(福州市交通建設集團有限公司，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，介紹了該路段的設計概況，通過路線設計比選，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，合理選用公路技術指標，對關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 項目工程關鍵點分析

圖1 方案變更示意圖

圖2 總體設計平面圖

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要求；這三個關鍵點成立三個課題組進行研究，提出了切實可行的技術和施工方案，得到專家們的好評和業(yè)主部門的支持以及上級領導的肯定。由于本項目的總體設計主動協(xié)調(diào)公路工程項目外部與內(nèi)部各專業(yè)間的關系，確定本項目各分項的技術標準，建設規(guī)模、主要技術指標和設計方案，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計中，科學、靈活地選用各種技術指標，用足給定的線型設計標準,不刻意追求技術標準的上限,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)地形逐段進行設計。后者設計思路，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)查與勘察的基礎上論證、確定路線方案。路線設計應根據(jù)公路功能、技術等級和地形條件，恰當選取設計速度，合理確定公路斷面布置形式，正確運用各類技術指標，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。