一種新型隧道的設計說明

（重慶交通大學，重慶 400074）

1 工程概況

1.1 本項目的作用、功能及地位

兩江游片區航道位于渝北區與南岸區、江北區三區交匯處，嘉陵江與長江相匯流，兩江游航道片區起始于黃花園大橋，行至長江索道，總航程約20公里。沿途建有大量人文建筑和舊文化遺產，被譽為重慶最佳夜景觀賞地點之一，自古以來就有“巴渝十二景之一”的著稱，是展示魅力重慶的最佳窗口。兩江游航道片區，水上交通帶動旅游業與貨物貿易，對重慶“三個區”的經濟發展起到較好的推動作用。

1.2 項目規模

本次船舶隧道將采用大跨徑直墻式水工隧道，單洞單向一航道，設計航速10Km/h，單洞長1200m，建筑限界寬20m,限界高36m。

2 項目所在地區建設條件

2.1 自然條件

渝中區位于重慶市西南部，處于北緯29°31′50″-29°34′20″、東經106 °28′50″-106°35′10″之間，在長江、嘉陵江匯流處。渝中區東、南、北三面環水，西面通陸，為東西向狹長半島。渝中區東、南瀕臨長江，與南岸區水域相鄰；北面瀕臨嘉陵江，與江北區水域連界；西面與沙坪壩區、九龍坡區接壤。

2.2 地質條件及水文特征

渝中區屬于在長江、嘉陵江長期流經由上沙溪廟組砂巖、泥巖不等厚互層組成的平緩開闊褶皺地區，不斷沖刷、侵蝕河床，在地殼相對上升期，河水下切，岸坡升高。岸坡變高變陡形成了渝中特有的谷間剝蝕臺地斜坡地貌。區內地形最高點浮圖關電視塔處，高程為389.1m，最低點為長江出境處的朝天門碼頭，高程約為167.2m。根據水文數據統計，枯水線與洪水線相差10m。

渝中區河流屬嘉陵江、長江水系，長江由南而流經測區，嘉陵江由西而東入境并在朝天門與長江匯合。長江在黃沙溪入境，往北流經菜園壩、朝天門出境。嘉陵江在化龍橋滴水巖入境，往東經李子壩、牛角沱至朝天門匯入長江。

2.3 交通環境

渝中區是重慶直轄市的水陸客運交通樞紐,朝天門港口是長江上游最大的客運港口。跨江大橋有東水門大橋、黃花園大橋、重慶長江大橋及復線橋、菜園壩長江大橋、渝澳大橋、嘉華大橋等，有向陽隧道、石黃隧道等。重慶軌道交通 1號線、2號線、3號線、6號線等線路經過渝中區。

3 總體設計情況

3.1 航運交通組織情況

在船舶隧道兩邊設立智能調度平臺，通過信號燈等方式傳遞是否能夠通航的信息。具體情況大致如下：

每日18:00-23:00 為夜景游覽高峰期。本隧道采取單向通行制度。即游船從朝天門碼頭 -- 東水門長江大橋 -- 石板坡長江大橋 -- 菜園壩長江大橋 -- 隧道 -- 渝澳大橋 -- 曾家巖大橋（在建） -- 黃花園大橋 -- 千廝門大橋 -- 朝天門碼頭。

每日其余時段為游覽間歇期。本隧道可供小型貨輪等船舶通行，通過智能控制室接收船舶通行信號，用信號指引方式引導船舶通過隧道。

3.2 隧道縱斷面總體設計

船舶隧道不考慮縱向排水問題，但應重點考慮通風問題。據資料顯示，兩江游游船大多采用柴油動力，尾氣排放有毒氣體較多，隧道內空間密閉，需要有良好的排風條件，這是限制縱坡設計的關鍵。船舶順水航行比逆水航行油耗較少，且尾氣排放量少，但我們設計的隧道采用智能控制系統控制通航。且兩江游可采取固定航線進行，即從朝天門碼頭出發，經東水門大橋，石板坡長江大橋，菜園壩大橋，通過本隧道，出嘉陵江，經渝澳大橋，曾家巖大橋（在建），黃花園大橋，千廝門大橋回到朝天門碼頭。因此本次縱坡采用0%的坡比，即保證船舶行駛靜水狀態。

3.3 隧道洞門設計

由于洞門構筑物將會對航道水流向、流速造成影響，會影響到通航安全，因此本隧道的洞門結構將以結構安全與航運安全為前提重點考慮。

3.4 襯砌結構設計

根據隧道所處的工程地質條件，隧道洞身依舊按照新奧法原理進行設計，采用復合式襯砌結構。由于本隧道屬于船舶水工構筑物，因此二襯滿足結構承載力的同時，整體結構還應該滿足防水排水的要求。要保證施工與正常營運安全。

3.5 噴錨支護設計

3.5.1 錨桿支護設計

系統支護錨桿采用全長粘結型φ22砂漿錨桿或R25中空注漿錨桿，要求錨孔內注滿砂漿。

錨桿長度取6m.間距取0.8m。

3.5.2 噴砼設計

噴射混凝土采用C25砼，其彎拉強度≥1.3N/mm2。噴射混凝土厚度取25cm。

3.6 二次襯砌設計

二次襯砌應該采用防水混凝土，以保證結構自防水能力。而且應該盡量連續澆注，避免留有過多施工縫。

本隧道二次襯砌采用 C40防水混凝土。二襯厚度取 2m，等厚。鋼筋等級HRB400。

3.7 防水設計

（1）隧道防水

?襯砌結構防水等級：一級。

?襯砌做成自防水混凝土結構。自防水結構抗滲標號要求達到P12。

?襯砌邊墻、頂板外鋪設隧道專用防水卷材及無紡布。

3.8 洞內裝飾設計

（1）水位線以下裝飾

隧道下部應涂防水漆，減弱水流對混凝土的腐蝕作用。

（2）上部裝飾

由于本隧道的作用為觀光船舶隧道。因此隧道上部可考慮以光幕形式展現巴渝文化景觀。

4 設計創新點

（1）利用智能控制系統控制隧道通航，合理利用資源，結合智能大數據實現智慧交通。

（2）采用平坡形式，減少游船燃油消耗，減少有害廢氣的排量。利用全射流縱向通風方式保證隧道內的空氣質量。

（3）隧道內可考慮以光幕形式或壁畫形式展現巴渝民俗文化景觀，讓游客們在隧道內不枯燥，繼續領略重慶風光。

施工方法與施工組織

施工準備的總體原則是：突出重點、合理布局、全面展開，邊準備、邊安家，做到進場快、安家快、開工快。

5 隧道施工方案和施工方法

船舶隧道施工里程為2000m。

5.2 隧道洞口施工

船舶隧道進出洞口為Ⅴ級圍巖，地質條件較差，在進行洞口施工時，必須堅決執行早進洞晚出洞的原則，避免大挖大刷，做好洞口防排水工作，保護植被，盡量使洞口簡潔、美觀、自然，與環境協調。

（1）施工前，按設計進行測量防線，標出起拱線位置及拱腳開挖寬度并用紅油漆作出明顯標志后，進行開挖作業。

（2）開挖前按要求施作洞口仰坡截、排水系統，然后用挖掘機從上至下逐層順坡開挖，并用自卸汽車運至棄渣場棄置。

（3）洞口開挖成型后，及時施作錨噴及邊坡防護，穩定邊坡。施工注意事項：

管棚施工時，對鋼管主要材料進行材質檢驗。選用 GLP-150地質鉆機，施鉆時安設導向架。施工期間遵守隧道施工技術安全規則和鉆眼注漿作業操作規則。

[1]地下隧道施工對相鄰建筑物及地表沉降的影響[J]. 卿偉宸,廖紅建,錢春宇. 地下空間與工程學報. 2005(06)

[2]隧道建設及運營對建筑物的影響規律研究[D]. 李博.同濟大學 2007

[3]隧道與地下工程風險評估方法研究進展[J]. 路美麗,劉維寧,羅富榮,李興高. 工程地質學報. 2006(04)

[4]隧道施工塌方機理分析及處治技術[J]. 鄭玉欣. 鐵道工程學報. 1999(02)

[5]水文地質勘察分析與評價探討[J]. 咼臨海. 城市建筑. 2013(02)