一種新型隧道的設(shè)計(jì)說明

（重慶交通大學(xué)，重慶 400074）

1 工程概況

1.1 本項(xiàng)目的作用、功能及地位

兩江游片區(qū)航道位于渝北區(qū)與南岸區(qū)、江北區(qū)三區(qū)交匯處，嘉陵江與長江相匯流，兩江游航道片區(qū)起始于黃花園大橋，行至長江索道，總航程約20公里。沿途建有大量人文建筑和舊文化遺產(chǎn)，被譽(yù)為重慶最佳夜景觀賞地點(diǎn)之一，自古以來就有“巴渝十二景之一”的著稱，是展示魅力重慶的最佳窗口。兩江游航道片區(qū)，水上交通帶動旅游業(yè)與貨物貿(mào)易，對重慶“三個(gè)區(qū)”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到較好的推動作用。

1.2 項(xiàng)目規(guī)模

本次船舶隧道將采用大跨徑直墻式水工隧道，單洞單向一航道，設(shè)計(jì)航速10Km/h，單洞長1200m，建筑限界寬20m,限界高36m。

2 項(xiàng)目所在地區(qū)建設(shè)條件

2.1 自然條件

渝中區(qū)位于重慶市西南部，處于北緯29°31′50″-29°34′20″、東經(jīng)106 °28′50″-106°35′10″之間，在長江、嘉陵江匯流處。渝中區(qū)東、南、北三面環(huán)水，西面通陸，為東西向狹長半島。渝中區(qū)東、南瀕臨長江，與南岸區(qū)水域相鄰；北面瀕臨嘉陵江，與江北區(qū)水域連界；西面與沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)接壤。

2.2 地質(zhì)條件及水文特征

渝中區(qū)屬于在長江、嘉陵江長期流經(jīng)由上沙溪廟組砂巖、泥巖不等厚互層組成的平緩開闊褶皺地區(qū)，不斷沖刷、侵蝕河床，在地殼相對上升期，河水下切，岸坡升高。岸坡變高變陡形成了渝中特有的谷間剝蝕臺地斜坡地貌。區(qū)內(nèi)地形最高點(diǎn)浮圖關(guān)電視塔處，高程為389.1m，最低點(diǎn)為長江出境處的朝天門碼頭，高程約為167.2m。根據(jù)水文數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，枯水線與洪水線相差10m。

渝中區(qū)河流屬嘉陵江、長江水系，長江由南而流經(jīng)測區(qū)，嘉陵江由西而東入境并在朝天門與長江匯合。長江在黃沙溪入境，往北流經(jīng)菜園壩、朝天門出境。嘉陵江在化龍橋滴水巖入境，往東經(jīng)李子壩、牛角沱至朝天門匯入長江。

2.3 交通環(huán)境

渝中區(qū)是重慶直轄市的水陸客運(yùn)交通樞紐,朝天門港口是長江上游最大的客運(yùn)港口。跨江大橋有東水門大橋、黃花園大橋、重慶長江大橋及復(fù)線橋、菜園壩長江大橋、渝澳大橋、嘉華大橋等，有向陽隧道、石黃隧道等。重慶軌道交通 1號線、2號線、3號線、6號線等線路經(jīng)過渝中區(qū)。

3 總體設(shè)計(jì)情況

3.1 航運(yùn)交通組織情況

在船舶隧道兩邊設(shè)立智能調(diào)度平臺，通過信號燈等方式傳遞是否能夠通航的信息。具體情況大致如下：

每日18:00-23:00 為夜景游覽高峰期。本隧道采取單向通行制度。即游船從朝天門碼頭 -- 東水門長江大橋 -- 石板坡長江大橋 -- 菜園壩長江大橋 -- 隧道 -- 渝澳大橋 -- 曾家?guī)r大橋（在建） -- 黃花園大橋 -- 千廝門大橋 -- 朝天門碼頭。

每日其余時(shí)段為游覽間歇期。本隧道可供小型貨輪等船舶通行，通過智能控制室接收船舶通行信號，用信號指引方式引導(dǎo)船舶通過隧道。

3.2 隧道縱斷面總體設(shè)計(jì)

船舶隧道不考慮縱向排水問題，但應(yīng)重點(diǎn)考慮通風(fēng)問題。據(jù)資料顯示，兩江游游船大多采用柴油動力，尾氣排放有毒氣體較多，隧道內(nèi)空間密閉，需要有良好的排風(fēng)條件，這是限制縱坡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。船舶順?biāo)叫斜饶嫠叫杏秃妮^少，且尾氣排放量少，但我們設(shè)計(jì)的隧道采用智能控制系統(tǒng)控制通航。且兩江游可采取固定航線進(jìn)行，即從朝天門碼頭出發(fā)，經(jīng)東水門大橋，石板坡長江大橋，菜園壩大橋，通過本隧道，出嘉陵江，經(jīng)渝澳大橋，曾家?guī)r大橋（在建），黃花園大橋，千廝門大橋回到朝天門碼頭。因此本次縱坡采用0%的坡比，即保證船舶行駛靜水狀態(tài)。

3.3 隧道洞門設(shè)計(jì)

由于洞門構(gòu)筑物將會對航道水流向、流速造成影響，會影響到通航安全，因此本隧道的洞門結(jié)構(gòu)將以結(jié)構(gòu)安全與航運(yùn)安全為前提重點(diǎn)考慮。

3.4 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)隧道所處的工程地質(zhì)條件，隧道洞身依舊按照新奧法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。由于本隧道屬于船舶水工構(gòu)筑物，因此二襯滿足結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí)，整體結(jié)構(gòu)還應(yīng)該滿足防水排水的要求。要保證施工與正常營運(yùn)安全。

3.5 噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)

3.5.1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)支護(hù)錨桿采用全長粘結(jié)型φ22砂漿錨桿或R25中空注漿錨桿，要求錨孔內(nèi)注滿砂漿。

錨桿長度取6m.間距取0.8m。

3.5.2 噴砼設(shè)計(jì)

噴射混凝土采用C25砼，其彎拉強(qiáng)度≥1.3N/mm2。噴射混凝土厚度取25cm。

3.6 二次襯砌設(shè)計(jì)

二次襯砌應(yīng)該采用防水混凝土，以保證結(jié)構(gòu)自防水能力。而且應(yīng)該盡量連續(xù)澆注，避免留有過多施工縫。

本隧道二次襯砌采用 C40防水混凝土。二襯厚度取 2m，等厚。鋼筋等級HRB400。

3.7 防水設(shè)計(jì)

（1）隧道防水

?襯砌結(jié)構(gòu)防水等級：一級。

?襯砌做成自防水混凝土結(jié)構(gòu)。自防水結(jié)構(gòu)抗?jié)B標(biāo)號要求達(dá)到P12。

?襯砌邊墻、頂板外鋪設(shè)隧道專用防水卷材及無紡布。

3.8 洞內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)

（1）水位線以下裝飾

隧道下部應(yīng)涂防水漆，減弱水流對混凝土的腐蝕作用。

（2）上部裝飾

由于本隧道的作用為觀光船舶隧道。因此隧道上部可考慮以光幕形式展現(xiàn)巴渝文化景觀。

4 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）利用智能控制系統(tǒng)控制隧道通航，合理利用資源，結(jié)合智能大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智慧交通。

（2）采用平坡形式，減少游船燃油消耗，減少有害廢氣的排量。利用全射流縱向通風(fēng)方式保證隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。

（3）隧道內(nèi)可考慮以光幕形式或壁畫形式展現(xiàn)巴渝民俗文化景觀，讓游客們在隧道內(nèi)不枯燥，繼續(xù)領(lǐng)略重慶風(fēng)光。

施工方法與施工組織

施工準(zhǔn)備的總體原則是：突出重點(diǎn)、合理布局、全面展開，邊準(zhǔn)備、邊安家，做到進(jìn)場快、安家快、開工快。

5 隧道施工方案和施工方法

船舶隧道施工里程為2000m。

5.2 隧道洞口施工

船舶隧道進(jìn)出洞口為Ⅴ級圍巖，地質(zhì)條件較差，在進(jìn)行洞口施工時(shí)，必須堅(jiān)決執(zhí)行早進(jìn)洞晚出洞的原則，避免大挖大刷，做好洞口防排水工作，保護(hù)植被，盡量使洞口簡潔、美觀、自然，與環(huán)境協(xié)調(diào)。

（1）施工前，按設(shè)計(jì)進(jìn)行測量防線，標(biāo)出起拱線位置及拱腳開挖寬度并用紅油漆作出明顯標(biāo)志后，進(jìn)行開挖作業(yè)。

（2）開挖前按要求施作洞口仰坡截、排水系統(tǒng)，然后用挖掘機(jī)從上至下逐層順坡開挖，并用自卸汽車運(yùn)至棄渣場棄置。

（3）洞口開挖成型后，及時(shí)施作錨噴及邊坡防護(hù)，穩(wěn)定邊坡。施工注意事項(xiàng)：

管棚施工時(shí)，對鋼管主要材料進(jìn)行材質(zhì)檢驗(yàn)。選用 GLP-150地質(zhì)鉆機(jī)，施鉆時(shí)安設(shè)導(dǎo)向架。施工期間遵守隧道施工技術(shù)安全規(guī)則和鉆眼注漿作業(yè)操作規(guī)則。

[1]地下隧道施工對相鄰建筑物及地表沉降的影響[J]. 卿偉宸,廖紅建,錢春宇. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2005(06)

[2]隧道建設(shè)及運(yùn)營對建筑物的影響規(guī)律研究[D]. 李博.同濟(jì)大學(xué) 2007

[3]隧道與地下工程風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究進(jìn)展[J]. 路美麗,劉維寧,羅富榮,李興高. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2006(04)

[4]隧道施工塌方機(jī)理分析及處治技術(shù)[J]. 鄭玉欣. 鐵道工程學(xué)報(bào). 1999(02)

[5]水文地質(zhì)勘察分析與評價(jià)探討[J]. 咼臨海. 城市建筑. 2013(02)