新光路南延線下穿機(jī)場路（成昆鐵路）隧道工程設(shè)計(jì)

鄧雪峰

（成都市市政工程設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610023）

玉林南路、新光路作為人民南路和永豐路之間的一條南北向重要通道。受限于機(jī)場路和成昆鐵路，新光路在機(jī)場路底層斷頭，只能進(jìn)行左右轉(zhuǎn)換。此次設(shè)計(jì)，通過合理選線，避讓既有機(jī)場高架橋樁基，穿越成昆鐵路，直達(dá)南側(cè)規(guī)劃道路，加強(qiáng)南部新區(qū)與城內(nèi)的聯(lián)系，極大緩解了附近南北向道路的交通壓力，充分發(fā)揮了新光路和站南片區(qū)道路的作用。

1 區(qū)域位置及現(xiàn)狀概況

項(xiàng)目位于新光路與機(jī)場路、成昆鐵路交匯處。新光路道路紅線25m，車道為雙向四車道，其中兩個(gè)車道為機(jī)非混行道。受到機(jī)場路和成昆鐵路的影響，新光路與南部片區(qū)的交通聯(lián)系在機(jī)場路底層容易造成擁堵，尤其是黃忠大道—機(jī)場路東延線貫通后，這一矛盾將更加突出。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）設(shè)計(jì)荷載。汽車荷載：城-A級；鐵路荷載：中-活載；臨時(shí)施工荷載：取5kPa。（2）隧道路面橫坡：1.5%。（3）設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g，設(shè)計(jì)特征周期0.35s。（4）計(jì)算行車速度：隧道內(nèi)40km/h。（5）結(jié)構(gòu)安全等級為一級。（6）結(jié)構(gòu)按一級耐火等級設(shè)計(jì)。（7）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度必須控制在0.2mm以下。（8）結(jié)構(gòu)抗浮按地勘報(bào)告提供的最不利地下水位驗(yàn)算，抗浮安全系數(shù)不小于1.1。（9）抗?jié)B等級不低于P8。（10）地面超載取20kPa(框架結(jié)構(gòu))。（11）其他荷載按荷載規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

3 隧道總體設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目位于新光路二環(huán)路口至三環(huán)路區(qū)域，下穿隧道起于新光路紫荊東路口，止于站南片區(qū)A線道路，穿越機(jī)場路和成昆鐵路（鐵路西環(huán)線、規(guī)劃鐵路西環(huán)二線）以及站南C線道路?，F(xiàn)已建成通車運(yùn)營（見圖1）。為便于穿越級機(jī)場路，隧道共分為兩條線，隧道A線設(shè)計(jì)起點(diǎn)K0+100，設(shè)計(jì)終點(diǎn)K0+775，全長675m，其中框架段長370m。隧道平面線形平曲線最小半徑為350m。隧道B線隧道設(shè)計(jì)起點(diǎn)K0+101.28，設(shè)計(jì)終點(diǎn)K0+773.937，全長672.657m，其中框架段長368.16m。隧道平面線形平曲線最小半徑為560m[1]。隧道框架內(nèi)縱斷面采用“V”字坡，北側(cè)出縱坡4.99%，南側(cè)縱坡4.8313%。隧道單側(cè)斷面組成為1.0m檢修道+0.25m路緣帶+3.75m車道+3.75m車道+0.25m路緣帶+0.25m余寬，單側(cè)凈寬9.25m。

圖1 下穿隧道建成通車

4 隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新光路下穿隧道框架結(jié)構(gòu)采用全斷面明開挖施工，雙箱整體框架采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)（機(jī)場高速路段除外），混凝土的抗?jié)B等級為P8。機(jī)場路段由于受到高架橋樁基的制約，隧道在此采取分幅穿越的方式，隧道結(jié)構(gòu)由單箱雙室變?yōu)閮蓚€(gè)單箱單室結(jié)構(gòu)。雙箱整體框架全高7.74m，內(nèi)部凈高5.0～5.1m（已扣除設(shè)備空間），單箱凈寬9.25m，外側(cè)墻厚度為0.7m，中立墻厚度為0.7m（與鐵路段一致），頂板厚度為0.75m，底板厚度為0.75m。引道部分結(jié)構(gòu)視不同的埋置深度，設(shè)計(jì)考慮采用U型槽結(jié)構(gòu)型式以及重力式擋土墻結(jié)構(gòu)型式，并根據(jù)受力情況和地面下2m的最不利地下水位來進(jìn)行抗浮計(jì)算。重力式擋土墻采用標(biāo)號(hào)C25的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；U型船槽則采用兩側(cè)帶C30鋼筋混凝土懸臂現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B等級為P8。在結(jié)構(gòu)高度小于2.0m的節(jié)段原則上采用重力式擋土墻。

5 機(jī)場路高架橋樁基支護(hù)設(shè)計(jì)

此次樁基支護(hù)設(shè)計(jì)采用方樁基、錨桿和樁間支護(hù)的措施。樁基分為A、B兩類樁基，其中A類樁基尺寸為1.4m×1.2m；B類樁基尺寸為1.4m×1.4m，樁長均為16m。樁基支護(hù)平面見圖2。樁基采用C30混凝土，護(hù)壁采用C25混凝土。樁基間縱向設(shè)置冠梁連接，冠梁采用C30混凝土。

圖2 樁基支護(hù)平面圖（單位：m）

樁基間橫向采用I63c工字鋼梁連接，工字鋼兩端焊接于鋼板上，置于樁基臺(tái)座上。機(jī)場路底層道路仍在通行，根據(jù)地勘鉆孔資料顯示，地面以下有幾米厚的黏土層，在樁基支護(hù)的同時(shí)，在樁兩側(cè)采用錨桿支護(hù)，孔徑為150mm，錨桿采用2根直徑為32mm，孔周采用C25水泥漿固結(jié)體。端頭通過焊接一根d40的HRB400螺桿，采用螺帽連接，其間設(shè)置槽鋼和鋼墊板[2]。樁間采用鋼筋支護(hù)網(wǎng)連接，支護(hù)網(wǎng)采用C20細(xì)石混凝土，厚5cm；鋼筋網(wǎng)采用Φ8@15×15，同時(shí)需設(shè)置加強(qiáng)筋Φ16@85×85。為充分發(fā)揮樁間支護(hù)的作用，支護(hù)網(wǎng)鋼筋及加強(qiáng)筋須預(yù)埋于支護(hù)樁中。

6 防水工程

該工程位置常年地下水位埋深平均值約2.0～3.0m，隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營后長時(shí)間位于高壓地下水中，為了保證工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和將來隧道運(yùn)營的安全，必須處理好隧道防水的問題。此次設(shè)計(jì)充分考慮到隧道外觀和結(jié)構(gòu)的需要，按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108—2008）等現(xiàn)行相關(guān)的防水等級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不允許漏水，結(jié)構(gòu)的表面可允許有少量的濕漬；但是總濕漬面積不得大于總防水面積的6/1000；任意100m2的混凝土防水面積上濕漬原則上不超過4處，單個(gè)濕漬最大面積原則上不應(yīng)大于0.2m2，故將該工程防水等級設(shè)計(jì)定為二級防水。

根據(jù)多年的工程經(jīng)驗(yàn)，地下工程中的穿墻管、施工縫、變形縫以及預(yù)埋件等構(gòu)造部位容易發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。為提高隧道結(jié)構(gòu)的防水效果，延長隧道的使用年限，此次設(shè)計(jì)將防水措施從單一設(shè)防提高至多道設(shè)防，根據(jù)不同部位防水要求綜合考慮，搭配防水卷材、橡膠止水帶防水涂料和鋼板止水帶等防水材料綜合使用，對隧道結(jié)構(gòu)的滲漏水狀況將會(huì)有極大的改善。防水設(shè)計(jì)原則如下：（1）新光路下穿隧道此次防水設(shè)計(jì)原則上以防為主，同時(shí)采取多道設(shè)防措施、剛?cè)峤Y(jié)合的措施和綜合整治措施。（2）做好隧道結(jié)構(gòu)的防水層施工是基礎(chǔ)，同時(shí)還應(yīng)做好結(jié)構(gòu)混凝土自防水，要求隧道主體混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B等級原則上不得小于P8[3]。（3）變形縫、施工縫和穿墻管等部位是防水的薄弱點(diǎn)位，應(yīng)采取多種加強(qiáng)措施。（4）下穿隧道主體結(jié)構(gòu)選用的防水材料必須具有耐酸堿特性和優(yōu)良的物理性能，同時(shí)防水層必須具有連續(xù)整體的密封性。（5）該工程原則上應(yīng)在無水條件下進(jìn)行基坑開挖和基坑支護(hù)施工，同時(shí)要綜合考慮簡便有效和造價(jià)低等因素，綜合選擇工程實(shí)踐中已經(jīng)被證明有效的防水治水方法。

7 施工注意事項(xiàng)

（1）由于工程區(qū)域內(nèi)管線眾多，因此在隧道施工時(shí)，務(wù)必探明區(qū)域內(nèi)的管線情況后再施工，以免造成損失，同時(shí)影響工程進(jìn)度。（2）由于隧道受到的制約因素較多（機(jī)場高架橋樁基、居住小區(qū)、既有成昆鐵路線、規(guī)劃鐵路西環(huán)二線等），因此需要建設(shè)方前期積極開展協(xié)調(diào)工作，以便工程順利進(jìn)行。（3）由于專業(yè)眾多，施工前施工人員需核實(shí)各專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括與鐵路段框架的銜接等，若有疑問，及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。（4）土建施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)留預(yù)埋要求。（5）基坑開挖前必須制訂可行和可靠的降水方案，以保證樁孔和隧道基坑開挖施工作業(yè)面內(nèi)沒有地下水滲入，使降水對機(jī)場路高架橋樁基影響最小。（6）基坑開挖時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對橋梁及基坑的監(jiān)控，同時(shí)做好應(yīng)急預(yù)案。（7）主體結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件大部分為大體積混凝土，為了防止結(jié)構(gòu)混凝土的開裂，應(yīng)采取有效措施減少混凝土產(chǎn)生的水化熱，如控制混凝土的入模溫度、添加外加劑和控制水泥用量等施工措施：①結(jié)構(gòu)混凝土原則上應(yīng)采用商品混凝土，為控制入模溫度，應(yīng)安排在夜間灌注混凝，夏季施工時(shí)則應(yīng)采取有效的措施控制入模的溫度在30℃以下；②控制混凝土配合比，通過采用低水化熱水泥，同時(shí)控制水泥用量，在混凝土中摻入適量的粉煤灰及高效減水劑，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)強(qiáng)度和抗?jié)B等級通過實(shí)驗(yàn)最終確定最佳配合比。

8 結(jié)論

（1）與傳統(tǒng)市政下穿隧道設(shè)計(jì)相比，隧道線型基本上由規(guī)劃紅線確定，此次設(shè)計(jì)需根據(jù)穿越既有機(jī)場高架橋和成昆鐵路的需要，合理確定隧道線型。（2）由于機(jī)場高架橋跨徑不大，在一跨范圍內(nèi)，不能滿足布設(shè)雙向四車道隧道斷面，因此在穿越機(jī)場高架橋段采用分幅設(shè)計(jì)，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)綜合運(yùn)用樁基、錨桿、鋼支撐、樁基支護(hù)網(wǎng)等措施，以保證橋梁安全。（3）下穿隧道需穿越成昆鐵路、鐵路西環(huán)線等線路。鐵路施工期間，為保證不中斷鐵路運(yùn)輸，需對該段鐵軌進(jìn)行扣軌處理，同時(shí)對過往列車限速。