城市水底隧道運營成本與養(yǎng)護舉措探討

陳熙國

（長沙市城市橋梁隧道事務中心，湖南 長沙 410000）

隨著城市化進程快速發(fā)展，受限于用地、通航等因素的影響，越來越多城市選擇隧道作為穿江、河、湖的通行通道。相較于城市山嶺隧道或者下穿陸地隧道，水底隧道基本上埋深較深、長度較長，除了需配備照明、通風、排水、監(jiān)控、消防等大量設施設備和24 小時值守人員之外，還存在滲水處治難、排水量大、空氣濕度大等特點。因此，水底隧道設施設備如養(yǎng)護不當，使用壽命會大大縮短，運營成本逐年增加。因此水底隧道如何做到精細化養(yǎng)護和成本控制顯得尤為重要，本文將以長沙市營盤路湘江隧道為例，展開對城市水底隧道運營成本與養(yǎng)護舉措的探討。

一、城市水底隧道運營重難點

長沙市營盤路湘江隧道位于長沙市橘子洲大橋和銀盆嶺大橋之間，西起咸嘉湖路，下穿瀟湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大道，東接營盤路，河東、河西共設計“兩進兩出”4 條匝道。其中主線全長約2.8km，最大縱坡5.95%，設計時速50km/h；匝道總長2.7km，最大縱坡6.98%,設計時速40km/h。設計雨水泵房7 座，江中廢水泵房1 座，河東、西兩岸各設置配電房和消防加壓泵1 座，同時備有監(jiān)控系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及配電系統(tǒng)等。該隧道與2011 年建成通車，至今已安全運營10 年。隧道管理方也一直在水底隧道安全運營管理上積極探索，經(jīng)對過去10 年的運營經(jīng)驗分析，發(fā)現(xiàn)相較于城市山嶺隧道或者下穿陸地隧道，水底隧道運營管理重難點主要有以下幾個方面：

（一）交通流量大

城市水底隧道基本處于交通網(wǎng)的咽喉部位，并且從縱斷面來講，進出口高、中間低，呈現(xiàn)“U”型狀，車輛進隧道時下坡車速快、出隧道時上坡車速慢，導致隧道交通容易擁堵。所以在水底隧道內(nèi)交通事故或車輛故障造成的交通阻塞時有發(fā)生，以營盤路隧道為例，2021 年3-5 月份發(fā)生車輛撞損或拋錨事故400 余起。所以，在運營城市水底隧道時，交通疏解、事故處理顯得尤為重要。

（二）滲水處治難

隧道滲水是隧道最典型普遍的病害之一，也是國內(nèi)隧道養(yǎng)護管理的難點，由于隧道施工工藝的不同、地質(zhì)條件的變化，水底隧道的滲水病害尤為突出。隧道滲水對隧道的危害主要體現(xiàn)在四個方面：一是對隧道的穩(wěn)定、洞內(nèi)設施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響甚至威脅；二是路面積水，行車環(huán)境惡化，降低車輪與路面之間的附著力，行駛在上面的車輛容易由于輪胎與路面之間的摩擦力減小而發(fā)生滑移現(xiàn)象；三是隧道滲漏水加快其內(nèi)部設施銹蝕，影響機電設備正常使用，縮短線路設備的使用壽命，增加維修費用；四是長期滲漏水容易使襯砌剝落、風化、隧道的使用可靠性降低，如果滲漏水中含有侵蝕介質(zhì)，將造成襯砌劣化，降低襯砌的承載能力[1]，沖淘襯砌背后圍巖形成空洞，影響圍巖和襯砌的長期穩(wěn)定，形成巨大的水壓力，威脅襯砌安全。

（三）設施設備故障頻繁

正如上文所講，由于水底隧道環(huán)境的特殊性，設施設備故障率交陸域隧道要高。比如長沙市營盤路隧道和漁業(yè)路隧道從通車時間同期比較，漁業(yè)路隧道建成通車3年，以日常養(yǎng)護為主，設施設備完好，未實施過大中修；營盤路隧道運營3 年時（2015 年），實施隧道消防、排水泵、風機控制柜等專項維修。

（四）事故救援難度大

水底隧道突發(fā)事故（如火災、水淹）救援難度大主要體現(xiàn)在三個方面，一是由于隧道空間局限性，外界救援車輛可能無法第一時間到達事故現(xiàn)場；二是隧道屬于封閉空間，發(fā)生事故時容易引起恐慌；三是水底隧道縱斷面呈現(xiàn)“U”型狀，導致出現(xiàn)突發(fā)事故時，排煙、排水難度更大、時間更長。因此，在安全事故防范的同時，做好事故救援應急預案同樣重要。

（五）運營成本高

雖然隧道運營成本與隧道結構形式、工程量有密不可分關系。但是，由于水底隧道的特殊性，機電設施設備故障率更高，從而大中修次數(shù)會和運營值守人員也相應增加，導致運營成本比其他同規(guī)模隧道要高。

二、做好城市水底隧道運營養(yǎng)護的重要舉措

（一）加強隧道檢測

1.定期檢測

目前，除個別城市制定了地方性的隧道運營養(yǎng)護手冊之外，大部分的城市隧道養(yǎng)護還是以《公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范》（JTG_H12-2015）為依據(jù)。通過定期對隧道各參數(shù)檢測，全面了解隧道運營現(xiàn)狀，全面調(diào)查隧道病害程度及分布，依據(jù)規(guī)范，科學判斷隧道技術狀況等級，為后期維修方案的制定提供數(shù)據(jù)支撐。

2.建立動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

在做好定期檢測同時，針對水底隧道制定動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，提高城市隧道管理水平和效率，隧道管理單位及技術服務單位根據(jù)職能權限對隧道進行綜合性分級管理，實現(xiàn)對城市隧道的有效監(jiān)管，確保城市隧道安全受控運行。系統(tǒng)可分為結構健康監(jiān)測和信息化人工巡檢管養(yǎng)，主要特點有：“一隧一檔”的電子化戶籍式管理、面向管養(yǎng)的結構健康監(jiān)測、定期監(jiān)測、專項監(jiān)測信息的引入、巡檢養(yǎng)護信息化閉環(huán)管理、安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動、綜合評估、管養(yǎng)決策、融入車輛監(jiān)測、進行行業(yè)管理，對接智慧城管、標準化橋梁書記體系等。

（二）做好“水處理”

所謂水底隧道“水處理”，主要有兩方面，一是排水系統(tǒng)維護；二是滲水處治。

1.排水系統(tǒng)維護

營盤路隧道6 個出入口設有7 座雨水泵房，江心設有1 座廢水泵房，隧道路面兩側(cè)設有排水溝，10 年運營未出現(xiàn)過水淹、倒灌等影響交通通行的狀況。那么，如何保障隧道排水暢通，營盤路隧道管理方主要有以下措施：一是每季度實施水泵房、排水溝全面清淤疏浚，保障排水暢通；二是定期對排水設備進行維修保養(yǎng)，制定維修臺賬，實施動態(tài)管理，出現(xiàn)問題定人定責及時整改；三是制定《營盤路隧道防汛排漬應急預案》，并每年舉行一次防汛排漬應急演練，不斷提升值守人員防汛應急處置能力；四是汛期前，加強水泵、排水設施設備維護檢查。

2.滲水處治

營盤路隧道在運營至2016 年時，檢測報告顯示該隧道滲水病害有越來越嚴重之勢。隧道內(nèi)路面濕滑，機電設備加速老化，故障頻繁，影響通行和城市形象，尤其是2017 年湖南特大洪水期間隧道滲水病害尤為突出。2018 年-2019 年期間，營盤路隧道管理方實施隧道滲水處治，處置原則為：以排為主、排堵結合、綜合治理，具體處置工藝如下：

（1）襯砌裂縫處置

對二次襯砌表面不滲水裂縫采用壓力注漿法處置：垂直襯砌表面打孔注漿，注入環(huán)氧樹脂漿液進行臨時封堵，再采用水泥基滲透結晶型防水涂料和4841 聚合物改性砂漿表面封閉。

（2）襯砌滲、漏水處置

①二次襯砌表面浸滲處置。襯砌表面浸滲及滴漏處置方案：襯砌表面浸滲處采用臨時注漿止水，對浸滲區(qū)域襯砌混凝土表面進行打磨采用水泥基滲透結晶型防水涂料和4841 聚合物改性砂漿進行表面封堵。

②環(huán)向滲水縫處置。對隧道拱墻部環(huán)向滲水縫及滲漏較為嚴重的部位采用暗裝不銹鋼接水盒的方式進行引排處置。

（3）路面滲水病害處治

起刨路面滲水區(qū)域瀝青，在滲水區(qū)域仰拱上鑿出方格狀排水溝，將水引致排水邊溝，方格狀排水溝內(nèi)放透水盲管和砂礫，上蓋鑄鐵蓋板，最后恢復瀝青路面。

營盤路隧道經(jīng)過此次隧道滲水集中處治后，基本達到保持洞內(nèi)干燥的處置目標，解決行車舒適性、結構安全性問題。但每年還需做好隧道滲水日常維護，主要為每年的應急堵漏和對前期的處置進行觀察和養(yǎng)護，發(fā)現(xiàn)滲漏立即進行處置。

（三）科學制定養(yǎng)護計劃

水底隧道機電設備復雜，為確保安全運營，應配備專業(yè)專職的機電、消防、土建、中控人員24 小時輪班值守隧道，并按統(tǒng)一巡查記錄表，詳實填寫每次巡查記錄，建立問題庫。通過對隧道保護區(qū)內(nèi)的巡視，設施設備的巡檢、報缺、功能性檢測，確保隧道設施設備的安全完好和保護區(qū)在受控狀態(tài)。通過對歷年隧道巡查所發(fā)現(xiàn)的問題庫進行分析，能充分掌握隧道不同季節(jié)的養(yǎng)護重點和養(yǎng)護特征，有針對性地制定養(yǎng)護計劃。

三、城市水底隧道控制運營成本的重要舉措

（一）控制運營值守成本

隨著城市發(fā)展，城市隧道逐漸增多，值守人員相應增加。根據(jù)營盤路隧道運營值情況來看，正常值守需配備44 人，其中監(jiān)控值守10 人，按照長沙市目前水底隧道4 座計算，監(jiān)控值守約40 人。為節(jié)約值守成本，同時便于統(tǒng)一管理調(diào)度，可建立隧道監(jiān)控中心，接入所有隧道監(jiān)控，相應監(jiān)控值守人員建少，從而起到控制運營值守成本的功效。

（二）嚴格管控大中修工程成本

一是做好預防性養(yǎng)護工作，適當減少大中修次數(shù)。日常養(yǎng)護要做到預防性養(yǎng)護，不能完全以問題為導向。比如機電設備除塵、排水系統(tǒng)清淤、路面薄層環(huán)氧抗滑層等均屬于預防性養(yǎng)護，能有效延遲機電設備、排水系統(tǒng)、路面的使用壽命，有效減少大中修次數(shù)，從而對大中修工作成本進行嚴格管控。

二是在落實大中修工作期間，為了能夠?qū)⒊鞘兴淼莱杀攫B(yǎng)護本次控制在合理范圍內(nèi)，就要緊緊依據(jù)隧道工程的具體實施狀況，制定單立項工程標準，在此之后，還要以公開和公正招標的方式為主，在完成承包商確定工作后，還要合理編制大中修工程養(yǎng)護工作的相應預算，并嚴格按照預算的具體要求，對具體的養(yǎng)護成本進行有效管控。

三是在開展大中修工程成本管控工作時，也要注重管控實施工程物資的使用狀況。如果在此期間發(fā)現(xiàn)工程養(yǎng)護造價發(fā)生較為顯著的變化，那么就要對各項產(chǎn)生變更信息進行細致審核，從而提升城市隧道養(yǎng)護成本控制工作效率。通過做好該項成本控制工作方式，能夠適當降低隧道養(yǎng)護成本增加速度，從而起到隧道運營成本管控的功效。