石牌山隧道改為明挖方案的探討

(福州市交通建設(shè)集團有限公司，福州350000)

石牌山隧道改為明挖方案的探討

■趙素雅

(福州市交通建設(shè)集團有限公司，福州350000)

本文以石牌山隧道拓建工程為背景，介紹了該路段的設(shè)計概況，通過路線設(shè)計比選，闡述了路線方案的選擇及優(yōu)化，為同類工程提供一定的參考意義。

路線隧道路基路塹生態(tài)環(huán)境方案比選

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路發(fā)展處于完善路網(wǎng)階段，如何構(gòu)建合理的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，更好地利用有限的資源，合理選用公路技術(shù)指標，對關(guān)鍵段落的路線方案進行充分論證，有利于充分發(fā)揮公路建設(shè)的投資效益是一個值得探討的課題。

綜合考慮，路線方案的選擇首先應明確道路的使用功能，明確擬建道路在路網(wǎng)中的作用,是建設(shè)溝通城市之間的走廊,還是連接旅游景點的通道,規(guī)劃者應根據(jù)不同道路功能類型制定公路基本結(jié)構(gòu)、用地規(guī)模和邊界、斷面形式；其次對公路沿線自然條件進行詳細的調(diào)查,如土壤巖土狀況、水質(zhì)、自然分布，對建設(shè)項目中存在的、可能發(fā)生的地質(zhì)病害，進行深入細致的調(diào)查、勘察、分析和預測，通過調(diào)查結(jié)果考慮道路安全性、可駛性、便利性和耐久性的同時，還要引入環(huán)保、舒適、協(xié)調(diào)的理念。

1 工程概況

原設(shè)計隧道范圍為ZK292+560～ZK292+985，共425m。本項目為高速公路拓建工程，在原有四車道的基礎(chǔ)上拓建為八車道，在單側(cè)分離路段新建單洞四車道大跨徑隧道，相應的右線為雙洞四車道連拱隧道(已建)。隧道區(qū)位于構(gòu)造剝蝕微丘地貌，進出口多為殘坡積土，局部上覆素填土，下伏侏羅系南園組凝灰熔巖及其風化層，地質(zhì)條件較好。

2 隧道變更為明挖方案分析

2.1 變更原因

考慮本項目的地址條件和運營狀況，原隧道拓建采用明挖方案的主要原因有以下幾個方面：

(1)隧道施工難度打，造價高，營運成本貴。

(2)本段落地形凹部比較平坦，山坳的缺口較大，有利于路基的填筑和挖方土石方的利用，隧道改為明挖后，通過縱坡的調(diào)整，填挖基本平衡，通過填方邊坡和挖方邊坡的綠化和植被的恢復，美化路容，保護環(huán)境；行車視距開闊良好。

(3)取消隧道在通車后可以減少隧道的養(yǎng)護和照明費用，可以節(jié)約工程投資和公路的運營成本。

2.2 方案總體簡介

變更前石牌山隧道范圍為ZK292+560～ZK292+985，變更后石牌山路塹開挖范圍為范圍ZK291+477.5～ZK293+658，共2180.5m如圖1所示和圖2所示。明挖方案的平面線位不變，僅調(diào)整縱斷面，取消隧道為明挖，調(diào)整后縱斷在隧道進口約提高14.5m。在土石方增減方面，填方增加45.6萬，挖方增加106.9萬，通過變更，標段內(nèi)填挖基本平衡。邊坡防護錨索增加10440m，鋼筋砼框架增加1294.4m3，如圖3所示。高填深挖各增加一段，其挖方邊坡最大高度44.5m，高填段最大邊坡高度34.3m(中心高29.3m)，如圖3所示。變更后用地增加58.9畝，拆遷580m2。主線下穿分離式橋減少一座，主線上跨分離式橋增加一座；增加一道3孔線外涵洞。

根據(jù)上述方案變更和施工預算，費用估算約節(jié)省2000萬元。

2.3 隧道改明挖對既有的明洞的影響評價

經(jīng)過計算分析，隧道改明挖方案，通過對右側(cè)邊坡的強加固防護，能夠防止明洞底部產(chǎn)生過大變形，確保右線既有的石牌山明洞的安全。

3 項目工程關(guān)鍵點分析

圖1 方案變更示意圖

圖2 總體設(shè)計平面圖

圖3 路塹邊坡錨桿、預應力索框架加強處理示意圖

本項目有三個關(guān)鍵點：一是隧道改為明挖后對原有的隧道明洞的安全性評估；二是路塹邊坡的處理加固；三是高路堤填筑的技術(shù)要求；這三個關(guān)鍵點成立三個課題組進行研究，提出了切實可行的技術(shù)和施工方案，得到專家們的好評和業(yè)主部門的支持以及上級領(lǐng)導的肯定。由于本項目的總體設(shè)計主動協(xié)調(diào)公路工程項目外部與內(nèi)部各專業(yè)間的關(guān)系，確定本項目各分項的技術(shù)標準，建設(shè)規(guī)模、主要技術(shù)指標和設(shè)計方案，使之成為完整的系統(tǒng)工程，符合安全、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的總體目標，保障用路者的安全，提高公路交通的服務質(zhì)量，公路通車后，本路段具有良好的視覺誘導性和優(yōu)美的外觀,使與自然環(huán)境協(xié)調(diào)一致,以及舒適的行車路況得到司乘者的好評。

從本項目的隧道方案改為明挖方案可以體會到高速公路平縱線形設(shè)計必須結(jié)合地形和周圍環(huán)境情況,做到“地質(zhì)選線”、“生態(tài)選線”與“經(jīng)濟選線”相結(jié)合，合理組合平縱線形要素,做到連貫、均勻、協(xié)調(diào)、舒暢,使其具有良好的視覺誘導性和優(yōu)美的外觀,使與自然環(huán)境協(xié)調(diào)一致,以平衡高速公路因?qū)嵭蟹忾]而帶來的隔絕感。

我們應提倡在公路的設(shè)計中，科學、靈活地選用各種技術(shù)指標，用足給定的線型設(shè)計標準,不刻意追求技術(shù)標準的上限,適當時可根據(jù)地形采用指標下限。不刻意追求全路線整體路基,根據(jù)地形可采用分離式路基,最大程度減小對自然生態(tài)的破壞。

圖4 高填挖典型斷面圖

同時，本項目還進行了融入自然的防護設(shè)計，主要表現(xiàn)在防排結(jié)合生態(tài)防護和路塹段生態(tài)防護兩個方面。前者設(shè)計思路，放緩邊坡，淡化坡界線，留綠化空間；與生態(tài)排水緊密結(jié)合，達到功能與景觀的和諧；因地制宜，據(jù)地形逐段進行設(shè)計。后者設(shè)計思路，路塹段噴播、掛網(wǎng)噴播的防護工藝，將路塹段恢復成樹、灌、花、草多層次立體景觀，結(jié)合路塹段巖性、土質(zhì)邊坡率、邊坡高度等因素，綜合考慮防護形式，達到立體景觀效果。

4 結(jié)束語

公路選線必須由面到帶，由帶到線，在對地形地貌，地質(zhì)水文、氣候氣象、自然保護區(qū)等調(diào)查與勘察的基礎(chǔ)上論證、確定路線方案。路線設(shè)計應根據(jù)公路功能、技術(shù)等級和地形條件，恰當選取設(shè)計速度，合理確定公路斷面布置形式，正確運用各類技術(shù)指標，注意平縱線形組合、保持線形連續(xù)均衡，在確保行駛安全性的前提下，進行路線方案充分論證，以滿足舒適、環(huán)保與經(jīng)濟等要求。