(chǎn)生塌落、冒頂。隧道圍巖類別屬Ⅳ~Ⅴ類。（2）基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水隧址區(qū)基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水主要賦存于基巖風(fēng)化帶中，其富水性受巖性及裂隙發(fā)育程度的控制，其地下水位一般與地表水聯(lián)系密切，主要接受地表水及大氣降水的入滲補(bǔ)給，向溝谷等地勢(shì)低洼處排泄。在溝谷地段，基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水由于直接接受溝谷水體補(bǔ)給，風(fēng)化裂隙相對(duì)比較發(fā)育，連通性比較好，但因風(fēng)化層厚度多不大，其水量比較有限為淺層地下水。（3）基巖構(gòu)造裂隙水主要存于三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj1）地層中,因厚層砂巖間夾有相對(duì)隔水的泥頁(yè)巖或煤層裂隙含水,故具有層間水性質(zhì)；，以砂巖裂隙水為主，其富存狀況除受巖性控制外，與所處的地形地貌和構(gòu)造關(guān)系密切。該層主要分布于隧道中部，面積49km2，占水文地質(zhì)單元面積的45%，富水性中等，為淺層地下水。（4）巖溶水路段區(qū)巖溶水含水巖性為三疊系中統(tǒng)雷口坡組，以雷口坡組為主要含水巖組。由于可溶巖主要分布于斜坡地帶，給巖溶的發(fā)育和地下水的補(bǔ)給提供了不足條件。路段區(qū)內(nèi)巖溶水富集的主要因素是巖性和地貌條件，其次是構(gòu)造條件?！瑍74l/s。由于測(cè)區(qū)范圍小，本次路段范圍內(nèi)體現(xiàn)不明顯。根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTJ064—98附錄D，隧址區(qū)氣候?qū)贊駶?rùn)區(qū)，公路自然區(qū)劃歸屬于西南潮暖區(qū)四川盆地中濕區(qū)Ⅴ2，混凝土不直接臨水，屬Ⅱ類環(huán)境。根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTJ064—98附錄D環(huán)境水對(duì)砼腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判定（地下水對(duì)砼及其制品腐蝕性判定見(jiàn)表43）：地下水對(duì)砼無(wú)結(jié)晶類、分解類、結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。表42 水質(zhì)分析成果表分析指標(biāo)單位SW1(C線長(zhǎng)嶺灣隧道K118+100溝槽)SW2（C線長(zhǎng)嶺灣隧道出口右側(cè)沖溝）PH值/總硬度mg/L//總堿度mg/L//永久硬度mg/L//暫時(shí)硬度mg/L//總礦化度mg/L//游離CO2mg/L侵蝕性CO2mg/L陰離子CImg/L OH//SO42HCO3陽(yáng)離子K++Na+mg/LNH4+//Ca2+Mg2+腐蝕等級(jí)無(wú)無(wú)水化學(xué)類型HCO3—Ca2+型HCO3—Ca2+型注：?jiǎn)挝怀齈H值外，其余均為mg/l。 隧道工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 隧址工程地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)C線長(zhǎng)嶺灣隧道位于老場(chǎng)背斜北東翼，無(wú)斷層通過(guò)，區(qū)域穩(wěn)定性好，整體穩(wěn)定，適宜修建C線長(zhǎng)嶺灣隧道。~35176。進(jìn)口段出露地層為三疊系中統(tǒng)雷口組地層，巖性以灰?guī)r、白云巖為主，巖層走向與洞軸線近于一致，進(jìn)洞口段無(wú)斷裂構(gòu)造，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，穩(wěn)定性較好，適宜進(jìn)洞。仰坡上部的第四系土層采用放坡開(kāi)挖。屬淺埋段，出洞口位于斜坡的中下部，里程樁號(hào)CK119+900?；牡?，斜坡現(xiàn)狀穩(wěn)定，出露地層為三疊系中統(tǒng)雷口組地層，巖性以灰?guī)r、白云巖為主，巖層走向與洞軸線近于一致，進(jìn)洞口段無(wú)斷裂構(gòu)造，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，穩(wěn)定性較好，適宜進(jìn)洞。仰坡上部的第四系土層采用放坡開(kāi)挖。隧道軸向100176。~，~。局部成陡崖?tīng)睢? 圍巖分級(jí)C線長(zhǎng)嶺灣隧道為巖質(zhì)隧道，隧道圍巖體涉及地層為侏三疊系中統(tǒng)雷口組地層，巖性以灰?guī)r、白云巖為主。出露于隧址區(qū)陡斜坡地帶。隧道水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)洞身地下水出水狀態(tài)主要以滴水、滲水為主，局部地段可能出現(xiàn)股狀流水，隧道區(qū)節(jié)理發(fā)育有二組裂隙，其規(guī)模小、延伸長(zhǎng)度短，在洞身鉆中未發(fā)現(xiàn)餅狀巖芯，分別取K1=，K2=，K3=0 ，并代入（2）式計(jì)算得出進(jìn)出口段強(qiáng)風(fēng)化段[BQ]=~，弱風(fēng)化段[BQ]=。統(tǒng)計(jì)表明，隧址區(qū)巖體基本質(zhì)量分級(jí)為Ⅳ~Ⅴ級(jí)。依據(jù)隧址區(qū)巖石的力學(xué)性質(zhì)，首先進(jìn)行巖石等級(jí)劃分，而后考慮到圍巖受地質(zhì)構(gòu)造的影響和圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育程度，同時(shí)考慮到各種圍巖的風(fēng)化特征對(duì)圍巖強(qiáng)度的影響以及地下水對(duì)圍巖的危害性作出圍巖綜合分級(jí)。b：圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響程度的等級(jí)劃分C線長(zhǎng)嶺灣隧道位于老場(chǎng)背斜北東翼，無(wú)斷層通過(guò)，巖層傾角平緩，巖石裂隙較發(fā)育，對(duì)隧道洞頂影響較大。巖體呈層狀塊碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育。CK118+599~CK 119+509Ⅳ灰?guī)r泥灰?guī)r白云巖244層間結(jié)合一般，為薄層狀。構(gòu)造裂隙較發(fā)育，巖體較完整~，拱部無(wú)支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生小坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動(dòng)過(guò)大易坍塌。巖體呈層狀塊碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育。~，拱部無(wú)支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生較大的坍塌，洞口頂部?jī)蓚?cè)易產(chǎn)生剝落掉塊，側(cè)壁有時(shí)失去穩(wěn)定。根據(jù)國(guó)家地震局《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單及相應(yīng)附件《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》（1:400萬(wàn)），對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為6度，并應(yīng)按《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ00489）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)防。 隧道縱斷面設(shè)計(jì)隧道縱斷面設(shè)計(jì)綜合考慮了隧道長(zhǎng)度、主要施工方向、通風(fēng)、排水、洞口位置以及隧道進(jìn)、出口接線等因素。表51 隧道平縱指標(biāo)斷面一覽表 隧道名稱起訖樁號(hào)縱坡（%）平曲線杵嶺隧道CK118+430～CK119+900 1470曲線洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文等條件著重考慮邊坡及仰坡的穩(wěn)定性，隧道工作者在實(shí)踐中提出確定隧道位置宜早進(jìn)洞、晚出洞。但是“早進(jìn)晚出”并不是說(shuō)盲目的把隧道定的越長(zhǎng)越好，而是應(yīng)當(dāng)更著重地從安全和環(huán)保的角度考慮問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在不同地形、地質(zhì)條件下，確定隧道洞門位置應(yīng)考慮以下原則：①要避開(kāi)不良地質(zhì)地段，如滑坡、崩塌、巖堆、危巖落石、泥石流等處。③位于懸崖陡壁下的洞口，一般不宜切削原山坡，當(dāng)坡面及巖頂穩(wěn)定，無(wú)危石存在，可貼壁進(jìn)洞。④邊坡淺埋段洞口位置，應(yīng)結(jié)合路塹地質(zhì)、少占農(nóng)田、棄喳，填方利用、排水條件及有利施工等因素綜合分析確定。⑥洞口的線形走向應(yīng)盡量和該處地形等高線正交，這樣可以避免一側(cè)開(kāi)挖面奇高，同時(shí)應(yīng)注意避免另側(cè)巖壁過(guò)薄至產(chǎn)生偏壓危害。如果橋隧相連，洞口位置還要考慮相關(guān)工程的需要。進(jìn)口隧道軸線與地面等高線正交，所以綜合考慮成洞條件較好的地段和開(kāi)挖較少的地方進(jìn)洞。（2）出洞口位置比選出洞口山體較為平緩，為荒地，斜坡現(xiàn)狀穩(wěn)定，巖性以灰?guī)r白云巖為主，巖層走向與洞軸線近于一致，進(jìn)洞口無(wú)斷裂構(gòu)造，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，圍巖屬于Ⅴ級(jí)，設(shè)置洞口要綜合考慮較大開(kāi)挖量，路塹設(shè)置等因素。表53 長(zhǎng)嶺灣隧道出口洞門位置方案比選表方案洞口地質(zhì)填挖方結(jié)構(gòu)施工難度造價(jià)環(huán)保效果綜合（一） CK119+850埋深大，穩(wěn)定性較好挖方較大安全性能好較復(fù)雜高挖方大，對(duì)環(huán)境影響大一般（二）CK119+900洞口埋深適當(dāng)挖方適中，對(duì)圍巖擾動(dòng)適中安全性能較好容易中刷坡一般，對(duì)周圍植被破壞一般較好（三）CK118+950埋深小，圍巖差挖方小，對(duì)圍巖擾動(dòng)大安全性能較差一般較小刷坡小，對(duì)植被破壞小較差方案（三）綜合了兩個(gè)方案，減少了開(kāi)挖量維護(hù)生態(tài)平衡，相對(duì)的經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)也保證了洞口的圍巖穩(wěn)定性，故選擇方案（二）樁號(hào)為CK119+900，作為本設(shè)計(jì)最終出口洞門位置。圖51 一般段建筑限界（1）緊急停車帶限界凈寬：= ++2++ ；限界凈高：。 對(duì)長(zhǎng)嶺灣隧道預(yù)選了三種不同的隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)方案，這里結(jié)合的地質(zhì)水文及周圍環(huán)境條件影響，從三種不同隧道內(nèi)輪廓的設(shè)計(jì)來(lái)討論對(duì)長(zhǎng)嶺灣隧道開(kāi)挖的利與弊，以此來(lái)選擇最好的長(zhǎng)嶺灣隧道內(nèi)輪廓選擇方案。運(yùn)用直墻式隧道的凈斷面積最小。根據(jù)隧道圍巖巖體的巖石等級(jí)以及層間結(jié)合情況，受地質(zhì)構(gòu)造影響程度、巖溶的發(fā)育及地下水的富集程度，可將隧道圍巖劃分為Ⅴ～Ⅳ級(jí)。（2）單心圓內(nèi)輪廓，即拱部為單心半圓，側(cè)墻為大半徑圓弧，仰拱和側(cè)墻之間用小半徑圓弧鏈接。但長(zhǎng)嶺灣隧道地形復(fù)雜，有局部巖溶及地下水豐富，直接用單心圓容易引起不必要的塌方或者要加厚襯砌層，整體考慮不能視為一種好的斷面。而隧道斷面應(yīng)具有適應(yīng)應(yīng)力流和變形的合理形狀，同時(shí)要適應(yīng)圍巖條件、凈空要求，而三心圓則能符合隧道的應(yīng)力流和變形的合理形狀，所以最好采用三心圓形狀。單心圓開(kāi)挖相對(duì)比較簡(jiǎn)單，然而其開(kāi)挖量為（*2825m ）太大，明顯高于直墻式和三心圓開(kāi)挖的斷面其造價(jià)當(dāng)然也就比較高了，然而單心圓對(duì)隧道圍巖的整體性要求比較高，施工起來(lái)安全性不大，則不適合長(zhǎng)嶺灣隧道的開(kāi)挖。、最終方案襯砌內(nèi)輪廓線是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之間的空間，即為隧道的凈空斷面。設(shè)計(jì)襯砌斷面主要解決問(wèn)題之一就是內(nèi)輪廓，而襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)該盡可能的接近建筑限界，力求開(kāi)挖和襯砌的數(shù)量最小，襯砌內(nèi)表面力求平順（受力條件有利），還應(yīng)考慮襯砌施工簡(jiǎn)便。本設(shè)計(jì)中的內(nèi)輪廓具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下表55表55 內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)參數(shù)表 參數(shù)名稱內(nèi)輪廓形式半徑（cm）凈高(cm)凈寬(cm)備注R1R2R3R4長(zhǎng)嶺灣隧道三心圓543793100150705102580km/h注：凈高為設(shè)計(jì)高程點(diǎn)至拱頂?shù)淖罡唿c(diǎn)。為了確保洞口邊仰坡的穩(wěn)定性，不受可能出現(xiàn)的自然災(zāi)害、氣象災(zāi)害的影響，同時(shí)對(duì)車輛行使的影響較小，隧道均修建洞門。 出口端洞口位于威遠(yuǎn)縣新場(chǎng)鎮(zhèn)新權(quán)村長(zhǎng)嶺灣半坡，由于開(kāi)挖深度較大，并且要開(kāi)挖設(shè)置路塹，所以本設(shè)計(jì)中考慮采用翼墻式洞門。本端墻式洞門按計(jì)算擋土墻的方法分別核算各不同墻高截面的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，以此決定端墻的厚度和尺寸。由于洞門端墻緊靠襯砌，又嵌入邊坡內(nèi)，故其受力條件較擋土墻為好。洞門翼墻與端墻一樣，也可采用分條方法取條帶計(jì)算。計(jì)算時(shí)先檢算翼墻本身的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，然后再檢算端墻最大受力部位的強(qiáng)度及其與翼墻一起的滑動(dòng)穩(wěn)定。按擋土墻結(jié)構(gòu)計(jì)算洞門墻時(shí)，設(shè)計(jì)是按極限狀態(tài)驗(yàn)算其強(qiáng)度，并驗(yàn)算繞墻趾傾覆及沿基底滑動(dòng)的穩(wěn)定性。洞門驗(yàn)算表如表56所示：表56 洞門墻的主要檢算規(guī)定表墻身截面荷載效應(yīng)值Sd≤結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)計(jì)算）墻身截面荷載效應(yīng)值Sd≤結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值Rd（按極限狀態(tài)計(jì)算）墻身截面偏心距e≤滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)KO≥基底應(yīng)力σ≤地基容許承載傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko≥基底偏心距e巖石地基≤H/5～B/4；土質(zhì)地基≤B/6（B為墻厚）洞門設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)數(shù)按現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料采用。表57 洞門設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)數(shù)表仰坡坡率計(jì)算摩擦角φ(O)重度γ(kN/m3)基底摩擦系數(shù)f基底控制壓應(yīng)力(MPa)1:70251:60241:15020～1:43～4518～1:38～4017～圖55 洞門計(jì)算示意圖 （1）計(jì)算數(shù)據(jù)①地質(zhì)特性Ⅴ級(jí)圍巖邊、仰坡坡度： 1∶地層計(jì)算摩擦角： ；地層容重 ： ；基底摩擦系數(shù) ： ；基底設(shè)計(jì)控制壓應(yīng)力［σ］=。③檢算端墻應(yīng)力、偏心和穩(wěn)定性要求墻身截面壓應(yīng)力；墻身截面偏心距(為端、翼墻厚度)；基底壓力； 基底偏心；滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)；傾覆穩(wěn)定性系數(shù)?！貙又囟龋╧N/m3）λ——側(cè)壓力系數(shù)；ω——墻背土體破裂角；b——洞門墻計(jì)算條帶寬度（m），取b=1m；ξ——土壓力計(jì)算模式不確定系數(shù)，可取ξ=③端墻穩(wěn)定性、強(qiáng)度驗(yàn)算由于土壓力和凍脹力不同時(shí)考慮，這里我們考慮土壓力的計(jì)算。=y2＝=土壓力大?。篍 =（每延米）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算： KO==＞ （滿足）故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：(滿足)式中：δ—墻背摩擦角δ=故抗滑穩(wěn)定性滿足要求基底偏心距驗(yàn)算：全墻穩(wěn)定力系對(duì)墻趾的總力矩 全墻傾覆力系對(duì)墻趾的總力矩 總豎向荷載∑N對(duì)腳趾的力臂 各項(xiàng)指標(biāo)都進(jìn)口端墻式洞門設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)。1）計(jì)算數(shù)據(jù)①地質(zhì)特性Ⅴ級(jí)圍巖邊、仰坡坡度： 1∶地層計(jì)算摩擦角： ；地層容重 ： ；基底摩擦系數(shù) ： ；基底設(shè)計(jì)控制壓應(yīng)力［σ］=。③檢算端墻和翼墻應(yīng)力、偏心和穩(wěn)定性要求墻身截面壓應(yīng)力；墻身截面偏心距(為端、翼墻厚度)；基底壓力； 基底偏心；滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)；傾覆穩(wěn)定性系數(shù)。——地層重度（kN/m3）λ——側(cè)壓力系數(shù)；ω——墻背土體破裂角；b——洞門墻計(jì)算條帶寬度（m），取b=1m；ξ——土壓力計(jì)算模式不確定系數(shù)，可取ξ=③端墻穩(wěn)定性、強(qiáng)度驗(yàn)算由于土壓力和凍脹力不同時(shí)考慮，這里我們考慮土壓力的計(jì)算。（2）檢算拱頂部分端墻強(qiáng)度、穩(wěn)定性，所取墻高為，墻背填土高度，端墻厚度。④ 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 滿足穩(wěn)定性要求。⑥ 基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 當(dāng)時(shí) 滿足基底應(yīng)力要求。 隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則隧道除洞口段結(jié)合地形、地質(zhì)條件設(shè)置明洞外，其余均按新奧法原理設(shè)計(jì)，采用柔性支護(hù)體系結(jié)構(gòu)的復(fù)合式襯砌，即以超前鋼管注漿加固地層、系統(tǒng)錨桿、噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)、工字鋼型鋼鋼架、格柵拱架等為初期支護(hù)，模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次支護(hù)，并在兩次襯砌之間敷設(shè)PVC防水卷材及無(wú)