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1、公路2005年3月第3期HIGHWAYMar2005No3文章编号:0451-0712(2005)03-0136-05中图分类号:U452文献标识码:B11梯子山隧道方案设计李浩(江苏省交通规划设计院南京市210005)摘要:随着高速公路建设对环境保护要求的进一步提高,公路隧道的迅速发展对保护高速公路沿线生态环境起着重要作用。宁杭高速公路宜兴段梯子山隧道为江苏省第一条高速公路隧道。通过对梯子山隧道断面型式、衬砌支护方案、施工方案等的分析和论证,为隧道在高等级公路建设中的应用、推广提供了有益的帮助。关键词:梯子山隧道;设计;方案1工程概况宁杭高
2、速公路宜兴段为全封闭、全立交,双向6车道高速公路,路基宽度为3415m、设计行车速度为120kmöh。梯子山段位于江苏、浙江省界收费站北侧,为江苏的南大门,且该段高速公路毗邻太湖,所经地区景色秀丽,采用大开挖方案,尽管可以通过各种绿化、美化措施来改善沿线景观,但仍然会对沿线的生态环境和自然景观产生不良影响。高速公路采用隧道方案穿越梯子山,能较大程度地降低对沿线环境及景观的破坏,还能减少大量弃方,并可理想地避免了因宁杭高速公路施工对104国道运营的干扰。2技术标准宁杭高速公路梯子山隧道按高速公路标准设计,采用整体式双跨连拱方案,主要技术标准如下
3、。(1)行车速度。路线平纵线形、隧道几何尺寸、净空断面标准按120kmöh行车速度设计,隧道照明按80kmöh行车速度设计。(2)隧道建筑限界及内轮廓参数。连拱隧道净宽为14105m+214m+14105m,内轮廓净高8115m,内轮廓采用三心圆,半径R=810m,r=616m,建筑限界高度为510m。(3)设计荷载。洞内路面设计荷载采用汽车-超20级,挂车-120。3隧址区自然概况311地形地貌梯子山为太华—大朝山山脉向太湖方向延伸之余脉。山体走向为北东东向。为志留系岩屑砂岩、砂质泥岩构成剥蚀低山～丘陵区。梯子山隧道段位于山体东缘,濒临太
4、湖。该处山脊高程约为42m。山体北坡较陡,南坡相对较缓。山体东边坡有104国道绕山而过,隧道进口104国道上跨主线,隧道衬砌外缘距104国道路面最小距离约为215m。312气象隧址区属副热带季风型气候,干湿冷暖,四季分明,雨水充沛,全年无霜期长,平均为239d。冬、夏季时间较长,春、秋季为过渡季节。年平均气温1516℃,极端最高气温为3916℃,最低气温-1311℃。年平均降雨量为1197133mm,日最大降雨量150mm。年平均风速为313mös,瞬时最大风速40mös。年平均蒸发量122316mm,全年主导风向为东南风。阴雨连绵的天气出现
5、在春、秋季,低温在入秋之后,台风的时间集中于7～9月份,龙卷风一般发生在春末或秋初,冰雹大多发生在春末或秋初的午后至上半夜的时间内。313工程地质条件根据地质调查和勘察资料揭示,隧址区内出露的地层主要有:(1)人工填筑土层,主要分布于隧道进口端(南京端)的104国道路基范围内,以粘土、亚粘土夹碎石、煤渣等为主,密实,层厚1～4m,路基收稿日期:2005-01-10©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2005年第3期李浩:梯子山隧道方案设计—137—边坡上
6、分布有部分松散的碎石土,可塑;(2)第四系土层,灰黄色粘土、亚粘土夹风化岩碎块,可塑,层厚一般约1～115m,主要分布于地表层和隧道的出口端;(3)志留系茅山组中段砂岩层,岩性为紫红色岩屑石英砂岩,岩屑砂岩,中～厚层状,具交错层理,石英砂岩为硬质岩,岩样饱和抗压强度约为60～80MPa,部分岩屑砂岩含泥质砾石较多,强度接近泥岩指标,砂岩层岩体中节理裂隙发育,岩体破碎至较破碎,其完整性系数为0111～0146,为隧道穿越的主要地层;(4)志留系灰黄绿色粉砂质粘土岩层,具水平层理,质地较软,岩样抗压强度(天然)约为14MPa,属软质岩,饱和抗压强
7、度约为7MPa,具有弱膨胀性,该层与砂岩呈互层产出,岩层厚度较小,约为011～210m,属中～薄层,在空间分布上呈不连续状,延展性不稳定,厚度时有变化,有时尖灭,节理裂隙不发育,岩体完整性系数为0125,属破碎～较破碎岩层。梯子山隧道位于大港～大埠头背斜的南翼,岩层走向多为东西向略向南倾斜,地层平缓,倾角一般小于10°。受构造的影响,主要发育有3组节理裂隙,主要走向为NE、NNE、NNW向,倾角一般大于68°,与层面近于正交。隧址区未发现大的构造破碎带,隧道处于基本稳定的山体中。34水文地质条件1由于本地岩体结构具有裂隙、节理空间分布及砂岩和
8、泥岩互层的特征,致使岩体的渗透性各向异性明显,砂岩层及砂岩与泥岩接触面的渗透性较大(所含裂隙较多),泥岩层渗透性较小。由于隧址区地层向山内倾,地下水补给区不大,主要
