談針對擴改建隧道路線設計選擇

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【摘要】隧道改擴建需要系統化地利用采集到的現有隧道技術信息，綜合考慮橋、隧方案，并兼顧施工組織、橋隧銜接等，通過比較技術條件及經濟因素后提供科學合理的隧道工程改擴建方案，使得方案合理、安全、經濟?；诖耍疚囊隚317線友誼隧道至映秀改建工程，翔盡地闡述擴改建隧道路線設計的基本原則，對比可選方案，希望能夠給同行帶來一定的參考價值。

【關鍵詞】擴改建隧道；路線設計；原則；選擇方案分析

引言

G317線友誼隧道至映秀段改建工程是與G213的共用段，交通流量大，是進藏的主要通道之一，原路存在大量的工礦企業，大型貨車及超載車輛較多，經過這么多年的超荷載運營，原路的路基、路面及交安設施出現了不同程度的破壞，且原友誼隧道交通擁堵，經過幾次整修仍存在不少問題。因而本項目改建主要以橋、隧等構筑物為主，減少擁堵，采取隧道在合適位置適當露頭，帶動地方經濟發展；總體設計時應以橋位、橋型、隧道軸線為根本，在以“安全、環保、精細、和諧”全周期成本控制以及節約土地的設計理念指導下，結合區域地形、地質條件，提出擴改建隧道路線設計選擇的方案，力爭以相對經濟的工程造價，取得盡可能高的經濟效益和社會綜合效益。

1擴改建隧道路線設計原則

首先，路線在服從總的路線走向和主要節點的前提下，貫徹“標準選線、地質選線、地形選線、生態選線、安全選線”相結合的理念，正確運用技術標準，妥善處理公路建設與城鎮建設和基本農田建設及旅游事業的關系；結合地物、地質、水文、筑路材料等自然條件，通過綜合分析，認真進行方案研究。其次，在縱面線形指標方面，結合橋涵、隧道、交叉等構造物的布局，確定合理路線設計高度，做到縱坡既不頻繁起伏，也不過于平緩，并對構筑物結構有利。本項目最大縱坡宜按≤7%控制，豎曲線最小半徑盡量滿足視距的要求。最后，在平縱線形組合方面，在強調線形的連續均衡的基礎上追求線形組合，使之構成舒適、流暢的立體線形，并注重路線與橋梁、隧道、交叉等構造物以及沿線景觀協調，融公路線形景觀與自然景觀于一體，盡可能減少對沿線自然生態環境的損害。認真研究公路的運營安全，在存在可能方案的路段進行方案比選，使設計達到技術經濟效益佳。

2擴改建隧道路線布設原則

本項目初步設計路線布設在工可所確定的起終點及主要控制點的基礎上進行了優化比選。路線布設主要遵循以下原則：（1）貫徹“標準選線、地質選線、地形選線、生態選線、安全選線”的綜合選線原則；（2）進行多方案比選，不遺漏任何一個有價值的比選方案；（3）路線布設時，綜合考慮地方規劃及沿線經濟、文化、工農業布局、交通現狀、路網結構和與其他不同運輸方式的聯系；（4）路線平面布線綜合考慮地形地質條件、橋梁、隧道等諸多因素，多方案比選，合理運用技術指標，減少土石方量；（5）重視環境保護，充分利用地形，盡量避免高填、深挖，減少對環境的破壞；（6）注重線形平縱橫三維綜合協調，隨彎就勢，盡量采用曲線線形，實現線形的均衡、協調，前后線形盡量平穩過渡，避免不均衡的突變線形，確保行車安全；（7）注重與地形的充分融合，與環境的充分協調，不片面追求高指標。

3擴改建隧道路線設計選擇方案對比

由于本項目位于“5.12汶川地震”震中映秀鎮，跨越紫坪鋪水庫，地質情況極其復雜，環境敏感，根據隧道的地質情況和施工條件分析，結合紫坪鋪兩岸地質情況對紫坪鋪橋位的影響進行了多方案的研究，具體方案研究情況如圖1所示。

3.1方案一分析

從起點開始，利用既有G317國道公路的友誼隧道和部分老路至紫坪鋪水庫右岸汶川縣漩口道班附近采用橋梁跨越紫坪鋪水庫后采用長隧道穿越飛來峰，于黃家院村附近接上既有縣道X065，然后改造X065后接上G317國道公路至項目終點。方案一的優缺點如下：①路線長度最長，長11.709m，利用老路段平縱指標較差；②隧道長1055m1座，整修友誼隧道960m1座，橋梁長1250m5座，橋隧比最低，投資最?。虎蹟M建跨紫坪鋪特大橋兩岸橋臺發育走向南西—北東、傾北西的逆斷層，擬建穿飛來峰隧道進出口發育走向南西—北東、傾北西或南東的逆斷層，該三條斷層均為非全新世活動斷裂，區域穩定性較好；但由于受區域構造作用強烈，擬建大橋主塔、錨墩、橋臺及隧道進出口處巖體較破碎，崩塌不良地質發育，斜坡上堆積有較厚的崩坡積土體，擬建橋梁、隧道等構造物安全有一定影響，但采取工程措施后可確保工程安全；④穿越飛來峰的隧道較短，且工程地質條件較好、圍巖等級較高，可先單邊掘進打穿隧道后再施工跨紫坪鋪特大橋大樁號橋臺，建設難度相對較小；⑤設置隧道穿越飛來峰后采用明線方案，可以方便黃家院村村民上下本項目，可以很好地帶動黃家院村的發展，起到以路為媒，助力脫貧攻堅；⑥起點至紫坪鋪大橋段采用利用改造既有G317國道公路，多以傍山路基通過，對紫坪鋪水庫存在一定影響，且原友誼隧道病害較多，整修利用后運營期間也會存在病害影響，該隧道建筑限界由于多次整修也不能滿足要求；針對環境影響及友誼隧道的問題，在特大橋橋位不變的情況下，可對此方案進行延伸研究，采用特長隧道的方案、新建友誼隧道方案及隧道群方案。

3.2方案二分析

從起點開始利用既有G317國道公路友誼隧道和部分老路，于紫坪鋪水庫右岸瓦窯包附近跨越紫坪鋪水庫后采用特長隧道穿越飛來峰及阮家山后于原映秀大橋上游260m處跨越岷江后接上G317國道公路至項目終點方案二的優缺點如下：①該路線長度較長，長8.093m，利用老路段平面指標較差；②需新建特長隧道4590m1座、整修友誼隧道960m1座、橋梁長870m2座，特長隧道無雙向施工條件，中間增加施工支洞也需打通約2km的支洞，嚴重影響項目工期；③擬建大橋主塔、錨墩、橋臺處巖體較破碎，大樁號一側崩塌不良地質發育，斜坡上堆積有較厚的崩坡積土體，對未來橋梁施工及安全運行存在較大的安全風險；④受構造作用致使區內巖體破碎、圍巖等級不高，且為穿越高瓦斯地層，隧道施工和運行期間的安全風險極高，需要采取特別的工程措施后方可確保工程安全；⑤擬建跨紫坪鋪橋梁跨度較大，需采用懸索橋跨越，且大樁號橋頭沒有施工條件，建設難度較大。

3.3方案三分析

從起點新建黃泥坡特大橋后新建友誼隧道至龍眼睛附近，設置紫坪鋪特大橋跨越水庫，然后采用特長隧道穿越飛來峰和阮家山后于原映秀大橋上游260m處跨越岷江后接上G317國道公路至項目終點。方案三的優缺點如下：①此方案為工可推薦的優化方案，路線長度最短，長6.802m，路線平面指標最高；②需新建隧道長5865m2座、橋梁長755m3座，擬建隧道無雙向掘進的條件，需先打通約1.8km的施工支洞或修建450m的索道橋才能施工；③擬建黃泥坡大橋規模較大，對紫坪鋪水庫影響較大；④擬建新友誼隧道區地層為含煤地層和飛來峰碳酸鹽巖地層，且穿越數條逆斷層，為高瓦斯隧道，工程地質條件較差；⑤擬建跨紫坪鋪特大橋大樁號一側發育高600m的高位崩塌，對大橋及隧道進口有極大的安全風險；此外該處地形陡峻，沒有施工條件，大橋建設難度極大；⑥擬建映秀特長隧道軸線距石鴨子走滑斷層距離300余米，隧道軸線極可能在斷層破碎帶內穿行；為穿越高瓦斯地層，隧道施工和運行期間的安全風險極高，后期施工及運行風險較高；⑦擬建隧道為特長高瓦斯隧道，僅有出口側可施工，中間設施工支洞和斜井難度極大，工期難保證。

3.4方案四分析

從起點開始，沿水庫邊山體展線至龍眼睛附近，設特大橋跨越水庫，然后再設特長隧道穿越飛來峰和阮家山后于原映秀大橋上游260m處，跨越岷江后接上G317國道公路至項目終點。方案四的優缺點如下：①路線長度較短，長7.702km，路線平面指標較高；②隧道長5210m1座，橋梁長660m1座。隧道無雙向掘進的條件，需先打通約1.2km的施工支洞或修建520m的索道橋才能施工；③隧道軸線遠離了石鴨子走滑斷層，隧道橫穿飛來峰逆斷層F1和次級褶皺，隧道工程地質條件相對較好；但隧道長度較大，進洞口無施工條件，洞身設施工支洞和斜井難度較大；④擬建跨紫坪鋪特大橋大樁號橋臺位于白石巖崩塌影響區東側，未能完全消除該高位崩塌對橋梁的影響；加之該處地形陡峻，無修建橋梁的施工條件，建設難度較大；⑤路線有近一半在都江堰境內，本項目資金不能解決。

3.5方案五分析

從起點沿水庫邊山體展線至龍眼睛附近，設特大橋跨越紫坪鋪水庫至廟子坪附近，設一短隧道和明線和既有都汶高速龍池互通連接線相接，利用龍池隧道后新建龍洞子橋后再設特長隧道穿越山體后于原映秀大橋上游260m處跨越岷江后接上G317國道公路至項目終點。方案五的優缺點如下：①路線長度較長，長9.413m，起點至龍眼睛段指標較差；②隧道長4805m2座，利用龍池隧道1145m1座，橋梁長995m3座；③飛來峰兩側發育的逆斷層F1、F2均在龍池互通連接線利用段橫穿，新建路段主要構造物基本不受這些主要斷層構造影響；④擬建橋梁、隧道兩側均有施工條件，可多斷面同時施工，工期較能保證；⑤映秀特長隧道為一高瓦斯隧道，需采取專門措施保證施工和運行期間的安全；⑥路線大部分在都江堰境內，本項目資金不能解決。

4結束語

綜上所述，根據各方案的優缺點比較，通過現場反復踏勘和收集相關資料后，結合各級政府和相關行政主管部門以及業主的意見，本次初步設計最終選擇了方案一作為主要研究方案，在方案一的基礎上再進行深入研究。

參考文獻

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作者：韓宗良 單位：四川省交通勘察設計研究院有限公司