摘 要

为了满足国民经济建设的需求，中国能源工业发展迅速，但结构很不合理，大量燃煤使大气环境不断恶化，发展清洁能源、调整能源结构已迫在眉睫。西气东输二线工程是中国第一条引进境外天然气资源的大型管道工程，工程的实施，将促进中国能源结构和产业结构调整，有效改善大气环境提高人民生活品质。

设计根据西气东输二线管道工程东江隧道的工程地质条件及管道参数，依据相关设计规范对东江隧道开挖方案进行选取和设计。针对东江隧道为水下穿越隧道，所处围岩情况比较复杂，整体稳定性差，部分地段可能出现涌水、突水情况，对不同围岩级别的岩体设计了相适应的开挖方式，对洞口Ⅵ级围岩部分采用台阶法结合管棚、超前小导管支护等开挖方法，对Ⅲ级围岩部分采用全断面爆破方法；设计以短进尺、强支护、勤监测为原则，尽量减少对周边围岩的扰动。设计对不同围岩类别的岩体开挖进行了支护结构设计，并对洞室开挖过程中的施工安全监测进行了设计。

关键词：隧道、台阶法、全断面法、超前预报、监测

Abstract

In order to meet the needs of national economic construction, China's energy industry has developed rapidly, but the structure is not reasonable, a large number of coal to make the atmosphere environment worsening, the development of clean energy, adjust the energy structure is imminent. Natural gas from the west to east gas pipeline project is China the first introduction of foreign natural gas resources of the large-scale pipeline project, the implementation of the project will promote China's energy structure and industrial structure adjustment, effectively improve the atmospheric environment and enhance the quality of life of the people.

Design according to the natural gas from the west to East Gas Pipeline Project of Dongjiang River tunnel engineering geological conditions and pipeline parameters, according to relevant design specifications of Dongjiang River tunnel excavation scheme selection and design. In Dongjiang River Tunnel under the water through the tunnel, the surrounding rock is more complex, the overall stability of the poor, the sections may water inrush, situation, for different classes of surrounding rock masses design to adapt to the excavation method, the hole VI grade rock section with bench method combined with pipe shed, advanced small pipe supporting excavation methods, the grade III rock part of the full - face blasting method; design to short footage, strong support, frequent monitoring principle to minimize the disturbance to the surrounding rock. The design of supporting structure for rock mass excavation of different rock types was designed, and the safety monitoring of excavation process was designed.

Key Words：Tunnel, step method, full section method, advance forecast, monitoring

第1章 绪论

1.1设计的背景和意义

改革开放以来，中国能源工业发展迅速，但结构很不合理，煤炭在一次能源生产和消费中的比重均高达72%。大量燃煤使大气环境不断恶化，发展清洁能源、调整能源结构已迫在眉睫。西气东输二线是我国首条引进境外天然气资源的战略通道工程，是目前世界上线路最长、工程量最大的天然气管道。管线起于新疆霍尔果斯首站，途经全国15个省区市、192个县级单位，止于香港。工程全长8704公里。其中，干线霍尔果斯至广州段全长4978公里，8条支干线总长3726公里。西气东输二线管道工程分东西两段，从新疆霍尔果斯至宁夏中卫为西段，从中卫至广州为东段。工程的实施，将促进中国能源结构和产业结构调整，有效改善大气环境提高人民生活品质。

我国发展快速，从上世纪六七十年代完全人工作业，到后来新奥法的应用，再后来引进了大型隧道掘进机（TBM），隧道有了很大进步，长隧道,愈来愈多跨江、海的工程越来越多。隧道所处地质条件的和勘探手段的局限性，在施工中会出现各种前所未料的情况，为保证工程安全有序的进行在施工过程中要做好安全工作，严格控制工序的先后顺序。在不良地质条件进行隧道施工，岩层中含有地下水时，在对涌水进行治理前，必须进行详细的调查，掌握地下水的动态、涌水位置、水量大小，结合当地气候，同时考虑围岩条件、埋深等因素，选择合适的处理方案。隧道外形成型后，为了有效地适应和控制围岩的变形，增强围岩的稳定性，保证施工安全，须及时进行相应的支护。不良地质条件下隧道一经开挖暴露后应及时初期支护，隧道逐渐稳定后，适时进行二次支护以保证隧道的永久稳定和安全。

通过东江隧道施工图设计，把所学过的专业知识综合实际工程设计中，提高综合运用、标准、技术指标与经济指标的，达到对所学专业知识进行巩固、综合的目的，提高分析问题、解决问题的能力，同时了解有关隧道工程的新技术、新方法，掌握不同围岩等级情况下开挖方法的选择，学会在开挖过程中可能突发情况，像遇塌方、涌水等现象的预防和处理方法。

1.2国内外研究状况 

我国是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。随着，道路的提出了更高的标准，随着隧道里程的不断增加，关于隧道项目设计、施工中的一些难点也得到攻克，同时国家部门的也在不断的推出和完善，这些都为我们的设计施工提供了可靠保障。今后隧道工程技术发展的趋势，一是施工质量的保证；第二是工程与环境的友好。

随着经济的快速发展，人们对的需求越来越迫切，为了保护环境，拓展空间，的研究和建设日益成为行业和社会关注的焦点。从工程规模和现代化程度上看，当今世界的跨海隧道工程，莫过于英法海底隧道、日本青函铁路隧道。目前，我国已经建成和正在建设的水下公路隧道有许多。其中，的有、隧道、隧道等；的有、香港红袋等，在地理条件制约与社会发展需要的双重作用下，我国水下隧道的建设进入了黄金时代。

水下隧道的修建方法基本可以分为、、沉管法水下隧道等。 其中盾构法的施工，主要掘进设备是大型盾构机。水下隧道的施工，是依靠超前地质预报，进行爆破和监测，实现安全推进挖掘的隧道施工方法。水下隧道的施工，是将在干坞中制作的管状隧道节段沉入水底，连接而成水下通道的施工方法。

1.3设计原则和要解决的问题

1.3.1设计原则

、，吸收借鉴国内外类似的成功经验，，进行。

1. 隧道须遵循能充分发挥隧道功能。
2. 根据、、、等条件进行，合理地选择方法
3. 隧道结构的除满足施工误差的影响。
4. 具有要求。
5. 计，主体之间要充分协调。
6. 必须符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求。

设计依据和采用的规范标准：

1. 公路工程施工安全技术规范(JTJ076-95)
2. 公路隧道设计规范(JTGD70-2004)
3. 公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)
4. 锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)
5. 地下工程防水技术规范(GB50108-2008)
6. 爆破安全规程(GB6722-20114). 北京：中国标准出版社.

1.3.2解决的问题

结合隧洞开挖工程实例，根据西气东输二线管道工程东江隧道岩土工程勘察报告和初步设计进行隧道施工图设计。

1. 隧道进出口方案设计；
2. 隧道超前支护方案设计；
3. 隧道衬砌结构计算设计；
4. 隧道各段爆破施工设计；
5. 隧道施工安全监控量测等相关问题。

第2章 工程概况

2.1工程简介

西气东输二线管道工程分东西两段，从新疆霍尔果斯至宁夏中卫为西段，从中卫至广州为东段。本次共对东段干线7条非控制性山体隧道、广深支干线1条控制性隧道进行招标，分别为：密岭2#隧道、油山隧道、河口林场1#隧道、社背1#隧道、社背2#隧道、杨布塘隧道、大琴嘴隧道、东江水下隧道。

东江水下隧道长约1683m，穿越断面位于广东省惠州市博罗县和惠城区，北岸属于博罗县龙溪镇，南岸属于惠城区潼湖镇。穿越断面位于博罗县城下游约15km，北距龙溪镇约7.7km，南端紧邻潼湖镇。北岸有乡道Y527（水泥路面）、Y491（水泥路面）与省道S255、国道G324及广惠高速公路相通，南岸有省道S120可供利用，断面下游约9.1km为省道S255的东江大桥，断面上游约0.7km有过河渡口（人渡）。北岸、南岸皆有乡道可达断面所在位置。此外断面所在河段全年可通航，东江是珠江三大干流之一，发源于江西省。向南入广东，经龙川、河源、紫金、惠阳、博罗、东莞、增城而入狮子洋，全程523km，可通航里程397km。穿越河段河道通航等级为Ⅳ级，通航500吨级船舶，穿越断面所在区域交通方便。

2.2地形、地貌

隧址区地貌属于丘陵河谷地貌，北岸主要以浅丘和河谷阶地为主，南岸则为低山和河谷阶地，两岸Ⅰ级阶地发育不连续，沿江呈半月状分布。Ⅰ级阶地在北岸阶面宽度200～400m，在南岸阶面宽度150～200m；阶面海拔高程，北岸10.7～11.5m，南岸7.9～8.2m。浅丘位于北岸，海拔高程8.1～84.1m，相对高差约76m。低山则位于东江南岸Ⅰ级阶地后缘，海拔高程8.0～244m，相对高差约240m。

2.3气象

穿越点及其附近地区属于南亚热带季风气候，处于西南季风与东北季风的交汇处，具有日照时间长，太阳辐射较丰富，气候温暖，雨量充沛，无霜期长，雨日多，时程和分布不均，四季常绿等特点。

2.4水文与河势及河床稳定性评价

2.4.1 水文

东江为珠江流域的三大水系之一，发源于江西省寻乌县桠髻钵山，源区包括江西省寻乌、安远、定南三县，上游称寻乌水，河长约138km，河道平均坡降2.21‰，河床为石质、卵石，在广东省的龙川县合河坝与安远水汇合后始称东江。隧道穿越断面左岸为惠州市惠城区潼湖镇黎屋村（山下）和广和村（山上），右岸位于博罗县龙溪镇苏村，该段河道顺直，属于东江下游段，距上游博罗水文站约17.0km，距下游东深供水工程的太园抽水泵站约7.2km，距下游石龙（樊屋）潮水位站约41km，控制集水面积25822km2。东江流域洪涝灾害频繁。穿越断面位于东江流域的下游，是东江流域洪灾发生最频繁最严重的地带，洪水受西枝江和东江干流的共同作用，呈现出峰高量大、历时长、变幅大的特点。

2.4.2 河势