臨沂市三河口跨河隧道建設(shè)方案與導(dǎo)流截滲措施

王 慧趙桂真 李先亮

臨沂市三河口跨河隧道建設(shè)方案與導(dǎo)流截滲措施

王 慧1趙桂真2李先亮2

一、工程概況

1.基本情況

三河口隧道是臨沂市政府為解決城市日益擁堵的交通問題而實(shí)施的一項(xiàng)重大民生工程，是連接臨沂中心城區(qū)和北城新區(qū)的重要通道。隧道起于濱河路涑河橋南側(cè)，線路呈東北走向，以隧道方式穿越涑河、 河，向北連接電視塔以東的濱河大道。主線與南側(cè)濱河路相交的節(jié)點(diǎn)方案采用遠(yuǎn)近結(jié)合的半互通立交，近期為右進(jìn)右出兩條匝道與濱河路銜接，并結(jié)合涑河橋南側(cè)的下穿立交實(shí)現(xiàn)多向互通的交通功能。主線與北側(cè)濱河大道相交的節(jié)點(diǎn)方案采用全互通立交，隧道至濱河大道的左轉(zhuǎn)采用環(huán)形匝道的方式圍繞電視塔設(shè)置，直行采用下穿箱涵向北接濱河大道，并利用現(xiàn)狀三和大橋向西接濱河大道。

2.工程設(shè)計(jì)

根據(jù)線路總體和工程建設(shè)規(guī)模，隧道主體為兩孔（雙向六車道）折板拱式箱型斷面，全寬28m，高9.2m（設(shè)風(fēng)機(jī)斷面）；匝道暗埋段隧道全寬10.0m，高8.7m（設(shè)風(fēng)機(jī)斷面）。隧道主線全長1920m，雙向6車道布置，計(jì)算行車速度為60km/h。其中主線隧道全長1680m，隧道暗埋段長1460m，隧道敞開段長220m。計(jì)劃主要工程量：土石方160萬m3、混凝土25萬m3、鋼筋5萬t，預(yù)算總投資5.2億元。

河道水位按百年一遇的最高洪水水位考慮；隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度7度；隧道埋深以現(xiàn)狀河床作為穩(wěn)定河床和河道沖刷線，處于河道沖刷線以下1.0m，并考慮抗浮及沖刷等影響，要求隧道頂部覆土不大干2.5m（河道淤積厚度不得大于1.5m）。為了確保隧道安全，隧道中心線上游250m、下游200m范圍內(nèi)全河道鋪砌漿砌片石以保護(hù)隧道。

3.施工安排

整個(gè)工程采用圍堰擋水、放坡明挖法施工，根據(jù)工程特點(diǎn)和施工條件，整個(gè)工程分三期完成。第一期隧道主體結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，進(jìn)行覆土回填、恢復(fù)河道，然后修筑第二期圍堰，進(jìn)行河水導(dǎo)流及第二期工程施工。位于濱河路和濱河大道下方的隧道，待一期、二期工程覆土回填后，利用臨時(shí)道路作為導(dǎo)行路，開挖濱河路進(jìn)行三期工程施工，待三期工程施工完畢，修復(fù)路面，恢復(fù)原有道路交通功能。

二、工程水文地質(zhì)條件

1.地形地貌

三河口隧道穿河而過，隧道在地貌上分別穿越了涑河、 河一級(jí)階地、河床和河漫灘，其中河床形態(tài)為淺U字型。隧道沿線地形起伏較大：河底標(biāo)高65.50m，隧道東北部濱河大道（電視發(fā)射塔）附近河漫灘地面標(biāo)高為66.34～69.88m，隧道西南部濱河路附近河漫灘、一級(jí)階地地面標(biāo)高在65.95～69.21m，隧道東北部濱河大道（北）標(biāo)高為70.78～73.22m，隧道西南部濱河路（南）標(biāo)高為70.90m左右。隧道沿線的勘探點(diǎn)地面標(biāo)高為65.50～71.68m。

計(jì)劃建設(shè)的隧道主線地下及河床段無重要管線通過，但隧道南端出口處環(huán)境條件較復(fù)雜，施工過程中將涉及舊建筑物拆除及濱河路與濱河大道局部需重新設(shè)計(jì)與建設(shè)等情況。

2.水文條件

三河口隧道位于 河、涑河、沂河三河交匯地帶，河床形態(tài)為緩U字型。受下游小埠東橡膠壩蓄水影響，水流較平緩，勘察期間 河水位為65.50m，目前最大水深約0.5～5.80m，平均3.57m。

據(jù)調(diào)查收集有關(guān)資料反映，河水洪水集中在夏季，一般年份洪水流量為4950m3/s。沂河100年一遇最高水位為70.33m，相應(yīng)洪水流量為14000m3/s。（新中國成立后觀測的沂河流域臨沂站最大洪水流量為15400m3/s）。

三河口隧道工程附近沂河上下游處均建有橡膠壩，分別是：距離擬建隧道1km處沂河上游的桃園橡膠壩，距離隧道5km處沂河下游的小埠東橡膠壩。其中桃園橡膠壩處滿壩蓄水高程69.00m，下游小埠東橡膠壩處滿壩蓄水高程65.50m。

3.氣候條件

魯南地區(qū)地處中緯度區(qū)，屬溫帶季風(fēng)區(qū)大陸氣候，臨沂城位于南部平原氣候區(qū)，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是年氣溫高，熱量資源豐富，雨量充沛，氣候溫潤，夏季炎熱，雨量集中，暴雨多。歷年平均氣溫13.25℃，極端最高氣溫40.0℃，極端最低氣溫-16.5℃；降雨量年變化大，累計(jì)年平均降水量864.50mm，最大 1417.3mm、最小529.5mm，降水多集中在夏季，占全年降水量的63.9%。年無霜期平均200天，年平均相對(duì)濕度69%，年平均蒸發(fā)量1767.3mm。

4.地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)上覆地層分布較穩(wěn)定，表層有填土，主要為第四系河流沖積形成的粘性土層及砂層，厚度一般10.70～18.60m左右；下伏基巖主要為白堊系火山碎屑形成的安山巖，局部為侏羅系礫巖。

三、施工特點(diǎn)與導(dǎo)流截滲措施

1.全封閉圍護(hù)施工

本工程所處位置是臨沂主城區(qū)三河交匯的核心地帶，是臨沂大水城的核心景區(qū)，下游橡膠壩回水在此處形成寬闊水面，極大提升了臨沂生態(tài)水城的品位。考慮水景觀效果，要求施工期間河道必須保持一定水位和水面，下游小埠東橡膠壩不能全部放水，只能調(diào)蓄，而隧道施工采取的是明挖方案，必須采取區(qū)域全封閉圍護(hù)排水施工。

2.地導(dǎo)流結(jié)合

三河口上游河道匯水面積巨大，非汛期涑河、柳青河來水量相對(duì)較小，但 河來水量較大。根據(jù)多年水文資料， 河口斷面10~5月份來水量仍達(dá)110m3/s，如何控制上游來水，減少施工區(qū)擋水圍堰和明渠導(dǎo)流壓力，順利進(jìn)行排水、清基是最大的問題。因汛期不能施工，要求5月底前（非汛期）必須完成主隧道部分，工期異常緊迫。如何對(duì)上游來水進(jìn)行控制、調(diào)度，做好施工導(dǎo)流是確保工程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

為做好涑河、 河、沂河上游來水控制調(diào)度，實(shí)施了跨河調(diào)水方案，即河水經(jīng)角沂橡膠壩攔蓄，通過引 入涑工程調(diào)水至涑河，關(guān)閉涑河節(jié)制閘，使上游來水及調(diào)水經(jīng)郭莊閘、陷泥河引水閘、青龍河引水閘分別進(jìn)入南涑河、陷泥河、青龍河（小埠東總干渠），過境羅莊區(qū)匯入邳蒼分洪道（武河濕地），實(shí)現(xiàn)跨河調(diào)水任務(wù)，同時(shí)對(duì)沂河、柳青河等河道做好上游來水調(diào)節(jié)工作。為此與4縣區(qū)及相關(guān)部門簽訂了調(diào)水責(zé)任書，要求縣區(qū)成立領(lǐng)導(dǎo)小組，水利部門做好河道水情、雨情反饋，各工程管理單位做好沿途水閘的啟閉管理，做到協(xié)調(diào)一致，確保施工期三河口隧道工地水情穩(wěn)定。

本工程經(jīng)過上游跨河調(diào)度，三河口區(qū)間下泄水量大大減小。根據(jù)核算非汛期水量，采取的導(dǎo)流方案為：利用河道上游圍堰擋水，在主隧道兩端河灘地分別開挖導(dǎo)流明溝解決倒流問題，建設(shè)臨時(shí)交通橋解決施工交通。

3.水中筑圍堰與帷幕截滲

該隧道施工地段河道平均水深近5m，根據(jù)地質(zhì)勘探資料，河底為深達(dá)10m以上的強(qiáng)透水礫石沙層，面對(duì)異常緊張的工期，如何迅速完成30萬m3圍堰填筑、2.6km灌漿截滲、150萬m3圍堰排水任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo)的關(guān)鍵。

根據(jù)地形、地質(zhì)情況，結(jié)合河道水文資料，采取的方案為：在隧道軸線上游200m、下游130m處分別填筑圍堰，形成全封閉圍護(hù)，然后進(jìn)行截滲排水清基。本工程充分利用水面寬闊和當(dāng)?shù)爻樯按^多的有利條件，在圍堰沿線主河道布置了100余艘抽砂船進(jìn)行水中抽砂填筑，兩端使用推土機(jī)同時(shí)進(jìn)行圍堰修筑，短短15天完成了任務(wù)。

圍堰截滲采取了高壓噴射灌漿方案，灌漿頂高程64m，高出河床2.5m，帷幕墻入巖深度0.5m，帷幕總長度3.2萬m。本工程同時(shí)安排19臺(tái)套高噴灌漿機(jī)同時(shí)進(jìn)行灌漿作業(yè)，短短20天完成任務(wù)，共使用水泥1.5萬t。

四、實(shí)施效果分析

本工程為內(nèi)河地形、地質(zhì)、水文條件相對(duì)復(fù)雜情況下修建的跨河隧道，由于受汛期影響，工期異常緊張，根據(jù)確定的圍堰擋水、放坡明挖施工方案，采取了綜合調(diào)度、跨河調(diào)水方案，盡可能減小三河口來水壓力，同時(shí)結(jié)合灘地導(dǎo)流較好地解決了影響施工的關(guān)鍵問題。在圍堰填筑、截滲方面，采取抽砂船水中筑圍堰、高壓噴射灌漿截滲等措施，效率高、進(jìn)度快、效果好，為確保工期目標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

1.山東省臨沂市水利勘測設(shè)計(jì)院 276000 2.臨沂市濱河景區(qū)管委會(huì)辦公室 276000）

（專欄編輯：周 權(quán)）