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1、ICS93.080.01P66备案号：60232-2018DB63青海省地方标准DB63/T16742018多年冻土区公路隧道技术规范2018-06-25发布2018-09-25实施青海省质量技术监督局发布DB63/T16742018目次前言.III1范围.12规范性引用文件.13术语与定义.13.1.1高海拔高寒地区.13.2.1冻土.13.3.1多年冻土.13.4.2多年冻土上限.23.5.2多年冻土下限.23.6.2最大冻土深度.23.7.2冻融作用.23.8.2冻胀作用.23.9.2冻胀力.23.10.2热棒.24建设条件调查.24.1资料搜集.24.2地形与地质调查.34.3气象调查
2、.34.4工程环境调查.35隧道总体设计.35.1一般规定.35.2隧道位置选择.45.3隧道线形设计.45.4隧道结构形式.56建筑限界与内轮廓.6IDB63/T167420186.1一般规定.66.2建筑限界.66.3内轮廓.67支护结构设计与施工.67.1一般规定.67.2荷载及计算.77.3初期支护与辅助工程措施施工.87.4二次衬砌施工.88防排水设计与施工.88.1防排水基本原则.88.2洞身防水设计与施工.98.3洞身排水设计与施工.99隧道开挖.109.1一般规定.109.2开挖方法.119.3超欠挖控制.1110隧道防寒保温设计与施工.1110.1一般规定.1110.2衬砌保
3、温.1110.3出水口保温.1110.4防雪棚洞.1211冻土隧道施工机械配套技术.1211.1一般规定.1211.2动力机械配套技术.1211.3掘进及支护机械配套技术.1211.4装卸运输机械配套技术.1311.5通风机械配套技术.1311.6其他配属设备.13附录A（资料性附录）冻土隧道建筑限界及内轮廓.14附录B（规范性附录）冻胀力计算.19附录C（规范性附录）特殊冻土地层施工.20C.1洞口冻土边仰坡.20C.2洞口冻土浅埋段.20C.3洞内厚层地下冰.20IIDB63/T16742018前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则编写。本标准由青海省交通运输厅提出并归口。本标准
4、起草单位：青海地方铁路建设投资有限公司、招商局重庆交通科研设计院有限公司。本标准主要起草人：纳启财、胡居义、祝存芳、程崇国、张虎发、田敏哲、吴梦军、李涛、丁浩、陈红伟、董政博、曹生业、陈晓堃、张学强、张凌东、陈莹洁、郭鸿雁、胡学兵、肖博、方林、李科。IIIDB63/T16742018多年冻土区公路隧道技术规范1范围本标准规定了高海拔高寒地区多年冻土公路隧道建设条件调查、隧道总体设计、建筑限界及内轮廓、支护结构设计与施工、防排水设计与施工、隧道开挖、隧道防寒保温设计与施工和隧道施工机械配套技术。本标准适用于以钻爆法及机械开挖法为主要开挖手段的新建、扩建和改建两车道多年冻土公路隧道的设计和施工，三
5、车道、四车道及市政隧道和铁路隧道可作为参考。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50010混凝土结构设计规范GB50086锚杆喷射混凝土支护技术规范JTJC20公路工程地质勘察规范JTGD70公路隧道设计规范JTJF60公路隧道施工技术规范JTG/TD70公路隧道设计细则JTG/TTD31-04多年冻土地区公路设计与施工技术细则DB63/T1489多年冻土区热棒路基技术规范3术语与定义以下术语和定义适用于本文件。3.1高海拔高寒地区因海拔高或高纬度而形成
6、的特别寒冷的气候区。3.2冻土具有负温或零温度并含有冰的土（岩）。3.3多年冻土冻结状态持续两年或两年以上的岩土层。1DB63/T167420183.4多年冻土上限多年冻土层顶面的埋藏置深度，即为多年冻土层的上界面。3.5多年冻土下限多年冻土层底面的埋置深度，即为多年冻土层的下界面。3.6最大冻土深度地表土层或疏松岩石历年冻结深度最大值。3.7冻融作用地表气温的正温与负温交替变化对地表土体（岩体）带来的物理作用。3.8冻胀作用地表气温的负温使地表土体中水分结冰而产生的体积膨胀对地表土体带来的物理作用。3.9冻胀力由于岩土的冻胀受到约束产生的力。3.10热棒一种内部采用重力式低温热管的装置。用于
7、寒区工程，工作温度在-7360之间，蒸发段在下方、冷凝段在上方、管内凝结液依靠重力而回流的传热管。4建设条件调查4.1资料搜集4.1.1隧址区气温、降水、降雪、风速和风向、风雪等气象资料。4.1.2随址区冻土类型、分布、冻土深度、冻土的上下限、年平均地温。4.1.3隧址区工程地质、水文地质、地表水等资料。4.1.4隧址区地震历史、地震动参数等资料。4.1.5青藏高原沿线矿产资源，植被、林木、草场资源，沼泽等生态环境资料。4.1.6社会、人文、宗教、信仰情况。2DB63/T167420184.2地形与地质调查4.2.1隧道地形、冻土地质调查应按工程可行性踏勘、初步勘测、详细勘察和施工阶段勘测等不
8、同调查阶段的目标、内容及范围分别进行。并执行规范（JTJC20）的有关规定。4.2.2隧道工程测绘应按设计阶段要求，测绘地形图、纵断面图、横断面图；在隧道和辅助通道洞口附近，应按规定布设平面控制网和高程控制点。4.2.3施工前各阶段的地形与地质调查应包括自然地理概况以及工程地质和水文地质等，并要重点调查和分析冻土、雪崩、风吹雪等发生、发展原因和发展趋势，分析多年冻土对隧道洞口和洞身稳定的影响程度。4.2.4应调查分析和预测冻土隧道开挖后可能出现冻胀、融沉、坍塌等地质灾害，并提出应对措施。4.3气象调查4.3.1气象调查的内容应包括隧址区的气温、气压、风速、风向、降雨量、雪线、冰川特征、冻结深度
9、、日照等，其中气温、风速、降雨、降雪、积雪应调查其极端值，以及历史上气象灾害情况等。4.3.2在缺乏历史气象资料偏远地区，应在拟建隧道洞口、特长隧道的斜（竖）井洞口设立气象观测点（站），持续搜集当地气象资料半年以上，掌握隧址区气象条件。4.4工程环境调查4.4.1应对隧址区及邻近地区相关地表水系、地下水露头、涌泉、温泉、湖泊、沼泽、水草地、冰川、植被、矿产资源以及动植物生态等自然环境状况进行调查。4.4.2应对场区内土地使用情况、农田、草场、林场、水利设施、建筑物、地下管线情况等进行调查。对场区内公园、文化遗址、纪念建筑等重要地物应调查其现状，并应提出隧道建设可能造成的影响。4.4.3应对周边
10、道路状况，生产生活用水资源，供水、供电和通信条件等进行调查。4.4.4应对周边施工便道、施工场地、拆迁、弃渣场地等调查。4.4.5应对建筑材料的来源、品质、储量等进行调查。4.4.6应对隧道运营噪声、施工噪声、振动、污水废气排放，以及施工和运营中冻土融沉可能造成地表沉降、塌陷、地面建筑物破坏等对环境的影响程度进行调查和预测。5隧道总体设计5.1一般规定5.1.1多年冻土隧道设计应考虑隧道施工和运营对隧址区冻土环境的扰动，以及高海拔高寒地区和冻土环境对隧道施工和运营的影响。5.1.2隧道设计应符合全寿命期的安全实用，质量可靠，经济合理，技术先进的要求。5.1.3隧道总体设计应遵循以下原则：a)在
11、地形、地貌、地质、气象、社会和人文环境等调查的基础上，应综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、不良冻土现象、洞口位置、两端接线条件等，提出推荐方案；b)隧道位置应根据冻土地质选线工作成果，满足路线总体要求；c)应结合多年冻土隧道特点，确定经济合理的隧道内轮廓；d)隧道洞内外平、纵线形应协调，满足高海拔高寒环境下的行车安全和行车舒适要求；e)根据隧道海拔高度、长度、交通量及其构成、环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控、防灾救援等设施的设置规模；3设计速度/(km/h)1201008060403020停车视距/m反应时间3.5s280215160115755535反应时间3.
12、0s260200150110705030注1：新建干线公路，设计交通量在公路等级适应交通量上限附近，取3.5s反应时间的视距指标。注2：新建集散公路，设计交通量在公路等级适应交通量中间范围，取3.0s反应时间的视距指标。注3：改建公路条件受限时，可采用现行规范(JTGB01)规定的停车视距，并应设置警告标志。设计速度/(km/h)1201008060403020反应时间3.5s纵坡坡度/%3161188860420151212121015211717171426222222194DB63/T16742018f)应结合环境条件、公路等级、隧道长度、施工方法、工期和运营要求，对隧道内外防排水系统、
13、防寒保暖系统、辅助通道、弃渣处理、交通工程设施、管理设施、环境保护等作综合考虑；g)隧道总体设计应考虑高海拔高寒环境下的节能降耗、方便维修和养护；5.1.4隧道设计应加强对隧址区生态环境和冻土环境的保护设计。5.2隧道位置选择5.2.1多年冻土地区隧道位置选择应充分考虑冻土条件，宜避开不良冻土现象地段。若隧道施工对冻土有影响，宜选用扰动较小的方案。必须通过时，应有切实可靠的工程措施。总体上，应遵循“选高不选低、选阳不选阴、选干不选湿、选裸不选盖、选粗不选细、选长不选短”的原则。5.2.2应合理选择隧道埋置深度，宜避开浅埋段。宜将隧道埋设于不受季节影响的多年冻土层或非冻土层中，不宜将隧道位置放在
14、地下水发育的地层和含土冰层中。5.2.3洞口位置宜避开热融滑塌、冰椎、冻胀丘等不良冻土地段。如特殊原因，洞口位置无法避开冻土，应充分考虑边仰坡的隔热防护和地基换填处理等措施。5.3隧道线形设计5.3.1在多年冻土地区，路线设计应考虑冻结期路面冰滑，以及驾驶员因心理负荷增大、血氧含量减少而导致的反应时间延长等不利因素，合理选用较为舒缓的技术指标，并执行规范（JTG/TTD31-04）的规定。5.3.2应根据地质、地形、路线走向、通风等因素确定隧道平面线形。设曲线时，不宜采用设超高的平曲线。由于特殊条件限制，隧道平面线形需设计为设超高的平曲线时，其超高值不宜大于4.0%。5.3.3上、下分向行驶的
15、多年冻土隧道应按分离式隧道布置，不应采用小净距隧道和连拱隧道。分离式隧道间的净距，除应结合隧址区气温条件、冻土条件、断面尺寸等因素综合确定外，还应保证两洞冻融圈的外边界净距不小于5.0m。5.3.4多年冻土地区隧道的停车视距及下坡修正应根据公路功能按下表1、表2确定。表1高海拔多年冻土地区停车视距表2纵坡段停车视距修正值/m4设计速度/(km/h)1201008060403020反应时间3.5s纵坡坡度/%728257反应时间3.0s纵坡坡度/%315107775142014101010825201415161246192021176726249设计速度（km/h）12010080604030
16、20凸形竖曲线最小半径(m)反应时间3.5s2000011500650033001400750300反应时间3.0s1700010500560030001200650250凹形竖曲线最小半径(m)反应时间3.5s70005400380024001400900450反应时间3.0s64004900340020001200800350海拔高度（m）300035003500400040004500450050005000以上纵坡折减（%）0.51.01.52.02.53DB63/T16742018表2纵坡段停车视距修正值/m（续）5.3.5隧道纵坡形式，宜采用单向坡，地下水发育的长隧道、特长隧道宜采
17、用双向坡。隧道内竖曲线最小半径应符合表3的规定。表3多年冻土地区的竖曲线最小半径5.3.6冻土隧道内纵坡应考虑行车安全、运营通风规模、施工作业和排水要求，不应小于0.3%，不应大于3%；中、短隧道受地形等条件限制时，对行车安全性、通风设备和运营费用的影响等作充分的技术经济综合论证并采取一定的措施后，可适当加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道纵坡可与该公路隧道外路线的指标相同。海拔3000m及以上多年冻土地区，隧道最大纵坡应按表4予以折减,折减后的纵坡不应小于0.3%。表4多年冻土区隧道最大纵坡折减值5.3.7隧道洞外连接线应与隧道线形相协调，并符合下列规定：a)隧道洞口内、外各3s设计速度
18、行程长度范围的平面线形应一致；b)隧道洞口内、外各3s设计速度行程长度范围的纵面线形应一致；c)当隧道建筑限界宽度大于所在公路的建筑限界宽度时，两端连接线应设不小于3s设计速度行程长度，且不小于50m的同隧道等宽的路基加宽段；当隧道限界宽度小于所在公路建筑限界宽度时，两端连接线的路基宽度仍按公路标准设计，其建筑限界宽度应设有3s设计速度行程的过渡段与隧道洞口衔接。5.3.8间隔100m以内的连续多年冻土隧道，宜整体考虑其平、纵线形技术指标。5.4隧道结构形式5DB63/T167420185.4.1冻土地区隧道的洞门结构，应采取措施抵抗因冻胀作用、冻融作用而导致的结构变形、作用力效应。5.4.2
19、当洞门地基为冻胀性或融沉性地层时，应将洞门基础置于多年冻土上限以下0.25m；如基础过深，应进行地基换填。5.4.3在洞外为路堑时，宜采用翼墙式洞门。当洞门墙、翼墙背后为冻胀性及强冻胀性土时，应换填粗颗粒土，并在洞门墙下设流水孔。5.4.4衬砌结构设计应考虑修建隧道引起的围岩温度场的改变，冻融作用对隧道结构的影响，计入衬砌背后围岩融化圈对衬砌的压力变化。5.4.5对少冰和多冰冻土，衬砌结构可按严寒地区衬砌设计。对富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层，宜降低一级围岩级别进行衬砌结构设计。冻土分类执行规范（JTJC20）的规定。5.4.6隧道净空断面应结合冻土性质及病害发生的可能性适当增大，预留一定的结构
20、补强空间。5.4.7多年冻土隧道衬砌应采用钢筋混凝土曲边墙仰拱封闭式整体衬砌，明洞衬砌也应采用仰拱封闭式整体衬砌。5.4.8多年冻土隧道每板衬砌混凝土之间应设置环向变形缝。6建筑限界与内轮廓6.1一般规定6.1.1多年冻土区同一座隧道内冻土段和非冻土段应采用相同的建筑限界。6.1.2多年冻土区公路隧道在满足隧道功能、结构受力和后期运营养护要求的前提下，隧道内轮廓应考虑后期维修加固的空间。6.2建筑限界6.2.1多年冻土公路隧道建筑限界执行规范（JTGD70、JTG/TD70）的规定。6.2.2建筑限界内严禁有任何部件侵入。6.3内轮廓6.3.1多年冻土隧道内轮廓断面净空应考虑保温层、装饰层所需
21、的空间。6.3.2多年冻土段隧道内轮廓应比非冻土段适当增大。多年冻土隧道内轮廓参见附录A。6.3.3同一座隧道冻土和非冻土段可采用不同的内轮廓，有条件时，非冻土段可按冻土段内轮廓设计。7支护结构设计与施工7.1一般规定7.1.1多年冻土公路隧道应根据冻土类型、埋深等采用复合式衬砌结构。7.1.2隧道衬砌设计应综合考虑冻土类型、气温条件、断面形状、施工条件等。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。7.1.3衬砌结构类型、支护参数，应通过工程类比和结构计算综合分析确定。在施工阶段，还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。7.1.4冻土隧道衬
22、砌断面应采用曲墙带仰拱封闭式整体衬砌。7.1.5多年冻土围岩地段应设仰拱，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。路面与仰拱之间宜采用混凝土填充。6冻土级别初期支护二次衬砌超前支护第一层第二层拱部仰拱级多年冻土30cm厚C30低温早强喷射砼、I22a50cm工字钢、f815cm15cm双层钢筋网模筑20cm厚C30低温早强钢筋砼或喷射24cm厚C30低温早强砼(内设I1850cm工字钢)55cm厚钢筋砼55cm厚钢筋砼42超前小导管支护（双排）级多年冻土浅埋28cm厚C30低温早强喷射砼、I20a60cm工字钢、f820cm20cm双层钢筋网模筑20cm厚C30低
23、温早强钢筋砼或喷射24cm厚C30低温早强砼(内设I1860cm工字钢)55cm厚钢筋砼55cm厚钢筋砼42超前小导管支护（双排）级多年冻土深埋26cm厚C30低温早强喷射砼、内设I20a75cm工字钢、f820cm20cm双层钢筋网模筑20cm厚C30低温早强钢筋砼或喷射24cm厚C30低温早强砼(内设I1875cm工字钢)50cm厚钢筋砼50cm厚钢筋砼42超前小导管支护（单排）DB63/T167420187.1.6隧道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，两车道隧道不应小于10m。7.1.7冻土段衬砌应向非冻土段延伸不小于10m。7.2荷载及计算7.2.1作用
24、在冻土隧道支护结构上的荷载应考虑围岩冻胀力。7.2.2冻胀力计算应视当地的自然条件、围岩含冰量、衬砌防冻构造及排水条件等确定。当无实测资料时，冻胀力计算可参见附录B计算。7.2.3多年冻土隧道衬砌结构宜采用荷载结构法计算结构内力。7.2.4衬砌结构设计7.2.5多年冻土公路隧道应施做衬砌结构，宜采用复合式衬砌。7.2.6富冰、饱冰和含土冰层多年冻土隧道应采用三层衬砌结构，一次支护可采用喷射混凝土（内置钢架），二次支护可采用喷射混凝土或模筑混凝土，三层支护采用钢筋混凝土结构。参见下表5。7.2.7衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、冻土类型、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受
25、力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。两车道多年冻土公路隧道支护参数可参照表5选用，并应根据现场围岩监控量测信息对设计支护参数进行必要的调整。表5多年冻土公路隧道复合式衬砌设计参数表（适用于两车道）7.2.8超前支护设计应符合下列规定：a)冻土隧道应采用超前小导管支护；b)超前小导管长度宜为4m6m，环向间距宜为30cm50cm，纵向排距宜取13倍的钢支撑间距；c)超前小导管的设置范围宜分布在拱顶环向的120150范围内，并根据现场实际围岩条件进行调整；d)多年冻土隧道超前导管不设注浆孔，管内应注浆密实，保证其刚度，浆液不应扩散至冻土围岩。7.2.9初期支护
26、设计应符合下列规定：a）富冰、饱冰和含土冰层多年冻土隧道应采用双层初期支护。第一层初期支护内应增设钢架；第二层初期支护可采用钢架+喷射混凝土支护或钢架+模筑混凝土或模筑钢筋混凝土，厚度不小于20cm；b）多年冻土隧道初期支护应采用纤维喷射混凝土，厚度不应小于20cm，不宜大于30cm；7DB63/T16742018c）为减少施工对冻土破坏，多年冻土隧道不宜设置系统锚杆。7.2.10二次衬砌设计应符合下列规定：a)衬砌断面曲边墙拱形断面。隧道洞口段应设加强衬砌，加强长度不小于10m；b)冻土隧道应设仰拱。仰拱曲率半径应比普通隧道小，路面与仰拱之间采用素混凝土填充；c)冻土段衬砌应向非冻土段延伸不小于10m；d)二次衬砌应采用低温早强模筑混凝土。7.3初期支护与辅助工程措施施工7.3.1施工支护应配合开挖及时施作