公路桥梁伸入隧道方案探讨

孙魁星

摘要：本文以包头高速公路工程为例进行了分析，之后进一步阐述了桥梁进洞方案，最后总结了公路桥梁伸人隧道方案存在的问题并提出了应对措施。

关键词：高速公路；桥梁伸入隧道；措施

中图分类号： U412 文献标识码： A

一、前言

随着近年来高速公路网的快速发展，高速公路逐渐深入大山深处。公路项目中的桥梁和隧道比例大，桥隧相连现象越来越普遍。通常情况下，桥隧相连是指桥梁和隧道以短路基相连或桥梁和隧道起终点桩号重合。但在地形地质条件复杂、选线影响因素较多的项目中．则可能以桥梁进洞的方案解决洞口高边坡、桥台设置困难的问题。

二、工程概况

包头高速公路陕西境柞水至小河段位于陕西省东南部、南秦岭中低山区之乾佑河河谷区，由现代河床、河流阶地、峡谷等组成。总体地势特征为北高南低。地形陡峻，海拔在370．00～1200．00 m之间．最大标高l 222．70 13"1，相对高差多在100～500 m左右。隧道穿越多为山梁，山脊呈长梁状或圆状，河谷多呈深切的“V”字型，谷窄沟深，坡体陡峭(300～700)，为侵蚀性剥蚀基岩区，隧道最大埋深300 m。沿线有发育宽度不等的15条断层带。地震基本烈度为Ⅶ度。本段路线崩塌、滑坡、涌水、岩溶、危岩及采空区等不良地质现象发育．并且该走廊带内同时存在已建西康铁路、拟建西康铁路复线、102省道，以及柞水大溶洞等旅游景点和村镇、县城等，这些影响因素给选线带来了很大影响．使得在71．707km的设计段落内。平曲线占路线总长的94．541％：全线桥梁长合计26 849．395 m／134座，占路线总长的37．443％：隧道总长合计18 725 m／38座，占路线总长的25．944％；桥隧总长合计45 453．395 m，占路线总长的63．388％。本项目桥隧相接的洞口达47处，其中桥梁进洞的洞口即有12处。如何解决好桥梁与隧道在洞口的衔接，是本项目的一个重点问题。

三、桥梁进洞方案分析

在本项目中出现的桥隧相接问题以柞水溶洞附近的油坊湾隧道进口端最具代表性。其具有如下特点：

1、隧道进口端路线同时上跨西康铁路和规划中的西康铁路复线，其中规划中的西康铁路复线比既有西康铁路标高低9 Ill。如果路线选择下穿铁路复线，则不能满足乾佑河洪水位要求；路线定在既有铁路和铁路复线之间，则不能同时满足公路、铁路净空要求。

2、隧道进出口端山体坡度为50一60度，灰岩岩溶发育．岩层呈厚层状构造，风化裂隙、节理裂隙发育，现场踏勘可选择的进洞位置非常有限

3、右侧是柞水溶洞旅游景点之一，出口为计划开发的西甘沟旅游景点。在处理桥隧相接问题时，通常的作法是：初步拟定洞门桩号。使洞门和明洞基础尽可能落在稳定地基上．洞口处地形偏压时一侧落空不宜太多；当桥梁桩号和隧道洞门桩号有冲突、桥台设置困难时，一般是洞门桩号向山体缩进．以避免桥梁进入隧道，但这样做的结果往往导致洞口出现高边坡。给后期运营带来极大的安全隐患。为避免隧道洞门避让桥梁引起洞口高边坡。本项目采用扩大洞口隧道断面，将桥梁伸入隧道内给桥梁戴上“安全帽”的方案。在铁路工程中，桥梁伸人隧道的工程实例已经比较多见，比如在西康铁路工程项目中，在线路与地形斜交或洞口地形陡峻的位置，为减少对原地貌的破坏，就大量采用了桥梁进洞方案；台湾地区也曾有桥梁伸入隧道的工程实例，如高速公路里隧道西口。采用这种方案的优点是：解决了桥台布置困难的问题；解决了洞门位置避让桥台出现的高边坡问题，增加了运营安全性。目前大陆已建和在建工程中，尚鲜有公路桥梁伸入隧道的工程实例．由于在山体陡峻地形条件下隧道避让桥梁导致高边坡时，容易诱发地质病害。并对后期运营安全带来不利影响．而桥梁伸入隧道方案则可一劳永逸，永久解决这些问题．故在本项目中多处采用了桥梁进入隧道方案。

四、公路桥梁伸入隧道方案存在的问题及处理措施

1、桥梁进洞存在的问题

分离式隧道正常断面建筑限界比路基宽度窄，而桥梁宽度和洞外路基同宽。桥梁伸入隧道方案，在存在诸多优点的同时，也存在以下问题：

① 隧道断面需要加宽，需要考虑桥梁施工所需空间及正常断面和扩大断面之间的衔接问题

② 洞内排水系统出水口受阻问题；

③ 洞外管线进入隧道问题；

④ 桥台施T和隧道施工的干扰问题；

⑤ 合理调整桥梁跨径和桥梁伸入隧道长度的

2、桥梁进洞问题解决方案

① 隧道断面加宽设计

以行车速度为80km／h的高速公路为例．隧道建筑限界宽度需要由正常断面的10．25 In加宽至12．25 11'I：同时为满足桥梁施工时的吊装或支模需要。限界外需要预留一定的富裕量。采用预制箱梁方案。

② 洞口排水处理

洞口为上坡时．洞内中心沟和路基边沟出水口受到箱梁的阻挡，无法正常引至洞外。本项目采取的措施是：将路基边沟内的水通过预埋的PVC管引出；中心沟出口应通过检查并提前错位20cm，避免与箱梁冲突。由于边沟污水一般对混凝土具有腐蚀性．影响混凝土的耐久性．应对桥台和台帽采取防护措施，如增设水沟、避免污水漫流等：中心沟排出的地下水一般是常流水，应采取措施避免直接冲刷桥台和台帽。进洞口为下坡时，防止洞外桥面水汇入隧道内，应采取措施加强疏排。增设排水管。

③ 管线进洞处理

由于桥梁阻挡了电缆槽截面，应通过预留穿线管。将洞外线缆引入隧道电缆槽内。隧道与桥台施工：隧道施工隧道洞口地质条件一般相对较差，加宽断面会进一步增加设计施工难度；由于正常断面和加宽断面宽度相差较大．支护参数和施工方案也存在差异。因此，设计中应考虑在两种断面之间的衔接处设置堵头墙。地质条件较差，扩大断面施工采用CD或CRD工法时。施工方案应考虑工序转换问题；地质条件较好时．可先按正常断面开挖支护。再对扩大断面进行二次扩挖支护。桥梁施工本项目桥梁进洞洞口为灰岩，地质条件较好，桥梁伸入隧道段扩挖支护完成后，实施桥台施工。桥梁采用预制箱梁．架桥机进入隧道。首先架设接近洞口的箱梁。

④ 桥梁跨径布置与伸人隧道长度

目前国内推行标准化设计，一般将桥型和跨径简化成几种．可提高设计效率，降低建设成本。在当桥台设置困难的情况下，为避免洞口出现高边坡影响施工和运营安全，必需将桥梁深入隧道时，应结合地质条件，通过调整跨径合理确定桥梁伸人隧道的长度，一般不宜大于5 m。因此．对于桥梁伸人隧道的洞口，如果仍采用标准跨径，则可能导致布跨困难或伸入隧道过多，此时应考虑在保证桥台稳定的基础上对伸人隧道采用非标准跨径。如当洞口基础卸荷裂隙发育时，由于桥梁在后期运营过程中受制动力、震动等因素的影响，易产生水平荷载，对卸荷裂隙造成的危岩体产生不利影响。

结束语

已建和在建公路工程项目中．尚鲜有桥梁伸入隧道的工程实例。本项目中比较成功地实践了处理桥隧相接的方案，鉴于其在环保、安全等诸多方面的优势，桥梁进洞方案对解决桥隧在基岩陡峻山坡上相连的问题有一定的推广价值。但是由于这种桥隧相接方式会增加隧道施工难度，造成隧道排水和穿线困难，导致桥梁跨经非标准化等一系列问题。因此，应慎重选择这种方案。不得不采用时应采取完善的处理预案；隧道、桥梁两专业的技术人员应密切配合，结合现场地质、地形条件进行精心设计。以避免施工中出现遗留，造成不必要的返工处理。

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