【文章內(nèi)容簡介】 問題是： a、查明風(fēng)化深槽的空間分布； b、查清風(fēng)化槽組成物質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)和滲透性能； c、從地質(zhì)角度對(duì)工程實(shí)施提出建議。 初勘階段以地震反射勘探為主、跨孔 CT 方法測定巖石剖面及波速分布圖象等為輔、計(jì)算機(jī)三維處理成圖的方式，查明了風(fēng)化深槽的空間分布情況，并以鉆孔予以驗(yàn)證。為查清風(fēng)化槽組成物質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)和滲透性能，還采用了鉆 探、取芯、現(xiàn)場鑒定與原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)等方法。 根據(jù)對(duì)風(fēng)化槽的工程處理措施進(jìn)行專題研究，其評(píng)價(jià)如下： ? 場區(qū)基沿巖埋藏不深，但全～強(qiáng)風(fēng)化帶厚度相差懸殊，微風(fēng)化化頂面多處于 0～ 55m之間，個(gè)別風(fēng)化深槽內(nèi)低于 100m，從研究資料分析，勘察區(qū)域范圍內(nèi)，風(fēng)化槽或風(fēng)化囊的存在，給隧道線位的選擇帶來難度。 ? 風(fēng)化槽的組成物質(zhì)經(jīng)研究證實(shí)為花崗閃長巖風(fēng)化形成的，仍保留了花崗閃長巖的結(jié)構(gòu)。 ? 風(fēng)化深槽巖土體總體上屬弱～微透水層。風(fēng)化槽全～強(qiáng)風(fēng)化帶巖體滲透系數(shù)為104cm/s 級(jí)：弱風(fēng)化帶巖體滲透系數(shù)為 105cm/s 級(jí)。在全水 頭作用下，根據(jù)己有的勘察成果資料，運(yùn)營隧道及服務(wù)隧道通過的全～強(qiáng)風(fēng)化帶巖體的滲透穩(wěn)定。但從工程安全的角度看，在極端地質(zhì)條件下，存在發(fā)生滲透破壞的可能性。 ★廈門東通道工程──隧道土建工程初步設(shè)計(jì)說明 7 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院 /重慶交通科研設(shè)計(jì)院 各線位經(jīng)過風(fēng)化槽（囊）的寬度一覽表 B線位 C線位 D線位 E線位 左 中 右 左 中 右 左 中 右 左 中 右 F1風(fēng)化槽 31 F4風(fēng)化囊 F2風(fēng)化槽 F3風(fēng)化槽 合計(jì) 根據(jù)初勘資料，因呈北西～北東向的風(fēng)化槽（囊）與呈東西向的隧道走向斜交或正交，各隧道線位都避不開風(fēng)化槽（囊）的影響，通過風(fēng)化槽（ 囊）地段均有一定寬度，相比而言，D、 E兩線位通過風(fēng)化槽（囊）處風(fēng)化槽（囊）的深度、寬度均較 B、 C 線位（工可線位）淺、窄，且 E線位有一定優(yōu)勢。 場址位于我國東南部地震活躍的東南沿海地震帶內(nèi)。在場址周圍半徑 150km 范圍的區(qū)域內(nèi)，歷史上共記錄到 35 次 Ms≥ ，其中最大的地震為泉州海外 1604年 ，距場址約 83km，影響烈度達(dá) 7 度強(qiáng)。距場址最近的強(qiáng)震是 1185 年廈門海外 級(jí)地震，距場址約 34km，影響烈度也是 7 度左右。近場區(qū) 25km 范圍內(nèi)未記錄到 3 級(jí)以上地震，近期共發(fā)生過 Ms≥ 38次，最大震級(jí)為 。共遭受到 6次影響烈度為 6度以上地震的影響。其中有兩次達(dá)到 7度。據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（ GB18306— 2021），本場址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度 ，反應(yīng)譜特征周期 ，相當(dāng)于地震基本烈度Ⅶ度。 4 隧道土建設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目隧道跨海部分基本位于微風(fēng)化花崗巖地段，局部穿越幾處風(fēng)化深槽，施工有一定難度。淺灘及陸地基本處于全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖地帶，地質(zhì)相對(duì)較差。根據(jù)初勘報(bào)告，Ⅳ、Ⅴ類圍巖所占全隧道比例為近 60%，而在海域段Ⅳ、Ⅴ類圍巖占海域段長度近 90%，因此，該區(qū)域地質(zhì)總體上比較適合暗挖鉆爆法修建。 結(jié)合海底隧道特點(diǎn)及城市道路的要求，設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮以下幾方面的問題： 1）充分借鑒國內(nèi)外已建或規(guī)劃中的水底隧道的成果和經(jīng)驗(yàn)，尤其是國外的相關(guān)工程。 2）東通道的建設(shè)，應(yīng)適應(yīng)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、城鎮(zhèn)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃及自然條件，合理布線，使本項(xiàng)工程既能滿足沿線地區(qū)的區(qū)域交通功能，又能促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。更好地滿足構(gòu)建海灣型城市框架的要求，提高城市綜合競爭力，體現(xiàn)廈門旅游觀光特點(diǎn)。 3）在工程設(shè)計(jì)中，必須突出“以人為本、安全第一”的總體思路。要考慮對(duì)付各種突發(fā)性災(zāi) 害的處置預(yù)案。以減少災(zāi)害發(fā)生的可能性以及限制災(zāi)害不利結(jié)果為出發(fā)點(diǎn)，確保災(zāi)害發(fā)生時(shí)各類防災(zāi)措施能及時(shí)起作用。 4）本工程是廈門市乃至國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程之一，設(shè)計(jì)使用年限為 100 年。工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)通過多方案比選，在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，保證工程適用性，更重要的是必須確保工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。 5）注重工程的可實(shí)施性并引入動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的概念，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能考慮施工的要求，并且加強(qiáng)施工階段的設(shè)計(jì)服務(wù)，將施工中的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)看作整個(gè)設(shè)計(jì)工作的組成部分。 6）加強(qiáng)專題研究，積極采用新技術(shù)、新材料和新工藝。 根據(jù)工可批復(fù)意見，隧道采用三孔建設(shè)形式修建，兩側(cè)為行車主洞，中間一孔為服務(wù)隧道。本次 初 步設(shè)計(jì)階段以 E 方案作為推薦方案，以 D 方案（隧道部分比較）作為比較方案。 1） E方案（推薦方案） ? 隧道起訖樁號(hào)為： 左線 EZK6+540～ EZK12+485，長 5945m，洞門起訖樁號(hào)外各 40m為遮光棚。 右線 EYK6+559～ EYK12+510，長 5951m，洞門起訖樁號(hào)外各 40m為遮光棚。 服務(wù)隧道 ENK6+542～ ENK12+490，長 5948m。 ? 設(shè)置兩處豎井樁號(hào)分別為： ENK7+850 和 ENK11+ ? 設(shè)置 6 處行人、 5 處行車橫洞。 2） D 方案（比較方案：進(jìn)出口接線一致，僅隧道海域部分不同） ? 隧道起訖樁號(hào)為： 左線 DZK6+540～ DZK12+，長 ，洞門起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚。其中 進(jìn)口 E 線方案線位一致 。 右線 DYK6+559～ DYK12+，長 ，洞門起訖樁號(hào)外各 40m 為遮光棚 。其中 進(jìn)口 E 線方案線位一致 。 ★廈門東通道工程──隧道土建工程初步設(shè)計(jì)說明 8 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院 /重慶交通科研設(shè)計(jì)院 服務(wù)隧道 DNK6+542～ DNK12+，長 。 ? 設(shè)置兩處豎井樁號(hào)分別為： DNK7+840 和 DNK11+300。 ? 設(shè)置 6 處行人、 5 處行車橫洞。 工可路線方案在穿越海底 F F F3 斷裂帶風(fēng)化深槽和 F4號(hào)風(fēng)化囊時(shí)，地質(zhì)條件 較差 ，施工難度較大。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)路線穿越海底不良地質(zhì)地段， 結(jié)合目前正在進(jìn)行的地勘工作，遵照 經(jīng)濟(jì)合理的原則，對(duì)原工可 C線位提出了兩種優(yōu)化方案。 1） 路線方案 ① E線方案：主要是將穿越 F4風(fēng)化囊處路線局部偏移。針對(duì)工可 C軸線方案發(fā)現(xiàn)的主要地質(zhì)問題 — 左線隧道洞身穿越 F4 風(fēng)化囊，結(jié)合前期地質(zhì)資料和海底風(fēng)化囊的 初步研究成果，跨海部分直線段向南平移 30m，隧道洞身穿越F4 風(fēng)化囊的地質(zhì)條件有所改善，保持隧道進(jìn)出口位置不變。② D 線方案：主要是采用 S 曲線對(duì) F4風(fēng)化囊進(jìn)行繞避。路線直接在隧道洞口不遠(yuǎn)處以 R=3800、 R=2600 和 R=4940 組成的 S形曲線選擇海底 F1 風(fēng)化深槽、 F2 風(fēng)化深槽、 F3風(fēng)化深槽和 F4號(hào)風(fēng)化囊地質(zhì)相對(duì)較好處通過，保持隧道進(jìn)出口位置不變。 2） 路線方案比較 D線方案以三個(gè)園曲線組成的 S線形從原工可方案的北側(cè)繞避海底 F4風(fēng)化囊，根據(jù)初勘報(bào)告，該方案左線所穿 F1風(fēng)化槽風(fēng)化層寬度相對(duì)較厚， F4風(fēng)化囊的影響相對(duì)較 小，但 F2 風(fēng)化槽的影響較大。 E 線方案從原工可方案的南側(cè)繞避海底 F4 風(fēng)化囊，路線在穿越 F4 風(fēng)化囊時(shí)的地質(zhì)有所改善，其中右線已避開了 F4 風(fēng)化囊，左線較工可 C 方案有較大程度改善； F1風(fēng)化槽對(duì)隧道施工有一定影響，但避開了 F2風(fēng)化槽。 D、 E線位經(jīng)過風(fēng)化槽（囊）的寬度一覽表見“ （囊）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)”。 D、 E方案各類襯砌長度見下表。 襯砌類型 S2a S2b S3a S3b S4 S5 E 方案 左線 1745 256 308 332 844 2300 右線 1685 366 202 262 528 2748 D 方案 左線 1831 270 246 400 697 2408 右線 1745 360 260 375 根據(jù)以上比較，由于 D、 E 方案在海底不良地質(zhì)情況的寬度和深度差異并不明顯，而 D方案為繞行方案，以曲線為主，線形指標(biāo)相對(duì)較差，隧道長度要增加 50m 以上，因此，初步設(shè)計(jì)階段推薦 E 線方案，并以 D 線方案作為比較方案。需要說明的是，該走廊帶花崗巖地質(zhì)風(fēng)化變化較頻繁，在該地段把左右線都調(diào)整為從較好地質(zhì)地段通過，完全避開風(fēng)化不良地質(zhì)可能性較小。 隧道縱斷面設(shè) 計(jì) 本項(xiàng)目地形分陸域段、岸灘段和海域段三部分。海底隧道縱斷面設(shè)計(jì)最重要的一點(diǎn)是要保證隧道洞頂巖層最小安全頂板厚度，本次設(shè)計(jì)根據(jù)工可所作科研課題的結(jié)論“海域地段洞頂巖層厚度大于 15m，潮間帶洞頂巖層厚度大于 10m”控制。 1）不同縱坡情況下的比較分析 根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)車速為 80Km/h時(shí)，最大縱坡為 5%，特殊情況下可達(dá) 6%，但超過 3%時(shí)，坡長有限制。同時(shí)根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，隧道縱坡不宜超過 3%，考慮的主要因素之一是通風(fēng)問題，認(rèn)為當(dāng)縱坡過大，汽車排出的有害物質(zhì)迅速增加，通風(fēng)不利。由于 本項(xiàng)目 為特大海底隧道，從道路安全、行車舒適及隧道運(yùn)營等方面綜合考慮，本次設(shè)計(jì)推薦最大縱坡不超過 3%， 以下 分別從改善隧道所穿越工程地質(zhì)情況、隧道通行能力、隧道內(nèi)行車速度和隧道通風(fēng)等四個(gè)方面分析了隧道縱坡增大 %～ %的可行性。 ①改善隧道所穿越工程地質(zhì)情況 根據(jù)規(guī)范，設(shè)計(jì)車速為 80Km/h，縱坡為 3%、 4%的坡長限制分別為 1100m 和 900m，通過不同坡度坡長的組合分析，在長大隧道內(nèi)采用 %、 4%的縱坡需多次變換縱坡， 對(duì)隧道內(nèi)行車視距有一定影響，對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境改善不是很明顯。 ②隧道通行能力 主要分析隧 道右線翔安岸和隧道左線廈門岸特定上坡路段的通行能力。著重針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)出島交通量組成中的重車比例、探討最大縱坡 %、 %、 %的等效坡度 — 坡長值對(duì)車輛換算系數(shù)的影響程度，結(jié)合本項(xiàng)目的預(yù)測交通量，分析采用大縱坡設(shè)計(jì)時(shí)的道路通行能力★廈門東通道工程──隧道土建工程初步設(shè)計(jì)說明 9 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院 /重慶交通科研設(shè)計(jì)院 是否滿足所預(yù)測的交通量的要求，為坡度、坡長的合理選定提供依據(jù)。 由于特定縱坡上坡路段中，大型車的車輛換算系數(shù)較大，導(dǎo)致當(dāng)量交通量增大，使該路段成為基本路段上運(yùn)行質(zhì)量較差甚至最差的部分。特定縱坡路段大型車的車輛換算系數(shù)可參照表 1和表 2取用。 表 1 特定上坡路段中型車的車輛換算 系數(shù) HVE 坡度（ %） 坡長（ m） 4車道高速公路 6或 8車道高速公路 ≤ 1000 1000?1500 ≥ 1500 ≤ 1000 1000?1500 ≥ 1500 2 ≥ 1000 3 5 3 2 4 2 3 400～ 1000 ≥ 1000 4 6 4 3 5 3 5 7 5 4 6 4 4 ＜ 400 400～ 800 ≥ 800 3 5 4 3 5 3 5 7 5 4 6 4 6 8 6 5 7 5 5 ＜ 300 300～ 500 500～ 1000 ≥ 1000 3 5 4 3 4 3 5 7 5 4 5 4 6 8 6 5 7 5 7 11 7 6 8 6 6 ＜ 300 300～ 500 500～ 1000 ≥ 1000 4 5 4 3 6 3 6 8 6 4 7 4 7 9 7 5 8 5 8 13 7 6 12 6 表 2 特定上坡路段大型車（含拖掛車）的車輛換算系數(shù) HVE 坡度（ %） 坡長（ m） 4車道高速公路 6或 8車道高速公路 ≤ 1000 1000?1500 ≥ 1500 ≤ 1000 1000?1500 ≥ 1500 2 400～ 1200 3 4 3 2 3 2 ≥ 1200 4 5 4 3 4 3 3 400～ 800 800～ 1200 ≥ 1200 3 4 3 2 3 2 4 5 4 3 4 3 5 7 5 4 6 4 4 ＜ 400 400～ 800 800～ 1200 1200～ 1600 ≥ 1600 3 4 3 3 4 3 5 6 4 4 5 4 6 8 6 5 7 5 7 12 7 6 10 6 8 15 8 7 12 7 5 ＜ 300 300～ 700 700～ 1200 ≥ 1200 4 5 4 3 4 3 5 7 5 4 6 4 6 9 6 5 8 5 7 16 7