新光路南延線下穿機場路（成昆鐵路）隧道工程設計

鄧雪峰

（成都市市政工程設計研究院，四川 成都 610023）

玉林南路、新光路作為人民南路和永豐路之間的一條南北向重要通道。受限于機場路和成昆鐵路，新光路在機場路底層斷頭，只能進行左右轉換。此次設計，通過合理選線，避讓既有機場高架橋樁基，穿越成昆鐵路，直達南側規劃道路，加強南部新區與城內的聯系，極大緩解了附近南北向道路的交通壓力，充分發揮了新光路和站南片區道路的作用。

1 區域位置及現狀概況

項目位于新光路與機場路、成昆鐵路交匯處。新光路道路紅線25m，車道為雙向四車道，其中兩個車道為機非混行道。受到機場路和成昆鐵路的影響，新光路與南部片區的交通聯系在機場路底層容易造成擁堵，尤其是黃忠大道—機場路東延線貫通后，這一矛盾將更加突出。

2 主要技術標準

（1）設計荷載。汽車荷載：城-A級；鐵路荷載：中-活載；臨時施工荷載：取5kPa。（2）隧道路面橫坡：1.5%。（3）設計基本地震加速度值0.10g，設計特征周期0.35s。（4）計算行車速度：隧道內40km/h。（5）結構安全等級為一級。（6）結構按一級耐火等級設計。（7）結構構件的最大裂縫寬度必須控制在0.2mm以下。（8）結構抗浮按地勘報告提供的最不利地下水位驗算，抗浮安全系數不小于1.1。（9）抗滲等級不低于P8。（10）地面超載取20kPa(框架結構)。（11）其他荷載按荷載規范規定執行。

3 隧道總體設計

該項目位于新光路二環路口至三環路區域，下穿隧道起于新光路紫荊東路口，止于站南片區A線道路，穿越機場路和成昆鐵路（鐵路西環線、規劃鐵路西環二線）以及站南C線道路。現已建成通車運營（見圖1）。為便于穿越級機場路，隧道共分為兩條線，隧道A線設計起點K0+100，設計終點K0+775，全長675m，其中框架段長370m。隧道平面線形平曲線最小半徑為350m。隧道B線隧道設計起點K0+101.28，設計終點K0+773.937，全長672.657m，其中框架段長368.16m。隧道平面線形平曲線最小半徑為560m[1]。隧道框架內縱斷面采用“V”字坡，北側出縱坡4.99%，南側縱坡4.8313%。隧道單側斷面組成為1.0m檢修道+0.25m路緣帶+3.75m車道+3.75m車道+0.25m路緣帶+0.25m余寬，單側凈寬9.25m。

圖1 下穿隧道建成通車

4 隧道主體結構設計

新光路下穿隧道框架結構采用全斷面明開挖施工，雙箱整體框架采用C30鋼筋混凝土現澆結構（機場高速路段除外），混凝土的抗滲等級為P8。機場路段由于受到高架橋樁基的制約，隧道在此采取分幅穿越的方式，隧道結構由單箱雙室變為兩個單箱單室結構。雙箱整體框架全高7.74m，內部凈高5.0～5.1m（已扣除設備空間），單箱凈寬9.25m，外側墻厚度為0.7m，中立墻厚度為0.7m（與鐵路段一致），頂板厚度為0.75m，底板厚度為0.75m。引道部分結構視不同的埋置深度，設計考慮采用U型槽結構型式以及重力式擋土墻結構型式，并根據受力情況和地面下2m的最不利地下水位來進行抗浮計算。重力式擋土墻采用標號C25的現澆混凝土結構；U型船槽則采用兩側帶C30鋼筋混凝土懸臂現澆結構，混凝土的抗滲等級為P8。在結構高度小于2.0m的節段原則上采用重力式擋土墻。

5 機場路高架橋樁基支護設計

此次樁基支護設計采用方樁基、錨桿和樁間支護的措施。樁基分為A、B兩類樁基，其中A類樁基尺寸為1.4m×1.2m；B類樁基尺寸為1.4m×1.4m，樁長均為16m。樁基支護平面見圖2。樁基采用C30混凝土，護壁采用C25混凝土。樁基間縱向設置冠梁連接，冠梁采用C30混凝土。

圖2 樁基支護平面圖（單位：m）

樁基間橫向采用I63c工字鋼梁連接，工字鋼兩端焊接于鋼板上，置于樁基臺座上。機場路底層道路仍在通行，根據地勘鉆孔資料顯示，地面以下有幾米厚的黏土層，在樁基支護的同時，在樁兩側采用錨桿支護，孔徑為150mm，錨桿采用2根直徑為32mm，孔周采用C25水泥漿固結體。端頭通過焊接一根d40的HRB400螺桿，采用螺帽連接，其間設置槽鋼和鋼墊板[2]。樁間采用鋼筋支護網連接，支護網采用C20細石混凝土，厚5cm；鋼筋網采用Φ8@15×15，同時需設置加強筋Φ16@85×85。為充分發揮樁間支護的作用，支護網鋼筋及加強筋須預埋于支護樁中。

6 防水工程

該工程位置常年地下水位埋深平均值約2.0～3.0m，隧道結構運營后長時間位于高壓地下水中，為了保證工程結構穩定和將來隧道運營的安全，必須處理好隧道防水的問題。此次設計充分考慮到隧道外觀和結構的需要，按照《地下工程防水技術規范》（GB 50108—2008）等現行相關的防水等級標準規定：不允許漏水，結構的表面可允許有少量的濕漬；但是總濕漬面積不得大于總防水面積的6/1000；任意100m2的混凝土防水面積上濕漬原則上不超過4處，單個濕漬最大面積原則上不應大于0.2m2，故將該工程防水等級設計定為二級防水。

根據多年的工程經驗，地下工程中的穿墻管、施工縫、變形縫以及預埋件等構造部位容易發生滲漏水現象。為提高隧道結構的防水效果，延長隧道的使用年限，此次設計將防水措施從單一設防提高至多道設防，根據不同部位防水要求綜合考慮，搭配防水卷材、橡膠止水帶防水涂料和鋼板止水帶等防水材料綜合使用，對隧道結構的滲漏水狀況將會有極大的改善。防水設計原則如下：（1）新光路下穿隧道此次防水設計原則上以防為主，同時采取多道設防措施、剛柔結合的措施和綜合整治措施。（2）做好隧道結構的防水層施工是基礎，同時還應做好結構混凝土自防水，要求隧道主體混凝土結構抗滲等級原則上不得小于P8[3]。（3）變形縫、施工縫和穿墻管等部位是防水的薄弱點位，應采取多種加強措施。（4）下穿隧道主體結構選用的防水材料必須具有耐酸堿特性和優良的物理性能，同時防水層必須具有連續整體的密封性。（5）該工程原則上應在無水條件下進行基坑開挖和基坑支護施工，同時要綜合考慮簡便有效和造價低等因素，綜合選擇工程實踐中已經被證明有效的防水治水方法。

7 施工注意事項

（1）由于工程區域內管線眾多，因此在隧道施工時，務必探明區域內的管線情況后再施工，以免造成損失，同時影響工程進度。（2）由于隧道受到的制約因素較多（機場高架橋樁基、居住小區、既有成昆鐵路線、規劃鐵路西環二線等），因此需要建設方前期積極開展協調工作，以便工程順利進行。（3）由于專業眾多，施工前施工人員需核實各專業施工圖設計中的相關數據，包括與鐵路段框架的銜接等，若有疑問，及時與設計人員聯系。（4）土建施工時應注意預留預埋要求。（5）基坑開挖前必須制訂可行和可靠的降水方案，以保證樁孔和隧道基坑開挖施工作業面內沒有地下水滲入，使降水對機場路高架橋樁基影響最小。（6）基坑開挖時，應加強對橋梁及基坑的監控，同時做好應急預案。（7）主體結構混凝土構件大部分為大體積混凝土，為了防止結構混凝土的開裂，應采取有效措施減少混凝土產生的水化熱，如控制混凝土的入模溫度、添加外加劑和控制水泥用量等施工措施：①結構混凝土原則上應采用商品混凝土，為控制入模溫度，應安排在夜間灌注混凝，夏季施工時則應采取有效的措施控制入模的溫度在30℃以下；②控制混凝土配合比，通過采用低水化熱水泥，同時控制水泥用量，在混凝土中摻入適量的粉煤灰及高效減水劑，嚴格按設計強度和抗滲等級通過實驗最終確定最佳配合比。

8 結論

（1）與傳統市政下穿隧道設計相比，隧道線型基本上由規劃紅線確定，此次設計需根據穿越既有機場高架橋和成昆鐵路的需要，合理確定隧道線型。（2）由于機場高架橋跨徑不大，在一跨范圍內，不能滿足布設雙向四車道隧道斷面，因此在穿越機場高架橋段采用分幅設計，支護設計時綜合運用樁基、錨桿、鋼支撐、樁基支護網等措施，以保證橋梁安全。（3）下穿隧道需穿越成昆鐵路、鐵路西環線等線路。鐵路施工期間，為保證不中斷鐵路運輸，需對該段鐵軌進行扣軌處理，同時對過往列車限速。