鉆爆法水下隧道中服務隧道的作用

李翔

介紹鉆爆法水下隧道斷面布置形式，從超前掘進地質探明、工作面、逃生、救援、綜合管線布設、占地、造價、兩端接線等方面，分析鉆爆法水下隧道設置服務隧道的優缺點，以廈門第二西通道為例，論述服務隧道在鉆爆法水下隧道中的作用。

鉆爆法施工對山嶺隧道來說，是一項非常成熟的施工方法，在比較復雜的條件下，有許多成功的先例。該技術擴展到城市地下工程，形成了我國特有的淺埋暗挖施工法。同時，用于水底隧道工程，也成功地修建了多條越江（河）隧道，例如南水北調越江隧道和湖底隧道。挪威已建成的約100km的水下隧道均采用鉆爆法施工。

鉆爆法水下隧道

中國目前也在積極修建水下隧道，以緩解交通壓力。基于多年山嶺隧道和城市淺埋暗挖地鐵隧道施工的經驗以及國外水下隧道成功經驗，目前已修建成的鉆爆法水下隧道有6.05km廈門翔安隧道、6.17km青島膠州灣灣口海底隧道，以及正在建設的廈門第二西通道等，還有些隧道正在商議擬建當中。

已建成通車的廈門翔安隧道為六車道高速公路隧道，長2*6050m，跨越海域長約4200m，是我國大陸第一座海底隧道，也是目前世界上采用鉆爆法施工的建設規模最大的海底隧道。廈門翔安隧道位于廈門島東北側，左右行車隧道間距為50m，兩行車隧道之間另設一服務隧道。行車隧道建筑限界凈寬14.0m，凈高5.0m，服務隧道上方預留檢修車輛兼逃生空間3.0m（寬）×2.5m（高），下方內設置供水管道預留空間2.6m（寬）×2.15m（高）和高壓電纜預留空間3.0m（寬）×2.15m（高）。而正在建設的廈門第二西通道，起于海滄吳冠采石場與海滄疏港快速路相接，經馬青路與海滄大道平交口，在海警三支隊北側進入廈門西海域，穿西海域后在象嶼碼頭14號泊位附近至本島，過疏港路，沿興湖路前行，下穿石鼓山立交后至本項目終點，與擬建的廈門第二東通道對接。路線長約7.8km。跨海域寬度為2km。

隧道建筑限界

廈門第二西通道工程按照雙向六車道城市快速路的標準進行設計，計算行車速度取80km/h，標準如下：隧道建筑限界凈寬：0.5+0.25+0.5+3.5+2×3.75+0.5+0.25+0.5=13.50m；隧道建筑限界凈高：5.0m。

鉆爆法水下隧道方案斷面布置形式

鉆爆方案海底隧道可采用的橫斷面形式有：A.兩管三車道并設置服務隧道；B.兩管三車道不設置服務隧道。

設置服務隧道優缺點

設置服務隧道的雙管三車道隧道方案，主要有以下優缺點：

優點：可利用服務隧道超前掘進來探明地質情況和取得對局部不良地質地段處理的方法和工藝經驗，為大斷面主洞的掘進提供較準確的地質情況及施工安全保障。可利用服務隧道為主隧道開辟多個工作面。同時對于局部不良地質地段，可借助服務隧道先行處理，不影響其余地段的施工，加快隧道施工進度，保證隧道建設工期。服務隧道可作為緊急避難通道，解決隧道運營期間突發災害時，人員的避難、逃生和救援。服務隧道可作為管線通道，適當減小主隧道斷面，并在行車隧道發生火災情況下，可保證運營管理系統的安全有效；同時便于管理人員的日常維護，尤其是便于抽排水管路的巡檢。

缺點：由于設置服務隧道，在海域段施工時也增加了臨海工作面及洞室交叉，導致發生坍塌涌水事故的風險也相對增大。設置服務隧道將造成洞口橫斷面布置寬度、用地有一定增加，隧道凈距較小。費用會一定程度增加。

不設置服務隧道的雙管三車道隧道方案，主要有以下優缺點：

優點：中間不設置服務隧道，洞口橫斷面布置間距相對靈活，有利于隧道平、縱面的布置；兩主洞之間的開挖相互影響較小。相對設置服務隧道方案，在海域段施工時減少了臨海工作面，發生坍塌涌水事故的風險也相對較低。

缺點：不設服務隧道，缺少探明地質情況的先導洞，缺少為主隧道開辟工作面的條件。不設服務隧道，則全線隧道都必須在隧道下部增加布置隧道供配電電纜、通訊電纜及水電管線的空間，進一步擴大了隧道的斷面，同時，施工期間的組織較為困難。不設服務隧道，日常檢修車輛的進出對隧道正常的交通會造成一定的影響。

綜合分析

本隧道在廈門島內從興湖路下穿過，當設置服務隧道，洞口段隧道斷面的布置可按16.0（主洞開挖寬度）+5.8（中間巖寬度）+7.7（服務隧道寬度）+5.8（中間巖寬度）+16.0（主洞開挖寬度）=51.3m。興湖路道路寬50m，兩側建筑之間寬約75m，因此，如設置服務隧道，基本不影響地面建筑。（2）為保障隧道敞口段地面交通的連接，可將服務隧道在暗洞出頭后即以較大縱坡爬升（<12%），可大大節約敞口段道路斷面布置空間；或服務隧道同主洞一起過海后，在平面上即與主隧道分離。（3）不設置服務隧道方案的主洞內輪廓全斷面面積126.2m²，設置服務隧道方案的主洞內輪廓全斷面面積122.08m²（路面以上95.02m²），服務隧道內輪廓全斷面面積33.17m²，因此，跨海隧道設置服務隧道時，總開挖面積略大于不設服務隧道的情況。

服務隧道上方預留檢修車輛兼逃生空間3.0m（寬）×3.0m（高），下方內設置供水管道預留空間2.55m（寬）×2.0m（高）和高壓電纜預留空間2.85m（寬）×2.0m（高），服務隧道施工期間應滿足施工車輛運行需要，按4.5×4.5m考慮，并設置錯車道，錯車道段凈空按7.0m×4.5m考慮。

從施工和運營綜合分析，在海底段設置服務隧道，有利于加快施工進度，也為海底隧道救援提供安全通道，為運營提供獨立的綜合管線空間，方便隧道檢修。陸域段服務隧道根據地形地質及周邊建筑物情況，可采用比主線隧道相對較大的縱坡提前出洞，或在陸域段平面上與主隧道分離，減少隧道的占地寬度及對隧道兩側的建筑物影響。