石牌山隧道改為明挖方案的探討

(福州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福州350000)

石牌山隧道改為明挖方案的探討

■趙素雅

(福州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福州350000)

本文以石牌山隧道拓建工程為背景，介紹了該路段的設(shè)計(jì)概況，通過(guò)路線設(shè)計(jì)比選，闡述了路線方案的選擇及優(yōu)化，為同類工程提供一定的參考意義。

路線隧道路基路塹生態(tài)環(huán)境方案比選

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路發(fā)展處于完善路網(wǎng)階段，如何構(gòu)建合理的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，更好地利用有限的資源，合理選用公路技術(shù)指標(biāo)，對(duì)關(guān)鍵段落的路線方案進(jìn)行充分論證，有利于充分發(fā)揮公路建設(shè)的投資效益是一個(gè)值得探討的課題。

綜合考慮，路線方案的選擇首先應(yīng)明確道路的使用功能，明確擬建道路在路網(wǎng)中的作用,是建設(shè)溝通城市之間的走廊,還是連接旅游景點(diǎn)的通道,規(guī)劃者應(yīng)根據(jù)不同道路功能類型制定公路基本結(jié)構(gòu)、用地規(guī)模和邊界、斷面形式；其次對(duì)公路沿線自然條件進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,如土壤巖土狀況、水質(zhì)、自然分布，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目中存在的、可能發(fā)生的地質(zhì)病害，進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查、勘察、分析和預(yù)測(cè)，通過(guò)調(diào)查結(jié)果考慮道路安全性、可駛性、便利性和耐久性的同時(shí)，還要引入環(huán)保、舒適、協(xié)調(diào)的理念。

1 工程概況

原設(shè)計(jì)隧道范圍為ZK292+560～ZK292+985，共425m。本項(xiàng)目為高速公路拓建工程，在原有四車道的基礎(chǔ)上拓建為八車道，在單側(cè)分離路段新建單洞四車道大跨徑隧道，相應(yīng)的右線為雙洞四車道連拱隧道(已建)。隧道區(qū)位于構(gòu)造剝蝕微丘地貌，進(jìn)出口多為殘坡積土，局部上覆素填土，下伏侏羅系南園組凝灰熔巖及其風(fēng)化層，地質(zhì)條件較好。

2 隧道變更為明挖方案分析

2.1 變更原因

考慮本項(xiàng)目的地址條件和運(yùn)營(yíng)狀況，原隧道拓建采用明挖方案的主要原因有以下幾個(gè)方面：

(1)隧道施工難度打，造價(jià)高，營(yíng)運(yùn)成本貴。

(2)本段落地形凹部比較平坦，山坳的缺口較大，有利于路基的填筑和挖方土石方的利用，隧道改為明挖后，通過(guò)縱坡的調(diào)整，填挖基本平衡，通過(guò)填方邊坡和挖方邊坡的綠化和植被的恢復(fù)，美化路容，保護(hù)環(huán)境；行車視距開(kāi)闊良好。

(3)取消隧道在通車后可以減少隧道的養(yǎng)護(hù)和照明費(fèi)用，可以節(jié)約工程投資和公路的運(yùn)營(yíng)成本。

2.2 方案總體簡(jiǎn)介

變更前石牌山隧道范圍為ZK292+560～ZK292+985，變更后石牌山路塹開(kāi)挖范圍為范圍ZK291+477.5～ZK293+658，共2180.5m如圖1所示和圖2所示。明挖方案的平面線位不變，僅調(diào)整縱斷面，取消隧道為明挖，調(diào)整后縱斷在隧道進(jìn)口約提高14.5m。在土石方增減方面，填方增加45.6萬(wàn)，挖方增加106.9萬(wàn)，通過(guò)變更，標(biāo)段內(nèi)填挖基本平衡。邊坡防護(hù)錨索增加10440m，鋼筋砼框架增加1294.4m3，如圖3所示。高填深挖各增加一段，其挖方邊坡最大高度44.5m，高填段最大邊坡高度34.3m(中心高29.3m)，如圖3所示。變更后用地增加58.9畝，拆遷580m2。主線下穿分離式橋減少一座，主線上跨分離式橋增加一座；增加一道3孔線外涵洞。

根據(jù)上述方案變更和施工預(yù)算，費(fèi)用估算約節(jié)省2000萬(wàn)元。

2.3 隧道改明挖對(duì)既有的明洞的影響評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，隧道改明挖方案，通過(guò)對(duì)右側(cè)邊坡的強(qiáng)加固防護(hù)，能夠防止明洞底部產(chǎn)生過(guò)大變形，確保右線既有的石牌山明洞的安全。

3 項(xiàng)目工程關(guān)鍵點(diǎn)分析

圖1 方案變更示意圖

圖2 總體設(shè)計(jì)平面圖

圖3 路塹邊坡錨桿、預(yù)應(yīng)力索框架加強(qiáng)處理示意圖

本項(xiàng)目有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是隧道改為明挖后對(duì)原有的隧道明洞的安全性評(píng)估；二是路塹邊坡的處理加固；三是高路堤填筑的技術(shù)要求；這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)成立三個(gè)課題組進(jìn)行研究，提出了切實(shí)可行的技術(shù)和施工方案，得到專家們的好評(píng)和業(yè)主部門的支持以及上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的肯定。由于本項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)主動(dòng)協(xié)調(diào)公路工程項(xiàng)目外部與內(nèi)部各專業(yè)間的關(guān)系，確定本項(xiàng)目各分項(xiàng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)規(guī)模、主要技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，使之成為完整的系統(tǒng)工程，符合安全、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)，保障用路者的安全，提高公路交通的服務(wù)質(zhì)量，公路通車后，本路段具有良好的視覺(jué)誘導(dǎo)性和優(yōu)美的外觀,使與自然環(huán)境協(xié)調(diào)一致,以及舒適的行車路況得到司乘者的好評(píng)。

從本項(xiàng)目的隧道方案改為明挖方案可以體會(huì)到高速公路平縱線形設(shè)計(jì)必須結(jié)合地形和周圍環(huán)境情況,做到“地質(zhì)選線”、“生態(tài)選線”與“經(jīng)濟(jì)選線”相結(jié)合，合理組合平縱線形要素,做到連貫、均勻、協(xié)調(diào)、舒暢,使其具有良好的視覺(jué)誘導(dǎo)性和優(yōu)美的外觀,使與自然環(huán)境協(xié)調(diào)一致,以平衡高速公路因?qū)嵭蟹忾]而帶來(lái)的隔絕感。

我們應(yīng)提倡在公路的設(shè)計(jì)中，科學(xué)、靈活地選用各種技術(shù)指標(biāo)，用足給定的線型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),不刻意追求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的上限,適當(dāng)時(shí)可根據(jù)地形采用指標(biāo)下限。不刻意追求全路線整體路基,根據(jù)地形可采用分離式路基,最大程度減小對(duì)自然生態(tài)的破壞。

圖4 高填挖典型斷面圖

同時(shí)，本項(xiàng)目還進(jìn)行了融入自然的防護(hù)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)在防排結(jié)合生態(tài)防護(hù)和路塹段生態(tài)防護(hù)兩個(gè)方面。前者設(shè)計(jì)思路，放緩邊坡，淡化坡界線，留綠化空間；與生態(tài)排水緊密結(jié)合，達(dá)到功能與景觀的和諧；因地制宜，據(jù)地形逐段進(jìn)行設(shè)計(jì)。后者設(shè)計(jì)思路，路塹段噴播、掛網(wǎng)噴播的防護(hù)工藝，將路塹段恢復(fù)成樹(shù)、灌、花、草多層次立體景觀，結(jié)合路塹段巖性、土質(zhì)邊坡率、邊坡高度等因素，綜合考慮防護(hù)形式，達(dá)到立體景觀效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

公路選線必須由面到帶，由帶到線，在對(duì)地形地貌，地質(zhì)水文、氣候氣象、自然保護(hù)區(qū)等調(diào)查與勘察的基礎(chǔ)上論證、確定路線方案。路線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路功能、技術(shù)等級(jí)和地形條件，恰當(dāng)選取設(shè)計(jì)速度，合理確定公路斷面布置形式，正確運(yùn)用各類技術(shù)指標(biāo)，注意平縱線形組合、保持線形連續(xù)均衡，在確保行駛安全性的前提下，進(jìn)行路線方案充分論證，以滿足舒適、環(huán)保與經(jīng)濟(jì)等要求。