资源描述：
《玄武湖水底交通隧道工程方案比选优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1 前 言城市水下交通隧道，既在城市，又于水下，是一种技术难度大、风险性高的典型的地质工程。到目前为止，我国已在上海、广州、宁波建成数条越江隧道。玄武湖位于南京市快速内环线以内的市中心地区，南北长3km，东西宽2.6km，是南京市著名的风景旅游景点。但它同时也严重阻碍了城区中部的道路交通。通过交通规划的初步论证，建设一条穿越湖底的东西向水下隧道很有必要。该隧道不同于以往的越江隧道，其工程地质水文地质条件、城市环境约束因素以及工程的环境影响问题更具复杂性。玄武湖位于南京市快速内环线以内的市中心地区,湖面宽
2、阔,风景秀丽,是南京市著名的风景旅游点,但同时也严重阻碍了城区的道路交通,使城市路网中出现了一大片“空白”。为缓解市区交通,减少车辆绕行距离,加强地区间的联系,市有关部门开始着手筹建玄武湖水底交通隧道。受南京市地铁筹建处的委托,南京大学参加了该工程的可行性论证工作。拟建的玄武湖水底交通隧道,西与新模范马路相接,东与新庄相接(见下图),双向四车道。玄武湖水底交通隧道平面示意图2 系统优化设计的原则与目标城市水底交通隧道,既在城市,又在水下,工程建设中涉及到交通规划、市政环境保护、地面变形、工程地质条件、经
3、济条件等多种因素,是一种典型的系统工程(SystematicEngineering),其施工方案的选择应遵循一定的原则进行,结合玄武湖水底交通隧道工程,提出以下原则:(1)目标原则玄武湖水底交通隧道的关键是要解决交通问题。隧道的建成,要尽最大限度地缓解玄武湖周围的交通拥挤状况,这个目标是绝对不能偏离的。(2)地质原则 水底交通隧道建在地质体之中,涉及到区域稳定性、地面变形、砂土液化、软土震陷、涌砂涌水、突水、开挖面失稳、有害气体等多种工程地质问题,是一个典型地质工程。隧道施工,要尽可能避开复杂的工程地
4、质问题,对可能发生的工程地质问题要有备无患。(1)效益原则 建设玄武湖水底交通隧道,投资巨额,不能很快产生经济效益,然而其社会效益相当可观。在规划中应尽最大限度地降低工程造价。社会效益与经济效益并重。(2)技术原则 选取的施工方法不仅要有可行性,而且要有可靠性,应选用成熟的施工方法。(3)环境原则 工程施工过程中,要尽可能地减少对环境的扰动。施工不能影响玄武湖周围人民的正常生产及生活,也不能影响到隧道沿线高层建筑、地下管线及文物景观等的安全。(4)整体最优原则玄武湖水底交通隧道是一个系统工程,由若
5、干子系统构成。施工方案即为一子系统。分析问题时要从系统的整体效益着眼,局部可以不最优,但整体必须最优。在上述思想的指导下,进行工程施工方法的比选与优化。3 工程地质概况3.1 地形地貌玄武湖位于南京市区的东北面,呈纺锤状,其长轴走向为NW向。玄武湖三面环山(北、南、东),湖底平坦,水深平均为1.45m,湖区水域基本发育在三叠系、侏罗系地层和火成岩剥蚀洼地之上,基岩埋藏较深,一般35～40m。3.2 地层隧道位于第四系河流冲积沉积层中(古河道相及漫滩相),主要地层有(图2):(1)填土层 人工填土层分布
6、较为普遍,厚度一般变化于2～5m之间,成分复杂,结构疏松,并含有砖瓦碎片等人工废弃物。(2)古秦淮河沉积层(Q2-34)a.淤泥质粉质粘土层 为古秦淮河漫滩相及湖沼相沉积物,有机质成分较高,颜色为灰黑色,含水量较高,呈软塑至流塑状态,分布范围较广,有较稳定的层位,也有的呈透镜状。b.粉质粘土层 主要为古秦淮河漫滩相沉积的粘性土层,颜色为灰黄色,呈软塑状态,含水量较高,分布范围较广。c.粉砂层 是古秦淮河河床相沉积物,夹有细砂颗粒或夹有少量细砂薄层,偶而也夹有粉质粘土透镜体薄层,颜色为灰色,饱水,分
7、布范围广,厚度大。3.3 水文地质条件地下工程开挖,形成新的集水廊道,水害是屡见不鲜的,水下隧道及水底工程尤甚,直接关系到工程的成败。在水底交通隧道施工中,水是一个很棘手的问题。玄武湖水底交通隧道施工中,面临3类水体:地表水、古河道水及下伏基岩水。(1)地表水(湖水) 玄武湖湖水与长江水沟通,整个玄武湖面积约4km2,按平均水深1.45m计算,水量达5.8×106m3。(2)古河道水湖内有一条埋藏不深的古河道,分布有厚度不等的粉细砂层及粉质粘土层,粉砂中地下水含量较大,为地下水富集带,单井涌水量最大可
8、达2000～5000m3/d。(1)下伏基岩水 幕府山—九华山断裂(F2断裂)沿南北向穿越玄武湖,与隧道轴线斜交。据现有资料,F2断裂为张扭性断裂(见下图),在下伏闪长岩中切割深达20km,沿走向延伸较长,规模较大,且伴生羽状小断裂。F2富水,具有承压性,涌水量150～250m3/d。中央路——新庄地质剖面图1—闪长岩;2—粉砂;3—粉质粘土;4—淤泥质粉质粘土;5—安山岩;6—粘土;7—粘质粉土;8—人工填土4 方案比选4.1 出口方案
