石牌山隧道改为明挖方案的探讨

(福州市交通建设集团有限公司，福州350000)

石牌山隧道改为明挖方案的探讨

■赵素雅

(福州市交通建设集团有限公司，福州350000)

本文以石牌山隧道拓建工程为背景，介绍了该路段的设计概况，通过路线设计比选，阐述了路线方案的选择及优化，为同类工程提供一定的参考意义。

路线隧道路基路堑生态环境方案比选

0 引言

近年来，随着经济的快速发展，公路发展处于完善路网阶段，如何构建合理的路网结构，更好地利用有限的资源，合理选用公路技术指标，对关键段落的路线方案进行充分论证，有利于充分发挥公路建设的投资效益是一个值得探讨的课题。

综合考虑，路线方案的选择首先应明确道路的使用功能，明确拟建道路在路网中的作用,是建设沟通城市之间的走廊,还是连接旅游景点的通道,规划者应根据不同道路功能类型制定公路基本结构、用地规模和边界、断面形式；其次对公路沿线自然条件进行详细的调查,如土壤岩土状况、水质、自然分布，对建设项目中存在的、可能发生的地质病害，进行深入细致的调查、勘察、分析和预测，通过调查结果考虑道路安全性、可驶性、便利性和耐久性的同时，还要引入环保、舒适、协调的理念。

1 工程概况

原设计隧道范围为ZK292+560～ZK292+985，共425m。本项目为高速公路拓建工程，在原有四车道的基础上拓建为八车道，在单侧分离路段新建单洞四车道大跨径隧道，相应的右线为双洞四车道连拱隧道(已建)。隧道区位于构造剥蚀微丘地貌，进出口多为残坡积土，局部上覆素填土，下伏侏罗系南园组凝灰熔岩及其风化层，地质条件较好。

2 隧道变更为明挖方案分析

2.1 变更原因

考虑本项目的地址条件和运营状况，原隧道拓建采用明挖方案的主要原因有以下几个方面：

(1)隧道施工难度打，造价高，营运成本贵。

(2)本段落地形凹部比较平坦，山坳的缺口较大，有利于路基的填筑和挖方土石方的利用，隧道改为明挖后，通过纵坡的调整，填挖基本平衡，通过填方边坡和挖方边坡的绿化和植被的恢复，美化路容，保护环境；行车视距开阔良好。

(3)取消隧道在通车后可以减少隧道的养护和照明费用，可以节约工程投资和公路的运营成本。

2.2 方案总体简介

变更前石牌山隧道范围为ZK292+560～ZK292+985，变更后石牌山路堑开挖范围为范围ZK291+477.5～ZK293+658，共2180.5m如图1所示和图2所示。明挖方案的平面线位不变，仅调整纵断面，取消隧道为明挖，调整后纵断在隧道进口约提高14.5m。在土石方增减方面，填方增加45.6万，挖方增加106.9万，通过变更，标段内填挖基本平衡。边坡防护锚索增加10440m，钢筋砼框架增加1294.4m3，如图3所示。高填深挖各增加一段，其挖方边坡最大高度44.5m，高填段最大边坡高度34.3m(中心高29.3m)，如图3所示。变更后用地增加58.9亩，拆迁580m2。主线下穿分离式桥减少一座，主线上跨分离式桥增加一座；增加一道3孔线外涵洞。

根据上述方案变更和施工预算，费用估算约节省2000万元。

2.3 隧道改明挖对既有的明洞的影响评价

经过计算分析，隧道改明挖方案，通过对右侧边坡的强加固防护，能够防止明洞底部产生过大变形，确保右线既有的石牌山明洞的安全。

3 项目工程关键点分析

图1 方案变更示意图

图2 总体设计平面图

图3 路堑边坡锚杆、预应力索框架加强处理示意图

本项目有三个关键点：一是隧道改为明挖后对原有的隧道明洞的安全性评估；二是路堑边坡的处理加固；三是高路堤填筑的技术要求；这三个关键点成立三个课题组进行研究，提出了切实可行的技术和施工方案，得到专家们的好评和业主部门的支持以及上级领导的肯定。由于本项目的总体设计主动协调公路工程项目外部与内部各专业间的关系，确定本项目各分项的技术标准，建设规模、主要技术指标和设计方案，使之成为完整的系统工程，符合安全、环保、可持续发展的总体目标，保障用路者的安全，提高公路交通的服务质量，公路通车后，本路段具有良好的视觉诱导性和优美的外观,使与自然环境协调一致,以及舒适的行车路况得到司乘者的好评。

从本项目的隧道方案改为明挖方案可以体会到高速公路平纵线形设计必须结合地形和周围环境情况,做到“地质选线”、“生态选线”与“经济选线”相结合，合理组合平纵线形要素,做到连贯、均匀、协调、舒畅,使其具有良好的视觉诱导性和优美的外观,使与自然环境协调一致,以平衡高速公路因实行封闭而带来的隔绝感。

我们应提倡在公路的设计中，科学、灵活地选用各种技术指标，用足给定的线型设计标准,不刻意追求技术标准的上限,适当时可根据地形采用指标下限。不刻意追求全路线整体路基,根据地形可采用分离式路基,最大程度减小对自然生态的破坏。

图4 高填挖典型断面图

同时，本项目还进行了融入自然的防护设计，主要表现在防排结合生态防护和路堑段生态防护两个方面。前者设计思路，放缓边坡，淡化坡界线，留绿化空间；与生态排水紧密结合，达到功能与景观的和谐；因地制宜，据地形逐段进行设计。后者设计思路，路堑段喷播、挂网喷播的防护工艺，将路堑段恢复成树、灌、花、草多层次立体景观，结合路堑段岩性、土质边坡率、边坡高度等因素，综合考虑防护形式，达到立体景观效果。

4 结束语

公路选线必须由面到带，由带到线，在对地形地貌，地质水文、气候气象、自然保护区等调查与勘察的基础上论证、确定路线方案。路线设计应根据公路功能、技术等级和地形条件，恰当选取设计速度，合理确定公路断面布置形式，正确运用各类技术指标，注意平纵线形组合、保持线形连续均衡，在确保行驶安全性的前提下，进行路线方案充分论证，以满足舒适、环保与经济等要求。