陳海軍

（中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南洛陽(yáng) 471009）

基于工程技術(shù)措施下的水下隧道最小覆蓋層厚度確定方法
——以長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道為例

陳海軍

（中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南洛陽(yáng) 471009）

為了保證隧道的交通功能，實(shí)現(xiàn)水下隧道與陸域道路的對(duì)接，解決隧道水下段最小覆蓋層厚度問(wèn)題，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外水下隧道最小覆蓋層厚度確定方法的討論，針對(duì)長(zhǎng)沙營(yíng)盤路湘江隧道水下段最小覆蓋層厚度，提出一種更為經(jīng)濟(jì)合理的確定方法。該方法通過(guò)采用工程技術(shù)措施，以風(fēng)險(xiǎn)分析、數(shù)值計(jì)算、監(jiān)控量測(cè)為手段，確定施工風(fēng)險(xiǎn)大小，結(jié)合交通功能、經(jīng)濟(jì)分析、社會(huì)效益，確定最小覆蓋層的優(yōu)選方案。最后，對(duì)提出的確定方法進(jìn)行總結(jié)。

水下隧道；最小覆蓋層厚度；施工風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)值計(jì)算

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)水下隧道建設(shè)蓬勃發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)修建了一大批穿越江河湖海的水下隧道，而在這些隧道的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，如何確定水中段隧道的最小覆蓋層厚度、確保隧道的功能實(shí)現(xiàn)、施工安全與運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定，一直是建設(shè)人員的困擾，也對(duì)修建水下隧道工程構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)［1］。為此，國(guó)內(nèi)眾多專家、學(xué)者做了大量研究工作。王夢(mèng)恕等［2］通過(guò)對(duì)水下隧道最小巖石覆蓋層厚度的研究，提出了應(yīng)從圍巖穩(wěn)定性和隧道涌水量的大小綜合考慮的方法；李術(shù)才等［3］就廈門翔安隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用工程類比和數(shù)值計(jì)算方法對(duì)其最小覆蓋層厚度做了專項(xiàng)研究；王培勇等［4］就水下隧道合理覆蓋層厚度進(jìn)行了有限元模擬研究。而本文結(jié)合長(zhǎng)沙營(yíng)盤路湘江隧道工程的交通功能需求、陸域道路接線條件、建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)及工程投資，提出基于工程技術(shù)措施下的水下隧道最小覆蓋層厚度確定方法，并以工程實(shí)踐證明其可行性。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

長(zhǎng)沙營(yíng)盤路湘江隧道處于橘子洲大橋和銀盆嶺大橋之間，主線西起咸嘉湖路，下穿瀟湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大道，東接營(yíng)盤路。隧道主線設(shè)計(jì)車速50km/h，匝道設(shè)計(jì)車速40 km/h。西岸設(shè)一進(jìn)一出2匝道，接主線北側(cè)的瀟湘大道；東岸設(shè)一進(jìn)一出2匝道，分別在主隧道南、北兩側(cè)接入湘江中路。

主線隧道為雙向4車道，采用淺埋暗挖法施工，標(biāo)準(zhǔn)段斷面凈寬10.1 m，開(kāi)挖面積平均97 m2；主隧道與匝道交叉段最大寬度25 m，最大開(kāi)挖面積約370 m2；主線設(shè)計(jì)最大縱坡5.95%，匝道設(shè)計(jì)最大縱坡6.98%。隧道自東向西長(zhǎng)距離穿越圓礫層、淤泥層、江中斷裂帶、全-強(qiáng)風(fēng)化板巖、回填新土，洞身所處地層透水性強(qiáng)、自穩(wěn)能力差，開(kāi)挖易坍塌涌水，沿線各地層的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。湘江江水深度隨季節(jié)變化較大，最大水深約20 m。

表1 巖（土）體物理力學(xué)參數(shù)表Table 1 Physical and mechanical parameters of different strata

1.2 交通功能需求

結(jié)合城市既有路網(wǎng)及規(guī)劃方案，西岸主隧道出入口宜設(shè)置在咸嘉湖路與濱湖路交叉口附近。為降低對(duì)咸嘉湖路既有交通的影響，更好地發(fā)揮瀟湘大道的交通功能，需利用進(jìn)出口匝道將主隧道部分交通流引至瀟湘大道，以使隧道的服務(wù)范圍及交通集散功能得到最大程度的發(fā)揮。

在湘江東岸，隧道主線接入營(yíng)盤路后，受黃興北路地下商業(yè)街的影響，隧道不具備在黃興北路西側(cè)出地的條件。為充份利用既有道路的吸引與疏散能力，隧道東側(cè)主線出入口應(yīng)在既有的蔡鍔路西側(cè)出地，并應(yīng)預(yù)留足夠的蓄車長(zhǎng)度。為減小主隧道車流全部引入營(yíng)盤路后對(duì)蔡鍔路、芙蓉路及中心城區(qū)的影響，需考慮通過(guò)匝道將部分過(guò)江交通流引入湘江中路；且匝道隧道出入口應(yīng)在中山路及湘春路之前接地，以便于利用周邊東西向路網(wǎng)，形成一級(jí)分流，達(dá)到均衡整個(gè)路網(wǎng)交通壓力的目的。

綜上，本隧道“兩主線、四匝道”的整體布局，可實(shí)現(xiàn)湘江兩岸4個(gè)象限的互通。通過(guò)匝道隧道與主線隧道的合理銜接，形成東西為主、南北為輔的交通格局，隧道的交通功能可得到極大拓展。隧道總體布置如圖1所示。

圖1 隧道總體布置圖Fig.1 General layout of the tunnel

2 影響最小覆蓋層厚度的因素

水下隧道的最小覆蓋厚度是影響施工安全和工程造價(jià)最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)之一。在保證施工安全的前提下，隧道的覆蓋層厚度越小，隧道埋置深度就越小，作用在隧道結(jié)構(gòu)上靜水壓力就越?。?］，隧道結(jié)構(gòu)尺寸也可以越小。同時(shí)，隧道埋深越小，在隧道坡度一定的前提下，隧道長(zhǎng)度就越短，與兩端的接線就越容易，因而隧道的工程造價(jià)也越低。

另一方面，水下隧道覆蓋層越薄，河水（海水）與隧道之間的滲流通道就越短，隧道施工過(guò)程中發(fā)生突水、塌方的概率就越大［5］。因此，設(shè)計(jì)水下隧道，要綜合考慮功能需求、工程造價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)等因素來(lái)確定合理的最小覆蓋層厚度。

從國(guó)內(nèi)外已建的各種類型水下隧道工程來(lái)看，影響其最小覆蓋層厚度的主要因素有以下幾點(diǎn)。

1）所確定的覆蓋層厚度能否滿足水下隧道的施工安全。

2）水下隧道的功能需求。

3）隧道兩端陸域的接線條件。

4）隧址處水域段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件。

5）滿足隧道使用功能所確定的隧道斷面尺寸。

6）水域基床控制條件（如規(guī)劃航道標(biāo)高、沖刷線等）。

3 現(xiàn)有方法分析

從國(guó)內(nèi)外規(guī)范來(lái)看，對(duì)于水下隧道最小覆蓋層厚度，并沒(méi)有明確限制，各國(guó)確定最小覆蓋厚度也主要是采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)與工程類比方法。日本和挪威是世界上水下隧道鉆爆法實(shí)踐最多的國(guó)家，通過(guò)對(duì)許多成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，各自歸納了一套經(jīng)驗(yàn)公式。我國(guó)水下隧道的最小覆蓋層厚度也基本是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，同時(shí)參考類似工程和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。國(guó)內(nèi)外的主要方法可總結(jié)為以下幾種（關(guān)于現(xiàn)有方法，國(guó)內(nèi)有較多文獻(xiàn)提及，本文僅略述）。

3.1 挪威經(jīng)驗(yàn)法

挪威的水下隧道大部分位于火成巖和變質(zhì)巖等比較堅(jiān)硬的巖層中。Z.D.Eisenstein根據(jù)挪威已建的海底隧道經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)得出如圖2所示的經(jīng)驗(yàn)曲線［6］。分別對(duì)比了較好的圍巖和較差的圍巖，確定了水下隧道最小巖石覆蓋層厚度與海水深度的關(guān)系。

圖2 威海底隧道巖石覆蓋層厚度與海床水深的經(jīng)驗(yàn)曲線Fig.2 Empirical curves of rock cover thickness varying with depth of sea water（Norway undersea tunnels）

3.2 日本最小涌水量法［7-10］

日本在過(guò)去幾十年，修建了很多水下隧道，如青函隧道、關(guān)門隧道、長(zhǎng)島海峽隧道及早崎瀨戶隧道等，在確定水下隧道最小覆蓋厚度方面積累了較多經(jīng)驗(yàn)。在確定圍巖滲透系數(shù)、水深及隧道開(kāi)挖斷面后，給出了隧道涌水量最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的覆巖厚度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式，由此計(jì)算出的覆巖厚度即為經(jīng)濟(jì)安全的最小值。具體公式為

式中：k為滲透系數(shù)；L為隧道長(zhǎng)度；h為巖石覆蓋層厚度；H為水深；r為隧道等效半徑；e為孔隙率。

3.3 國(guó)內(nèi)頂水采煤的經(jīng)驗(yàn)公式

頂水采煤時(shí)，既要考慮安全開(kāi)采上限，即安全因素，防止水淹礦井，又要考慮經(jīng)濟(jì)因素，避免預(yù)留的煤柱過(guò)大，造成浪費(fèi)。海底隧道最小埋深的確定與煤礦安全開(kāi)采上限的確定大致相同。開(kāi)采上限高度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中：H為開(kāi)采上限高度；a為表面裂隙深度，基巖經(jīng)驗(yàn)值取10～15 m；h為爆破引起的擾動(dòng)高度（導(dǎo)水裂隙帶高度），一般取2 m；s為水力與巖層影響深度，為水頭高度；h2為坑道寬度；c為巖層風(fēng)化帶厚度，一般取5 m；f為普氏系數(shù)）。

3.4 工程類比法

除按上述方法確定鉆爆法水下隧道最小覆蓋層厚度外，工程類比也是較常用的一種方法。采用工程類比法時(shí)一定要注意可比性，應(yīng)主要從工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況、隧道斷面尺寸及隧道的使用功能等條件進(jìn)行確認(rèn)。國(guó)內(nèi)外具有比較多的工程案例，在此不再列舉。

4 營(yíng)盤路湘江隧道最小覆蓋層厚度的確定

4.1 按經(jīng)驗(yàn)曲線、公式及工程類比確定的最小覆蓋層厚度

根據(jù)挪威經(jīng)驗(yàn)曲線，該隧道最小覆蓋層厚度應(yīng)為42 m左右；按日本最小涌水量法計(jì)算，本隧道最小覆蓋層厚度應(yīng)為18.7～31.5 m（從正常段到大跨段）；按簡(jiǎn)易公式計(jì)算，應(yīng)為6.67～13.33 m（該法應(yīng)用較少，計(jì)算結(jié)果不作為參考）；按國(guó)內(nèi)頂水采煤的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，最小覆蓋層厚度應(yīng)為20.7～27.5m（從正常段到大跨段）；類比國(guó)內(nèi)同類型隧道，最小覆蓋層厚度為15～33 m?；緸樗淼篱_(kāi)挖寬度的1.5～2.0倍。

4.2 滿足功能需求所需的覆蓋層厚度

根據(jù)批復(fù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，營(yíng)盤路湘江隧道主線縱坡不應(yīng)大于6%，匝道縱坡不應(yīng)大于7%。根據(jù)交通功能需求，主線隧道西出口應(yīng)在咸嘉湖路與濱湖路交叉口附近接地，東出口必須在蔡鍔路以西接地，西岸進(jìn)口匝道應(yīng)在銀盆南路與瀟湘中路交叉口以南接地，東岸進(jìn)出匝道隧道接地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在中山路及湘春路之前。這樣，經(jīng)擬合隧道縱剖面，滿足隧道交通功能后所確定的隧道與匝道交匯區(qū)水下最小覆蓋層厚度為11.5 m，拱頂覆土主要為5～7 m厚的全風(fēng)化板巖層和4.5 m厚的強(qiáng)風(fēng)化板巖層，隧道覆跨比僅為0.46，建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)與難度較大。

4.3 基于工程技術(shù)措施下的最小覆蓋層厚度

從4.1及4.2節(jié)所確定的隧道最小覆蓋層厚度來(lái)看，二者相差較大。因此，首先對(duì)滿足功能需求的覆蓋層厚度條件下采用常規(guī)支護(hù)與施工參數(shù)時(shí)，隧道施工過(guò)程中的安全性進(jìn)行分析，確定風(fēng)險(xiǎn)源；然后針對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)采取工程技術(shù)措施，重新進(jìn)行分析，判定設(shè)計(jì)加強(qiáng)后的風(fēng)險(xiǎn)；最后在對(duì)采取工程控制措施所增加的費(fèi)用、隧道埋深減小導(dǎo)致隧道長(zhǎng)度縮短所減少的費(fèi)用以及由于隧道埋深改變引起的隧道兩端接線位置變化所造成的交通功能影響進(jìn)行綜合比較的基礎(chǔ)上，確定水下隧道的最小埋深。

4.3.1 按常規(guī)支護(hù)與施工參數(shù)的安全性分析

對(duì)于大斷面隧道，通常采用單層300 mm厚初期支護(hù)，分部開(kāi)挖施工，根據(jù)地質(zhì)情況，建立三維模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算進(jìn)行分析。結(jié)果如圖3所示。從圖3可看出：

1）整個(gè)分析區(qū)域豎向應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，應(yīng)力重分布范圍大于隧道1倍洞徑，隧道邊墻墻腳處出現(xiàn)應(yīng)力集中，拱頂處圍巖拉應(yīng)力較大，加之強(qiáng)風(fēng)化板巖破碎、遇水崩解易坍塌、自穩(wěn)性差的特性，施工時(shí)若不采取措施，隧道拱頂塌陷風(fēng)險(xiǎn)極大。

2）從塑性區(qū)分布圖（3（b））可知，圍巖塑性區(qū)分布范圍大約位于洞周5 m以內(nèi)，拱頂上方塑性區(qū)有向河床頂發(fā)展貫通的趨勢(shì)。

3）在支護(hù)結(jié)構(gòu)受力方面，內(nèi)力在拱墻墻腳處出現(xiàn)最大值，達(dá)600 kN·m，隧道仰拱與拱頂處出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，將導(dǎo)致初期支護(hù)開(kāi)裂，拱頂不能滿足安全要求。

4）從圍巖豎向位移來(lái)看，隧道拱頂沉降最大，沉降槽寬度在40～50 m，為2～3倍開(kāi)挖寬度，隧道拱頂出現(xiàn)大變形情況。

通過(guò)上述分析，在常規(guī)支護(hù)與施工參數(shù)下，施工期間存在塌方、涌水、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞及大變形等風(fēng)險(xiǎn)。4.3.2 擬定的工程技術(shù)措施

結(jié)合上述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，設(shè)計(jì)擬定如下措施及計(jì)算參數(shù)。

1）隧道周邊設(shè)置6 m厚帷幕注漿止水加固圈。計(jì)算分析時(shí)按提高既有圍巖力學(xué)指標(biāo)考慮，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成果，黏聚力取300 kPa，內(nèi)摩擦角取30°，彈性模量取600 MPa。

2）增強(qiáng)初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度，采用雙層合計(jì)550 mm厚初期支護(hù)，采用殼單元模擬，按C25鋼筋混凝土考慮計(jì)算參數(shù)。

圖3 安全性分析結(jié)果（1）Fig.3 Safety analysis results（1）

3）分段采用六步CRD及九步雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，各施工步保證初期支護(hù)封閉成環(huán)，單循環(huán)進(jìn)尺不超過(guò)3 m，控制收斂變形，計(jì)算時(shí)根據(jù)工法確定施工步。

4）采取φ108超前大管棚和φ42超前小導(dǎo)管等預(yù)支護(hù)措施，分別采用桿單元按管徑確定參數(shù)模擬。

5）加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，實(shí)施信息化施工，當(dāng)拱頂下沉、水平收斂速率達(dá)5 mm/d或位移累計(jì)達(dá)100 mm時(shí)，停止開(kāi)挖，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)與加固處理。

4.3.3 工程技術(shù)措施條件下隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析

采用工程控制措施后，分析結(jié)果如圖4所示。

圖4 安全性分析結(jié)果（2）Fig.4 Safety analysis results（2）

從計(jì)算分析結(jié)果來(lái)看，經(jīng)地層改良、初期加強(qiáng)、超前支護(hù)及控制施工分步，隧道周邊圍巖力應(yīng)力集中、塑性區(qū)發(fā)展都得以控制，支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力在300 kN·m以內(nèi)，圍巖變形（特別是拱頂沉降）較不采取工程技術(shù)措施條件下得到了極大改善。

4.3.4 隧道施工監(jiān)測(cè)情況分析

工程施工階段，對(duì)本隧道大跨斷面拱頂沉降、水平收斂、初期支護(hù)鋼架應(yīng)力及臨時(shí)支撐軸力進(jìn)行了全過(guò)程監(jiān)測(cè)。大跨斷面采用九步雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，結(jié)構(gòu)變形與內(nèi)力發(fā)展歷時(shí)較長(zhǎng)，從穩(wěn)定結(jié)果來(lái)看，最大沉降量為35.3 mm，最大水平收斂為18.32 mm，初期支護(hù)鋼架全環(huán)呈對(duì)稱分布，最大應(yīng)力位于拱墻交界處，達(dá)150 MPa，而臨時(shí)支撐軸力也達(dá)到200 kN。具體數(shù)據(jù)如圖5所示。

實(shí)測(cè)結(jié)果與理論分析相比，結(jié)構(gòu)內(nèi)力較為吻合，但實(shí)測(cè)的變形量約是理論分析的4倍，分析原因應(yīng)該是數(shù)值計(jì)算時(shí)初期支護(hù)是及時(shí)封閉的，而實(shí)施階段需要施工時(shí)間。此外，拱架基礎(chǔ)形式、施工時(shí)拱架基礎(chǔ)軟化、各臺(tái)階之間的實(shí)控距離等也是影響實(shí)測(cè)值的因素。

從變形與內(nèi)力發(fā)展來(lái)看，在施作支護(hù)結(jié)構(gòu)初期，增長(zhǎng)速率較大，初期支護(hù)全部施作完畢之后，測(cè)點(diǎn)變形很快趨于穩(wěn)定，這一量測(cè)結(jié)果說(shuō)明初期支護(hù)結(jié)構(gòu)在早期承擔(dān)了較大的荷載。從安全施工的角度考慮，應(yīng)重視初期支護(hù)的施工質(zhì)量和封閉時(shí)間，這對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定有著至關(guān)重要的作用。

綜上所述，通過(guò)理論分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)（實(shí)測(cè)結(jié)果均在規(guī)范控制的范圍以內(nèi)），在采取特定的工程技術(shù)措施后，營(yíng)盤路湘江隧道按滿足交通功能需求所確定的最小覆蓋層厚度，能滿足施工階段圍巖穩(wěn)定和支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的要求。

4.3.5 最小覆蓋層厚度的確定

根據(jù)4.3.3節(jié)的分析結(jié)果，該隧道大跨段最小覆蓋層厚度為11.5 m，同理，可確定正常段約為15 m。與挪威經(jīng)驗(yàn)曲線法相比，本工程水下隧道洞頂覆蓋層厚度減小27～30.5 m；與日本最小涌水量法相比，覆蓋層厚度減小3.7～20 m；與國(guó)內(nèi)頂水采煤的經(jīng)驗(yàn)相比，覆蓋層厚度減小5.7～16 m；與工程類比法相比，覆蓋層厚度最大減小約21.5 m。按覆蓋層厚度減小最少的5 m計(jì)算，在相同接地點(diǎn)高程和縱坡情況下，隧道長(zhǎng)度縮短了近400 m，按照水下隧道18萬(wàn)元/m造價(jià)指標(biāo)估算，直接工程費(fèi)減少7 200萬(wàn)元；隧道采用雙層初期支護(hù)、超前支護(hù)、超前注漿加固等工程技術(shù)措施所增加的費(fèi)用為877萬(wàn)元。綜合比較，工程造價(jià)降低約6 323萬(wàn)元。此外，按該法確定的隧道最小覆蓋層厚度，能夠滿足隧道兩岸的接線要求，并能充分發(fā)揮隧道的跨越和分流功能，其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益也是非常顯著的。

圖5 監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.5 Monitoring results

5 結(jié)論與建議

本文結(jié)合營(yíng)盤路湘江隧道所處的實(shí)際條件，按目前國(guó)內(nèi)外常用的水下隧道最小覆蓋層厚度確定方法推算的覆蓋層厚度將無(wú)法滿足隧道的接線要求，難以發(fā)揮隧道的交通疏解功能；在進(jìn)行充分的調(diào)研和理論分析的基礎(chǔ)上，提出了基于工程技術(shù)措施的水下隧道最小埋深確定方法。

該方法的具體步驟如下：

1）根據(jù)水下隧道工程兩岸的接線條件以及線路的坡度初步確定隧道的最小覆蓋層厚度。

2）采用數(shù)值計(jì)算方法分析該覆蓋層厚度條件下采用常規(guī)支護(hù)與施工參數(shù)時(shí)隧道施工過(guò)程的安全性。

3）當(dāng)常規(guī)支護(hù)參數(shù)不能滿足施工安全要求時(shí)，采取工程技術(shù)措施，具體措施包括超前注漿預(yù)加固、超前管棚預(yù)支護(hù)、加強(qiáng)初期支護(hù)、分部分塊開(kāi)挖、嚴(yán)格控制開(kāi)挖步長(zhǎng)等；進(jìn)一步采用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行分析，確定采取不同工程技術(shù)措施時(shí)保證隧道施工安全的最小埋深。

4）在以上分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算隧道埋深減小時(shí)為保證施工安全所增加的工程措施費(fèi)用，隧道埋深增加造成的隧道長(zhǎng)度加長(zhǎng)所增加的費(fèi)用，隧道埋深改變引起的隧道兩端接線位置的變化所造成的環(huán)境影響，在綜合比較的基礎(chǔ)上，確定水下隧道的最小覆蓋層厚度。

5）在工程實(shí)施階段，除按上述要求采用具體的工程技術(shù)措施外，應(yīng)特別加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與實(shí)時(shí)監(jiān)控量測(cè)工作，相對(duì)普通鉆爆法隧道，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)斷面，運(yùn)用信息化施工技術(shù)，全面掌控各類構(gòu)件的施作時(shí)機(jī)。

長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道工程的順利實(shí)施是基于豐富的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上完成的，本文提出的水下隧道最小覆蓋層確定方法，是在成功案例上的一種提煉，類似工程能否直接采用本工程的相關(guān)參數(shù)，應(yīng)經(jīng)認(rèn)真斟酌分析后確定。本文提出的確定水下隧道最小埋深的思路，首次在營(yíng)盤路湘江隧道中應(yīng)用，尚存在諸多不足，需要在以后的工程中與業(yè)界同仁共同完善。

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A Method to Determine the Minimum Cover Thickness of Underwater Tunnel Based on Engineering Measures：Case Study on Yingpanlu Xiangjian River Crossing Tunnel in Changsha

CHEN Haijun

（Survey，Design and Research Institute，China Railway Tunnel Group Co.，Ltd.，Luoyang 471009，Henan，China）

In the paper，the determination of the minimum cover thickness of Yingpanlu Xiangjiang River Crossing Tunnel in Changsha is studied，so as to ensure the traffic functions of the tunnel and to achieve smooth connection between the underwater tunnel and the ground surface roads.The existing method at home and abroad to determine the minimum cover thickness of underwater tunnels are discussed，and a more economic and rational minimum cover thickness determination method is proposed for the tunnel.According to the method proposed，the magnitude of the construction risks is determined based on the engineering measures taken and by means of risk analysis，numerical calculation，monitoring and measurement，and the minimum cover thickness of the tunnel is optimized by considering the traffic functions，economic analysis results and social significance.Finally，the method proposed is summarized.

underwater tunnel；minimum cover thickness；construction risk；numerical calculation

10.3973/j.issn.1672-741X.2015.11.004

U 459.5

A

1672-741X（2015）11-1134-07

2015-05-15；

2015-07-31

陳海軍（1978—），男，河南鄢陵人，2001年畢業(yè)于西南交通大學(xué)，土木工程專業(yè)，本科，高級(jí)工程師，從事隧道與地下工程設(shè)計(jì)研究工作。