ICS93.060

CCSP21

四川省地方標準四

DB51/T2791—2021

川西高原公路隧道設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程

Designandconstructionregulationforhighwaytunnelsin

westernsichuanplateau

2021-08-02發(fā)布2021-09-01實施

發(fā)布

DB51/T2791—2021

目次

前言..............................................................................III

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3總則................................................................................1

4術(shù)語................................................................................2

5基本規(guī)定............................................................................4

5.1總體要求.......................................................................4

5.2分級標準.......................................................................4

5.3設(shè)防原則.......................................................................6

6隧道勘察............................................................................6

6.1一般規(guī)定.......................................................................6

6.2勘察手段與資料要求.............................................................7

6.3地質(zhì)調(diào)繪.......................................................................9

6.4氣象勘察......................................................................10

6.5物探、鉆探及測試..............................................................11

7隧道設(shè)計...........................................................................13

7.1一般規(guī)定......................................................................13

7.2總體設(shè)計......................................................................13

7.3洞口及洞門設(shè)計................................................................15

7.4抗防凍襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計............................................................16

7.5防凍保溫設(shè)計..................................................................17

7.6防水與排水設(shè)計................................................................19

7.7運營通風設(shè)計..................................................................24

8隧道施工...........................................................................24

8.1一般規(guī)定......................................................................24

8.2施工準備......................................................................25

8.3施工通風......................................................................26

8.4施工制氧供氧..................................................................27

8.5人員安全防護..................................................................28

8.6施工機械配套..................................................................29

8.7保溫層施工....................................................................29

8.8防水與排水....................................................................29

8.9混凝土施工....................................................................30

9建筑材料...........................................................................31

I

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9.1一般規(guī)定.......................................................................31

9.2混凝土材料.....................................................................31

9.3防水材料.......................................................................34

9.4保溫材料.......................................................................36

9.5其他材料.......................................................................36

附錄A（資料性）海拔高度與最冷月平均氣溫關(guān)系.......................................39

附錄B（資料性）海拔高度與氧氣含量關(guān)系.............................................40

附錄C（資料性）隧道結(jié)構(gòu)抗凍計算...................................................42

附錄D（資料性）隧道保溫層計算....................................................43

附錄E（資料性）隧道通風海拔高度系數(shù)...............................................44

附錄F（資料性）隧道供氧量計算....................................................46

II

DB51/T2791—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本規(guī)程由四川省交通運輸廳提出、歸口并解釋。

本規(guī)程起草單位：四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司、中鐵西南科學研究院有限公司、四川

大學、重慶大學、中國中鐵一局集團有限公司、四川交通職業(yè)技術(shù)學院。

本規(guī)程主要起草人：鄭金龍、王聯(lián)、蔚艷慶、林國進、吳鵬、盧義玉、吳劍、王劉勛、馬洪生、李

玉文、楊楓、朱長安、鄭波。

本文件首次發(fā)布。

III

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IV

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川西高原公路隧道設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了川西高原公路隧道海拔高度分級標準、勘察方法、設(shè)計措施、施工措施及建筑材料選

擇等。

本文件適用于川西高原公路隧道勘察、設(shè)計和施工。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB50010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50176《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》

GB50324《凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范》

GB/T35414《高原地區(qū)室內(nèi)空間彌散供氧(氧調(diào))要求》

JTG3370.1《公路隧道設(shè)計規(guī)范》

JTGB01《公路工程技術(shù)標準》

JTGC20《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》

JTGD70/2-02《公路隧道通風設(shè)計細則》

JTG/T3660《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》

JTG/TD31-06《季節(jié)性凍土地區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》

JTG/TD70《公路隧道設(shè)計細則》

JTG/TF60《公路隧道施工技術(shù)細則》

JGJ/T221《纖維混凝土應用技術(shù)規(guī)程》

3總則

3.0.1為滿足川西高原公路隧道建設(shè)需求，充分體現(xiàn)“氣象選線”原則，提高隧道勘察、設(shè)計與施工水

平，制訂本規(guī)程。

條文說明

隨著經(jīng)濟與交通的發(fā)展，在四川西部高原已建成、在建和規(guī)劃了大量公路隧道，由于川西高原獨特

的氣象條件，有必要編制針對性規(guī)范。

3.0.2本規(guī)程適用于川西高原地區(qū)各等級新建和改擴建山嶺公路隧道，其他隧道可參照執(zhí)行。

條文說明

云南、甘肅、青海、西藏等高海拔地區(qū)，特別是與四川交界地區(qū)，其溫度、濕度、氧氣含量等氣象

條件與川西高原相似，可以參考使用。

3.0.3隧道勘察除進行必要的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)外，還應對隧址區(qū)氣象條件進行勘察，特別是氣溫、

1

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凍結(jié)深度、氧氣含量、風速風向、巖石(土)凍脹和熱導率等情況。

3.0.4隧道設(shè)計應考慮凍害、雪害的影響，合理確定隧址、平縱線形，并結(jié)合防凍保溫措施確定隧道內(nèi)

輪廓、結(jié)構(gòu)、防排水等設(shè)計方案。

3.0.5隧道施工應結(jié)合隧道規(guī)模和氧氣含量情況制定施工通風與制氧供氧方案，積極推進機械化施工，

合理配置人員及機械設(shè)備，同時應根據(jù)氣溫條件制定冬季施工方案。

條文說明

主要目的是提高建設(shè)人員安全性和舒適度，確保工程質(zhì)量和滿足工期要求。

3.0.6隧道建設(shè)宜采用實際工程應用效果較好的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝。

3.0.7隧道設(shè)計與施工除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家、行業(yè)現(xiàn)行標準、規(guī)范的規(guī)定。其質(zhì)量及驗收

標準參照“公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（JTGF80/1）”執(zhí)行。

4術(shù)語

4.0.1

川西高原westernSichuanplateau

川西高原指四川省西部與青海、西藏交界的高海拔地區(qū)，分為川西北高原和川西山地兩部分，包括

四川阿壩州、甘孜州，青海玉樹州、果洛州，西藏地區(qū)等。

4.0.2

一般海拔隧道generalaltitudetunnel

在川西高原，海拔高度小于2100m的隧道，其勘察、設(shè)計與施工同廣義公路隧道相同，為體現(xiàn)與

高海拔隧道和超高海拔隧道的差異，本規(guī)程定義為一般海拔隧道，即GI型隧道。

4.0.3

高海拔隧道highaltitudetunnel

在川西高原，海拔高度處于2100～4200m之間的隧道，本規(guī)程定義為高海拔隧道，即GII型隧道。

川西高原多數(shù)隧道處于此海拔高度段，本規(guī)程又細分了三個亞級，海拔高度處于2100～2800m、2800～

3500m和3500～4200m的隧道，分別對應為GII-1型、GII-2型和GII-3型隧道。

4.0.4

超高海拔隧道extrahighaltitudetunnel

在川西高原，海拔高度大于4200m的隧道，本規(guī)程定義為超高海拔隧道，即GIII型隧道。

4.0.5

季節(jié)性凍土地區(qū)seasonallyfrozenregion

地表層冬季凍結(jié)、夏季全部融化的土稱為季節(jié)性凍土，其所在地區(qū)稱為季節(jié)性凍土地區(qū)。

4.0.6

最大凍結(jié)深度maximumdepthoffrozenground

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地表土層或疏松巖石凍結(jié)的最大深度。

4.0.7

標準凍深standardfrostdepth

在空曠野外、地表袒露平坦的不凍脹性黏性土凍深觀測站，實測不少于10年的年最大凍深的平均

值。

4.0.8

凍結(jié)指數(shù)freezingindex

某年的凍結(jié)指數(shù)為該年內(nèi)日平均溫度中的負溫度累計值。日平均溫度為每日的2時、8時、14時和

20時4個時刻的氣溫平均值。

4.0.9

凍融作用freezethawaction

土層由于溫度降到零度以下和升至零度以上而產(chǎn)生凍結(jié)和融化的一種物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象。

4.0.10

凍脹作用frostheaving

土層凍結(jié)，其中水分向凍結(jié)鋒面遷移，產(chǎn)生重分布并變成冰，使原土層體積增大而發(fā)生變形的過程。

4.0.11

凍脹力frost-heavingforce

由于圍巖或土體凍脹產(chǎn)生的作用在隧道支護結(jié)構(gòu)上的力，以切向凍脹力、法向凍脹力和水平向凍脹

力表示。

4.0.12

熱導率coefficientofthermalconductivity

物質(zhì)導熱能力的量度，指當溫度垂直向下梯度為1℃/m時，單位時間內(nèi)通過單位水平截面積所傳

遞的熱量。

4.0.13

高原反應highaltitudereaction

人到達一定的海拔高度后，身體為適應高海拔地區(qū)氣壓低、含氧量少、空氣干燥等環(huán)境因素的變化，

而產(chǎn)生的各種不適的生理反應。

4.0.14

制氧供氧oxygengeneratedandsupply

隧道處于一定的海拔高度后，為克服高原反應所采取的工程措施，由制氧系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、瓶裝系

統(tǒng)、供氧系統(tǒng)等組成。

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4.0.15

彌散式供氧oxygensupplyofdiffusetype

氧源通過管路輸送到密封性較好的空間，蔓延至空間的各個角落，將空氣中氧濃度提升至合理的范

圍內(nèi)。

4.0.16

月平均氣溫monthlyaveragetemperature

全月各日的日平均氣溫的算術(shù)平均值。

4.0.17

防凍保溫系統(tǒng)antifreezeinsulationsystem

防凍保溫系統(tǒng)是由保溫層、保護層和固定材料(膠黏劑、錨固件等)構(gòu)成，且安裝在隧道襯砌表面或

初期支護與二次襯砌之間的非承重保溫構(gòu)造總稱。

5基本規(guī)定

5.1總體要求

5.1.1應分階段開展地質(zhì)勘察工作，特別是氣象和水文地質(zhì)勘察工作，查明隧址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地

質(zhì)和氣象條件，勘察深度應滿足川西高原隧道抗防凍設(shè)計和隧道施工要求。

條文說明

根據(jù)工程實踐，川西高原隧道氣象和水文地質(zhì)勘察十分重要和關(guān)鍵，特別是隧址區(qū)氣溫、風速、風

向、最大凍結(jié)濃度、氣壓（含氧量）、融化指數(shù)(凍結(jié)指數(shù))等氣象參數(shù)，以及隧道涌水量、涌水位置、

水量變化特征等因素，對隧道設(shè)計、施工及運營存在較大影響。

5.1.2應充分體現(xiàn)“氣象選線”原則，確定隧道位置時，除考慮地形、地質(zhì)條件外，還應充分考慮隧址

區(qū)氣象條件，選取適當?shù)乃淼罉烁?、洞口位置和軸線。

條文說明

根據(jù)現(xiàn)場工程調(diào)查，通過“氣象選線”確定合理標高、洞口位置以及風向等氣象因素，對防止隧道

病害及保障運營安全意義重大。

5.1.3應根據(jù)海拔高度分級指標進行結(jié)構(gòu)抗防凍、防排水設(shè)計。

5.1.4應根據(jù)海拔高度分級標準配置相應的施工通風、制氧供氧和醫(yī)療保障等設(shè)備，同時應采取相應冬

季施工技術(shù)措施。

5.2分級標準

5.2.1應以隧道洞口最冷月平均氣溫為主要指標，以最大凍結(jié)深度為輔助指標，按表5.2.1確定隧道的

寒冷程度。

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表5.2.1隧道寒冷程度分類指標

主要指標輔助指標川西高原對應海拔高

寒冷程度

最冷月(1月)平均氣溫最大凍結(jié)深度(cm)度(m)

一般地區(qū)≥0℃0~35≤2100

寒冷地區(qū)-10～0℃35～1352100～4200

嚴寒地區(qū)≤-10℃＞135≥4200

條文說明

參考《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》GB50176。海拔高度與氣象條件對應關(guān)系是根據(jù)川西多地區(qū)多座隧

道隧址區(qū)實測統(tǒng)計得出。

5.2.2應根據(jù)隧道洞口年平均氣管氧分壓，按表5.2.2確定隧道的缺氧程度。

表5.2.2川西高原公路隧道缺氧程度分級指標

氣管氧分壓對應大氣壓力川西高原對應海拔

缺氧程度對應0m海拔氧氣含量

(mmHg)(mmHg)高度(m)

不缺氧≥113≥16%≥589≤2100

部分缺氧84～11312%～16%450～5892100～4200

嚴重缺氧≤84≤12%≤450≥4200

條文說明

參考《缺氧危險作業(yè)安全規(guī)程》GB8958等。海拔高度與氣象條件對應關(guān)系是根據(jù)川西多地區(qū)多座

隧道隧址區(qū)實測統(tǒng)計得出。

5.2.3川西高原公路隧道按海拔高度可分為一般海拔隧道、高海拔隧道和超高海拔隧道三級，無實測數(shù)

據(jù)時，隧道寒冷程度與缺氧程度可參照表5.2.3的規(guī)定確定。

表5.2.3川西高原公路隧道海拔高度分級標準

隧道分級標準海拔高度(m)寒冷程度缺氧程度

一般海拔隧道GI型≤2100一般地區(qū)不缺氧

GII-1型2100～2800

高海拔隧道GII-2型2800～3500寒冷地區(qū)部分缺氧

GII-3型3500～4200

超高海拔隧道GIII型≥4200嚴寒地區(qū)嚴重缺氧

條文說明

根據(jù)川西多地區(qū)多座隧道隧址區(qū)氣象實測研究統(tǒng)計，隨著海拔高度升高，氣溫降低、大氣壓(含氧

量)降低，而且有較好的一致性規(guī)律。海拔高度低于2100m時，氧氣含量≥16%，最冷月(1月)平均氣

溫均≥0℃。當海拔高度大于4200m時，氧氣含量≤12%，最冷月(1月)平均氣溫均≤-10℃，海拔高度

在2100～4200m時，氧氣含量一般在12%～16%，最冷月(1月)平均氣溫一般在-10～0℃。

川西高原隧道多數(shù)處于2100～4200m，參考隧道圍巖分級的經(jīng)驗將高海拔隧道分成三個亞級。

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5.3設(shè)防原則

5.3.1隧道軸線宜與隧址區(qū)風向垂直或大角度相交，洞口宜布設(shè)在陽坡面，并根據(jù)地形、風向合理確定

洞口防雪措施。

5.3.2應根據(jù)隧道海拔高度分級標準制定隧道抗防凍及制氧供氧技術(shù)措施。隧道抗防凍措施內(nèi)容包括隧

道支護結(jié)構(gòu)、防排水和防凍保溫層等，制氧供氧措施內(nèi)容包括制氧方式、供氧方式以及醫(yī)療保障等。

5.3.3隧道抗防凍應根據(jù)實測最冷月(1月)平均氣溫、隧道施工制氧供氧設(shè)防應根據(jù)實測隧址區(qū)含氧量

分別制定針對性設(shè)防措施；若無實測資料，川西高原公路隧道設(shè)防措施可參照表5.3.3。

表5.3.3川西高原公路隧道設(shè)防措施選取原則

隧道分級標準海拔高度(m)抗防凍措施制氧供氧措施

一般海拔隧道GI型≤2100不采用不采用

GII-1型2100～2800選用不采用

高海拔隧道GII-2型2800～3500選用選用

GII-3型3500～4200采用采用

超高海拔隧道GIII型≥4200采用采用

條文說明

不采用是指采用一般隧道措施，不采取抗防凍或制氧供氧措施。選用是需要根據(jù)氣象資料論證是否

采取抗防凍或制氧供氧措施。采用是需要考慮抗防凍或制氧供氧措施。本表選用和采用確定期原則性，

其具體措施需要根據(jù)凍害及缺氧程度確定。

6隧道勘察

6.1一般規(guī)定

6.1.1應分階段開展工程地質(zhì)勘察工作，除滿足《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTGC20)中隧道勘察技

術(shù)要求外，還需按本規(guī)程要求開展隧道地質(zhì)勘察工作，并重點進行專項的氣象和水文地質(zhì)勘察，其勘

察范圍和深度應滿足各階段隧道設(shè)計的需要。

條文說明

根據(jù)科研成果和工程實踐，隧址區(qū)的氣象和水文地質(zhì)條件對高原隧道的合理選線、建設(shè)安全影響大，

故川西高原隧道需要強化氣象勘察和水文地質(zhì)勘察。

6.1.2隧道勘察應編制勘察大綱。編制大綱前應收集隧址區(qū)的氣象、水文、區(qū)域地質(zhì)等相關(guān)資料，對收

集的資料進行分析和現(xiàn)場踏勘后，根據(jù)地形地貌、地質(zhì)條件、氣象條件，綜合選擇勘察方法和布置勘察

工作量。

條文說明

隧道附近既有的氣象、區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、上階段地質(zhì)勘察等資料是初步分析隧址區(qū)自然地理條

件的重要基礎(chǔ)，有助于提高勘察大綱編制的針對性。充分收集和分析這些既有資料，并進行現(xiàn)場踏勘后，

再進行各階段勘察大綱的編制工作，投入與勘察階段要求相匹配的勘察工作量，既能減少高原隧道的勘

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察成本，又可提高勘察方案的針對性和勘察質(zhì)量。

6.1.3地質(zhì)構(gòu)造復雜、含變質(zhì)巖地層的隧道應重點勘察隧址區(qū)水文地質(zhì)條件，包括地表水分布、地下水

位及變化范圍、地下水出露等。宜在不同季節(jié)分別進行調(diào)查、量測，評價隧道總涌水量，預測集中涌水

段落以及隧道內(nèi)地下水變化趨勢等。

條文說明

根據(jù)川西高原隧道工程實踐，隧道通過含變質(zhì)巖地層時，地下水動態(tài)變化規(guī)律復雜，水對圍巖軟化

作用大，既影響隧道圍巖及支護的穩(wěn)定，也影響隧道施工進度和安全。

6.1.4海拔高度超過4800m的地區(qū)可能存在多年凍土，多年凍土勘察應符合《凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范》

(GB50324)相關(guān)規(guī)定；海拔高度超過2800m路段應對最大凍結(jié)深度進行調(diào)查評價。

條文說明

通過研究與調(diào)查，川西高原海拔高度低于4800m的地區(qū)出現(xiàn)多年凍土可能性小，海拔高度超過

4800m的隧道不多，本規(guī)程勘察主要針對季節(jié)性凍土。

6.1.5隧道工程地質(zhì)勘察工作應采用資料收集、工程地質(zhì)調(diào)繪、水文地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探、現(xiàn)場測試、

室內(nèi)試驗等手段，綜合評價隧址區(qū)工程地質(zhì)條件。

條文說明

四川西部山區(qū)高原隧道具有氣象條件復雜，且小區(qū)域氣候條件多變，地質(zhì)構(gòu)造復雜，斷裂和褶皺發(fā)

育規(guī)模大，地震烈度高，巖體風化程度高的特點，巖石以變質(zhì)巖(板巖、千枚巖等)居多，巖組、巖性變

化頻繁且無明顯重復規(guī)律，水文地質(zhì)條件復雜，普遍具有地下水豐富的特點(且變質(zhì)巖區(qū)域內(nèi)地下水普

遍具有滯后出露現(xiàn)象)，所以在充分總結(jié)既有高原隧道勘察設(shè)計施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)分析認為，在高

原隧道勘察中尤其要重視氣象條件、水文地質(zhì)條件的勘察，并應重點使用物探、鉆探驗證、地應力測試

等有效勘察方法，注重各種勘察方法獲取的地質(zhì)資料的綜合分析研判。

6.2勘察手段與資料要求

6.2.1不同勘察設(shè)計階段采用的勘察手段可按表6.2.1選用。

表6.2.1勘察手段選用表

勘察階段

勘察手段

預可勘察工可勘察初步勘察詳細勘察

資料收集++++

地質(zhì)調(diào)繪++++

氣象勘察(+)(+)++

鉆探(+)++

物探+(+)

測試試驗++

注：“+”必做項目；“(+)”選做項目。

7

DB51/T2791—2020

條文說明

勘察手段的選取和組合不是固定的，表中列出的是常用的勘察手段，并鼓勵使用勘察新技術(shù)、新方

法。隨勘察階段的不同，勘察方案可根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的復雜程度、巖性組合情況、資料收集詳細程度、工

程類型等各種因素綜合考慮后分析確定。

6.2.2文字說明資料應包括以下內(nèi)容：

1.預可及工可勘察：應對隧址區(qū)沿線的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、氣象條

件、凍土深度、地震動參數(shù)等基本地質(zhì)條件進行說明；對不良地質(zhì)和特殊性巖土應闡明其類型、性質(zhì)、

分布范圍、發(fā)育規(guī)律及其對隧道工程的影響和處治建議；概略劃分隧道的圍巖級別，估算隧道涌水量，

闡述方案比選意見及下階段地質(zhì)勘察工作建議。

2.初步勘察：除包含一般性地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等總體說明外，應說明隧址區(qū)水文地質(zhì)和工程地

質(zhì)條件，評價隧址區(qū)氣候條件、凍土深度及對隧道的影響，分段評價隧道的圍巖級別；分析隧道進出口

地段邊坡的穩(wěn)定性及處治建議；分析高地應力巖石發(fā)生巖爆和大變形的可能性及級別；對隧道的傍山段

淺埋偏壓情況進行評估；分析隧道在通過儲水構(gòu)造、斷裂帶、覆蓋層等不良地質(zhì)段發(fā)生集中涌水、塌方

的可能性；隧道通過碳質(zhì)巖層、煤系地層、氣田地層時，應分析有害氣體對工程建設(shè)的影響；對隧道涌

水量進行分析計算；評估隧道建設(shè)對當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境的影響及隧道建設(shè)的適宜性。

3.詳細勘察：在初步勘察基礎(chǔ)上，補充實施勘察工作后，校對初勘的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、氣象

條件和最大凍結(jié)深度等文字說明。資料要求同初步勘察。

6.2.3圖表資料應包括以下內(nèi)容：

1.工可勘察：

1)全線工程地質(zhì)平、縱面圖(1∶10000～1∶200000)；

2)隧道工程地質(zhì)平、縱面圖(含工程地質(zhì)平面圖和工程地質(zhì)縱斷面圖)(1∶2000～1∶10000)；

3)附圖、附表和照片等。

2.初步勘察：

1)隧道1∶2000～1∶10000工程地質(zhì)平面圖；

2)隧道1∶2000～1∶10000工程地質(zhì)縱斷面圖；

3)隧道洞口1∶500工程地質(zhì)平面圖；

4)隧道洞口1∶200工程地質(zhì)斷面圖；

5)鉆孔柱狀圖1∶50～1∶200

6)氣象勘察分析資料；

7)物探、測井解釋成果資料；

8)原位測試、地應力測量、水文地質(zhì)測試、巖石、土體、水樣測試資料、地溫測試、有害氣體等測

試資料；

9)附圖、附表和照片等。

3.詳細勘察：

在初步勘察基礎(chǔ)上，補充實施勘察工作后，補充、校對初勘圖表資料。資料要求同初步勘察。

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6.3地質(zhì)調(diào)繪

6.3.1工程地質(zhì)調(diào)繪應分階段開展工作，調(diào)查內(nèi)容和深度應與設(shè)計階段相適應。

6.3.2地質(zhì)調(diào)繪及評價主要包括以下內(nèi)容：

1.地層、巖性及地質(zhì)構(gòu)造的性質(zhì)、類型和規(guī)模；

2.斷裂、斷層、節(jié)理等軟弱結(jié)構(gòu)面特征及其與隧道的組合關(guān)系；

3.斷裂、斷層及褶皺構(gòu)造與地下水補徑排的關(guān)系；

4.沖溝、凹溝等地表匯水地形與隧道的關(guān)系，評價其對隧道涌水量的影響；

5.臨近地區(qū)既有隧道或地下結(jié)構(gòu)物凍融病害調(diào)查，主要包括襯砌開裂、滲漏水及掛冰、路面積水

與結(jié)冰、洞口掛冰及熱融滑塌、地表截排水溝出水口積水與結(jié)冰等；

6.調(diào)查隧址區(qū)崩塌、錯落、巖堆、滑坡、巖溶、自然或人工坑洞、采空區(qū)、泥石流、流沙、濕陷

性黃土、鹽漬土、鹽巖、地熱等不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象，及其發(fā)生、發(fā)展的原因、類型、規(guī)模和發(fā)展

趨勢，分析其對隧道洞口和洞身穩(wěn)定的影響程度；

7.隧道通過煤系地層或碳質(zhì)巖層時，應注意對有害氣體的調(diào)查訪問和類比資料收集，為鉆孔布置

調(diào)整及取樣測試提供指導意見；

8.按《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306)的規(guī)定或經(jīng)地震部門專項評價，確定隧道所處地區(qū)的

地震動峰值加速度參數(shù)。

條文說明

規(guī)定了施工前各階段隧道工程的地形、地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容。隧道地形、地質(zhì)調(diào)查是綜合性的工作，查明

測區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，對各種不良地質(zhì)條件做出評價，并提出有效措施或建議，為工程設(shè)計

提供基礎(chǔ)資料。

由于各類地質(zhì)問題的復雜程度、規(guī)模、性質(zhì)，自然地理條件的不同，很難劃分初、詳勘工作的基本

內(nèi)容，實際工作中常互有穿插。條文中只提出了調(diào)查內(nèi)容，勘察時應結(jié)合實際情況，安排調(diào)查內(nèi)容的深

度。一般在初勘階段，以地質(zhì)測繪為主要手段，輔以少量的勘探試驗，對隧道圍巖穩(wěn)定性做出定性為主

的評價，初步劃分圍巖級別；在詳勘階段，合理采用各種勘探手段，對各類地質(zhì)現(xiàn)象進行綜合分析，互

相印證，盡量對隧道工程地質(zhì)條件做出定量或半定量評估，詳細劃分圍巖級別。

隧址區(qū)存在有害氣體或礦體時，按勞動保護、環(huán)境保護等條例，查明含量，預測釋放程度，以對人

體、環(huán)境不發(fā)生危害為限，超出規(guī)定的危害允許值時，須采取必要的防護措施。對氣、礦體勘察可與專

業(yè)技術(shù)單位協(xié)力合作進行。

6.3.3水文地質(zhì)調(diào)查評價應包括以下內(nèi)容：

1.調(diào)查隧址區(qū)地表水系、第四系堆積體、地表水匯水區(qū)與隧道線位關(guān)系；

2.調(diào)查斷裂、斷層、褶皺、節(jié)理裂隙密集發(fā)育帶等地質(zhì)構(gòu)造與隧道的關(guān)系，評價其對隧道水文地

質(zhì)條件的影響；

3.調(diào)查地下水發(fā)育情況以及地下水位隨季節(jié)變化情況，評估隧道可能出現(xiàn)的地下水類型以及集中

涌水段，分析預測隧道內(nèi)地下水的變化規(guī)律；

4.評價可能造成隧道發(fā)生凍害的各種水源發(fā)育情況。

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6.4氣象勘察

6.4.1應在收集氣象資料的基礎(chǔ)上，對隧址區(qū)進行氣象條件初步分析，主要包括工程地點的年平均氣溫、

最冷月平均氣溫、最低日平均氣溫、凍結(jié)指數(shù)、冬季風向及風速、年平均降水(雪)量、雪線、氣壓(氧

含量)及氣壓差、凍結(jié)深度等。

條文說明

以上氣象因素涉及隧道設(shè)計與施工，影響隧道方案，是川西高原隧道氣象勘察的基本要素。最冷月

平均氣溫、凍結(jié)深度、凍結(jié)指數(shù)、冬季風速風向是隧道抗防凍結(jié)構(gòu)、防排水以及洞口防雪棚所需參數(shù)，

氣壓(氧含量)影響隧道施工。

6.4.2氣象資料應采用與隧址區(qū)海拔高度相當或條件相似的鄰近氣象臺資料，經(jīng)論證有必要新建氣象站

(點)進行觀測時，觀測周期不得少于一個氣象年，且應與本地區(qū)既有氣象資料進行校核，氣象資料統(tǒng)計

年限宜不少于近10年。

條文說明

氣象條件是寒區(qū)公路隧道設(shè)計的基本依據(jù)，也是隧道凍害、通風供氧的決定性因素。氣象資料統(tǒng)計

年限越長對設(shè)計越有利，美國相關(guān)規(guī)范采用20年氣象資料，俄羅斯相關(guān)規(guī)范采用10年氣象資料，本規(guī)

程提出了最低年限要求。

6.4.3海拔高度大于3500m的特長隧道和海拔高度大于4200m的長、特長隧道，宜在隧址區(qū)設(shè)立氣

象觀測站(點)，并持續(xù)收集隧址區(qū)氣象資料。

條文說明

海拔高度大于3500m可能需要考慮抗防凍與供氧措施，氣象條件更為復雜，而氣象資料往往缺少，

所以提出建立氣象觀測站的要求。

6.4.4標準凍深Z0應采用隧址區(qū)附近或氣溫條件相近的氣象臺(站)的多年最大凍結(jié)深度平均值，統(tǒng)計

年限宜不少于近10年。

條文說明

標準凍深可以通過氣象資料或氣象觀測實測獲得，年限要求與其他氣象要素一致。

6.4.5隧道設(shè)計凍深Zd可按式6.4.5計算：

ZZ(6.4.5)

d00zszwzt

式中：

Zd——隧道設(shè)計凍深，m；

Z0——標準凍深，m；

ψzs——土質(zhì)或巖性對凍深的影響系數(shù)；

ψzw——凍脹性對凍深的影響系數(shù)；

ψzt0——地形對凍深的影響系數(shù)。

各影響系數(shù)按表6.4.5查取。

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表6.4.5凍深影響系數(shù)

系數(shù)土質(zhì)影響系數(shù)ψzs凍脹性影響系數(shù)ψzw地形影響系數(shù)ψzt0

細砂、中砂、

碎(卵)特強

分類黏性土粉砂、粗砂、不凍脹弱凍脹凍脹強凍脹平坦陽坡陰坡

石土凍脹

粉土礫砂

取值1.001.201.301.401.000.950.900.850.801.000.901.10

6.4.6圍巖（土）凍脹性應根據(jù)平均凍脹率η的大小劃分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍

脹五級，并應符合表6.4.6的規(guī)定。

表6.4.6圍巖凍脹性分級

凍脹類別不凍脹弱凍脹凍脹強凍脹特強凍脹

土平均凍脹率ηη≤11＜η≤3.53.5＜η≤66＜η≤12η＞12

巖體平均凍脹率ηη≤0.130.13＜η≤0.470.47＜η≤0.80.8＜η≤1.6η＞1.6

條文說明

巖(土)凍脹率可根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》(JTGE40)、《公路工程巖石試驗規(guī)程》(JTGE41)測試。此

外，根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果，-5℃條件下凍土的彈性模量為0.14～0.59GPa，-5～-20℃條件下凍巖的彈性模

量為4.45～10.12GPa，對比可知凍巖彈性模量是凍土的7.5～72.3倍。

6.5物探、鉆探及測試

6.5.1物探應符合以下規(guī)定：

1.地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件復雜的高原隧道，在收集資料和地質(zhì)調(diào)繪后宜優(yōu)先開展物探勘察，解

譯隧道分布的物探異常區(qū)，以指導鉆探、測試等后續(xù)勘察工作的調(diào)整，當一種物探方法解譯困難時，可

增加1～2種物探方法進行平行驗證。

2.宜選用地震法、電法等地球物探手段查明斷裂、褶皺、可能富水區(qū)等的分布及變化特征，并進

行現(xiàn)場調(diào)查、鉆探等驗證。

3.隧道物探方法宜按表6.5.1選擇。

表6.5.1物探方法選擇表

隧道埋深(m)主選物探方法備選物探方法

＜30m電測深法、高密度電法地震反射波法、瑞利面波法、地質(zhì)雷達

30~100m高密度電法瞬變電磁法、地震反射波法

＞100m音頻大地電磁法可控源音頻大地電磁法、地震反射波法

條文說明

物探主要目的是探測隧址區(qū)分布的斷裂構(gòu)造、褶皺核部、富水區(qū)等具備物性差異區(qū)域。在通過物探

發(fā)現(xiàn)具有低阻(或高阻)異常的區(qū)域后，應修正勘察大綱中初步確定的鉆孔等的布置，通過鉆探等手段進

一步查明其地質(zhì)條件。

物探方法種類較多，高原隧道勘察時應選擇適合隧道勘察、效果好、操作方便的方法。隧道所處地

形一般來說起伏較大，在選擇物探方法時，隧道埋深30m以內(nèi)推薦使用電測深法，30～50m范圍內(nèi)推

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薦使用高密度電法，探測深度50～100m范圍內(nèi)推薦使用高密度電法，大于100m推薦采用音頻大地電

磁法(強干擾情況下可選用可控源音頻大地電磁法或地震反射波法)；瞬變電磁法目前對異常的埋深及定

量解釋精度不夠，且受地形起伏影響較大，但是由于瞬變電磁不受接地條件影響及對低阻體反應敏感等

特性，可作為備選方法或作為平行測試比較方法。在物探勘察發(fā)現(xiàn)異常區(qū)后，還應配合現(xiàn)場調(diào)查、鉆探

等其他勘察方法進行驗證。

6.5.2鉆探應符合下列規(guī)定：

1.鉆孔應布置在隧道物探異常區(qū)、經(jīng)調(diào)查初步確定的斷裂、褶皺重點部位；

2.孔底應鉆至隧道路面設(shè)計高程以下不小于10m或必須查清的構(gòu)造部位；

3.隧道洞身段鉆孔，應在設(shè)計高程以上3～5倍洞徑范圍內(nèi)采取巖、土試樣，同一地層中，巖、土

試樣的數(shù)量不宜少于6組；隧道進出口段鉆孔，應分層采取巖、土試樣；

4.鉆孔過程中應注意觀測是否有氣體冒出，并及時封閉取樣測試，以評價有害氣體對隧道建設(shè)的

影響；

5.地下水發(fā)育時，應進行抽(注)水試驗，分層獲取各含水層水文地質(zhì)參數(shù)并評價其富水性和涌水

量。水文地質(zhì)條件復雜時，應進行地下水位動態(tài)觀測；

6.當巖芯采集困難或采用鉆探難以判明孔內(nèi)的地質(zhì)情況時，應進行孔內(nèi)綜合測井；

7.深埋隧道及初步評價高地應力隧道應進行鉆孔內(nèi)地應力測試；

8.鉆孔內(nèi)應進行地溫測試，提供隧道洞門和排水設(shè)計所需的地溫資料；

9.采取地表水和地下水樣進行水質(zhì)分析，評價水的腐蝕性。

6.5.3測試及試驗應符合下列規(guī)定：

1.對于隧道穿越的第四系覆蓋層，宜采用動力觸探、靜力觸探、標準貫入等方法，測試土體的地

基承載力、摩阻力、密實程度等；

2.隧道深埋段地應力評價，宜采用深孔內(nèi)水壓致裂法進行巖石地應力測試；

3.原位測試應結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗在綜合分析的基礎(chǔ)上提供巖土參數(shù)建議值；

4.室內(nèi)試驗應根據(jù)隧道設(shè)計要求和巖土類型選擇巖石試驗、土工試驗、巖土礦物分析、水質(zhì)分析

等試驗項目和試驗方法，應符合《公路土工試驗規(guī)程》(JTGE40)、《公路工程巖石試驗規(guī)程》(JTGE41)

等相關(guān)標準的規(guī)定；

5.地表出露及鉆孔內(nèi)的煤系地層或碳質(zhì)巖層，應取樣進行巖層生烴能力測試，以進一步評價隧道

有害氣體情況；

6.應采取地表水、地下水樣進行水質(zhì)成分檢測，評價水對混凝土和鋼筋的腐蝕性；

7.隧道工程地質(zhì)勘察宜在工地設(shè)置試驗室，無條件設(shè)置時，試樣不得因長時間存放或長距離運輸

影響試驗數(shù)據(jù)的真實性；

8.土體、巖體試驗項目可按表6.5.3選擇。

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表6.5.3土體、巖體試驗項目選擇表

測試項目土體巖體

顆粒分析(+)

天然含水率w(%)+

密度ρ(g/cm3)++

塑限Wp(%)+

液限WL(%)+

壓縮系數(shù)a(MPa-1)(+)

粘聚力c(kPa)(+)(+)

剪切試驗

內(nèi)摩擦角φ(°)(+)(+)

自由膨脹率Fs(%)(+)(+)

孔內(nèi)波速Vp(km/s)+

巖石單軸飽和抗壓強度RC(MPa)+

礦物成分分析(+)(+)

注：“+”必做項目；“(+)”選做項目；

7隧道設(shè)計

7.1一般規(guī)定

7.1.1隧道選線除考慮地形與地質(zhì)條件外，尚應充分考慮隧址區(qū)氣象因素，特別是GII、GIII型隧道應

遵循“氣象選線”原則。

條文說明

川西高原公路隧道需要考慮地形、地質(zhì)與氣象選線相結(jié)合。

7.1.2隧道方案應綜合考慮風向、氣溫、最大凍結(jié)深度等自然環(huán)境的影響，合理選擇隧道海拔高度與隧

道規(guī)模。

7.1.3隧道設(shè)計應綜合考慮環(huán)境保護、節(jié)能降耗、防災救援和運營養(yǎng)護要求。

7.1.4隧道土建工程設(shè)計應體現(xiàn)動態(tài)設(shè)計與信息化施工的思想。

7.2總體設(shè)計

7.2.1隧址區(qū)應選擇在穩(wěn)定的地層中，不宜穿越工程地質(zhì)和水文地質(zhì)復雜、淺埋、偏壓以及嚴重不良地

質(zhì)地段。

7.2.2應根據(jù)地質(zhì)、地形、路線走向、通風等因素確定隧道平面線形。設(shè)曲線時，不宜采用設(shè)超高的平

曲線。在《公路隧道設(shè)計規(guī)范》JTG3370.1所規(guī)定的基礎(chǔ)上適當提高平面設(shè)計指標要求。

條文說明

川西高原隧道洞口可能存在積雪積冰問題，影響行車安全，所以提出平面指標適當提高的要求。

7.2.3隧道縱坡應考慮行車安全、運營通風規(guī)模、施工作業(yè)和排水要求，隧道縱坡宜采用人字坡，洞口

抗防凍段縱坡不宜小于1.0%，最小坡長不宜小于抗凍設(shè)防段。

條文說明

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適當加大隧道縱坡以提高洞口段水流速度，可減少結(jié)冰的可能性，所以提出加大洞口抗防凍段縱坡

的要求。

7.2.4隧道建筑限界可按照一般公路隧道確定。同一座隧道凍土段和非凍土段可采用不同的內(nèi)輪廓，在

條件允許的情況下，非凍土段可按凍土段的內(nèi)輪廓設(shè)計。

條文說明

建筑限界應統(tǒng)一，而隧道內(nèi)輪廓可根據(jù)情況分析確定。

7.2.5隧道內(nèi)輪廓斷面凈空在滿足功能、結(jié)構(gòu)受力和預防性養(yǎng)護要求的前提下，防凍設(shè)防段可適當加大

隧道內(nèi)輪廓，其建筑限界與內(nèi)輪廓最小間距宜不小于10cm。

條文說明

考慮設(shè)計施工水平、工程材料、工程經(jīng)驗及凍土隧道后期運營養(yǎng)護維修，川西高原公路隧道內(nèi)輪廓

宜比普通環(huán)境地段適當加大。

7.2.6應根據(jù)實測氣溫及凍結(jié)深度采取針對性設(shè)防措施，無實測資料時可按表7.2.6確定。

表7.2.6川西高原公路隧道抗防凍措施

隧道分級標準海拔高度(m)結(jié)構(gòu)保溫防排水圍巖注漿

一般海拔隧道GI型≤2100不采用正常措施不采用

GII-1型2100～2800不采用選用不采用

高海拔隧道GII-2型2800～3500選用水溝加深選用

GII-3型3500～4200采用深埋水溝采用

超高海拔隧道GIII型≥4200采用深埋水溝或防寒泄水洞采用

條文說明

參考川西隧道科研與工程實踐總結(jié)。

7.2.7應根據(jù)實測隧址區(qū)含氧量采取針對性設(shè)防措施，無實測資料時可按表7.2.7確定。

表7.2.7隧道供氧措施選取表

隧道分級標準海拔高度(m)重體力勞動人員一般人員供氧方法

一般海拔隧道GI型≤2100不供氧不供氧—

GII-1型2100～2800不供氧不供氧—

高海拔隧道GII-2型2800～3500宜供氧不供氧背負式+移動供氧車

GII-3型3500～4200供氧宜供氧彌散式+移動供氧車

超高海拔隧道GIII型≥4200供氧供氧彌散式+分布式+移動供氧車

條文說明

參考《高原地區(qū)室內(nèi)空間彌散式供氧(氧調(diào))要求》(GB/T35414)，結(jié)合雀兒山隧道、巴朗山隧道施

工經(jīng)驗提出。

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7.3洞口及洞門設(shè)計

7.3.1洞口設(shè)計應符合下列規(guī)定：

1.隧道洞口宜選擇向陽、不易積雪、易于排水位置。

2.在降雪量較大地區(qū)，隧道洞口不宜設(shè)在邊坡和仰坡較為陡峻的位置，以免受到雪崩威脅。

3.受積雪或風吹雪影響的槽谷或路塹中的洞口外兩側(cè)宜設(shè)置不小于5m寬的積雪、堆雪平臺。

4.洞口與風向小角度相交時，宜設(shè)置防雪棚或防雪棚洞，條件許可宜接長明洞。

5.隧道進出口路面宜增設(shè)防滑或防結(jié)冰措施。

條文說明

洞口外兩側(cè)宜設(shè)置不小于5m寬的積雪、堆雪平臺，既可以改變洞口的地形條件以減少風吹雪掩埋

洞口路面的危害，又可作為除冰雪臨時堆放平臺，迅速恢復道路交通。

在川西高原，海拔超過2800m的寒冷地區(qū)，尤其是海拔超過4200m的嚴寒地區(qū)，隧道滴水、風

力或汽車輪胎帶入隧道的冰雪及其他滯水將使路面結(jié)冰，降低輪胎與路面的附著力，惡化隧道的營運條

件，危及行車安全，有必要在隧道進出口路面增設(shè)防滑或防結(jié)冰措施。

7.3.2洞門設(shè)計應符合下列規(guī)定：

1.不宜采用削竹式洞門，宜適當接長明洞采用端墻洞門型式。

2.墻式洞門的端、翼墻位于凍脹性土時，應驗算其強度及穩(wěn)定性，或采用挖除、換填等減少凍脹

力的措施。

3.洞門墻臺背、明洞兩側(cè)回填應優(yōu)先選用砂性土、砂礫、碎(礫)石、粉煤灰等滲水性強的隔熱性

能材料回填密實，并加密泄水孔。

4.當凍結(jié)深度小于或等于1m時，洞門墻基底應在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應符合基礎(chǔ)最小埋

置深度不小于1m的要求。

5.當凍結(jié)深度超過