青枫江底一隧通—岩土感悟(30)

2017-08-07 17:17  来源:中国岩土网  阅读:1035
7月流火。2017年度湖南省优秀工程勘察设计评选结果出炉。我院完成的《长沙市南湖路湘江隧道岩土工程详细勘察》荣膺工程勘察4个一等奖之一。它有何特色?是如何得到专家的青睐的呢?

南湖溯源

看了这个题目,列位看官一定奇怪:为什么叫“青枫江底一隧通”?

有诗为证——

“两边枫作岸,数处橘为洲。(张九龄 《初入湘中有喜》);

“辍棹青枫浦,双枫旧已摧‘(杜甫 《双枫浦》);

“江畔长沙驿,相逢缆客船( 韦迢 《潭留别杜员外》);

“青枫江上秋帆远,白帝城边古木疏”(高适 《送李少府贬峡中王少府贬长沙》);

……

  湘江长沙段亦称青枫江。青枫浦即在南湖路与湘江相连的一个湖里,其南即长沙驿(今大椿桥附近)。1200多年前,杜甫曾系舟于此。有人认为南湖地名因《水经注》下面这段话而来:湘水又北,左会瓦官水口,湘浦也;又径船官西,湘州官舟之所次也。北对长沙郡,郡在水东,州城南,旧治在城中,后乃移此……”(郦道元 《水经注》)。瓦官水口即靳江河入湘江处也。

据范亚湘在《古今南湖,热闹和沉寂的变奏》中介绍,宋以后,由于水道淤塞,这里渐失热闹。后经明、清多次疏浚,南湖再度成为船舶屯集港。清嘉庆时,湖水尚抵白沙井附近。清末民初,长沙城北移东扩,南湖路一带已见萧条,直到1937年,南湖路湘江边的长沙火车南站建成,才复归喧嚣,铁路停用后,又失繁华。

  南湖路湘江隧道的贯通使用,天心地块于沉寂中焕发青春,再显活力。

化蝶之旅

上世纪80年代,开始动工改建。南湖路改名叫碧洪支线,起自书院路,止于湘江路,全长1.45km

1990年5月,碧洪支线迎来中修工程,成为长沙为数不多的沥青路之一,并正式更名为南湖路。三个月后,南湖路大修工程被提上案头,书院路路口至湘江路口一段拓到7米宽。

2002年南湖医院在原轻工仓库旧址上动工。

2008年,南湖路拓改列入长沙市城建计划,因和南湖路过江隧道规划撞车,拓改时间一拖再拖。

2010年9月,南湖路湘江隧道项目取得省发改委项目核准批复。

2011年3月,南湖路湘江隧道项目正式开工。

2011年1226日,盾构机从湘江东岸始发。

2013年1225日,南湖路湘江隧道项目通车。

南湖路湘江隧道的参建五方责任主体:

建设单位——长沙市城投基础设施建设项目管理有限公司

设计单位——中铁隧道勘测设计研究院有限公司;       

勘察单位——长沙市规划勘测设计研究院;             

施工单位——中铁隧道集团有限公司;                         

监理单位——重庆中宇工程咨询监理有限责任公司。

工程概况

隧道分南北两线穿越湘江,其中主线单洞合计长约2956m(南北线合计),匝道合计长约2912m。东岸北线主线设置一个入口,南线接WNWSS1三个单车道匝道出口,其中WN匝道接由书院路北;WS匝道接书院路南;S1匝道直接南湖路。西岸南、北线各设置一座盾构接收井,设ABCD4条匝道,以蝶型方式与潇湘大道相接。

隧道过江段采用双管单层型式,管片外径11.3m,管片内径10.3m,管片厚度50cm,环宽2m,环向分块9块(即由6个标准块、2个邻接块和1个封顶块组成)。错缝拼装,采用直螺栓连接,为双面对称楔形结构,楔形量为55mm,管片强度标号C50,抗渗等级P12、防水等级为S12的高强防水钢筋砼。。北线隧道纵坡最大5.989%,南线纵坡最大5%

该工程是国内首条浅覆盖层泥水平衡施工的大直径盾构隧道,其安全等级为一级,设计使用年限为100年,抗震设防类别为甲类,岩土工程勘察等级为甲级。


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勘察的重点与难点

1.复杂敏感的环境条件

湘江大道、潇湘大道、防洪大堤、燃气管道、排水箱涵、电力隧道、通讯管网等。

2.复杂多变的地质条件

1)河流侵蚀地貌;

2)区域性断层F101F85影响及岩性不整合接触;

3)岩性多变:人工堆积物、河流冲积物和残积粉质粘土,白垩系砾岩、石炭系白云岩(图23)。

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3.复杂的水文地质条件:地下水按含水层性质分为上层滞水、潜水及承压水/裂隙水、岩溶水。

湘江水位的变化不仅给勘察施工带来影响,而且给予设计施工造成较大安全隐患。

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4.复杂的施工工法要求

盾构井(明挖法)、盾构隧道(泥水平衡法)、匝道(明挖法)、帷幕止水,围护结构(旋挖桩及地下连续墙)等。

勘察方法与特色

1.采取工程地质测绘、物探、钻探、取样、原位测试、土工试验等多种手段(5)。在南湖路湘隧道可行性研究阶段,加强了隧址范围内的岩土工程条件分析,前后进行了5次专项选址的可行性分析论证(图6),有效规避不良地质风险,为隧址方案的最终确定,提供了有力的技术支撑。勘察成果深度达到国内同类项目领先水平。


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2. 通过综合物探手段,查明了覆盖层厚度、风化分带、裂隙发育带及岩溶分布,调整了设计方案,规避了岩溶对隧道的影响(图7)。

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3.分析了砾岩的矿物含量及砾石抗压强度分布规律(图8),对盾构段穿越岩/土比例进行了统计,为盾构机选型、刀具配置、中途盾构换刀位置确定提供了依据。

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4.通过注水试验、压水试验及室内渗透试验,获取了渗透系数及透水率,对基坑和隧道在常年水位与洪水位下的涌水量进行了预测,为地下水处治提供了依据。

5.强化施工服务(图9)与技术总结,在《工程地质学报》、《中外公路》、《中外建筑》、《城市勘测》等刊物发表了6篇专题论文。

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社会影响

1.该工程是长沙市重点工程,工程总概算约12.99亿元。本项目是长沙首条大直径盾构隧道,也是国内首条采用泥水平衡盾构同时穿越岩层与土层的水下大直径隧道。工程地质条件复杂、技术难度大,得到了省、市主要领导极为高度重视与关怀(图10)。

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2.该工程201012月动工建设, 2011年12月26盾构机始发,20131225日通车试运行(图11)。它的建成对缓解长沙过江通道的交通压力、完善城市路网结构起到了重要作用,进一步提升了长沙的城市品位,具有良好的社会效益。

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3.该项目的岩土工程勘察具有勘察技术要求高、地质条件复杂、勘察环境复杂、勘察手段多样及先进等难点和特点。工程勘察过程中汲取了诸多经验和手段,借鉴和对比了国内外同类工程勘察方案和方法,总结了一套适合本地区的隧道勘察流程和技术手段,为以后的工程建设提供较好的指导。

4.南湖路隧道主体工程建成使用至今,运营效果良好,在长沙市内各隧道工程中口碑最好。

题外之思

长沙城区湘江段先后建成了五一路湘江大桥、石长铁路湘江大桥、绕城线湘江大桥、猴子石湘江大桥、银盆岭湘江大桥、三汊矶湘江大桥、湘府路湘江大桥、福元路湘江大桥,营盘路湘江隧道、轨道交通2号线一期工程、长株潭城市轨道交通工程、长沙轨道交通3号线一期工程、长沙轨道交通4号线一期工程等桥隧通道,参与勘察的单位涉及到湖南省内、省外数家勘察单位,但对长沙城区的主要岩土问题似乎不是越来越清晰,而是越来越朦胧。

笔者百思难得其解,抛于此,愿有心者思之:

(1)    湘江河床的冲刷问题;

(2)    “湘江断裂”问题;

(3)    “红层岩溶”问题;

(4)    综合物探的应用问题。


                                                                                                                   2017年8月7

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我有话说

全部评论(2)

  • 673ljs发表于 08月09日 10:25后来者,永无止境!
  • 彭前辈,怎么老喜欢把关键的东西一笔带过啊!这可不是好榜样啊!(一位刚从事勘察行业的新人,个人见解,也许是错的,望指教,不胜感激。)1、湘江冲刷,多次选址,选到受流水冲刷作用力最小的位置,并加强材料的性能;2、湘江断裂,勘察甲级工程需要避开断裂,既然选在这里了,说明断裂不在此处,影响小;红层岩溶,采用地震物探后,初步查明岩溶发育及分布,采用泥水平衡顶管法,可有效在施工盾进避免小型岩溶对施工盾进的影响,然后在施工对岩溶采取治理措施;4、综合物探的应用问题,这确实是个技术难度问题,考验勘察单位的综合实力,比如水对电测深,地震物探的影响大,河流下,压水、注水实验的止水问题等等。
pbaix发表于08月09日 10:43

感谢关注! 长沙近年来建设比较热闹,长沙又是一个比较开放的城市。诸多省外、市外的单位在长沙各竟千秋,他们的成果让我受益匪浅,当然也让我咀嚼无穷。咀嚼多了,便引出其不了题外之思中的“四个问题”......这些问题并不断拘泥于南湖隧道啊~

pbaix发表于08月09日 10:44

便引出了题外之思中的“四个问题”~~`.

pbaix发表于08月09日 10:48

这些问题并不拘泥于南湖隧道。有些是我不敢苟同的,有些是专家质询的,有些存在以讹传讹的嫌疑。希望有时间能慢慢地在这些疑惑中拔开一丝丝亮光~~~

点评:
  • issn04510712发表于 08月08日 16:56这家伙很懒,没有个性签名!
  • 好资料,学习了,多谢楼主!
点评:

彭柏兴

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博士高工注册岩土工程师
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