桂建剛

(杭州城建設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州 310000)

0 引言

東旱門過江隧道位于余姚市東旱門路，下穿最良江。最良江因河道通航等級提高，原有過江東旱門橋不能滿足通航要求必須拆除，為了更好地打通最良江兩岸機動車、行人及非機動車過江交通功能，優(yōu)化和完善城區(qū)跨越最良江及沿線兩岸的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過多方案的綜合比選，最后確定在原東旱門橋址處修建下穿最良江的隧道方式過江，使過江功能與最良江兩岸環(huán)境景觀相統(tǒng)一，從整體上達到提升城市道路的檔次和品位的目的。

1 工程地質(zhì)及周邊環(huán)境

1.1 工程地質(zhì)條件

場地為第四系沉積物，屬海積、沖積平原，濱海(湖沼)相軟土。該區(qū)域地層主要為:①雜填土，該土層碎石含量高，局部有大塊石，②淤泥質(zhì)粘土，③粉質(zhì)粘土，④粉質(zhì)粘土，⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，⑥粘土，⑦粉質(zhì)粘土。

場地的地下水位埋深為1.80 m～2.00 m，屬淺層孔隙型潛水。

1.2 周邊環(huán)境

隧道兩側(cè)為高檔居民住宅區(qū)，小區(qū)建筑多為5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，距離隧道基坑較近，最近距離約7 m。最良江兩岸為高檔景觀綠化，環(huán)境幽靜。

2 工程設(shè)計

隧道南起萬年橋東路，采用隧道形式穿越南蘭江路、最良江、北蘭江路，北接世南東路，全長約623.699 m。隧道具有機動車、非機動車及行人過江功能;機動車道為雙向兩車道，機動車與非機動車在江底段共管通行，在隧道進入岸邊地塊后，機動車與非機動車分離，非機動車與行人以斜坡推行+臺階踏步方式出地面。

2.1 線路設(shè)計

2.1.1 平面線路設(shè)計

根據(jù)道路總體規(guī)劃要求，隧道U形槽敞口段不得跨越萬年橋東路與世南東路，而且隧道建成后，其兩側(cè)地面輔道必須保持雙向兩車道+兩條非機動車道通行條件;因此，隧道內(nèi)機動車道不得超過兩條，以確保地面道路通行寬度;隧道U形槽段結(jié)構(gòu)中心線應(yīng)與東旱門路中心線一致，以保持兩側(cè)地面道路寬度均衡。

線路設(shè)計起點為萬年橋東路與東旱門路交叉口，樁號為0+ 000;設(shè)計終點為世南東路與東旱門路交叉口，樁號為 0+ 623.699，總長約為623.699 m。分別在樁號0+196.784，0+ 373.681及0+529.464處設(shè)置了圓曲線，圓曲線半徑分別為R1= 5 000 m，R2=2 500 m，R3=5 000 m。

2.1.2 縱斷面線路設(shè)計

隧道內(nèi)機動車縱坡要素受如下因素控制:1)地面道路高程與江底高程相差約5.3 m;2)隧道頂板上部必須保持厚度不小于1 m的覆土;3)機動車隧道內(nèi)凈空要求不小于4.0 m;4)隧道兩端道路交叉口距離江邊約240 m～300 m。隧道拉縱坡條件局促，經(jīng)綜合考慮，將全隧道機動車縱坡設(shè)計為“V”字形，最低點設(shè)置于江中心下方。

U形槽起點0+035，以－4.450%的坡度下行，至0+140處設(shè)一變坡點(豎曲線半徑R=4 000 m)，然后以－5.450%的坡度下行，至江底中心0+280處設(shè)一“V”字形變坡點(豎曲線半徑R= 700 m)，再以3.873%的坡度上行，至0+477處設(shè)一變坡點(豎曲線半徑R=6 000 m)，繼續(xù)以4.450%的坡度上行出隧道。

2.2 隧道建筑限界

該隧道設(shè)計為雙向兩車道。隧道機動車道凈寬8.5 m，凈高4.0 m，其中行車道寬2×3.5 m，為保證行車道的充分利用，增加行車的安全感，在行車道兩側(cè)增設(shè)路緣帶2×0.5 m，兩側(cè)余寬2× 0.5 m。為了最大限度地減少行人的空間壓抑感，保證過江行人的舒適度，隧道非機動車道凈寬按4.0 m，凈高按2.5 m考慮。

隧道輪廓設(shè)計考慮了滿足設(shè)置排水溝、電纜安設(shè)、照明、消防、通訊及裝修等需要;并且還在江中段行人及非機動車通道下預(yù)留管廊，供市政管線過江使用。

2.3 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計

該隧道因考慮行人過江功能，江中段和江岸段功能不同，結(jié)構(gòu)上采用不同的形式。江中段設(shè)計成三跨兩柱式矩形結(jié)構(gòu)，中間跨為機動車道，兩側(cè)為行人及非機動車過江通道;江岸段設(shè)計成直墻圓拱形結(jié)構(gòu)，拱形結(jié)構(gòu)有利于結(jié)構(gòu)受力。隧道邊墻與圍護樁形成疊合墻結(jié)構(gòu)，達到擋土、止水、抗浮、減小差異沉降和保護周邊建(構(gòu))筑物等多重目的。

結(jié)構(gòu)采用C30防水鋼筋混凝土，抗?jié)B等級為P8。江中段結(jié)構(gòu)側(cè)墻50 cm厚，頂板80 cm厚+2 cm厚A3鋼板，底板為70 cm厚。江岸段結(jié)構(gòu)側(cè)墻50 cm厚，頂、底板均為70 cm厚。

2.4 基坑圍護設(shè)計

最良江為余姚市汛期排洪的主要河道之一，為了保證河道來年汛期的排洪功能，江中段基坑必須特殊設(shè)計。該段采用蓋挖逆做法進行設(shè)計。即先施工全套管鉆孔咬合樁(成樁效果好，擋土止水可靠)、中間豎向支撐，再施工隧道結(jié)構(gòu)頂及結(jié)構(gòu)防水，恢復(fù)河道通航，然后在結(jié)構(gòu)頂板的保護下從岸邊明挖基坑向江中段暗挖施工，完成剩余結(jié)構(gòu)，見圖1。

江岸段基坑采用明挖法施工?；与x兩邊居民住宅樓較近，為了基坑施工過程中盡可能地減少對周邊環(huán)境的影響。該段基坑圍護結(jié)構(gòu)采用成樁效果好的全套管鉆孔咬合樁(無泥漿排放污染，取土無振動、噪聲小)旋挖取土，利用結(jié)構(gòu)自身頂板兼做橫撐(永臨結(jié)合，省去大量臨時混凝土支撐的施工和拆除工作，最大限度地縮短工期、節(jié)省投資及保護環(huán)境)，進行基坑開挖施工，如圖2所示。

圖1 江中段結(jié)構(gòu)

圖2 江岸段結(jié)構(gòu)

2.5 防水設(shè)計

隧道建成后，防水效果好壞直接影響隧道后期的使用功能。為了達到防水可靠、一勞永逸、不留后患的目的，隧道結(jié)構(gòu)防水應(yīng)以混凝土自防水為主，柔性防水層為輔，對變形縫、施工縫特殊部位采用多道防線處理的全封閉密閉防水。隧道防水等級按一級設(shè)計。具體防水措施:

1)結(jié)構(gòu)自防水:采用C30防水鋼筋混凝土進行結(jié)構(gòu)自防水，混凝土抗?jié)B標(biāo)號不低于P8。

2)外貼式防水層:江中段頂板利用20 mm厚鋼板防水，并在鋼板上方鋪設(shè)70 mm厚C30素混凝土保護層;底板下采用1.5 mm厚的PVC防水卷材(為確保防水板不破損，在防水板外側(cè)設(shè)有400 g/m2)，同時在底板防水板上面鋪設(shè)50 mm厚C15素混凝土保護層，以防鋼筋安裝時弄破防水板;側(cè)墻與圍護樁墻形成疊合墻結(jié)構(gòu)，不再鋪設(shè)防水板，見圖1。江岸段頂板采用PVC防水卷材，防水層上鋪設(shè)70 mm厚的砂漿保護層;底板及側(cè)墻防水與江中段相同，見圖2。

3)施工縫防水:施工縫處預(yù)埋止水鋼板及注漿管，后續(xù)混凝土澆筑前先涂刷MC系列注漿材料，并在結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計強度后，壓注MC系列注漿材料進行密閉止水。

4)變形縫:該隧道無變形縫設(shè)置。

3 工程設(shè)計的難點

該隧道工程設(shè)計存在以下幾方面的難點:

1)因河底標(biāo)高及江邊至兩端交叉口間距離過短等地形條件限制，線路拉縱坡條件局促，可選余地小。本方案線路縱坡設(shè)計成“V”字形，坡度指標(biāo)接近規(guī)范最大允許值。2)隧道兩側(cè)均為居民住宅樓，離隧道最近距離約7 m，且小區(qū)進出口大門朝向隧道?；邮┕r選用何種圍護結(jié)構(gòu)及支撐體系能夠確?；影踩?，且使基坑開挖對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響最小。本方案圍護結(jié)構(gòu)采用性價比高的全套管鉆孔咬合樁旋挖取土，該套成樁工法具有環(huán)保效果好(無泥漿排放、無振動、噪聲小)、對周邊環(huán)境影響小、成樁質(zhì)量高、節(jié)約混凝土(充盈系數(shù)小)等優(yōu)點。而且咬合樁與結(jié)構(gòu)側(cè)墻可形成疊合墻結(jié)構(gòu)，極大地提高了基坑及隧道結(jié)構(gòu)的安全度和經(jīng)濟性。3)江中段采用蓋挖逆作法施工，最大限度地減少江中段施工工期，確保汛期到來時恢復(fù)河道的過水防洪功能。4)基坑支撐體系全部采用隧道結(jié)構(gòu)頂板，既提高了基坑安全度，又極大地節(jié)約了施工工期和工程造價。5)江中段結(jié)構(gòu)防水設(shè)計，如何確保防水可靠。本方案采用結(jié)構(gòu)頂板上外包2 cm厚鍍鋅鋼板，既達到防水可靠目的，又起到防止通航船只拋錨對隧道結(jié)構(gòu)造成破壞的目的。

4 結(jié)語

東旱門過江隧道工程的成功建成，為今后城市過河交通橋隧方案選擇上拓寬了思路，相比橋梁方案，下穿隧道方案有利于保護河道原有景觀及周邊環(huán)境。全套管鉆孔咬合樁基坑圍護結(jié)構(gòu)及隧道結(jié)構(gòu)頂板兼做圍護支撐體系的技術(shù)，為今后城市明挖隧道建設(shè)提供了新的思路。

［1］ 舒曉建，郭 英，陳 力.余姚東旱門過江隧道線路設(shè)計［J］.城市道橋與防洪，2011(6)：26-28.

［2］ 東旱門過江隧道施工圖設(shè)計文件［Z］.杭州城建設(shè)計研究院有限公司，2007：7.