文档介绍：太原西山特长隧道设计方案论文:太原西山特长隧道设计方案选择
摘要:本文以太原至古交高速公路西山隧道的设计过程为依据,重点论述了在设计过程中对设计方案的选择。通过对隧道线形的选择、管养通道方案的选择、隧道衬砌结构方案选择和隧道洞门方案选择,运用“系统最优”与“全寿命成本”的新理念。从而得到特长隧道设计的合理方案。
关键词: 特长隧道设计路线方案选择
1工程概况
太原至古交高速公路西山隧道是山西省高速公路规划网“3纵11横11环”中的第四横太原袁家庄至临县克虎寨项目的组成部分。该工程目前是我国排名第二的特长公路隧道。
隧道起点位于太原市万柏林区袁家庄,终点位于万柏林区周家山,为太原至古交高速公路项目中的控制性工程。隧道从太原端(k1+010)%的纵坡上行,至k11+%的纵坡下行,于周家山处(k14+580)出洞,最大埋深为450m。左右洞长度分别为13654m和13570m,为上下行分离的双洞四车道隧道,设计速度为80km/h。
2设计方案选择
隧道线形选择
太原西山隧道在设计过程中提出了高坡、人字坡、中坡方案,初步推荐采用中坡方案,在经过地质勘察后结合地质条件,将中坡隧道方案标高降低,并以此作为推荐方案。
平面线形选择:初步设计中的比较方案a1线因隧道出口有偏压,且位于两隧道间的周家山大桥桥高约80m,故将此线位北偏280m,增设了一条b线比较线与对应a1线进行比选。b线较好地利用了地形,前后隧道进出口位置得到改善,解决了偏压问题,也减小了周家山大桥的规模。但b线与对应段a1线相比,增加两处与引黄管线的交叉,并且是公路隧道上跨引黄隧洞(高差约50米)。
纵面线形选择:在对隧道地质情况做了全面的物探、钻探勘察后,发现a1线隧道围岩地质情况很差,约有3/4段落穿过泥灰岩地层。泥灰岩遇水膨胀,物理性质极差,大段落隧道通过施工难度太大,经过多方论证,提出了降低隧道高程,进一步寻求良好隧道围岩条件的勘察方案。对路线纵坡进行了下调,并确定此方案为推荐方案。降坡前后隧道围岩情况比较见表1和隧道长度对比见表2。
表1 降坡前后隧道围岩情况比较表
名级围岩所占比例(%) 岩质情况
ⅲ ⅳ ⅴ
降坡前 以角砾状、团块状、蜂窝状泥灰岩、角砾状石灰岩、角砾状白云质泥灰岩为主,少量中~厚层状石灰岩夹薄层状白云质灰岩、团块状泥灰岩。以极软岩~软质岩为主,部分硬质岩
降坡后 以中~厚层状石灰岩为主,夹薄层白云质灰岩,团块状泥灰岩。以硬质岩为主,少量极软岩~软质岩。
表2 隧道长度对比表
隧道方案 累计隧道长度
(左右线合计m) 隧道座数 长度(m)
左线 右线
推荐方案a线 29010 2 13680 13580
a1线 28664 4 10915 10885
b线 28908 4 10915 10890
通过对隧道地质条件及通风系统规模与接线工程的研究,认为推荐的降坡方案是合理、可行的,并且结合工程量、造价、运营费的量化比较,体现“系统最优”与“全寿命成本”的新理念。并对长直线隧道内安全行车进行评价。
管养通道方案选择
设计方案初选考虑在太原西山隧道之间设置管养通道,通道长13630m。因为隧道穿越不良地质条件发育,有采空区、