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1、公路隧道2012年第3期(總第79期)拱北隧道設(shè)計方案程勇劉繼國(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司武漢430056)摘要拱北隧道為港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制工程,是繼港珠澳大橋主橋之后又一世界級工程,本項目設(shè)計方案新穎,暗挖段運用了管幕及凍結(jié)兩種新的工藝,而且地質(zhì)條件極差,環(huán)境敏感,管線眾多,建設(shè)難度大。本文全面介紹拱北隧道的設(shè)計方案,為類似項目提供參考。關(guān)鍵詞拱北隧道設(shè)計方案本層較集中地分布于拱北口岸段,厚度1.0~1概況8.3m,填土受人為因素影響,變異性較大。拱北隧道為港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制(2)第四系全新統(tǒng)海
2、相沉積層(Q4),第③一1工程,是繼港珠澳大橋主橋之后又一世界級工程,隧層淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土址所在地隸屬于珠海市香洲區(qū),毗鄰澳門,起點位于本層分布極為廣泛,沿線均有分布,厚度0.6~拱北灣海域,接珠澳人工島之后的拱北灣大橋,終點12.Om,力學(xué)強度低,屬高壓縮性、高觸變、高靈敏位于廣東省公安邊防第五支隊茂盛圍管理區(qū),隧道度、高含水量、大孑L隙比、低強度等軟土特征,工程地沿線途經(jīng)人工島、邊防五支隊營地、拱北口岸限定區(qū)質(zhì)條件極差。域、邊界分界河、茂盛圍,涉及到口岸、邊防部隊等部(3)第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層(Q4),
3、第門,并且與城市道路多次交叉,需要協(xié)調(diào)的部門眾③一2層,粉質(zhì)粘土、粘土、粉土多,協(xié)調(diào)難度大。本層分布較為廣泛,厚度0.7~11.7m,平均標(biāo)拱北口岸為國內(nèi)第一大出入境口岸,政治意義貫擊數(shù)1O擊,工程地質(zhì)條件較差。重大,穿越拱北口岸的隧道方案非常關(guān)鍵。經(jīng)過歷(4)第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層(Q4),第時2年多的初步設(shè)計方案論證,針對拱北隧道共研③一3層,粉砂、中砂、粗砂、礫砂究了近20種不同的工程方案,最后確定采用上下疊本層分布較為廣泛,厚度0.6~7.5m,平均標(biāo)貫層暗挖方案穿越拱北口岸限定區(qū)域,其余隧道采用擊數(shù)13擊,工程地質(zhì)
4、條件差異較大。明挖方案,口岸內(nèi)共設(shè)置2個工作井。(5)第四系全新統(tǒng)海相沉積層(Q4),第③一3本項目具有如下幾個特點:層,細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂(1)施工工藝復(fù)雜,涉及海域及陸域明挖、口岸本層較集中地分布于拱北口岸段,分布范圍較超淺埋暗挖兩種不同的施工工藝。小,厚度1.8~3.Om,工程地質(zhì)條件極差。(2)地質(zhì)條件極差,土層具有軟弱、飽和含水、水(6)第四系全新統(tǒng)海相沉積層(Q4),第④一3量補給豐富、高壓縮性、高滲透性、承載力低的特點。層淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(3)建設(shè)條件復(fù)雜,暗挖段埋深僅5~6m,上部本層分布極為廣
5、泛,沿線鉆孔均有所揭示,厚度敏感建筑物及管線眾多。0.3~7.6m,力學(xué)強度低,具高壓縮性、高靈敏度,易(4)口岸暗挖段采用群管幕作為超前支護,管幕觸變等不良特征,工程地質(zhì)條件極差。采用近間距長距離曲線頂進(jìn),技術(shù)難度大,施工風(fēng)險(7)第四系全新統(tǒng)海相沉積層(Q4),第④一3高。層粉質(zhì)粘土、粘土、粉土(5)口岸暗挖段管幕之間采用長距離水平控制本層分布較少,海域、口岸鉆孔有所揭示,厚度凍結(jié)法進(jìn)行止水。0.6~6.4m,平均標(biāo)貫擊數(shù)1O擊,力學(xué)強度差異較大,工程地質(zhì)條件極差~較差,軟塑狀粘性土具高壓2建設(shè)條件縮性、高靈敏度,易觸變等不良
6、特征。2.1工程地質(zhì)條件(8)第四系上更新統(tǒng)海陸交互相沉積層(),(1)第四系(Q4),第①層填土第⑤一1層,粉質(zhì)粘土、粘土、粉土·34·程勇等拱北隧道設(shè)計方案本層分布較少,僅海域、口岸、鴨涌河部分鉆孔第⑤~2層,粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂有所揭示,厚度0.8~5.1m,平均標(biāo)貫擊數(shù)16擊,工(10)第四系上更新統(tǒng)海相沉積層(Q4),第⑤程地質(zhì)條件較差。一3層淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(9)第四系上更新統(tǒng)海陸交互相沉積層(),表1代表性土層參數(shù)表基本允許值標(biāo)貫滲透系數(shù)cm/s序號分層巖土名稱[-狀態(tài){ao]kPa(錘擊數(shù)N)垂直
7、水平1③一1淤泥、淤泥質(zhì)土5O~705~74.58E一83.23E一8流塑2③一2粉質(zhì)粘土、粘土、粉土15O~18O1O~123.09E一61.01E一6可塑3③一3粉砂24O~28016~198.74E一4稍~中密4③一3中砂、粗砂8O~1005~109.39E一3~3.13E一2稍~中密5④一3淤泥、淤泥質(zhì)粘土9O~1206~113.10E一82.67E一8中密6⑤一2粗、礫砂300~35022~291.4lE一2~6.01E一2中密2.2水文地質(zhì)條件隧址區(qū)常浪向是SE、ESE和S向,出現(xiàn)頻率分隧區(qū)內(nèi)地表水主要是海水,地下水主
8、要賦存于別為20.024O、18.693和16.907,強浪向為③一1灰黑色淤泥、③一3中砂,粗、礫砂及砂混淤泥ESE~S向。質(zhì)土,其次為④一2粗、礫砂,再次為③一2、④一3粘2.4腐蝕性分析性土或粘性土夾砂及更新統(tǒng)殘積層等土層和基巖裂海域地下水對