山西某高速公路臥佛山隧道進(jìn)出口排水設(shè)計(jì)

孫兆剛 孫愛斌

1 概述

本文論述所依托的高速公路為連接山西省內(nèi)兩縣之間的一條雙向四車道高速公路。工程所經(jīng)過地區(qū)地形、地質(zhì)情況復(fù)雜，控制因素多。其中，臥佛山隧道起終點(diǎn)里程為:K13+678～K14+258，路線左側(cè)15m為唐安煤礦專用線鐵路路基范圍及馬村鎮(zhèn)馬村廣場(chǎng)，右側(cè)為臥佛山風(fēng)景區(qū)。臥佛山隧道是為配合馬村鎮(zhèn)關(guān)于馬村廣場(chǎng)及臥佛山景區(qū)整體規(guī)劃而設(shè)置的明洞方案。整個(gè)臥佛山隧道均位于凹形豎曲線底部，隧道進(jìn)出口路基均為挖方，且挖方段落較長，這給臥佛山隧道進(jìn)出口的排水設(shè)計(jì)工作造成了很大困難。在經(jīng)過反復(fù)論證和多方案比選后，最終確定隧道進(jìn)口與出口采用不同的排水設(shè)計(jì)形式。

2 隧道進(jìn)口排水設(shè)計(jì)

2.1 隧道進(jìn)口概況

路線右側(cè)為唐安煤礦專用鐵路線，鐵路距高速最近處距離為12m，且在高速與鐵路之間有既有鄉(xiāng)村道路改路一條。鐵路在對(duì)應(yīng)于高速里程K13+300左側(cè)有一處排洪涵，距高速路基坡腳250m，且有自然溝與之相連。

如圖1所示，隧道進(jìn)口K13+420～K13+968段位于挖方段，且路線縱坡為向大里程方向的下坡路段。該路段所在地形左側(cè)高，右側(cè)低，地貌屬黃土覆蓋中低山區(qū)，侵蝕沖溝發(fā)育，溝坡陡直，地表植被稍發(fā)育，且有地下水位較高。

圖1 隧道入口右側(cè)橫斷面設(shè)計(jì)圖

2.2 隧道進(jìn)口排水設(shè)計(jì)方案

1)邊溝排水設(shè)計(jì)。

考慮到該路段地形左高右低，且左側(cè)有既有鐵路排洪涵可利用的情況。路線左側(cè)邊溝溝底縱坡依路線縱坡設(shè)置，并在K13+584.500處做一直徑為0.75cm圓管涵，將路線左側(cè)邊溝內(nèi)的雨水引致路線右側(cè)邊溝。路線右側(cè)邊溝加大尺寸，并由K13+600處向小里程方向做反坡，為減少做反坡而產(chǎn)生的開挖量，這里采用JTJ018-97公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的鋪砌溝渠允許采用的最小縱坡值0.12%。由于反坡路段長度為170m，這將在反坡的終點(diǎn)處路肩外側(cè)產(chǎn)生近4.0m的深溝。因路線右側(cè)坡頂外有既有道路的制約本段反坡采用路肩墻對(duì)路基做支護(hù)(如圖1所示)，這樣既起到了快速收坡的作用，也保證了路基的穩(wěn)定。

2)邊坡排水設(shè)計(jì)。

因本路段地下水位較低，為排除邊坡土體內(nèi)的地下水，以解除靜水壓力，保證坡體穩(wěn)定，本路段采用平式鉆孔邊坡排水。在邊坡上以10%的坡度斜向上鉆三排長度為7m的鉆孔，鉆孔直徑0.12m。在鉆孔中插入φ0.10m帶孔PVC管，并在PVC管進(jìn)水口及管身包裹一層透水土工布。PVC排水管出口端部采用三通接φ0.15m不透水PVC管，并引向滲水盲溝。邊坡平式鉆孔排水設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖2 邊坡平式鉆孔排水設(shè)計(jì)圖

3 隧道出口排水設(shè)計(jì)

1)隧道出口概況。

臥佛山隧道出口處于凹形豎曲線最低點(diǎn)，且位于挖方路段，挖方段長度達(dá)440m。隧道出口處橫斷面左側(cè)邊坡挖深7.5m，右側(cè)邊坡挖深10.0m。該路段地形為路線右側(cè)高，左側(cè)低，路線右側(cè)450m左右有飲馬河與路線走向平行，河道中心高程為861.500m，且河堤已做漿砌處理。地貌屬黃土覆蓋中低山區(qū)，侵蝕沖溝發(fā)育，溝坡陡直。地表植被較發(fā)育，多以低矮灌木為主。隧道出口右側(cè)邊坡正常放坡后與既有鐵路路基坡腳距離最近僅有7.0m。高速公路設(shè)計(jì)高程與既有鐵路軌面高差為7.75m。

圖3 臥佛山隧道出口地下排水暗管設(shè)計(jì)圖

2)隧道出口排水設(shè)計(jì)方案。

考慮到臥佛山隧道出口挖方段落過長、有既有鐵路限制及無既有溝渠可利用的情況，本項(xiàng)目采用頂進(jìn)圓管穿過既有鐵路路基將路基范圍雨水引至飲馬河的方案。

圖4 臥佛山隧道出口地下排水管檢查井設(shè)計(jì)圖

在隧道出口K14+268處設(shè)一直徑1.5m鋼筋混凝土圓管涵，將路基左側(cè)邊溝及截水溝內(nèi)的雨水引至路線右側(cè)，與左側(cè)邊溝內(nèi)雨水一同匯入穿過既有鐵路路基的頂進(jìn)管涵，而后經(jīng)埋設(shè)于地下長度為460m的直徑為1.5m排水管流入飲馬河(如圖3所示)。為防止排水管阻塞，排水管每50m設(shè)一處檢查井(如圖4所示)，以便于在排水管道阻塞時(shí)及時(shí)疏通管道。

4 結(jié)語

在隧道進(jìn)出口的排水設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到如臥佛山隧道一樣隧道位于凹形豎曲線底部的情況。當(dāng)遇這種情況時(shí)，應(yīng)系統(tǒng)的考慮工程所在地區(qū)的地形、地質(zhì)、既有排水設(shè)施、造價(jià)、環(huán)境等因素，盡量科學(xué)合理的制定設(shè)計(jì)方案。

[1]JTJ 018-97，公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[2]徐 德.路面結(jié)構(gòu)的排水分析及防治措施[J］.山西建筑，2011，37(14):128-129.