城市水底隧道运营成本与养护举措探讨

陈熙国

（长沙市城市桥梁隧道事务中心，湖南 长沙 410000）

随着城市化进程快速发展，受限于用地、通航等因素的影响，越来越多城市选择隧道作为穿江、河、湖的通行通道。相较于城市山岭隧道或者下穿陆地隧道，水底隧道基本上埋深较深、长度较长，除了需配备照明、通风、排水、监控、消防等大量设施设备和24 小时值守人员之外，还存在渗水处治难、排水量大、空气湿度大等特点。因此，水底隧道设施设备如养护不当，使用寿命会大大缩短，运营成本逐年增加。因此水底隧道如何做到精细化养护和成本控制显得尤为重要，本文将以长沙市营盘路湘江隧道为例，展开对城市水底隧道运营成本与养护举措的探讨。

一、城市水底隧道运营重难点

长沙市营盘路湘江隧道位于长沙市橘子洲大桥和银盆岭大桥之间，西起咸嘉湖路，下穿潇湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大道，东接营盘路，河东、河西共设计“两进两出”4 条匝道。其中主线全长约2.8km，最大纵坡5.95%，设计时速50km/h；匝道总长2.7km，最大纵坡6.98%,设计时速40km/h。设计雨水泵房7 座，江中废水泵房1 座，河东、西两岸各设置配电房和消防加压泵1 座，同时备有监控系统、通风系统、排水系统、消防系统、中控系统、照明系统及配电系统等。该隧道与2011 年建成通车，至今已安全运营10 年。隧道管理方也一直在水底隧道安全运营管理上积极探索，经对过去10 年的运营经验分析，发现相较于城市山岭隧道或者下穿陆地隧道，水底隧道运营管理重难点主要有以下几个方面：

（一）交通流量大

城市水底隧道基本处于交通网的咽喉部位，并且从纵断面来讲，进出口高、中间低，呈现“U”型状，车辆进隧道时下坡车速快、出隧道时上坡车速慢，导致隧道交通容易拥堵。所以在水底隧道内交通事故或车辆故障造成的交通阻塞时有发生，以营盘路隧道为例，2021 年3-5 月份发生车辆撞损或抛锚事故400 余起。所以，在运营城市水底隧道时，交通疏解、事故处理显得尤为重要。

（二）渗水处治难

隧道渗水是隧道最典型普遍的病害之一，也是国内隧道养护管理的难点，由于隧道施工工艺的不同、地质条件的变化，水底隧道的渗水病害尤为突出。隧道渗水对隧道的危害主要体现在四个方面：一是对隧道的稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁；二是路面积水，行车环境恶化，降低车轮与路面之间的附着力，行驶在上面的车辆容易由于轮胎与路面之间的摩擦力减小而发生滑移现象；三是隧道渗漏水加快其内部设施锈蚀，影响机电设备正常使用，缩短线路设备的使用寿命，增加维修费用；四是长期渗漏水容易使衬砌剥落、风化、隧道的使用可靠性降低，如果渗漏水中含有侵蚀介质，将造成衬砌劣化，降低衬砌的承载能力[1]，冲淘衬砌背后围岩形成空洞，影响围岩和衬砌的长期稳定，形成巨大的水压力，威胁衬砌安全。

（三）设施设备故障频繁

正如上文所讲，由于水底隧道环境的特殊性，设施设备故障率交陆域隧道要高。比如长沙市营盘路隧道和渔业路隧道从通车时间同期比较，渔业路隧道建成通车3年，以日常养护为主，设施设备完好，未实施过大中修；营盘路隧道运营3 年时（2015 年），实施隧道消防、排水泵、风机控制柜等专项维修。

（四）事故救援难度大

水底隧道突发事故（如火灾、水淹）救援难度大主要体现在三个方面，一是由于隧道空间局限性，外界救援车辆可能无法第一时间到达事故现场；二是隧道属于封闭空间，发生事故时容易引起恐慌；三是水底隧道纵断面呈现“U”型状，导致出现突发事故时，排烟、排水难度更大、时间更长。因此，在安全事故防范的同时，做好事故救援应急预案同样重要。

（五）运营成本高

虽然隧道运营成本与隧道结构形式、工程量有密不可分关系。但是，由于水底隧道的特殊性，机电设施设备故障率更高，从而大中修次数会和运营值守人员也相应增加，导致运营成本比其他同规模隧道要高。

二、做好城市水底隧道运营养护的重要举措

（一）加强隧道检测

1.定期检测

目前，除个别城市制定了地方性的隧道运营养护手册之外，大部分的城市隧道养护还是以《公路隧道养护技术规范》（JTG_H12-2015）为依据。通过定期对隧道各参数检测，全面了解隧道运营现状，全面调查隧道病害程度及分布，依据规范，科学判断隧道技术状况等级，为后期维修方案的制定提供数据支撑。

2.建立动态监测系统

在做好定期检测同时，针对水底隧道制定动态监测系统，提高城市隧道管理水平和效率，隧道管理单位及技术服务单位根据职能权限对隧道进行综合性分级管理，实现对城市隧道的有效监管，确保城市隧道安全受控运行。系统可分为结构健康监测和信息化人工巡检管养，主要特点有：“一隧一档”的电子化户籍式管理、面向管养的结构健康监测、定期监测、专项监测信息的引入、巡检养护信息化闭环管理、安防视频监控系统的联动、综合评估、管养决策、融入车辆监测、进行行业管理，对接智慧城管、标准化桥梁书记体系等。

（二）做好“水处理”

所谓水底隧道“水处理”，主要有两方面，一是排水系统维护；二是渗水处治。

1.排水系统维护

营盘路隧道6 个出入口设有7 座雨水泵房，江心设有1 座废水泵房，隧道路面两侧设有排水沟，10 年运营未出现过水淹、倒灌等影响交通通行的状况。那么，如何保障隧道排水畅通，营盘路隧道管理方主要有以下措施：一是每季度实施水泵房、排水沟全面清淤疏浚，保障排水畅通；二是定期对排水设备进行维修保养，制定维修台账，实施动态管理，出现问题定人定责及时整改；三是制定《营盘路隧道防汛排渍应急预案》，并每年举行一次防汛排渍应急演练，不断提升值守人员防汛应急处置能力；四是汛期前，加强水泵、排水设施设备维护检查。

2.渗水处治

营盘路隧道在运营至2016 年时，检测报告显示该隧道渗水病害有越来越严重之势。隧道内路面湿滑，机电设备加速老化，故障频繁，影响通行和城市形象，尤其是2017 年湖南特大洪水期间隧道渗水病害尤为突出。2018 年-2019 年期间，营盘路隧道管理方实施隧道渗水处治，处置原则为：以排为主、排堵结合、综合治理，具体处置工艺如下：

（1）衬砌裂缝处置

对二次衬砌表面不渗水裂缝采用压力注浆法处置：垂直衬砌表面打孔注浆，注入环氧树脂浆液进行临时封堵，再采用水泥基渗透结晶型防水涂料和4841 聚合物改性砂浆表面封闭。

（2）衬砌渗、漏水处置

①二次衬砌表面浸渗处置。衬砌表面浸渗及滴漏处置方案：衬砌表面浸渗处采用临时注浆止水，对浸渗区域衬砌混凝土表面进行打磨采用水泥基渗透结晶型防水涂料和4841 聚合物改性砂浆进行表面封堵。

②环向渗水缝处置。对隧道拱墙部环向渗水缝及渗漏较为严重的部位采用暗装不锈钢接水盒的方式进行引排处置。

（3）路面渗水病害处治

起刨路面渗水区域沥青，在渗水区域仰拱上凿出方格状排水沟，将水引致排水边沟，方格状排水沟内放透水盲管和砂砾，上盖铸铁盖板，最后恢复沥青路面。

营盘路隧道经过此次隧道渗水集中处治后，基本达到保持洞内干燥的处置目标，解决行车舒适性、结构安全性问题。但每年还需做好隧道渗水日常维护，主要为每年的应急堵漏和对前期的处置进行观察和养护，发现渗漏立即进行处置。

（三）科学制定养护计划

水底隧道机电设备复杂，为确保安全运营，应配备专业专职的机电、消防、土建、中控人员24 小时轮班值守隧道，并按统一巡查记录表，详实填写每次巡查记录，建立问题库。通过对隧道保护区内的巡视，设施设备的巡检、报缺、功能性检测，确保隧道设施设备的安全完好和保护区在受控状态。通过对历年隧道巡查所发现的问题库进行分析，能充分掌握隧道不同季节的养护重点和养护特征，有针对性地制定养护计划。

三、城市水底隧道控制运营成本的重要举措

（一）控制运营值守成本

随着城市发展，城市隧道逐渐增多，值守人员相应增加。根据营盘路隧道运营值情况来看，正常值守需配备44 人，其中监控值守10 人，按照长沙市目前水底隧道4 座计算，监控值守约40 人。为节约值守成本，同时便于统一管理调度，可建立隧道监控中心，接入所有隧道监控，相应监控值守人员建少，从而起到控制运营值守成本的功效。

（二）严格管控大中修工程成本

一是做好预防性养护工作，适当减少大中修次数。日常养护要做到预防性养护，不能完全以问题为导向。比如机电设备除尘、排水系统清淤、路面薄层环氧抗滑层等均属于预防性养护，能有效延迟机电设备、排水系统、路面的使用寿命，有效减少大中修次数，从而对大中修工作成本进行严格管控。

二是在落实大中修工作期间，为了能够将城市隧道成本养护本次控制在合理范围内，就要紧紧依据隧道工程的具体实施状况，制定单立项工程标准，在此之后，还要以公开和公正招标的方式为主，在完成承包商确定工作后，还要合理编制大中修工程养护工作的相应预算，并严格按照预算的具体要求，对具体的养护成本进行有效管控。

三是在开展大中修工程成本管控工作时，也要注重管控实施工程物资的使用状况。如果在此期间发现工程养护造价发生较为显著的变化，那么就要对各项产生变更信息进行细致审核，从而提升城市隧道养护成本控制工作效率。通过做好该项成本控制工作方式，能够适当降低隧道养护成本增加速度，从而起到隧道运营成本管控的功效。