4超大跨度巖石隧洞設計規(guī)范本文件規(guī)定了超大跨度巖石隧洞設計的基本規(guī)定、工程勘察、方案設計、圍巖穩(wěn)定性分析、支護設計、防水與排水、開挖設計、監(jiān)控量測等內容。本文件適用于單跨30m～70m地下新建巖石隧洞工程。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50009建筑結構荷載規(guī)范GB50021巖土工程勘察規(guī)范GB50086巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范GB50108地下工程防水技術規(guī)范GB/T50218工程巖體分級標準GB50287水力發(fā)電工程地質勘察規(guī)范GB50487水利水電工程地質勘察規(guī)范GB50497建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范JGJ/T372噴射混凝土應用技術規(guī)程JTG3370.1公路隧道設計規(guī)范NBT35090水電站地下廠房設計規(guī)范SL279水工隧洞設計規(guī)范TB10003鐵路隧道設計規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1超大跨度superspan單拱開挖跨度30m以上。3.2軟弱結構面structuralsurfaceofweakness力學強度明顯低于圍巖，一般充填有一定厚度軟弱物質的結構面。3.3施工勘察constructionsurvey為進行施工階段動態(tài)設計而進行的工程地質補充勘察。3.4超前導洞advancedguidetunnel隧道設計斷面內按施工工序先行開挖的洞室。3.5勘探洞explorationcave為獲取工程地質信息在擬建隧洞附近開挖的小型洞室。3.6矢跨比ratioofrise-span隧洞開挖拱高與開挖跨度的比值。3.7隧洞軸線tunnelaxis隧洞橫斷面中心的縱向連線。3.8巖石強度應力比ratioofrockstrengthtoin-situstress巖石飽和單軸抗壓強度與圍巖初始最大主應力量值之比。53.9整體穩(wěn)定overallstability相對獨立的地下洞室單元或洞段圍巖不出現整體承載能力失效或使用功能喪失仍然保持穩(wěn)定的現3.10塊體失穩(wěn)blockstability地下洞室?guī)r體受結構面相互切割在臨空面形成的塊狀體冒落或滑落現象。3.11柔性支護flexiblesupport能密貼圍巖或深入到巖體內部，有效地發(fā)揮圍巖自承能力，允許圍巖有一定變形的支護措施。3.12錨噴支護Anchorandshotcretesupport采用錨桿與噴射混凝土形成復合體以加固巖體的措施。3.13離壁式襯砌off-walllining與巖壁隔離且其間隙內不做回填的隧道襯砌。4基本規(guī)定4.1超大跨度巖石隧洞設計應符合安全可靠、功能合理、經濟適用、節(jié)能環(huán)保的要求。4.2超大跨度巖石隧洞方案應結合功能需求、工程地質條件、水文地質條件和結構跨度等因素綜合確4.3超大跨度巖石隧洞設計應包括方案設計、初步設計、施工圖設計三個階段。4.4超大跨度巖石隧洞施工階段應開展動態(tài)反饋分析。4.5超大跨度巖石隧洞設計應充分利用圍巖的自穩(wěn)能力，并結合隧洞跨度、施工開挖步序等進行支護設計。4.6超大跨度巖石隧洞設計時應貫徹國家有關技術經濟政策，執(zhí)行國家節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保等有關法律法規(guī)，科學合理采用新技術、新材料、新設備、新工藝。5工程勘察5.1一般規(guī)定5.1.1超大跨度巖石隧洞工程勘察應包括資料收集與分析、測繪、工程地質勘察等。5.1.2超大跨度巖石隧洞工程勘察范圍應根據隧洞的使用功能、規(guī)模大小、場地條件和建設方案等綜合確定。5.2資料收集與分析5.2.1超大跨度巖石隧洞設計資料收集除滿足相關行業(yè)要求外尚應包括以下內容：a)氣象資料：氣溫、濕度、降水、霧況等;b)地質資料：地形、地貌、區(qū)域地質、圍巖特性和地質構造、洞口邊坡穩(wěn)定情況、不良地質現象（如滑坡、巖溶、巖爆、有害氣體及放射性物質等）、地應力、地震歷史、抗震設防烈度、設計地震分組、設計基本地震加速度等;c)水文資料：地表水和地下水情況，地表水包括常水位、防洪水位、防澇水位等，地下水包括地下水位、水溫和水化學成分等，特別要查明涌水量豐富的含水層、匯水構造、強透水帶以及與地表溪溝連通的斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙密集帶和喀斯特通道。d)現狀及規(guī)劃資料：區(qū)域交通運輸、場地周邊規(guī)劃等;e)現場施工條件資料：供水供電、建筑材料來源、裝備和機械等。f)與擬建工程有關的社會人文、社會環(huán)境、法律法規(guī)、方針政策要求及各級政府出臺的相關文件等。65.2.2超大跨度巖石隧洞應根據收集資料對建設場地穩(wěn)定性和適宜性進行初步評價,預測開挖時突水(泥)的可能性,估算最大涌水量,提出處理建議。5.3測繪5.3.1測繪應分階段進行，各階段測量成果精度應滿足設計需求。5.3.2測繪應提交地形圖、縱斷面圖和橫斷面圖等。5.3.3測繪工作應符合下列規(guī)定：a)工程可行性研究階段，測繪比例應滿足相關審批部門的要求;b)方案設計階段，測繪比例宜采用1:1000~1:2000，測繪范圍宜取工程軸線兩側各2km~3km;c)初步設計階段，測繪比例宜采用1:500~1:1000，測繪范圍宜取工程軸線兩側各2km~3km;d)施工圖設計階段，測繪比例宜采用1:500~1:1000，測繪范圍宜取工程軸線兩側各0.5km~1km;e)各階段測繪范圍尚應涵蓋大型臨時工程所需地形資料。5.4工程地質勘察5.4.1工程地質調繪寬度應滿足工程方案比選及工程地質分析評價的要求，內容應包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質、不良地質、特殊性巖土等。5.4.2工程地質調繪應沿隧洞及其兩側邊線進行,調繪點在圖上的密度每100mm×100mm不應少于4個。5.4.3工程地質勘察應以工程地質調繪成果為基礎，采用鉆探、物探、原位測試、室內試驗等手段進行綜合勘察，條件復雜隧洞應補充勘探洞或水平鉆探勘察。5.4.4工程地質勘察應分階段開展工作，方案設計階段完成初步勘察工作，初步設計階段完成詳細勘察工作，施工圖設計階段必要時開展補充勘察工作。5.4.5初步勘察應符合以下規(guī)定：a)超大跨巖石隧洞沿軸向布置不宜少于3條勘探線，勘探線間距宜為30~40m，鉆孔平面間距不宜大于50m，深度應進入洞底以下10~30m。b)物探測線應沿隧洞主軸線縱向布設，跨度40m以下的隧洞縱向測線不應少于1條，跨度40~70m的隧洞縱向測線不應少于2條。對地質復雜地段，還應布置橫向物探測線，單座隧洞不應小c)地應力測點數量不宜少于6個，高地應力地區(qū)地應力測點的空間布置應具有代表性，且在高程和平面位置上應相互錯開。d)應統(tǒng)計和測試主要軟弱結構面的分布形態(tài)和結構面力學參數。5.4.6詳細勘察應符合以下規(guī)定：a)勘探線及鉆孔應結合初步勘察成果布置，鉆孔平面間距不宜大于30m，深度應進入洞底以下10~20m。b)物探工作宜在初步勘察物探成果基礎上進行，對物探成果異常段落應加密布置測線。c)應對初步勘察地應力結果進行復核。d)應結合地質素描成果，統(tǒng)計結構面的分布形態(tài)，復核結構面力學參數。5.4.7勘察階段成果應包括：a)文字說明：隧洞工程概況、勘察方法及工作量布置情況、勘察過程、既有資料利用情況、巖土參數確定方法和依據、自然地理概況、工程地質、水文地質條件等;圍巖分級、結構面分布及物理力學參數、巖土物理力學參數等;評價隧洞建設場地的穩(wěn)定性和適宜性;可能存在的地質風險、施工與周邊環(huán)境的影響及下階段勘察工作建議等。7b)圖表資料：場區(qū)工程地質平面圖、水文地質平面圖、工程地質縱斷面圖、工程地質橫斷面圖、鉆孔柱狀圖、原位測試成果圖表、室內試驗成果圖表、水文地質試驗圖表，巖土試驗成果分層統(tǒng)計表等。5.4.8施工階段應開展超前地質預報工作，地質變化較大時應進行補充勘察。5.5圍巖分級5.5.1大跨度巖石隧洞工程可行性研究、方案設計及初步設計階段應進行圍巖分級。5.5.2圍巖分級應符合現行國家標準《工程巖體分級標準》（GB/T50218）的要求。5.5.3超大跨度巖石隧洞圍巖分級應對各導洞沿隧道軸線方向分段和隧洞斷面橫向分塊進行。6方案設計6.1一般規(guī)定6.1.1超大跨度巖石隧洞方案設計應結合初勘成果對隧洞位置選擇、軸線布置及橫斷面設計等內容進行論證。6.1.2超大跨度巖石隧洞方案設計尚應綜合考慮支護形式、施工方案、監(jiān)測設計的要求。6.2隧洞位置選擇6.2.1超大跨度巖石隧洞位置選擇應遵循下列原則：a)超大跨度巖石隧洞位置應綜合考慮地形地質、平面布局、圍巖穩(wěn)定性、施工組織及工程造價等因素;b)隧洞位置宜選擇地質構造簡單、巖體堅硬完整、上覆巖層厚度適宜以及構造應力利于成洞區(qū)段，應避開較大斷層、高地應力區(qū)、節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū);c)隧洞布置應考慮結構面分布與產狀，避免在隧洞上方形成不穩(wěn)定塊體;d)隧洞位置不宜布置在沖溝及地下水發(fā)育區(qū)域。不可避免時，應進行專門論證;e)隧洞位置不宜布置在8度及以上地震設計烈度區(qū)。6.2.2超大跨度巖石隧洞洞口宜選在地質構造簡單，巖體完整，基巖裸露地段，避開不良地質構造和易發(fā)生崩塌、沖溝、落石、滑坡等地段。6.2.3超大跨度巖石隧洞宜布置在IV級以上巖體內，不同跨度隧洞所要求圍巖級別可參考表1，不滿足情況下應進行專門論證。表1超大跨度巖石隧洞選址巖體條件要求序號跨度巖體條件要求130m≤B＜40m整體圍巖級別宜IV級以上240m≤B＜50m圍巖級別宜III級為主，其比例宜大于70%350m≤B＜70m整體圍巖級別宜III級以上注：B為隧洞跨度6.2.4超大跨度巖石隧洞巖體覆蓋層厚度應能使隧洞上部形成穩(wěn)定的承載圈，隧洞整體上覆完整巖體厚度宜大于洞室跨度的2.0倍，不滿足時應專項論證。6.2.5超大跨度巖石隧洞洞口覆巖厚度應用三維整體分析確定，并考慮邊仰坡穩(wěn)定性。86.3隧洞軸線布置6.3.1超大跨度巖石隧洞軸線布置應綜合考慮結構面發(fā)育特征、巖石強度應力比、地應力方位及地下水運動路徑因素，避開暗穴、溶洞、偏壓、富水等不利地段。6.3.2超大跨度巖石隧洞的軸線與圍巖的主要結構面（斷層、褶皺、節(jié)理、裂隙）走向夾角不宜小于6.3.3主洞室與附屬洞室交叉口應避免布置在結構面發(fā)育地段，且宜采用大的夾角;相交位置宜選用洞墻相交，避免選用拱部相交的型式。6.3.4矢跨比小于0.3的扁平狀矮邊墻隧洞，其洞身布置宜考慮水平地應力對洞室穩(wěn)定的有利影響。6.3.5兩相鄰主洞室的最小凈距不宜小于開挖隧洞跨度的2.0倍，不滿足時應專項論證。6.4橫斷面設計6.4.1隧洞橫斷面設計應綜合考慮功能需求、工程地質、地應力、巖體穩(wěn)定性、施工方法、工程造價等因素。6.4.2圓拱直墻斷面的矢跨比應根據地應力條件、結構受力、經濟性進行比選，在水平應力為主應力地段矢跨比不宜大于0.35。6.4.3擴大拱腳斷面隧洞拱腳應位于堅實巖石基礎上，并應有防止拱腳處應力集中、巖體失穩(wěn)的措施。6.4.4洞室輪廓宜避免突變和銳角，若采用圓拱直墻形斷面，宜對頂拱拱座部位進行修圓處理。6.4.5預計開挖后將出現持續(xù)大變形的塑性流變巖體中的洞室，斷面設計應預留圍巖變形量，宜采用圓形、橢圓形等曲線形斷面。6.4.6馬蹄形或曲墻仰拱斷面宜通過計算分析確定結構輪廓線。7圍巖穩(wěn)定性分析7.1一般規(guī)定7.1.1超大跨度巖石隧洞工程圍巖應進行整體穩(wěn)定和塊體穩(wěn)定分析。7.1.2超大跨度巖石隧洞圍巖穩(wěn)定性分析應考慮下列因素：a)地形、地質條件、結構面、初始地應力場、地下水、隧洞布置;b)隧洞開挖施工方案;c)隧洞支護型式、參數、支護時機;d)地震動參數；e)室內與現場試驗、測試、監(jiān)測與檢測成果。7.1.3超大跨度巖石隧洞圍巖穩(wěn)定分析，應根據圍巖地質條件和地應力場，對主體洞室的支護設計參數、施工方案進行分析論證，評價圍巖穩(wěn)定性。7.1.4隧洞圍巖穩(wěn)定性分析的巖體與結構面物理力學參數取值應考慮施工爆破和開挖卸荷影響。7.1.5超大跨度巖石隧洞的穩(wěn)定性分析宜主要考慮結構面因素；巖石強度應力比小于4.0時，穩(wěn)定性分析宜主要考慮地應力因素并兼顧結構面因素。7.1.6超大跨度巖石隧洞應根據工程建設進度動態(tài)開展穩(wěn)定分析。7.2穩(wěn)定性分析方法97.2.1超大跨度巖石隧洞圍巖穩(wěn)定性分析方法可根據不同設計階段分別采用地質分析法、數值分析法、動態(tài)監(jiān)測反饋分析法等。7.2.2超大跨度巖石隧洞圍巖穩(wěn)定可先采用地質分析法進行初步分析，并采用數值分析法進行穩(wěn)定性校核及設計優(yōu)化，施工階段根據監(jiān)測數據采用反饋分析法。7.2.3采用地質分析法對圍巖進行穩(wěn)定性分析時，通過綜合分析圍巖地質條件及地應力量級等，初步確定圍巖穩(wěn)定性、巖體破壞方式、支護型式和支護參數。7.2.4采用數值分析法對圍巖進行穩(wěn)定性分析時，整體穩(wěn)定性計算可采用有限元法、有限差分法，節(jié)理發(fā)育的巖體可采用離散元法和非連續(xù)變形法，局部塊體穩(wěn)定分析可采用剛體極限平衡法。7.2.5采用數值分析法進行超大跨度地下巖石隧洞穩(wěn)定性分析的步驟如下：a)建立分析對象的物理力學模型（如單個或交岔隧洞、地應力、邊界條件、荷載等）。b)確定結構面（如顯著不連續(xù)節(jié)理裂隙、斷層等）產狀、優(yōu)勢結構面連通率等信息，并根據現場測試確定主要結構面物理力學參數。c)根據結構面組合切割確定潛在不穩(wěn)定塊體。d)模擬錨桿、錨索等支護結構、施工方案。e)根據穩(wěn)定評判標準評估巖體穩(wěn)定性，重點關注潛在不穩(wěn)定塊體的安全系數。f)巖體穩(wěn)定性不滿足要求時，調整支護結構或施工方案，經技術經濟比選確定支護設計參數和施工方法。g)施工期根據地質揭露、監(jiān)測反饋修正數值計算模型，對工程穩(wěn)定性進行重新評估。7.2.6采用動態(tài)監(jiān)測反饋分析法進行超大跨度地下巖石隧洞穩(wěn)定性分析的步驟如下：a)監(jiān)測傳感器布置。在關鍵部位布置布設各種如應力、位移、溫度、壓力傳感器等，以全面覆蓋和監(jiān)測地下工程的不同方面。b)實時數據采集。通過傳感器實時采集圍巖和支護結構的狀態(tài)數據，如應力變化、變形情況、溫度變化等。c)數據分析與處理。對大量監(jiān)測數據進行甄別、處理和分析，識別出潛在的穩(wěn)定性問題和風險。d)安全預警與反饋。建立自動化安全預警系統(tǒng)，當監(jiān)測數據超出安全閾值時預警預報，提示工程建設相關人員采取相應措施。e)工程方案調整與優(yōu)化。根據監(jiān)測數據和反饋分析結果，實時調整工程施工和設計方案，優(yōu)化支護結構，確保工程安全和穩(wěn)定。7.2.7超大跨度巖石隧洞洞口、交叉口等三維特征和效應明顯地段的整體穩(wěn)定分析宜采用三維數值模7.3穩(wěn)定性數值分析7.3.1穩(wěn)定性數值分析應貫穿超大跨度地下巖石隧洞工程勘察、設計、施工全過程。7.3.2超大跨度巖石隧洞圍巖整體穩(wěn)定數值分析宜根據圍巖性質及地應力條件按下列原則選用力學模a)硬巖宜采用彈脆性或彈脆塑性力學模型;b)中硬巖宜采用彈塑性或彈脆塑性力學模型;7.3.3圍巖整體穩(wěn)定數值分析應模擬地應力場、支護方案、開挖與支護順序等工程因素，宜考慮地下水影響。7.3.4穩(wěn)定性數值分析應根據勘察資料、開挖揭露的地質條件及超前地質預報成果，及時動態(tài)更新地質信息模型及參數，并應考慮施工期開挖爆破及卸荷松弛導致的圍巖損傷影響。7.3.5圍巖穩(wěn)定數值分析計算模型應反映計算區(qū)域已揭示的IV級以上結構面；對于層狀結構巖體宜模擬節(jié)理巖體和破碎帶巖體。7.3.6圍巖整體穩(wěn)定數值分析時，斷層可采用實體單元、界面單元或其他能反映斷層影響的方法模擬；若斷層及其影響帶的寬度較大時，宜采用實體單元模擬。7.3.7穩(wěn)定性計算分析大型非定位塊體的不完全切割邊界應考慮其連通率。7.3.8塊體穩(wěn)定分析可參考《水電站地下廠房設計規(guī)范》NBT35090規(guī)定執(zhí)行。7.4穩(wěn)定性評判標準7.4.1圍巖穩(wěn)定性應根據其失穩(wěn)特性采用不同的評判方式：a)圍巖整體穩(wěn)定性應采用多種方法從定性和定量兩方面進行綜合性評判。b)局部塊體穩(wěn)定性宜采用定量方式進行評判。7.4.2超大跨度巖石隧洞圍巖整體穩(wěn)定性評判宜根據圍巖應力、變形、收斂性、松弛區(qū)或塑性區(qū)等判別指標，結合工程類比，從強度準則和臨界變形警戒值等評判。7.4.3圍巖穩(wěn)定數值分析穩(wěn)定性辨別應綜合考慮圍巖塑性區(qū)、松弛區(qū)、應力和應變、變形、能量耗散等各種判別指標，對圍巖的穩(wěn)定狀況進行綜合評價。當數值分析出現下列情形時可判定圍巖的穩(wěn)定性差或可能失穩(wěn):a)給定條件下數值計算過程不收斂但提高巖體強度參數后收斂;b)巖墻、巖柱部位的塑性區(qū)出現貫通;c)支護結構受力的計算值大于設計值。7.4.4超大跨度巖石隧洞局部塊體穩(wěn)定可采用剛體極限平衡法評判，安全系數標準需滿足表2。表2超大跨度巖石隧洞塊體穩(wěn)定分析安全系數標準失穩(wěn)模式組合形式安全系數標準滑移型塊體確定性塊體半確定性塊體隨機塊體懸吊型塊體確定性塊體2.00半確定性塊體隨機塊體臨時塊體/注：滑移型塊體分為單滑面式塊體和雙滑面式塊體進行計算，懸吊型塊體按懸吊式理論計算。7.4.5超大跨度巖石隧洞施工階段圍巖穩(wěn)定性應結合現場監(jiān)控測量成果綜合評判，評判標準如下：a)隧洞開挖支護完成后，初期支護變形速率小于0.1mm/d～0.2mm/d，支護結構內力的增長速率趨近于零，經現場地質觀察未見明顯異常情況，則可判定隧洞圍巖穩(wěn)定;b)隧洞開挖支護完成后，位移增長速率趨于平緩，支護結構內力的增長速率趨于平緩，但監(jiān)測數值的總量和增量還在預測的范圍之內，經現場地質觀察未見明顯異常情況，則可判定隧洞圍巖穩(wěn)定預警;c)隧洞開挖支護完成后，位移增長速率無明顯下降，支護結構內力的增長速率無明顯下降，監(jiān)測數值的總量和增量達到或超出預測的范圍，現場隧洞（噴）混凝土可見明顯裂縫;則可判定隧洞圍巖穩(wěn)定危險。7.4.6超大跨度巖石隧洞穩(wěn)定性狀態(tài)評估和建議措施可按表3執(zhí)行。表3穩(wěn)定性狀態(tài)評估和建議措施穩(wěn)定性判定項目及狀態(tài)狀態(tài)評估建議措施變形塑性區(qū)或松動區(qū)應力支護系統(tǒng)及其他正常正常正常正常安全/局部大變形局部貫通局部應力異常異常關注評估局部補強措施的效果大變形貫通應力異常異常預警研究補強加固或其它措施8支護設計8.1一般規(guī)定8.1.1超大跨度巖石隧洞支護設計應綜合考慮地質條件、工程性質和使用功能等因素，利用圍巖自身承載力，支護形式選擇原則如下：a)宜優(yōu)先選用柔性支護；b)當單獨使用柔性支護難以滿足圍巖穩(wěn)定要求時，應采用柔性支護與鋼筋混凝土襯砌相結合的組合支護方式；c)支護設計應理論分析和工程類比相結合，并根據監(jiān)測結果對原設計參數進行調整。8.1.2超大跨度巖石隧洞的支護設計應符合下列要求：a)支護強度應使圍巖不因開挖導致大變形或失穩(wěn);b)錨索有效長度應穿過加固部位圍巖深層變形區(qū)邊界;c)錨桿長度應大于加固部位圍巖損傷破裂區(qū)深度。8.2噴射混凝土8.2.1噴射混凝土支護宜優(yōu)先鋼纖維混凝土、合成纖維混凝土等。8.2.2噴射混凝土設計強度等級不應低于C30,1d齡期的抗壓強度不應低于8MPa。8.2.3噴射鋼纖維混凝土的強度等級不應低于CF30，其抗拉強度標準值應高于相同強度等級素混凝土抗拉強度標準值的30%。8.2.4鋼筋網噴射混凝土應符合下列規(guī)定：a)鋼筋宜采用HPB300鋼筋，鋼筋直徑宜為6mm～12mm;b)鋼筋間距宜為100mm～200mm;c)鋼筋保護層厚度不應小于20mm;d)鋼筋網片搭接長度不應小于200mm;e)當噴射混凝土設計厚度大于150mm，宜設置雙層鋼筋網。8.3錨桿8.3.1超大跨度巖石隧洞錨桿支護型式包括系統(tǒng)錨桿和隨機錨桿。8.3.2超大跨度巖石隧洞系統(tǒng)錨桿宜采用中空錨桿，隨機錨桿可采用水泥砂漿錨桿。8.3.3超大跨度巖石隧洞系統(tǒng)錨桿布置設計需符合下列規(guī)定：a)系統(tǒng)錨桿宜與隧洞周邊輪廓垂直布置；圍巖主結構面產狀對隧洞穩(wěn)定不利時，應將錨桿與結構面呈較大角度設置；b)系統(tǒng)錨桿最大長度宜大于圍巖損傷破裂區(qū)深度，宜采用長短相間布置方式。c)系統(tǒng)錨桿間距不宜大于錨桿長度的1/2。當圍巖條件較差、地應力較高或隧洞開挖尺寸較大時,錨桿布置間距應適當加密。8.3.4超大跨度巖石隧洞系統(tǒng)錨桿設計應符合下列規(guī)定：a)桿體鋼筋直徑宜為22mm～32mm，且與其長度相匹配；桿體直徑大于32mm的錨桿時，應采取孔內居中措施；b)桿體材料宜采用HRB400級鋼筋，桿體設計強度為標準強度的60％～70％;c)水泥砂漿錨桿的砂漿保護層厚度不小于8mm；強度等級不應低于M20。8.3.5超大跨度巖石隧洞預應力錨桿設計需遵守下列規(guī)定：a)錨桿直徑應隨錨桿長度增加而增大，桿體直徑宜為25mm～32mm，長度宜為8m～12m;b)桿體宜采用HRB400及以上等級鋼筋；錨桿設計張拉力宜為鋼筋抗拉強度設計值的40%～60%；在地應力較高或后期變形較大洞段錨桿設計張拉力宜取低值。c)錨桿宜全長注漿，錨固段灌漿體宜選用水泥漿或水泥砂漿等膠結材料，其抗壓強度不宜低于30MPa；張拉段水泥砂漿強度等級不應低于M20;d)采用其他速凝型、緩凝型膠結材料作為灌漿體時，除滿足上述強度要求外，還應滿足穩(wěn)定性和耐久性要求。8.4錨索8.4.1超大跨度巖石隧洞預應力錨索設計需符合下列規(guī)定：a)非對穿錨索錨頭錨入穩(wěn)定巖體的深度應不小于1.0m;b)錨索應采用高強度、低松弛鋼絞線,單根錨索鋼絞線股數宜為6股～19股；錨索荷載達到承載力設計值時，鋼絲或鋼絞線的應力不應大于其抗拉強度標準值的60%。c)錨索設計張拉力應根據設置部位、圍巖應力和變形狀況確定，宜為錨索承載力設計值的60%~90%，對高應力區(qū)、高邊墻等后期變形較大部位，設計張拉力應取小值；對局部不穩(wěn)定塊體，設計張拉力應取大值；d)錨索宜采用無粘結壓力分散型：錨固段灌漿材料宜選用水泥砂漿或水泥漿，強度等級不宜低于M30；其它速凝型、緩凝型灌漿材料除滿足上述強度要求外，還應滿足材料的穩(wěn)定性和耐久性要求；e)錨索的錨墩應滿足剛度、鎖定和結構尺寸要求，一般情況下宜采用鋼筋混凝土錨墩；因布置或施工需要，在保證其剛度、防腐和防銹的情況下，也可采用鋼錨墩。8.4.2超大跨度巖石隧洞預應力錨索的間距應考慮群錨效應并與系統(tǒng)錨桿布置協(xié)調，其間距應大于錨固段最大直徑的4倍和1.5m中的最大值。8.5混凝土襯砌8.5.1超大跨度巖石隧洞根據功能、防水及受力等需求宜設置離壁式混凝土襯砌或貼壁式混凝土襯砌。8.5.2超大跨度巖石隧洞混凝土襯砌結構按照極限狀態(tài)法驗算構件強度。8.5.3超大跨度巖石隧洞混凝土襯砌構件承載力計算時應驗算其抗彎、抗剪強度。正常使用狀態(tài)要求應根據構件所處的環(huán)境類別、安全等級確定。8.5.4貼壁式混凝土襯砌施作時機應滿足下面要求：a)拱頂連續(xù)兩周下沉速度小于0.1mm/天；b)且累計下沉速率小于0.5mm/周。8.5.5貼壁式混凝土襯砌宜采用荷載結構法計算，結構承擔的荷載可采取以下幾種方式計算：a)將塑性區(qū)內巖體重力作為支護結構承受的圍巖壓力，混凝土襯砌考慮承擔一定比例的圍巖壓力和不穩(wěn)定塊體荷載；b)當巖體性質相松散時，可采用普氏公式計算圍巖壓力，混凝土襯砌考慮承擔一定比例的圍巖壓力；c)對于塊狀、中厚層至厚層狀結構的圍巖，可根據圍巖中不穩(wěn)定塊體的重力作用確定圍巖壓力。8.5.6貼壁式混凝土襯砌和初期支護圍巖壓力分擔比例可結合數值計算、變形協(xié)調分析、初期支護強度、耐久性和類似工程經驗確定。8.5.7離壁式混凝土襯砌宜考慮一定的不穩(wěn)定塊體掉落引起的局部壓力，選取安全系數小于2.0的不穩(wěn)定塊體進行荷載計算。8.6一般條件下的噴錨支護設計8.6.1超大跨度巖石隧洞錨噴支護設計應貫徹動態(tài)設計的原則，并應符合下列規(guī)定：a)初步設計階段,應根據圍巖級別和隧洞尺寸,按表4的規(guī)定,初步選定錨噴支護類型和參數；b)施工設計階段,應根據開挖過程揭示的隧洞圍巖地質條件,詳細劃分圍巖級別,并應通過監(jiān)控量測結果的綜合分析修正初步設計；c)當地質條件復雜多變時，宜分段進行工程類比設計。8.6.2當隧洞高跨比大于1.2,邊墻支護參數應根據工程的具體情況,予以加強；當隧洞高跨比大于2.0時,邊墻支護應采用長度不小于邊墻高度0.3倍的預應力錨索支護，并視具體情況在系統(tǒng)錨桿間布設隨機砂漿錨桿予以加強。表4高跨比≤1.2超大跨度巖石隧洞錨噴支護類型和設計參數圍巖等級開挖跨度B(m)30<B≤5050<B≤70厚150mm～200mm鋼筋網噴混凝土；1.5m~2.0m相間布置長5.0m砂漿錨桿和長6.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿厚150mm～200mm鋼筋網噴混凝土；1.5m～2.0m相間布置長6.0m砂漿錨桿和長9.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿厚180mm～200mm鋼筋網或鋼纖維噴混凝土；1.5m～2.0m相間布置長6.0m砂漿錨桿和長8.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿；必要時布置長度≥10.0m、張拉應力1500kN~2000kN的預應力錨索厚180mm～200mm鋼筋網或鋼纖維噴混凝土；1.5m～2.0m相間布置長6.0m砂漿錨桿和長9.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿；長度≥15.0m、張拉應力2000kN~2500kN的預應力錨索Ⅲ級圍巖厚200mm～250m鋼筋網或鋼纖維噴混凝土；1.5m～2.0m相間布置長6.0m砂漿錨桿和長9.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿；必要時布置長度≥15.0m、張拉應力2000kN~2500kN的預應力錨索厚200mm～250m鋼筋網或鋼纖維噴混凝土；1.5m～2.0m相間布置長9.0m砂漿錨桿和長12.0m、張拉應力100kN~200kN的預應力錨桿；長度≥20.0m、張拉應力2500kN~3000kN的預應力錨索注：1表中的支護類型和參數,是指隧洞的永久支護,包括初期支護和后期支護的類型和參數；2復合襯砌的隧洞,初期支護采用表中的參數時,應根據工程的具4表中表示范圍的支護參數,隧洞開挖跨度小時取小值,洞室開挖8.7特殊條件下的支護加固設計8.7.1超大跨度巖石隧洞在下列特殊條件下，應開展針對性支護加固設計：a)穿越斷層、破碎帶的洞段；b)易巖爆和大變形的洞段；c)易塊體失穩(wěn)的洞段；d)交叉口、斷面尺寸突變處、斷面形狀突變處等特殊部位；e)巖柱、邊墻、中隔墻等易卸荷松弛部位。8.7.2超大跨度巖石隧洞地質條件較差洞段的支護加固設計范圍應沿隧洞軸線向鄰近高級別圍巖洞段延伸0.5倍洞跨。8.7.3超大跨度巖石隧洞局部圍巖完整性較差、裂隙發(fā)育洞段，應對圍巖進行低壓固結灌漿處理，固結灌漿壓力不應超過支護承載能力。8.7.4超大跨度巖石隧洞邊墻遭遇大范圍展布的緩傾剪切帶、破碎帶時，可在圍巖內部設置混凝土梯式阻滑群洞。8.7.5超大跨度巖石隧洞的極度破碎巖體洞段，可采用管棚注漿法予以超前加固后進行開挖。8.7.6超大跨度巖石隧洞易巖爆洞段，宜及時噴射混凝土封閉，并采用預應力錨桿、預應力錨索等能提供主動抗力的支護措施。8.7.7超大跨度巖石隧洞易大變形洞段，宜采用噴射混凝土、自進式中空錨桿、錨索和H型鋼拱架的組合支護體系，鋼拱架間距不大于1.0m，鋼拱架間應設縱向連桿。8.7.8超大跨度巖石隧洞（群）交叉口、斷面尺寸突變處、斷面形狀突變處等特殊部位，錨桿宜采用適當加長的預應力錨桿進行加固。8.7.9超大跨度巖石隧洞群開挖后形成的巖柱或中隔墻，應采用對穿錨索予以加強支護，錨索張拉應力不宜小于2000kN。8.7.10超大跨度巖石隧洞易塊體失穩(wěn)洞段，應采用預應力錨桿束或錨索加固，其錨固端（段）在穩(wěn)定巖體中的長度應滿足錨固要求，且不應小于1.5m。9防水與排水9.1一般規(guī)定9.1.1防排水設計應遵循“以排為主、防排結合”的設計原則。9.1.2超大跨隧洞防水體系應綜合考慮根據工程防水等級、工程地質、水文地質，以及由于隧洞修建可能引起的周邊環(huán)境改變等因素。9.1.3隧洞的排水應符合保護環(huán)境要求、防止次生災害發(fā)生。9.1.4對穿過隧洞的集中滲水通道或滲水會造成巖體穩(wěn)定惡化的軟弱結構面、巖溶和溶隙發(fā)育地帶，其防排水設計應做專項研究。9.1.5防水混凝土、接縫防水、止水帶、止水條等應符合現行《地下工程防水技術規(guī)范》GB50108相關要求。9.2防水9.2.1超大跨度巖石隧洞防水系統(tǒng)應包括地表處理、圍巖防滲處理、防水層、襯砌結構防水、接縫部位防水等根據需要組合構成。9.2.2超大跨度巖石隧洞施工前對地表水處理需符合下列要求：a)洞口附近和淺埋段應整平洞頂地表，不得積水;b)地表坑洼、鉆孔、深坑等處應結合截排水條件，回填不透水土，并分層夯實;c)洞頂有流水的溝槽，宜根據溝槽的狀況予以整治引排水流，必要時可鋪砌溝床;d)洞頂有水塘、水池、河流、水庫等應予整治，必要時應對河床、池底進行防滲鋪砌，溢水水池應設置疏導溝渠;e)淺埋段、巖層松散破碎，地下水位較高或有涌水時，經技術經濟比較，可采用地表注漿方式進行加固處理。9.2.3圍巖滲水、涌水較大的地段,可采取向圍巖內注漿堵水措施。9.2.4初期支護與混凝土襯砌之間應設置防水層。9.2.5離壁式襯砌及錨桿穿透防水層地段宜采用噴膜防水，貼壁式襯砌開挖跨度大于40m則宜選用噴膜防水。9.2.6噴膜防水宜采用橡膠瀝青噴膜防水、丙烯酸鹽噴膜防水。9.2.7噴膜作業(yè)前應達到以下要求：a)應檢查噴射混凝土基層平整度，基層表面宜平整、潔凈，外漏的錨桿頭等突出物應予以割除;凹凸不平處應補噴、抹平，局部漏水處應先采進行處理;b)噴射混凝土采用鋼纖維噴射混凝土時，應對噴射混凝土面進行砂漿抹面找平;c)砂漿找平層外應鋪設土工布等柔性防水材料。土工布固定宜采用熱熔墊片與射釘固定，使其與巖面密貼，盡量平整，土工布接縫位置搭接不宜小于15cm。9.2.8初支預留鋼筋等刺穿防水層時，應符合以下要求：a)對預留鋼筋根部應進行砂漿找平;b)柔性防水材料與預留鋼筋外露段靠根部的一截應包裹嚴實，包裹長度不小于10cm，應采用扎絲或棉布條綁扎牢固，并在包裹的末端采用膨脹橡膠密封環(huán)密封;c)噴膜防水層施工時，應對該部位進行加強處理，噴膜厚度不小于扎絲或棉布條綁扎纏繞厚度的兩倍。9.3排水9.3.1隧洞的排水系統(tǒng)應包括地表截排水、洞內側溝或中心水溝、襯砌背后環(huán)縱盲管、排水板帶、橫向排水管、檢查井等。9.3.2隧洞的排水量預估應考慮大開挖引起的滲流面增加及開挖引起的導流效應。9.3.3巖體設計滲水量宜根據水文地質條件和采取防滲排水措施結合三維滲流分析確定。9.3.4洞外排水應符合下列要求：a)洞外排水系統(tǒng)應避開不良、不穩(wěn)定地質體，當無法避開時，應先釆取處理措施;b)洞外排水系統(tǒng)應避免對相鄰工程及其基礎產生沖擊、沖刷、淘蝕及浸泡等不利影響;當難以避免時，相鄰工程應采取措施;c)洞外施工期間排水應結合永久排水系統(tǒng)、輔助坑道設置統(tǒng)籌考慮，引排到自然溝谷中;d)洞外排水溝渠宜釆用可防止泥砂淤積的排水坡度，但應避免流速過大導致溝渠毀損，其釆用的建筑材料應具有防沖刷的能力，必要時設置消能設施。9.3.5隧道內排水應符合下列規(guī)定：a)路面兩側應設排水邊溝;b)路側邊溝排水坡度宜與隧道縱坡一致;c)路側邊溝水面頂部標高低于路面結構層底不宜小于50mm。9.3.6貼壁式襯砌隧洞排水設施應符合下列規(guī)定：a)襯砌兩側邊墻背后底部應設置縱向排水管，孔徑不宜小于100mm;b)沿襯砌背后應設置導水設施，可采用排水板帶和盲管，縱向間距結合施工縫設置，且不宜大于9m，環(huán)向盲管孔徑不宜小于80mm;c)排水溝若采用暗溝，則應設置檢查井，間距不宜大于30m。9.3.7離壁式襯砌沿初支應設置橫縱交叉的導水設施，可采用排水板帶和盲管。9.3.8排水盲管、排水板等應符合現行《地下工程防水技術規(guī)范》GB50108相關要求。10開挖設計10.1一般規(guī)定10.1.1開挖設計應綜合考慮地質條件、隧洞跨度、支護型式、施工組織、工程進度和工程經濟等因素。10.1.2開挖設計方案應避免過度擾動和破壞圍巖，考慮巖體應力重分布規(guī)律，誘導巖體自承載體系的形成，避免使圍巖出現不利的應力狀態(tài)和承載條件，同時減少隧洞之間的施工干擾。10.1.3開挖方案設計應與支護設計相協(xié)調，有利于及時進行支護，發(fā)揮支護效應。10.1.4開挖方案設計應采用數值計算手段論證不同開挖方式對圍巖穩(wěn)定性的影響。10.1.5開挖過程應根據監(jiān)測資料和反饋分析成果，及時修正后續(xù)開挖方案和爆破參數，動態(tài)調整支護設計。10.2洞身開挖設計10.2.1超大跨隧洞施工可采用橫向分塊、預留巖柱的方式施工，跨度30m～50m可采用中間預留單巖柱方式,如圖1；跨度45m～70m可采用預留雙巖柱方式，如圖2。圖130m～50m跨度隧洞開挖區(qū)塊劃分橫斷面示意圖圖250m～70m跨度隧洞開挖區(qū)塊劃分橫斷面示意圖10.2.2當采用橫向分塊預留巖柱施工方式時，應符合以下規(guī)定：a)分塊開挖斷面大小應根據巖體穩(wěn)定性、施工機械性能及運輸通道條件綜合考慮確定，一般先行導洞寬度不宜超過15m，高度不宜超過12m;b)先后行導洞開挖縱向應錯開不小于0.8倍的導洞開挖跨度;c)留巖柱寬度不宜小于0.5倍導洞跨度，導洞開挖后應及時支護，做好預留巖柱兩側隧洞的支護措施。10.2.3中巖柱拆除工序應符合以下規(guī)定：a)中巖柱拆除步序應進行應力場演變分析，比較論證拆除步距、拆除次序等因素對巖體穩(wěn)定性的影響;b)中巖柱拆除應遵循及時支護的原則，隧洞變形穩(wěn)定后方可進行下一循環(huán)巖柱拆除，當拱頂沉降變形速率大于3mm/d，累計變形大于20mm時，應立即停止拆除工作;c)中巖柱單次拆除長度不宜大于5米，且不大于錨索縱向間距;d)當采取多巖柱施工方案時，同一斷面中巖柱不應同時拆除，后拆巖柱應等隧洞變形趨于穩(wěn)定后再行拆除，中巖柱前后錯距不宜小于1倍的中巖柱寬度。10.2.4超大跨隧洞在具備條件下可在洞內進行大跨拆柱成拱試驗，根據試驗成果調對成洞效果進行預判，并結合數值計算論證開挖方案的合理性。大跨成拱試驗位置處覆巖厚度不宜小于1倍開挖跨度，成拱試驗長度不宜大于0.3倍隧洞開挖跨度。10.2.5施工過程應根據各導洞地質揭露情況特別是結構面分布情況，并結合監(jiān)控量測數據對圍巖進行評估，及時修正計算模型，動態(tài)調整爆破參數、開挖方式以及支護參數。10.3洞口開挖設計10.3.1洞口段為覆巖厚度小于0.5B地段，洞口開挖應結合仰坡開挖進行整體設計。10.3.2洞口開挖前應對仰坡以上可能滑塌的表土、危石全部清除或進行防護、加固。10.3.3當洞口設置有高仰坡時，洞口段宜采用先刷仰坡后拆巖柱的次序施工。10.3.4仰坡刷至洞口位置處應在洞口打設超前預支護，可采用超長錨桿。10.3.5洞口段巖體宜在仰坡與洞內設置對拉錨索進行加固處理。10.3.6對拉錨索通過仰坡平臺打設，在洞口巖柱拆除前施作，巖柱拆除后應及時張拉。10.3.7仰坡平臺宜設置地梁方式提高對拉錨索受力整體性，為防止地梁滑動，對拉錨索應雙側對稱張10.3.8洞口段仰坡開挖和巖柱拆除應采用減振控制爆破技術。11監(jiān)控量測11.1一般規(guī)定11.1.1超大跨度巖石隧洞應進行施工期和運營期安全監(jiān)測。安全監(jiān)測設計應統(tǒng)籌各時期監(jiān)測項目，做到永久和臨時相結合，保持監(jiān)測資料的連續(xù)性和完整性。11.1.2超大跨度巖石隧洞監(jiān)測設計應符合下列要求：a)監(jiān)測斷面布置滿足圍巖穩(wěn)定性分析和優(yōu)化設計需要；b)滿足量程、精度和監(jiān)測自動化的要求；c)滿足監(jiān)測成果的互相驗證要求；d)具備人工監(jiān)測條件；e)設置監(jiān)測設施保護措施。11.1.3超大跨度巖石隧洞的主要安全監(jiān)測項目宜明確各監(jiān)測項目監(jiān)測頻次以及各監(jiān)測內容預警閾值。11.1.4超大跨度巖石隧洞監(jiān)測宜結合隧洞施工期和運營期使用功能的要求，建立遠程自動化監(jiān)控和報警監(jiān)測系統(tǒng)。11.2監(jiān)測設計11.2.1監(jiān)控量測項目可分為必測項目和選測項目，劃分如下：a)必測項目：洞內外觀察、地表沉降、邊坡位移、拱頂沉降、凈空收斂、錨桿軸力、錨索軸力、爆破振動、微震、圍巖松動圈、圍巖內部位移。b)選測項目：噴射混凝土接觸應力、拱架應力、地下水位、孔隙水壓力。11.2.2微震監(jiān)測、