淺談單洞雙層隧道

劉浩印

摘 要：隧道，一般位于山區(qū)和海底，隨著城市的高速發(fā)展以及人口爆炸，越來(lái)越多的城市隧道不斷涌現(xiàn)，用以充分利用地下空間、節(jié)省地上空間。而目前的城市隧道多為單洞單層隧道，本文則是要淺談相對(duì)少見(jiàn)的單洞雙層隧道。本文主要解決大城市交通擁堵問(wèn)題，簡(jiǎn)單介紹了單洞雙層隧道的基本結(jié)構(gòu)，通過(guò)開(kāi)挖單洞雙層隧道來(lái)緩解城市交通壓力，對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展有著很重要的意義。

關(guān)鍵詞：隧道 單洞 雙層 城市 節(jié)省空間

中圖分類號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）08（a）-0072-02

1 單洞雙層隧道的出現(xiàn)背景

近幾十年來(lái)，人口的急速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，現(xiàn)如今，隨著城市人口增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量不斷上升，我國(guó)已進(jìn)入汽車(chē)社會(huì)，隨之而來(lái)的交通擁堵也成為各大城市普遍面臨的難題?，F(xiàn)在，城市的地上空間，因?yàn)椴坏藿ǖ缆饭┢?chē)行駛，還要修筑眾多建筑物，因此地上空間十分有限。在這種情況下，利用地下空間來(lái)修建隧道便是一種很好的解決方法。隨著隧道的發(fā)展，人們又想，如果隧道能像樓房一樣，一層再加一層，就能更好地利用空間了，因此便出現(xiàn)了單洞雙層隧道。

2 單洞雙層隧道的施工技術(shù)

2.1 盾構(gòu)機(jī)

盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的主要機(jī)器。開(kāi)挖單洞雙層隧道要求盾構(gòu)機(jī)的直徑要比開(kāi)挖單層隧道的盾構(gòu)機(jī)直徑更大。2016年，由上海隧道工程有限公司研發(fā)的世界最大類矩形全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)——“陽(yáng)明號(hào)”盾構(gòu)機(jī)通過(guò)了驗(yàn)收，“陽(yáng)明號(hào)”盾構(gòu)機(jī)重達(dá)720t、總長(zhǎng)約59m，作業(yè)形成的類矩形隧道斷面寬11.83m、高7.27m。世界上型號(hào)最大，挖掘速度最大的土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)——Bertha（貝莎），直徑為17.5m，長(zhǎng)110m，總重量為7000t，速度達(dá)3.6m/h。這些大型盾構(gòu)機(jī)的出現(xiàn)，解決了開(kāi)挖單洞雙層隧道面臨的隧道高度問(wèn)題，小型盾構(gòu)機(jī)只能開(kāi)挖一層隧道的高度，而大型盾構(gòu)機(jī)則可以滿足雙層隧道的高度要求。

2.2 支護(hù)

雙層隧道邊墻比單層的要高，為了控制邊墻發(fā)生側(cè)向變形，在施工過(guò)程中需要設(shè)置幾道臨時(shí)的鋼架支護(hù)。

2.3 襯砌

單洞雙層隧道襯砌是沿隧道洞周邊用鋼筋混凝土等材料修建長(zhǎng)期穩(wěn)定的永久性結(jié)構(gòu)，可以是預(yù)應(yīng)力高壓灌漿素混凝土襯砌，這是為了防止圍巖變形或坍塌。

3 單洞雙層隧道的一些結(jié)構(gòu)

3.1 排水管道

單洞雙層隧道可以在隧道之下鋪設(shè)排水管道，由于隧道在地下，下雨后雨水很容易倒灌，因此為了排水，需在路兩邊設(shè)置排水口，在隧道之下設(shè)置排水管道。

3.2 照明設(shè)施

由于是雙層隧道，因此需要在每一層隧道的頂部都設(shè)置照明燈光設(shè)施，因?yàn)橐曈X(jué)適應(yīng)需要時(shí)間，所以其中隧道入口照明應(yīng)分為引入段、適應(yīng)段和過(guò)渡段，分不同梯度來(lái)設(shè)置照明強(qiáng)度來(lái)使駕駛員逐步適應(yīng)較暗的環(huán)境。

3.3 通風(fēng)設(shè)施

在隧道施工中，要用到隧道通風(fēng)機(jī)來(lái)排出由于炸藥爆炸、內(nèi)燃機(jī)的使用、開(kāi)挖時(shí)地層中放出有害氣體，來(lái)為隧道施工提供良好的施工環(huán)境，維護(hù)作業(yè)人員身體健康，保障正常、順利施工，提高工作效率，保障工程質(zhì)量。

在隧道主體建成后，由于隧道是在山體或地下進(jìn)行挖掘和開(kāi)鑿的，加上隧道長(zhǎng)度一般比較長(zhǎng)，因此其通風(fēng)效果難以保證，特別是地下隧道的建設(shè)更是在密封環(huán)境下進(jìn)行，空氣如果無(wú)法得到充分的置換會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的事故，因此需要風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣的置換，一般應(yīng)在每層隧道頂部每隔幾十米就安置通風(fēng)機(jī)，接上通風(fēng)管連通隧道外界空氣進(jìn)行空氣交換。

3.4 遮光網(wǎng)

由于隧道內(nèi)部光線較暗，所以機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員在通過(guò)隧道后，從一個(gè)相對(duì)暗的環(huán)境進(jìn)入一個(gè)相對(duì)亮的環(huán)境，眼睛會(huì)特別不適應(yīng)，甚至造成眩暈，在一段時(shí)間里司機(jī)很難看清前方的路，這在公路上是十分危險(xiǎn)的，極易發(fā)生交通事故。

因此，我們需要在隧道的入口和出口分別設(shè)置遮光網(wǎng)。沿著汽車(chē)行駛的方向，入口的遮光網(wǎng)網(wǎng)格空隙應(yīng)該越來(lái)越密，使得透光越來(lái)越少，讓司機(jī)逐漸適應(yīng)進(jìn)入一個(gè)較暗的環(huán)境；而出口的遮光網(wǎng)網(wǎng)格空隙應(yīng)越來(lái)越稀疏，讓司機(jī)慢慢地進(jìn)入一個(gè)較亮的外界環(huán)境中，可以有效地避免司機(jī)產(chǎn)生眩暈，保證行車(chē)安全。

3.5 行車(chē)道

單洞雙層隧道行車(chē)道分為上下兩層，公用一個(gè)出入口，進(jìn)出車(chē)道在地上分為兩個(gè)車(chē)道，然而在地下就合為了一個(gè)車(chē)道。

4 單洞雙層隧道的應(yīng)用實(shí)例

4.1 深圳春風(fēng)隧道

春風(fēng)隧道是深圳特區(qū)首個(gè)單洞雙層隧道，它的西面連接著濱河大道，一直向東延伸到新秀立交西側(cè)，整個(gè)春風(fēng)隧道行車(chē)道長(zhǎng)約5.16km，其中隧道長(zhǎng)約4.65km。春風(fēng)隧道是深圳首個(gè)采用單洞雙層形式的隧道，隧道內(nèi)分為上下兩層，每層均為單向雙車(chē)道，另外都有連續(xù)緊急停車(chē)帶，此隧道只有小轎車(chē)可以通行。春風(fēng)隧道直徑為15.2m，地面道路為城市快速路等級(jí)，道路主線設(shè)計(jì)為雙向八車(chē)道，輔路為雙向四車(chē)道。

4.2 揚(yáng)州瘦西湖隧道

揚(yáng)州瘦西湖隧道位于揚(yáng)州城區(qū)的瘦西湖景區(qū)，全長(zhǎng)3.6km，與深圳春風(fēng)隧道不同，揚(yáng)州瘦西湖隧道設(shè)計(jì)為上下2層的雙向四車(chē)道，隧道是通過(guò)一個(gè)直徑14.93m的超大盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖出來(lái)的，這也就決定了瘦西湖隧道世界最大跨度的單洞雙層隧道這一重要地位。之前去揚(yáng)州旅游的游客從宋夾城古城遺址行車(chē)到瘦西湖至少需要30min，而如今如果有了瘦西湖單洞雙層隧道則只需3min即可?？梢哉f(shuō)，揚(yáng)州瘦西湖隧道的建成，極大地緩解了瘦西湖景區(qū)的交通壓力。

瘦西湖隧道是單洞雙層隧道，這就對(duì)隧道的逃生系統(tǒng)設(shè)置有了更高的要求。瘦西湖隧道上下層相互疏散救援，在隧道內(nèi)每隔80m設(shè)置一處聯(lián)系上下兩層的安全逃生樓梯，并也安裝有消防設(shè)備，保障隧道內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況時(shí)司乘人員的安全。

5 單洞雙層隧道的適用地區(qū)及建設(shè)意義

單洞雙層隧道特別適合于有古建筑或者不可移動(dòng)的地標(biāo)性建筑的市中心地區(qū)。有古建筑的地區(qū)肯定不能夠建高架，否則會(huì)嚴(yán)重影響古建筑的景觀，破壞風(fēng)景，這時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)通過(guò)古建筑地區(qū)，便可采用單洞雙層隧道讓汽車(chē)從地下穿過(guò)，這樣既保證了行車(chē)暢通，又減少了地面上的噪音污染，而且還有效地保護(hù)了古建筑，可謂是一舉三得。有著地標(biāo)性建筑的市中心地區(qū)，一般高架立交橋已經(jīng)建設(shè)得十分完善，但是卻仍然經(jīng)常堵車(chē)，堵在高架上是常有的事，因此在市中心地區(qū)就很適合建設(shè)單洞雙層隧道，由傳統(tǒng)的雙向車(chē)道改變?yōu)閱蜗蜍?chē)道，這樣做縮短了橫向距離，并且使得隧道的高度空間得到最大化的利用，有效地緩解了地面交通壓力。

6 單洞雙層隧道的局限性

單洞雙層隧道設(shè)計(jì)的建造成本高，工程量大，可以應(yīng)用于某一小路段，并不適合大面積推廣，等到技術(shù)完全成熟的一天，它將會(huì)有更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳豪雄，殷杰.隧道工程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1995.

[2] 賈仁輝.隧道工程[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2001.

[3] 田金.隧道盾構(gòu)機(jī)常見(jiàn)故障及處理方法總結(jié)[J].四川水泥，2017（10）：301.

[4] 趙濤.路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)解析[J].江西建材，2017（19）：161，163.