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龙山浅埋大跨隧道设计 王 飞 张 胜 (安徽省公路勘测设计院合肥230041) 摘要龙山连拱隧道为双向六车道超浅埋大跨城市隧道，最大埋深仅13m。本隧道设计与 施工严格按新奥法原理，在动态设计中将三导坑工法改为上下台阶法施工，开创了国内在II 类以下围岩、超浅埋大跨度(六车道)连拱隧道中采用“上下台阶工法”的先河。 关键词 龙山隧道 浅埋 大跨设计 1 工程概况 龙山连拱隧道位于芜湖经济开发区凤鸣湖大道，隧道的建成不仅适应了芜湖经济的快速 增长，而且成了芜湖市又一道亮丽的风景线。龙 口 山连拱隧道设计车速60km／h，长度87m，双向六 车道，开挖宽度达31m，最大埋深仅13m。 龙山地区区域地质比较复杂，出露地层主要 为侏罗纪上统姑山组(J。g)及大王山组(J。d)角砾 鞍山岩、角砾凝灰岩，侏罗纪下统象山组(J，xn) 的长石石英砂岩，三叠纪中统黄马青组(T：h)的 砂岩、砂页岩及石英闪长玢岩出露(图1)。 隧道穿越F。断层，属张性逆断层，围岩破 碎，稳定性差，走向55。几乎与岩层平行，与隧道 图 1 轴线大角度相交，断层倾角15。左右，隧道南段近1／3处于该断裂带内，对隧道影响较大。 2设计技术及创新要点 a．建设条件复杂，技术难度大。龙山隧道为II类以下围岩、超浅埋(最大埋深仅13m)双 向六车道连拱隧道，中隔墙设计厚度仅1．90m，设计开挖跨度达31m，在同等建设条件下，国内 外罕见。 b．洞门设计独具匠心、寓意深刻。洞门从建筑美学角度，分别作了“展翅”、“腾飞”、“乘 风”、“龙门”四种洞门美学创意设计。 C．广泛采用新技术。采用新奥法理论设计与浅埋暗挖施工，并采用了≯108×6长管棚作 为超前支护、二次衬砌混凝土中加入AEA(铝酸钙)抗裂防水混凝土膨胀剂工艺、防水板无钉 铺设、分区防水等新技术、新工艺和新材料。 d．科研成果突出。严格遵循新奥法动态设计，建立了先进的自动监测技术和监测数据库 管理系统，在公路连拱隧道中，系统地实现了基于施工步的增量位移动态反馈设计法。建立了 “试验段施工一监测反馈一反演分析一正演预测分析一施工方法优化”的隧道信息化施工的工 作程式，并开发了隧道的网络多媒体演示系统等。 e．经济效益显著。在动态设计中将三导坑工法改为上下台阶法施工，开创了国内在Ⅱ类 以下围岩、超浅埋大跨度(六车道)连拱隧道中采用“上下台阶工法”的先河；节约造价300余 46 万，节约了总造价的25％左右，工期缩短3个月。 3隧道总体设计 3．1隧道技术指标 公路等级：城市道路，双向六车道； 设计行车速度60km／h。 隧道建筑限界：净宽：26．00m；净高：5．0m； 人行道净宽：1．5m，净高：2．5m。 洞内路面设计荷载：汽超一20，挂一120。隧道建筑限界及内轮廓见图2。 隧塑塞垫鱼婴图 l：1fIfl 8 210 隧道建筑限界及内轮廓网 ：===============一 1：100 图2隧道建筑限界及内轮廓图(尺寸单位：cm) 3．2隧道结构设计及分析 隧道按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，以超前管棚、锚网喷、H 型钢钢架等为初期支护，二衬采用钢筋混凝土，厚度仅50cm，并在两次衬砌之间敷设防水层。 隧道衬砌结构尺寸应用同济大学的GeoFBA2D软件，分别运用有限元法及荷载结构法进行理 论分析计算及校核，确定支护衬砌模式。 a．明洞衬砌结构分析 对于明洞衬砌结构计算简化为弹性地基上的闭合框架，洞顶回填最大高度为H一5m。明 洞衬砌结构配筋按照极限状态法钢筋混凝土大偏心受压构件截面