一种新型隧道的设计说明

（重庆交通大学，重庆 400074）

1 工程概况

1.1 本项目的作用、功能及地位

两江游片区航道位于渝北区与南岸区、江北区三区交汇处，嘉陵江与长江相汇流，两江游航道片区起始于黄花园大桥，行至长江索道，总航程约20公里。沿途建有大量人文建筑和旧文化遗产，被誉为重庆最佳夜景观赏地点之一，自古以来就有“巴渝十二景之一”的著称，是展示魅力重庆的最佳窗口。两江游航道片区，水上交通带动旅游业与货物贸易，对重庆“三个区”的经济发展起到较好的推动作用。

1.2 项目规模

本次船舶隧道将采用大跨径直墙式水工隧道，单洞单向一航道，设计航速10Km/h，单洞长1200m，建筑限界宽20m,限界高36m。

2 项目所在地区建设条件

2.1 自然条件

渝中区位于重庆市西南部，处于北纬29°31′50″-29°34′20″、东经106 °28′50″-106°35′10″之间，在长江、嘉陵江汇流处。渝中区东、南、北三面环水，西面通陆，为东西向狭长半岛。渝中区东、南濒临长江，与南岸区水域相邻；北面濒临嘉陵江，与江北区水域连界；西面与沙坪坝区、九龙坡区接壤。

2.2 地质条件及水文特征

渝中区属于在长江、嘉陵江长期流经由上沙溪庙组砂岩、泥岩不等厚互层组成的平缓开阔褶皱地区，不断冲刷、侵蚀河床，在地壳相对上升期，河水下切，岸坡升高。岸坡变高变陡形成了渝中特有的谷间剥蚀台地斜坡地貌。区内地形最高点浮图关电视塔处，高程为389.1m，最低点为长江出境处的朝天门码头，高程约为167.2m。根据水文数据统计，枯水线与洪水线相差10m。

渝中区河流属嘉陵江、长江水系，长江由南而流经测区，嘉陵江由西而东入境并在朝天门与长江汇合。长江在黄沙溪入境，往北流经菜园坝、朝天门出境。嘉陵江在化龙桥滴水岩入境，往东经李子坝、牛角沱至朝天门汇入长江。

2.3 交通环境

渝中区是重庆直辖市的水陆客运交通枢纽,朝天门港口是长江上游最大的客运港口。跨江大桥有东水门大桥、黄花园大桥、重庆长江大桥及复线桥、菜园坝长江大桥、渝澳大桥、嘉华大桥等，有向阳隧道、石黄隧道等。重庆轨道交通 1号线、2号线、3号线、6号线等线路经过渝中区。

3 总体设计情况

3.1 航运交通组织情况

在船舶隧道两边设立智能调度平台，通过信号灯等方式传递是否能够通航的信息。具体情况大致如下：

每日18:00-23:00 为夜景游览高峰期。本隧道采取单向通行制度。即游船从朝天门码头 -- 东水门长江大桥 -- 石板坡长江大桥 -- 菜园坝长江大桥 -- 隧道 -- 渝澳大桥 -- 曾家岩大桥（在建） -- 黄花园大桥 -- 千厮门大桥 -- 朝天门码头。

每日其余时段为游览间歇期。本隧道可供小型货轮等船舶通行，通过智能控制室接收船舶通行信号，用信号指引方式引导船舶通过隧道。

3.2 隧道纵断面总体设计

船舶隧道不考虑纵向排水问题，但应重点考虑通风问题。据资料显示，两江游游船大多采用柴油动力，尾气排放有毒气体较多，隧道内空间密闭，需要有良好的排风条件，这是限制纵坡设计的关键。船舶顺水航行比逆水航行油耗较少，且尾气排放量少，但我们设计的隧道采用智能控制系统控制通航。且两江游可采取固定航线进行，即从朝天门码头出发，经东水门大桥，石板坡长江大桥，菜园坝大桥，通过本隧道，出嘉陵江，经渝澳大桥，曾家岩大桥（在建），黄花园大桥，千厮门大桥回到朝天门码头。因此本次纵坡采用0%的坡比，即保证船舶行驶静水状态。

3.3 隧道洞门设计

由于洞门构筑物将会对航道水流向、流速造成影响，会影响到通航安全，因此本隧道的洞门结构将以结构安全与航运安全为前提重点考虑。

3.4 衬砌结构设计

根据隧道所处的工程地质条件，隧道洞身依旧按照新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌结构。由于本隧道属于船舶水工构筑物，因此二衬满足结构承载力的同时，整体结构还应该满足防水排水的要求。要保证施工与正常营运安全。

3.5 喷锚支护设计

3.5.1 锚杆支护设计

系统支护锚杆采用全长粘结型φ22砂浆锚杆或R25中空注浆锚杆，要求锚孔内注满砂浆。

锚杆长度取6m.间距取0.8m。

3.5.2 喷砼设计

喷射混凝土采用C25砼，其弯拉强度≥1.3N/mm2。喷射混凝土厚度取25cm。

3.6 二次衬砌设计

二次衬砌应该采用防水混凝土，以保证结构自防水能力。而且应该尽量连续浇注，避免留有过多施工缝。

本隧道二次衬砌采用 C40防水混凝土。二衬厚度取 2m，等厚。钢筋等级HRB400。

3.7 防水设计

（1）隧道防水

衬砌结构防水等级：一级。

‚衬砌做成自防水混凝土结构。自防水结构抗渗标号要求达到P12。

ƒ衬砌边墙、顶板外铺设隧道专用防水卷材及无纺布。

3.8 洞内装饰设计

（1）水位线以下装饰

隧道下部应涂防水漆，减弱水流对混凝土的腐蚀作用。

（2）上部装饰

由于本隧道的作用为观光船舶隧道。因此隧道上部可考虑以光幕形式展现巴渝文化景观。

4 设计创新点

（1）利用智能控制系统控制隧道通航，合理利用资源，结合智能大数据实现智慧交通。

（2）采用平坡形式，减少游船燃油消耗，减少有害废气的排量。利用全射流纵向通风方式保证隧道内的空气质量。

（3）隧道内可考虑以光幕形式或壁画形式展现巴渝民俗文化景观，让游客们在隧道内不枯燥，继续领略重庆风光。

施工方法与施工组织

施工准备的总体原则是：突出重点、合理布局、全面展开，边准备、边安家，做到进场快、安家快、开工快。

5 隧道施工方案和施工方法

船舶隧道施工里程为2000m。

5.2 隧道洞口施工

船舶隧道进出洞口为Ⅴ级围岩，地质条件较差，在进行洞口施工时，必须坚决执行早进洞晚出洞的原则，避免大挖大刷，做好洞口防排水工作，保护植被，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境协调。

（1）施工前，按设计进行测量防线，标出起拱线位置及拱脚开挖宽度并用红油漆作出明显标志后，进行开挖作业。

（2）开挖前按要求施作洞口仰坡截、排水系统，然后用挖掘机从上至下逐层顺坡开挖，并用自卸汽车运至弃渣场弃置。

（3）洞口开挖成型后，及时施作锚喷及边坡防护，稳定边坡。施工注意事项：

管棚施工时，对钢管主要材料进行材质检验。选用 GLP-150地质钻机，施钻时安设导向架。施工期间遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

[1]地下隧道施工对相邻建筑物及地表沉降的影响[J]. 卿伟宸,廖红建,钱春宇. 地下空间与工程学报. 2005(06)

[2]隧道建设及运营对建筑物的影响规律研究[D]. 李博.同济大学 2007

[3]隧道与地下工程风险评估方法研究进展[J]. 路美丽,刘维宁,罗富荣,李兴高. 工程地质学报. 2006(04)

[4]隧道施工塌方机理分析及处治技术[J]. 郑玉欣. 铁道工程学报. 1999(02)

[5]水文地质勘察分析与评价探讨[J]. 呙临海. 城市建筑. 2013(02)