某市政公路雙連拱隧道主體方案結構設計

余禹 李圍

1 工程地質概述

蕨菜坡隧道位于貴陽鹽沙線上,屬于城市快速公路。其工程地質情況如下:

1)松散巖類工程地質巖組:土體結構較松散,力學強度低,具較高壓縮性;2)硬質巖夾軟質巖類工程地質巖組:主要為未風化～中風化巖體,力學性質差異大;3)軟質巖類工程地質巖組:為中風化～強風化巖體。巖體以較破碎為主,總體強度較低;4)硬質巖類工程地質巖組:多為未風化～中風化巖體,巖體物理力學強度總體較高。

2 隧道橫斷面結構方案

2.1 隧道建筑限界

在隧道的兩外側設有寬2.0 m的人行道,兩內側設有檢修道,寬0.75 m;布置三個車道,寬度為3.75 m+3.75 m+3.50 m,兩側側向寬度均為0.5 m;余寬均設為0.25 m,人行道和檢修道高出行車道0.25 m;最后凈寬為 14.75 m,建筑限界高度 5.0 m,人行道和檢修道高2.5 m。蕨菜坡隧道都為雙向六車道、兩內側均設檢修道、兩外側設2 m寬的人行道,建筑限界如圖1所示。

2.2 隧道橫斷面設計

由于屬于中短隧道,也屬于城市隧道,受地形和線形的影響,本次方案設計全部采用雙連拱隧道形式。雙連拱隧道復合式曲中墻二次襯砌對受力有利,且它的防水層對防水也有利。因此,本次方案設計采用復合式曲中墻形式,左右隧道兩行車道路緣之間的最小距離為5.3 m(相當于中央分隔帶的寬度),這要求道路的中央分隔帶寬度在連拱隧道的進出口處要從2.0 m加寬到5.3 m,從而滿足設計要求。

襯砌支護參數選擇:

1)初期支護和二次襯砌。

根據不同的圍巖級別,噴射混凝土采用C25混凝土、厚度為15 cm～25 cm,初期支護里面布設鋼拱架、錨桿、掛鋼筋網,支護參數的具體取值按照施工中圍巖穩定性進行的力學分析確定。即Ⅴ級圍巖噴射混凝土厚度為25 cm,Ⅳ級圍巖為20 cm,Ⅲ級圍巖為15cm。二次襯砌采用C25鋼筋混凝土,厚度Ⅴ級圍巖為60 cm,Ⅳ級圍巖為55 cm,Ⅲ級圍巖為50 cm,鋼筋的用量進行結構力學分析確定。

2)中墻。

中墻采用C25鋼筋混凝土結構,其結構形式為復合式襯砌結構,由中導洞施工的中墻最小厚度為1.8 m,不同圍巖級別條件下復合式中墻的最小厚度由1.8 m+二次襯砌的厚度確定。

2.3 隧道洞門

根據隧道進出口地形和工程地質條件,本次方案設計洞門形式采用削竹式,并對洞門進行必要的裝飾。

3 存在問題及建議

由于本隧道此次為方案設計階段,沒有詳細的地質資料,因此建議下一階段設計中,根據具體的地質勘察資料進行詳細設計,特別是特殊地質條件下隧道的開挖方法和支護參數的選擇。

[1] JTG B01-2003,公路工程技術標準[S].

[2] JTG D70-2004,公路隧道設計規范[S].

[3] CJJ 37-90,城市道路設計規范[S].

[4] 王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2000.

[5] 易萍麗.現代隧道設計與施工[M].北京:中國鐵道出版社,1997.