政交通-隧道工程

1、市政交通-隧道工程隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化發(fā)展，交通已經(jīng)成為當(dāng)今城市最為嚴(yán)重的問題之一。城市居民生活水平的提高，對環(huán)境也提出了 越來越高的要求。構(gòu)建立體交通、倡導(dǎo)公共交通，對緩解城市交通擁堵、改善道路交通環(huán)境具有重要意義。構(gòu)建立體交通之一就是發(fā)展城市地下道路。當(dāng)前我國一些主要城市都在發(fā)展城市地下道路隧道。如北京奧運(yùn)公園地下道 路隧道；上海延安東路越江隧道、上海軍工路隧道、打浦路隧道、外環(huán)隧道；南京玄武湖隧道、武漢長江隧道、杭州西湖隧 道；揚(yáng)州瘦西湖隧道；青島膠州灣海底隧道；廈門翔安海底隧道等。本章隧道工程是指城市地下道路隧道。1 建設(shè)條件城市地下道路與地面道路有比較大的差異，表現(xiàn)在道路環(huán)境、駕駛行

2、為、設(shè)施配置、運(yùn)營與防災(zāi)、道路特征與交通組織 以及建設(shè)特征等方面。城市地下空間的發(fā)展，逐步出現(xiàn)了一些新型的地下車行服務(wù)設(shè)施。傳統(tǒng)意義上的單點(diǎn)進(jìn)出隧道向著多 點(diǎn)進(jìn)出、系統(tǒng)性的長距離地下車行設(shè)施發(fā)展。這些新型的地下車行設(shè)施與傳統(tǒng)的單點(diǎn)進(jìn)出隧道相比，在交通定位、使用功能、 通風(fēng)、防災(zāi)、應(yīng)急救援等方面都存在顯著差異。地下道路與地面道路的差異對比見表5.1-1。城市地下道路典型斷面見圖5.1-1。表5.1-1城市地下道路與地面道路的差異對比差異地面道路地下道路道路環(huán)境外部環(huán)境受外界雨、雪等影響幾乎不受外界影響光環(huán)境自然光需要輔助照明空氣環(huán)境與外界空氣一樣污染積聚，中等以上長度隧道需設(shè)輔助通風(fēng)系統(tǒng)溫度濕度

3、環(huán)境隨外界變化相對穩(wěn)定聲環(huán)境自然聲、噪聲不大噪聲大駕駛行為與車輛特征駕駛?cè)诵袨檎１Ｊ?、心理影響、容易疲勞車輛運(yùn)行特征除快速路外，一般道路受兩側(cè)干擾較大連續(xù)流、干擾少、容易超速設(shè)施配置標(biāo)志標(biāo)線、護(hù)欄等常規(guī)交通設(shè) 施、相對簡單除正常的交通設(shè)置外，需配置通風(fēng)、照明、監(jiān)控、消防、逃生等運(yùn)營與防災(zāi)簡單，對防災(zāi)安全要求低對運(yùn)營安全要求高，需進(jìn)行消防、逃生等防災(zāi)設(shè)計道路特征與交1互組織相對容易空間有限、封閉，視距等受影響，內(nèi)外銜接相對困難建設(shè)特征空間位置高架或地面地下深埋或淺埋影響因素地質(zhì)、地形除地面影響外，受管線、地下其它設(shè)施影響較大施工技術(shù)簡單技術(shù)難度大、風(fēng)險高效益初期投入少初期投入較大，但環(huán)境保護(hù)等

4、長遠(yuǎn)效益明顯，綜合優(yōu)勢明 顯圖5.1-1城市地下道路典型斷面城市地下道路隧道與公路隧道也不同。除了地理位置差異，在建設(shè)條件、交通特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面也有較大差異。城市地 下道路隧道位于城市區(qū)域，人口稠密，建筑物多，難度大，風(fēng)險高；交通特點(diǎn)也不一樣；城市地下道路以小客車為主；一般 設(shè)有多點(diǎn)進(jìn)出。另外隧道附屬設(shè)施的要求也相對較高。具體比較見表5.12。表5.12城市地下道路與公路隧道不同差異公路隧道城市地下道路建設(shè)條件主要受地質(zhì)、地形因素影響穿越城市中心區(qū)，地下管線、地下構(gòu)筑物多受沿線開發(fā)、拆遷等影響較大交通特點(diǎn)客貨混行、包含重載交通交通組成較為單一交通流量大道路特點(diǎn)與交通組織以單點(diǎn)進(jìn)出為主，線形

5、、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較高， 交通組織簡單建筑橫斷面形式多樣，如通孔、雙層等存在多點(diǎn)進(jìn)出、服務(wù)沿線重點(diǎn)區(qū)域受地下設(shè)施影響，部分路段平、縱線形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低，尤其是匝道等道路總體走向受城市道路路網(wǎng)布局、詳規(guī)控制需考慮與地面道路銜接，統(tǒng)籌布置。功能性功能單一，主要承擔(dān)交通功能復(fù)合功能性強(qiáng)，不僅承擔(dān)交通功能，還與高壓電纜、輸水管 線、光纜等管線共構(gòu)或與軌道通孔，形成路軌公用斷面附屬設(shè)施與安全 防災(zāi)等相對簡單通風(fēng)差異，存在道路分岔、車流匯入與分離影響，對洞口污染排放要求高交通監(jiān)控復(fù)雜，需要與周邊路網(wǎng)聯(lián)動協(xié)調(diào)，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以公路隧道和公路線形設(shè)計相關(guān)規(guī)范為依據(jù)采用城市道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，小客車專用時采用小客

6、車專用技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖5.1-2城市地下道路隧道圖5.1-3公路隧道城市地下道路從功能上講，主要有以下幾種類型：穿越江河、山體等障礙物的城市地下道路。如上海市區(qū)穿越黃浦江的越江隧道；南京、武漢市區(qū)穿越長江的隧道；北 京市區(qū)穿越西山風(fēng)景區(qū)的西山隧道等。穿越一個或多個交叉口的城市地下道路。這種類型的地下道路通常也稱為城市下立交，其功能是為了改善節(jié)點(diǎn)的交通 矛盾、或改善區(qū)域景觀環(huán)境而設(shè)置。比如北京市奧運(yùn)公園地下大屯路隧道、慧忠路隧道；上海市穿越世紀(jì)大道的東方路隧道 等。系統(tǒng)多點(diǎn)進(jìn)出的城市地下道路。這種類型的地下道路通常較長、規(guī)模較大，并設(shè)多個進(jìn)出口，與路網(wǎng)連續(xù)較為緊密， 以服務(wù)中長距離交通為主。在交通網(wǎng)

7、絡(luò)中承擔(dān)了較強(qiáng)的系統(tǒng)性交通功能。改善城市區(qū)域到發(fā)交通、溝通聯(lián)系地下車庫、整合車庫資源的城市地下道路。比如北京的中關(guān)村、金融街等在地下形 成連接多個地下車庫的地下道路系統(tǒng)。城市地下道路按照長度又分為特長距離、長距離、中距離和短距離地下道路隧道，見表5.1-3。表5.1-3城市地下道路長度分類分類特長距離地下道路長距離地下道路中距離地下道路短距離地下道路長度L（m）L3000m3000mNL1000m1000mNL500mLW500m城市地下道路根據(jù)服務(wù)對象可分為機(jī)動車專用地下道路和機(jī)動車及行人非機(jī)動車共用地下道路。根據(jù)服務(wù)車型，可分為 混行車地下道路和小客車專用地下道路。城市地下道路根據(jù)主線封閉

8、段長度及交通情況，按防火災(zāi)設(shè)計要求分為四類，見表 5.1-4。表5.1-4城市地下道路防火設(shè)計分類用途封閉段長度L（m）一類二類三類四類可通行危險化學(xué)品等機(jī)動車L1500m5003000m1500LW3000m500Z則滿足視距，可不做處理。當(dāng)驗算停車視距不足時，可增加曲線半徑或增大 側(cè)向凈寬等方面改善視距，如條件受限無法通過線形改善視距時，可采取限速措施，保證停車視距和行車安全。圖5.3-1平曲線內(nèi)側(cè)障礙物的清除圖5.3-2平曲線上視距清除曲線此外規(guī)范還要求，城市地下道路設(shè)置凹型豎曲線路段，也必須進(jìn)行停車視距驗算。因地下道路的頂部可能會遮擋行車視 線，驗算圖示見圖5.3-3。4 隧道主體設(shè)計

9、隧道主體設(shè)計包括隧道建筑限界、隧道斷面布置、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、防排水設(shè)計、隧道施工方案、以及隧道裝飾與景觀。 主體設(shè)計包含以下6部分內(nèi)容。4.1隧道建筑限界隧道建筑限界主要依據(jù)地下道路設(shè)計速度確定。城市地下道路的設(shè)計速度宜與兩端接線的地面道路相同，具體設(shè)計速度的選擇應(yīng)根據(jù)道路功能、通行能力、工程造價、運(yùn)營成本、施工風(fēng)險、控制條件以及工程建設(shè)性質(zhì)等因素綜合論證確定。短距離的城市地下道路應(yīng)與兩端接線的地面道路采用相同的設(shè)計速度。除短距離的地下道路外，其它地下道路的設(shè)計速度一般不應(yīng)大于80km/h。表5.4-1各級城市地下道路的設(shè)計速度道路等級快速路主干路次干路支路設(shè)計速度（km/h）100806060

10、5040504030403020隧道建筑限界為道路凈高線和兩側(cè)側(cè)向凈寬邊線組成的空間界線，建筑限界內(nèi)不得有任何物體侵入。城市地下道路隧道的建筑限界分為不含人行道或檢修道包含人行道或檢修道含有非機(jī)動車道和人行道等3種情況。見圖5.4-15.4-3。圖5.4-1不含人行道或檢修道圖5.4-3含有非機(jī)動車道和人行道建筑限界組成最小取值應(yīng)滿足表5.4-2的規(guī)定。建筑限界頂角寬度（E）不應(yīng)大于機(jī)動車道或非機(jī)動車道的側(cè)向凈寬度。非機(jī) 動車道路面寬度Wpb或人行道寬度Wp應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市道路工程設(shè)計規(guī)范（JJ37）的規(guī)定。城市地下道路當(dāng)兩 側(cè)設(shè)置人行道或檢修道時，可不設(shè)安全帶寬度。表5.4-2建筑限界

11、組成最小值建筑限界組成路緣帶寬度Wmc安全帶寬度Wsc檢修道寬度Wj人行道或檢修道高度頂角高度H三60km/h60km/hHc60W60車道寬度（m）一般值3.503.25最小值3.253.00道路橫斷面設(shè)計是在城市規(guī)劃的紅線寬度范圍內(nèi)，考慮道路功能等級、設(shè)計速度、交通流量、服務(wù)對象等因素，確 定橫斷面形式和各組成尺寸。城市地下道路除了滿足上述要求外，還需要為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控等運(yùn)營所需設(shè)施、設(shè)備 及在應(yīng)急情況下的逃生疏散、救援等提供必要的空間；同時還要考慮施工實(shí)際水平、預(yù)留結(jié)構(gòu)變形、施工誤差、路面調(diào)坡等 余量。城市地下道路橫斷面空間大致可分為交通通行空間設(shè)施設(shè)備空間安全空間等。道路橫斷面

12、設(shè)計，實(shí)際上就是在有 效的空間中，既要滿足交通安全暢通，又要滿足設(shè)施設(shè)備的安裝以及人員安全疏散的要求。交通通行空間是建筑限界規(guī)定的范圍內(nèi)，包含機(jī)動車道、路緣帶等，部分城市地下道路包括人行道與非機(jī)動車道。特殊 斷面還包括緊急停車帶以及檢修道等。各組成斷面的寬度應(yīng)根據(jù)地下道路功能等級、設(shè)計速度、經(jīng)濟(jì)成本及施工難度等綜合 確定。設(shè)施設(shè)備空間主要是利用建筑限界之外的上部、下部以及兩側(cè)與結(jié)構(gòu)之間的空間，為通風(fēng)、排水、消防、供電照明、監(jiān) 控、內(nèi)裝飾等附屬設(shè)施提供安裝空間。設(shè)備空間與交通通行空間應(yīng)保留一定距離。圖5.4-4通行空間與設(shè)施設(shè)備空間關(guān)系圖安全空間是為了應(yīng)急情況下的人員安全疏散以及救援提供的空間。

13、安全空間可以根據(jù)地下道路橫斷面形式選擇上下層疏 散樓梯、避難室、橫通道等不同方式。不論采用何種安全疏散方式，安全空間的設(shè)置應(yīng)綜合考慮交通通行空間、設(shè)施設(shè)備空 間，協(xié)調(diào)處理好三者關(guān)系。常見的單層和雙層橫斷面布置圖見圖5.4-5圖和5.4-6。圖5.4-5單層橫斷面布置圖圖5.4-6雙層橫斷面布置圖城市地下道路不宜采用在同一通行孔布置雙向交通。當(dāng)斷面布置困難時，對設(shè)計速度大于或等于50km/h的短距離城市 地下道路，可在同一通行孔布置雙向交通，但必須采用中央防撞設(shè)施進(jìn)行隔離；對設(shè)計速度小于50km/h的城市地下道路， 當(dāng)在同一通行孔布置雙向交通時，應(yīng)采用中央安全隔離措施；同時應(yīng)保證運(yùn)營管理安全可靠

14、。4.3隧道主體結(jié)構(gòu)地下道路結(jié)構(gòu)根據(jù)施工工藝分為明挖法、暗挖（礦山）法、盾構(gòu)法和沉管法。各種工法及適用條件、特點(diǎn)比較見表5.4-5。 城市地下道路結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期、環(huán)境影響等方面綜合比較，選擇合理的結(jié)構(gòu) 形式和施工工法。表5.4-5四種結(jié)構(gòu)形式的工法比較:明挖法暗挖（礦山）法盾構(gòu)法沉管法適用地質(zhì)復(fù)雜各種地質(zhì)條件地質(zhì)條件好、地層穩(wěn)定。土層地質(zhì)條件適用水底地形平坦、水深及跨 度較小情況適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)（變寬、分合流匝道）能適應(yīng)各種變化能適應(yīng)部分變化不適應(yīng)不適應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)問題基坑支護(hù)、降低地 下水位、土方開挖、 結(jié)構(gòu)防水?dāng)鄬悠扑閹У闹ёo(hù)、加 固、堵水、結(jié)構(gòu)防水推進(jìn)施

15、工的良好后盾 系統(tǒng)、確保洞口土體穩(wěn) 定、洞口建筑密封管段制作與裝配、基礎(chǔ)處理、 沉放、連接、接縫防水優(yōu)勢施工簡單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全施工復(fù)雜、拆遷少、沒有 交通疏解開挖與支護(hù)一次完成、 掘進(jìn)速度快；對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；隧道斷 面利用率高；施工周期短；操不影響地面交通與地 下管線等設(shè)施；技術(shù)和 經(jīng)濟(jì)具有優(yōu)越性作條件好，施工安全；劣勢對城市生活有干 擾、對周邊環(huán)境有 一定影響；對周圍巖層擾動較大，對 地質(zhì)勘探要求高，對圍巖 地質(zhì)條件預(yù)測差斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)力差；短距離隧道不經(jīng)濟(jì)，定 制費(fèi)高沉管對于河道上的船舶交通 會有影響結(jié)論適應(yīng)性很好，但受 明挖基坑深度限制適應(yīng)性較好，受地質(zhì)條件 影響較大土層

16、適應(yīng)性好，但結(jié)構(gòu) 斷面變化受限只適用于水底城市地下道路隧道出入口、地下道路分合流段等通常采用明挖法施工，在建設(shè)場地開闊、建筑物較少及環(huán)境條件許可的 情況下也盡可能采用明挖結(jié)構(gòu)。明挖結(jié)構(gòu)通常采用矩形斷面、一般為現(xiàn)澆施工。優(yōu)點(diǎn)是斷面能適應(yīng)各種變化，與城市地下道 路隧道的建筑限界也比較接近，結(jié)構(gòu)受力合理，頂板上也便于敷設(shè)各種地下管線與設(shè)施。采用明挖法施工的隧道橫斷面布置 見圖5.4-5單層橫斷面布置圖。暗挖法施工的城市地下道路隧道一般采用復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)通常由內(nèi)、外兩層襯砌和中間防水層組成。外層 襯砌又稱初期支護(hù)，其作用是加固圍巖，控制圍巖變形，防止圍巖松動失穩(wěn)。初期支護(hù)要求開挖后立即施作

17、，噴射混凝土與 圍巖密貼，在盡短的時間內(nèi)加固開挖面。初期支護(hù)包括打設(shè)錨桿、架設(shè)鋼支撐（鋼拱架大噴射混凝土等。內(nèi)層襯砌稱為二期 支護(hù)，一般是在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施作。二期支護(hù)結(jié)構(gòu)是主要的承載單元，根據(jù)圍巖等級不同，二襯混凝土承載的荷載比 例也不相同。通常情況下二襯施工采用模筑混凝土。防水層鋪設(shè)在初期支護(hù)與二期支護(hù)之間。采用暗挖法施工的隧道橫斷面 布置見圖5.4-7。圖5.4-7暗挖法結(jié)構(gòu)斷面盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)機(jī)械在土層中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周土層， 防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加

18、壓頂進(jìn)， 并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。盾構(gòu)法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）安全開挖和襯砌，掘進(jìn)速度快；2）盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過程可實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強(qiáng)度低。3）不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施；4）穿越河道時不影響航運(yùn)，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；5）在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性。盾構(gòu)法也有以下缺點(diǎn)：1）價格昂貴且針對性很強(qiáng)，對每一條用盾構(gòu)施工的隧道，都需要根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及結(jié)構(gòu)斷面尺寸專門進(jìn) 行設(shè)計制造，一般不能簡單地在其它隧道中重復(fù)使用；2）隧道曲率半徑過小或隧道

19、頂覆土太淺時施工難度較大；3）在富水松軟土層中，地表沉降難以控制，對襯砌整體防水技術(shù)要求很高；4）對水底隧道，覆土太淺時施工不夠安全；泥水推進(jìn)油缸L同步注漿孔,破碎機(jī),L壓縮空氣圖5.4-8復(fù)合式泥水平衡盾構(gòu)機(jī)圖5.4-9盾構(gòu)隧道斷面沉管隧道是一種水下隧道的建設(shè)方法。采用預(yù)制的方式建造隧道，然后將預(yù)制段分別浮運(yùn)到隧址，通過沉放對接，在開 挖的水下基槽內(nèi)將各預(yù)制段一節(jié)一節(jié)連接起來，形成一個貫通的隧道。沉管隧道的結(jié)構(gòu)斷面一般有圓形和矩形。一般圓形斷面多采用鋼殼混凝土，矩形斷面多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。矩形鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)由于其斷面利用率高，結(jié)構(gòu)形式靈活。伴隨著大體積混凝土防滲抗裂技術(shù)的提高，沉管隧道的

20、發(fā)展已經(jīng)由鋼殼結(jié) 構(gòu)向矩形混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展。鋼筋混凝土矩形管段的優(yōu)點(diǎn)是，隧道橫斷面利用率高，建造多車道（48車道）隧道時，優(yōu)勢明 顯。矩形管段利用自身防水的性能，能做到隧道內(nèi)無滲漏水。缺點(diǎn)是修建臨時干塢，征地搬遷及施工費(fèi)用較高；制作管段時 對混凝土施工要求嚴(yán)格。圖5.4-10沉管法結(jié)構(gòu)斷面防水設(shè)計城市地下道路隧道是穿越土（巖）層或水體的通道，會長期受到地下水的影響。如果隧道排水設(shè)施不完善，地下水侵入 隧道，發(fā)生隧道滲漏水病害，影響隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施，降低其使用壽命；嚴(yán)重時會影響到隧道的安全運(yùn)營和正常使用， 甚至危害到地面建筑物的安全。因此城市隧道的防水要求應(yīng)貫徹在勘察、設(shè)計、施工和運(yùn)營的每個

21、環(huán)節(jié)，并根據(jù)工程地質(zhì)與 水文地質(zhì)、施工方法、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、防水原則、防水等級等綜合確定，以合理的方法和工藝，進(jìn)行防水設(shè)計。按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108），地下工程的設(shè)計和施工應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，剛 柔相濟(jì)，因地制宜，綜合治理”，同時強(qiáng)調(diào)必須符合環(huán)境保護(hù)的要求，并采取相應(yīng)措施；應(yīng)用經(jīng)過試驗、檢驗和檢定的質(zhì)量 可靠的新材料，行之有效的新技術(shù)、新工藝?！胺馈笔且笏淼酪r砌結(jié)構(gòu)具有一定的自防水能力，能防止地下水滲入，如采用防水混凝土以及附加防水材料。“排” 是指隧道應(yīng)充分利用排水設(shè)施，以減小滲水壓力和滲水量。“截”是指隧道周邊如有地下水、滲漏水等，應(yīng)設(shè)置截、

22、排水溝 和采取清除積水的措施。“堵”是指隧道在施工過程中，有滲漏水時，可采用注漿、截水等方法堵水，運(yùn)營后滲漏水地段也 可采用注漿等方法堵水。地下工程的防水等級以及使用范圍見表5.4-6和表5.4-7。表5.4-6地下工程的防水等級防水等級標(biāo)準(zhǔn)一級不允許滲水、結(jié)構(gòu)表面無濕漬二級不允許滲水、結(jié)構(gòu)表面有少量濕漬三級有少量漏水點(diǎn)，不得有線流和漏泥砂四級有漏水點(diǎn)，不得有線流和漏泥砂表5.4-7不同防水等級使用范圍防水等級適用范圍一級人員長期停留的場所，因有少量濕漬會使物品變質(zhì)，失效的儲物場所及嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和危及 安全運(yùn)營的部位，極重要的站備工程二級人員經(jīng)?；顒拥膱鏊谟猩倭繚駶n的情況下不會使物

23、品變質(zhì)，失效的儲物場所及基本不影響設(shè)備正 常運(yùn)轉(zhuǎn)和工程安全運(yùn)營的部位，重要的站備工程三級人員臨時活動的場所，一般的站備工程四級對滲漏水無嚴(yán)格要求的工程城市地下道路隧道的防水等級采用二級。明挖結(jié)構(gòu)防水技術(shù)：采用明挖法施工的隧道結(jié)構(gòu)防水，一般有主體結(jié)構(gòu)自防水和附加防水層所組成。主體結(jié)構(gòu)自防水要 求主體結(jié)構(gòu)混凝土自身有防水功能，防水混凝土的抗?jié)B等級分為P6、P8、P10和P12?？?jié)B等級根據(jù)結(jié)構(gòu)的埋置深度確定。附加防水層是指在結(jié)構(gòu)周邊（外側(cè)）設(shè)置的防水層，通常采用高分子卷材、改性瀝青卷材、涂料、膨潤土防水材料、防水砂 漿等。隧道結(jié)構(gòu)頂板、側(cè)墻部分的防水層，在施工完成以后，為了防止填土對防水層的破壞，

24、均需要設(shè)置防水保護(hù)層。保護(hù)層一般采用細(xì)石混凝土、防水砂漿、預(yù)制磚等。曲楠飆射留豳斜豺?qū)踊炀呈啃┨醤i J圖5.4-11明挖結(jié)構(gòu)防水設(shè)計圖暗挖結(jié)構(gòu)防水技術(shù)：暗挖施工的隧道防水包括在初支和二襯混凝土之間設(shè)防水層以及縱、橫向排水系統(tǒng)二襯混凝土 自防水二襯混凝土背后注漿施工縫、變形縫處設(shè)置多道防水措施。通常暗挖施工的隧道采用半包防水，拱腳以上結(jié)構(gòu)采 用防水，拱腳以下為排水。二襯混凝土外為排水，通過構(gòu)建一個縱、橫立體排水系統(tǒng)，將巖（土）層的裂隙水排水，卸載了 水壓力對結(jié)構(gòu)造成的不利影響。圖5.4-12暗挖結(jié)構(gòu)防水設(shè)計圖盾構(gòu)結(jié)構(gòu)防水技術(shù)：盾構(gòu)法施工的隧道防水包括管片襯砌自防水與外防水襯砌接縫防水襯砌與盾尾

25、注漿防水盾 構(gòu)法隧道與豎井接頭防水等內(nèi)容。管片襯砌自防水與外防水是指盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)自身混凝土要求滿足抗?jié)B指標(biāo)和強(qiáng)度要求， 管片外側(cè)為滿足耐侵蝕要求，外側(cè)設(shè)置一層涂層，該涂層的粘接力、抗?jié)B性、抗沖擊、耐腐蝕性、耐磨性均需滿足一定要求。 襯砌接縫防水是盾構(gòu)隧道的防水核心，接縫防水措施包括密封墊防水、螺栓孔防水、嵌縫防水。盾構(gòu)管片防水見圖5.4-13。連接件圖5.4-13盾構(gòu)管片防水圖沉管結(jié)構(gòu)防水技術(shù)：沉管結(jié)構(gòu)的隧道防水包括管段自防水管段外防水管段接頭防水。管段自防水就是采用防水抗 滲混凝土，提高混凝土的密實(shí)性和耐久性，達(dá)到防水抗?jié)B的目的。管段外防水就是用防水材料在防水結(jié)構(gòu)表面形成薄膜，能 適應(yīng)微

26、小變形以及抵抗酸堿介質(zhì)的侵蝕而達(dá)到防水防腐的要求。管段的接頭防水是沉管隧道防水的關(guān)鍵部位，沉管隧道接頭 的設(shè)計不僅要滿足接頭部位在施工及運(yùn)營階段各種工況的防水要求，還有滿足沉管管段沉放對接施工中接頭的水力壓接功能 以及管段間接頭的柔性功能。柔性接頭一般采用GINA型橡膠止水帶和OMEGA型橡膠止水帶所組成的柔性接頭形式。沉管管 段接頭防水見圖5.4-14。貳聚導(dǎo)管GINA止水帶圖5.4-14管段接頭防水圖隧道施工方案不同結(jié)構(gòu)的隧道，其施工方式也是不一樣的。明挖結(jié)構(gòu)的施工通常是采用敞口放坡明挖法和圍護(hù)結(jié)構(gòu)明挖法。敞口放坡一般適用在地面寬闊、建筑物稀少、土層穩(wěn)定 的條件下采用。該方法的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)度快

27、、造價低，但對周邊建筑物和環(huán)境影響較大。大多數(shù)情況下，由于城市周邊建筑物較 多，以及受周邊道路交通等影響，大部分的明挖結(jié)構(gòu)基坑采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成以后再開挖基坑，施工隧道主體結(jié) 構(gòu)?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)一般有圍護(hù)樁、地下連續(xù)墻、鋼板樁等結(jié)構(gòu)形式。暗挖結(jié)構(gòu)的施工根據(jù)隧道所處的土（巖）層不同，施工工法變化較多。通常的施工工序包括土（巖）層預(yù)加固，一般 采用注漿加固的形式初期支護(hù)，隧道開挖后進(jìn)行初期支護(hù)，初期支護(hù)的內(nèi)容包含打錨桿、支鋼拱架、噴射混凝土等二次 襯砌，在初期支護(hù)穩(wěn)定后澆筑二襯混凝土，其作用是作為結(jié)構(gòu)安全的長期儲備、另外還起到防水、裝飾作用。盾構(gòu)隧道施工是一種機(jī)械化施工，即在盾構(gòu)殼的保護(hù)下

28、，完成開挖、支護(hù)、防水等的全套作業(yè)。城市隧道施工中常用的 盾構(gòu)機(jī)有泥水式盾構(gòu)和土壓平衡式盾構(gòu)。泥水式盾構(gòu)是在盾構(gòu)機(jī)的前部設(shè)置隔墻，在開挖面和隔墻之間的泥水倉內(nèi)送入泥漿， 形成不透水的泥膜，保持開挖面圖壓力和水壓力的平衡。土壓力平衡盾構(gòu)機(jī)，是在盾構(gòu)推進(jìn)時，其前端刀盤旋轉(zhuǎn)掘削地層土 體，切削下來的土體進(jìn)入土艙。當(dāng)土體充滿土艙時，其被動土壓與掘削面上的土壓、水壓基本平衡，使得掘削面與盾構(gòu)面處 于平衡狀態(tài)。沉管隧道施工包括以下施工步序干塢修筑管段預(yù)制管段浮運(yùn)沉管基槽施工沉管沉放水下接縫連接。上述施 工步序中，最關(guān)鍵的沉管沉放和水下接縫連接。沉管沉放不僅受氣候、河流等自然條件的直接影響，還受到航道、設(shè)備

29、條件 的制約。隧道裝飾與景觀地下道路的景觀設(shè)計主要包括洞口、洞內(nèi)裝飾和通風(fēng)風(fēng)塔。城市地下道路洞口景觀設(shè)計應(yīng)與城市建造空間、城市道路系統(tǒng)以及城市基調(diào)與色彩相協(xié)調(diào)。盡可能融入城市景觀。合理 的洞口景觀設(shè)計還可改善出入洞口的駕駛?cè)艘曈X環(huán)境，減小“黑白洞”效應(yīng)，提高行車安全。圖5.4-15隧道洞口景觀圖地下道路洞內(nèi)裝飾是景觀設(shè)計的重要部分。隧道內(nèi)裝飾能夠改善駕駛?cè)说囊曈X感受，為行車創(chuàng)造舒適環(huán)境，同時裝飾還 能形成一個漫反射表面，改善和提高照明效果。地下道路裝飾材料一般包括混凝土、涂料、帶涂層的纖維混凝土板、復(fù)合鋁 板、搪瓷鋼板等。各種材料的性能不同，有各自的適應(yīng)性，但總體上內(nèi)裝飾材料具有良好的耐污行、

30、抗靜電性能、防火性能， 同時表面光滑流暢，便于采用機(jī)械化手段進(jìn)行清洗、保潔。此外，材料的燃燒性能等級應(yīng)為A級，墻面2m高范圍的墻面材 料反射率不宜小于0.7。在正常使用及高溫下不得分解出有毒、有害氣體。圖5.4-16隧道洞內(nèi)裝飾效果圖地下道路隧道長度在特長距離以上時，一般需要集中設(shè)置風(fēng)塔。將隧道內(nèi)部污染空氣集中高空排放后稀釋，以確保地面 一定影響范圍內(nèi)的空氣達(dá)到國家衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但由于地處城市區(qū)域，需要綜合考慮使用情況、周圍環(huán)境特征，盡可能減少 風(fēng)塔對城市景觀的影響。對風(fēng)塔設(shè)置提出了較高的要求，需要采取一定的景觀處理使其與城市環(huán)境相協(xié)調(diào)。圖5.4-17城市隧道高排風(fēng)塔5 隧道附屬設(shè)施城市地下道

31、路是城市生命線工程的重要組成部分。地下道路工程不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程造價高，而且為了滿足地下道路正 常運(yùn)營、管理維護(hù)、防災(zāi)救援等要求，需要配置相應(yīng)的通風(fēng)、供電、照明、通信、給排水、監(jiān)控、防災(zāi)與救援疏散等安全與 運(yùn)營管理設(shè)施。附屬設(shè)施分為5個部分。隧道通風(fēng)隧道通風(fēng)就是采用自然或機(jī)械方式在隧道內(nèi)形成風(fēng)流，解決隧道運(yùn)營環(huán)境中有害氣體造成的空氣污染問題。選擇合理的 通風(fēng)方式和參數(shù)，需要對隧道內(nèi)有害物質(zhì)及其濃度分布范圍、洞內(nèi)空氣的污染影響因素、有害物的容許濃度標(biāo)準(zhǔn)、有害氣體 對人體健康的影響和改善洞內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的措施進(jìn)行深入的研究。城市道路隧道的通風(fēng)方式基本上有3種：全橫向、半橫向和縱向通風(fēng)。3種通風(fēng)方式

32、各有利弊。各種通風(fēng)方式的選擇與 隧道長度、交通流量、行車方式、洞口環(huán)境要求以及隧道施工方式有關(guān)。全橫向、半橫向的通風(fēng)方式主要適用于單洞雙向行車隧道。該通風(fēng)方式理論上防火排煙效果較好，但其土建建設(shè)費(fèi)用投 資大，后期通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)用高，需要設(shè)置專用風(fēng)道和風(fēng)機(jī)房?？v向通風(fēng)方式主要適用于雙洞單向行車隧道，該方式土建工程量 小，運(yùn)營費(fèi)用較低。方案多樣，選擇靈活，受制約因素小，能充分發(fā)揮汽車的交通運(yùn)行能力。我國目前運(yùn)行的城市地下道路 隧道主要采用縱向通風(fēng)式。國內(nèi)對于2km以下隧道多采用射流風(fēng)機(jī)全縱向通風(fēng)方案，污染物通過隧道口排放；對于2km以上 隧道多采用豎井分/合流縱向通風(fēng)方式。隧道供配電與照明城市地下道路

33、的供電負(fù)荷采用分級設(shè)置，根據(jù)設(shè)施重要程度分為三級：1、應(yīng)急照明、道路基本照明、主動發(fā)光或照明式標(biāo)志、交通監(jiān)控設(shè)施、環(huán)境檢測及設(shè)備監(jiān)控設(shè)施、通信設(shè)施、有線廣播 設(shè)施、視頻監(jiān)控設(shè)施、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動設(shè)施、中央控制設(shè)施、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、雨（廢）水泵、變電所自用電 設(shè)施應(yīng)為一級負(fù)荷。其中應(yīng)急照明、主動發(fā)光或照明式標(biāo)志、交通監(jiān)控設(shè)施、環(huán)境檢測及設(shè)備監(jiān)控設(shè)施、通信設(shè)施、有線廣 播設(shè)施、視頻監(jiān)控設(shè)施、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動設(shè)施、中央控制設(shè)施應(yīng)為特別重要負(fù)荷。2、設(shè)備機(jī)房及管理用房內(nèi)的照明、通風(fēng)風(fēng)機(jī)、電梯等負(fù)荷應(yīng)為二級負(fù)荷。3、停電后不影響地下道路正常運(yùn)行的負(fù)荷，包括空調(diào)設(shè)備、檢修電源等為三級負(fù)荷。

34、城市地下道路隧道照明與地面道路照明不同，地面照明主要是提供車輛夜間行車安全，隧道照明除了夜間，更重要的是 解決白天烈日下駕駛員進(jìn)出隧道時由于亮度突變而產(chǎn)生的視覺適應(yīng)問題。同時隧道內(nèi)行車具有空間小、行車密度高、煙霧濃、 視距小、坡度陡、噪聲大等特點(diǎn)，這些都是隧道照明中需要考慮的因素。隧道照明通常分為入口段、過渡段、中間段和出口 段，各段根據(jù)人對光線的適應(yīng)程度采用不同的照明標(biāo)準(zhǔn)。入口段為進(jìn)入隧道的第一段道路，易產(chǎn)生黑洞效應(yīng)，所以需要采用 較強(qiáng)的照明標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入隧道后會逐漸適應(yīng)亮度的變化，隧道照明標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)降低，此段為過渡段。中間段是指在過渡段以后 較長一段照明不變的隧道路段。出口段是隧道臨近出口，光

35、線會由暗到亮，呈現(xiàn)白洞效應(yīng)。此時照明標(biāo)準(zhǔn)也需要由暗過渡到 強(qiáng)的變化。城市地下道路分合流端照明的平均亮度應(yīng)比主線基本路段高50%100%。圖5.5-2隧道進(jìn)口段和中間段燈具布置圖城市地下道路照明應(yīng)選擇高效、節(jié)能型的光源及燈具，照明功率密度值的確定應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) (GB50034)和城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(CJJ45)的有關(guān)規(guī)定。目前國內(nèi)一些隧道已經(jīng)采用高光效低能耗的LED光源，作為 隧道的照明材料。采用LED光源還可以對洞內(nèi)照度作現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的無極自動調(diào)光控制，其使用前景良好。隧道給水與消防城市地下道路的給水系統(tǒng)包括隧道內(nèi)外生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)、隧道內(nèi)消防給水系統(tǒng)、以及消防設(shè)施等

36、系統(tǒng)。消防給水水 源應(yīng)優(yōu)先采用城市給水管網(wǎng)供水，當(dāng)市政管網(wǎng)不滿足時，可以采用地下水或地表水。生產(chǎn)、生活與消防必須采取分開的給水 系統(tǒng)。大部分隧道不設(shè)生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)，只有部分隧道由于在隧道內(nèi)設(shè)置了地下通風(fēng)機(jī)房、配變電所及其它管理用房等 需人員長期值班時，才配置生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)。城市地下道路隧道消防給水通常采用穩(wěn)高壓供水系統(tǒng)，即市政給水管接至消防泵房，一般不設(shè)消防水池，消防時直接從 城市給水管網(wǎng)抽水。地下道路的消防設(shè)計包括滅火器、消火栓、固定式水成膜泡沫滅火裝置、泡沫-水噴霧、高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)及隧道消防 給水設(shè)施等。城市隧道內(nèi)，兩車道隧道消火栓間距不應(yīng)大于50m，三車道及三車道以上隧道消火

37、栓間距應(yīng)不大于40m。三車 道以上隧道應(yīng)在隧道兩側(cè)交錯設(shè)置滅火器。泡沫-水噴霧聯(lián)用滅火系統(tǒng)一般以25m為一個區(qū)段，消防時任意相鄰兩組系統(tǒng)同時 作用。圖5.5-3隧道內(nèi)消火栓和水噴霧隧道排水城市地下道路隧道排水系統(tǒng)包括隧道內(nèi)污廢水排水系統(tǒng)、隧道內(nèi)雨水排水系統(tǒng)等。排水系統(tǒng)的選擇必須堅持高水高排、 低水低排的原則，采取有效、可靠措施嚴(yán)防高水進(jìn)入低水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)污、廢水的性質(zhì)，并結(jié)合室外排水體 制確定。隧道沖洗、消防廢水、結(jié)構(gòu)滲漏水和洞口敞開段的雨水宜分類集中，雨水就近排入市政雨水管網(wǎng)或合流管網(wǎng)，廢水 應(yīng)排入污水管網(wǎng)或合流管網(wǎng)。排水設(shè)備應(yīng)按自動化管理設(shè)計。洞口敞開段雨水泵房宜靠近洞口位置，在U型槽縱坡變緩處宜設(shè)置質(zhì)量可靠的與道路垂直的橫截溝（通篦雨水口），保證 將雨水順利導(dǎo)流至泵房集水池。排水系統(tǒng)宜采用強(qiáng)排措施，并宜在管道出口采取防倒灌措施。城市地下道路敞開段的暴雨重 現(xiàn)期不應(yīng)小于20年，集流時間宜為5min10min。圖5.5-4隧道洞口橫向截水溝隧道防災(zāi)城市地下道路還應(yīng)進(jìn)行防災(zāi)設(shè)計。防災(zāi)設(shè)計的內(nèi)容包括：行車安全、災(zāi)害報警、交通控制、防災(zāi)通風(fēng)與排煙、安全疏散 與救援、防災(zāi)供電、應(yīng)急照明、消防給水與滅火、防淹排水、防災(zāi)通信與監(jiān)控、災(zāi)害時的結(jié)構(gòu)保護(hù)等。防災(zāi)中最重要的是防 火災(zāi)，防火災(zāi)系統(tǒng)包含防、減、救災(zāi)