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1 工程概略与建立前提1.1工程概略

胶州湾第二海底隧道位于既有胶州湾隧道与胶州湾大桥之间(见图1),是毗连青岛岸主城区和西海岸新区的全天候跨海通道,接纳“双向6车道主隧道+中间办事隧道”的3洞安插体例,主线(南线)隧道长14373m,设想时速80km,功用定位为城市快速路,车道宽3.5m+2×3.75m,车道净高4.5m。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第1张

图 1 胶州湾第二海底隧道天文位置图

胶州湾第二海底隧道是目前亚洲规模更大的海底道路隧道,同时也是亚洲最长的海底道路隧道。

工程海域段长约10.5km,海域无设置竖井前提,具有超长、超大、超深、地量复杂、通风排烟困难、疏散救援难度大、两岸接线复杂、建立前提限造多等诸多特点,其工程建立参数见表1。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第2张

1.2 海域情况

胶州湾位于山东半岛的青岛市境内,是一个典型的山地基岩港湾海岸,其地貌格局明显受构造、岩性控造。

湾内水深为西北浅、东南深,海底地势自北向南倾斜,腹大口小,湾口一条深30~40m的深水槽呈北北西向伸入湾内。

湾内自东向西有5条(工具向)水道向湾口聚集,然后通向外海,水道之间为凸起的正地形,是胶州湾内潮流涨落的次要通道。

1.3 工程地量1.3.1近场区地量构造

胶州湾内基岩总体可分为堆积岩区和火成岩区,表层多被第四系地层笼盖,海床低洼处部分基岩裸露。

近场区散布有沧口断裂、辛岛断裂、劈石口断裂、王哥庄断裂等多条断裂带。

受断裂影响,断裂带内岩石较破裂,带内多构成断层泥、糜棱岩;断裂带两侧以破裂带、碎裂岩为主,并构成透水通道,对隧道工程建立影响较大。

1.3.2场区岩土体特征

胶州湾海域段隧址计划如图2所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第3张

图 2 胶州湾海域段隧址计划

图中岩性分界限北侧是以角砾岩为主的堆积岩,基岩面标高-50~-70m;南侧是以花岗岩和凝灰岩为主的火成岩地层,基岩面标高-10~-30m。

基岩面以上第四系笼盖层次要有淤泥、粉量黏土、中粗砂、粗砂和砾砂。

1.4 水文地量

海域段岩层渗入系数0.003~0.282m/d,为微—弱透水;砂层、角砾层渗入系数5~40m/d,为中—强透水;淤泥及黏土层渗入系数0.05~1m/d,为弱透水。

部分基岩轻风化带张性裂隙发育,水文试验成果显示综合渗入系数达20m/d,存在涌水可能。

按照地下水取样化验阐发成果,海洋氯化物情况感化品级Ⅲ-E化学侵蚀感化品级Ⅴ-E。

1.5 场地地基地震效应

工程范畴的根本地震烈度为7度,设想根本地震加速度值为0.10g,沧口断裂主收和分收均与隧道订交,该断裂为晚更新世活动断裂,发震才能为6.5级,沧口断裂更大位错量估量南段为0.49m、中段为0.8m。

1.6 两岸情况

黄岛岸为低山丘陵地貌,大部门段沿已有道路敷设,部分穿越居民小区;青岛岸多为人工填海堆积区,地形平缓,隧道沿线地表次要为工业厂房、港口货场、既有道路和高架桥。

2 隧址与线位计划研究2.1 隧址计划

按照青岛市高快速路网规划,胶州湾第二海底隧道西起黄岛端淮河东路,向东沿着刘公岛路下方敷设,穿越胶州湾后,接既有的杭鞍高架。

胶州湾内地量前提复杂,图2所示的岩性分界限以北的海域内基岩为堆积岩,以南为火成岩;同时,该分界限将沧口断裂分为中段和南段,地震平安性评价预测中段的断错量较大。

按照场区地量构造、地量前提及两岸路网接线需求,提出了南线和北线2个海域段隧址计划,2个计划在黄岛岸的登岸点位置根本不异(如图3所示)。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第4张

图 3 南线和北线计划示企图

1)南线计划从黄岛岸入海后斜穿沧口断裂南段,下穿马蹄礁后绕避堆积岩区域,从青岛港西侧货场登岸,隧道总体位于火成岩地层中,线位与岩性分界限最小净距约200m;

2)北线计划布设于沧口断裂西侧,大角度穿越沧口断裂中段后,从海泊河两岸登岸,隧道部门位于火成岩、部门位于堆积岩,2次穿越岩性分界限。

2.2 海域段隧道建立计划

按照工法和埋深差别,南线计划细分为2个子计划,北线计划细分为3个子计划,如表2所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第5张

2.2.1计划1—南线“钻爆+盾构”组合计划

计划1纵断面如图4所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第6张

图 4 计划 1 纵断面图(单元: m)

接纳钻爆法穿越围岩完好性较好的黄岛陆域和黄岛端海域地层,接纳盾构法穿越青岛端淤泥量土和破裂岩层(地勘显示临近沧口断裂处的岩体破裂),在花岗岩与凝灰岩分界附近围岩较好的花岗岩段,扩挖修建盾构领受洞室,实现盾构领受。

2.2.2计划2—南线“钻爆+围堰”组合计划

该计划平面安插与计划1不异,但在青岛端靠近船埠埋深较浅处的510m范畴内接纳围堰明挖法施工(见图5),在隧道全断面进入岩层并具有必然覆岩厚度后接纳钻爆法施工。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第7张

图 5 计划 2 青岛岸平面安插图

2.2.3计划3—北线“钻爆+中埋盾构”组合计划

计划3纵断面如图6所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第8张

图 6 计划 3 纵断面图(单元: m)

黄岛端隧道穿越地层为火成岩,围岩完好性好、强度高,接纳钻爆法施工;青岛端海域段隧道穿越地层以含砾砂岩等堆积岩为主,围岩强度低,接纳盾构法施工。为降低盾构领受洞室的施工难度,中埋计划将青岛端海域侧的纵断面恰当加深,使领受洞室位于轻风化含砾砂岩中。

计划3青岛端接线如图7所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第9张

图 7 计划 3 青岛端接线示企图

此中,环湾路匝道与主线隧道分岔段更大开挖宽度33m,且隧道拱顶处于砂、黏土及强风化地层中,需在海中接纳围堰明挖施工;海泊河北岸管线密集,隧道建立需下穿输油管线,迁改高压电力管廊,革新市中变电站,协调难度大。

2.2.4计划4—北线“钻爆+浅埋盾构”组合计划

计划4的两岸接线同计划3,但将海底领受洞室设置在Fa断层(岩性分界)以西的花岗岩地层内,隧道更大埋深较计划3减小约50m,同时盾构段长度增加约2.5km。

2.2.5计划5—北线“全钻爆法”计划

计划5海域段主线隧道全数接纳钻爆法施工。

因为青岛端海域基岩面埋深大,相较于计划3和计划4,计划5青岛端需长间隔接纳大纵坡,以加大隧道埋深,使主线隧道,尤其是环湾路标的目的匝道分岔大跨段处于中风化或轻风化堆积岩中,包管钻爆法施工的平安。

2.2.6计划综合比选

5个建立计划综合比照如表3所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第10张

1)计划1—2(南线)整体位于岩性较好的火成岩区域,且从断错量较小的沧口断裂南段穿越,计划3—5(北线)部门位于岩性较差的堆积岩区域,且从断错量较大的沧口断裂中段穿越。因而,从建立风险和运营风险角度来看,南线明显优于北线(隧道线位见图2和图3)。

2)计划1施工及运营期均不占用海域;计划2—4施工期临时围堰占用部门海域;计划5需永久填海,严峻影响胶州湾海域情况,且违背国度和处所有关围填海的相关政策文件。因而,从海洋情况庇护角度来看,计划1优于计划2—5。

3)计划1—2(南线)在青岛端桥梁上跨特殊油管,且不需要改迁高压电力管廊;计划3—5(北线)需要改迁高压电力管廊且屡次下穿特殊油管,施行难度大。因而,从建立情况及工程施行难易角度来看,南线优于北线。

4)南线工期和工程费用均少于北线,此中计划1工期最短、工程费用更低。因而,从工期和工程费用角度来看,南线优于北线,计划1更优。

从建立风险、运营前提、运营风险、工程投资、工程可施行性以及对海域情况影响等方面综合考虑,保举接纳南线“钻爆法+盾构法”组合计划(计划1)。

除上述5个计划外,还对中线计划、青岛港中部登岸计划、海泊河口登岸间接杭鞍高架计划、海中筑岛隧桥转换计划、海泊河口筑半岛桥隧连系计划、黄岛岸隧道提早接处所案6个计划停止了研究。

上述计划在交通功用、工程投资、施工及运营平安和海域情况影响等方面较计划1均无优势,此处不再赘述。

2.3 两岸接线计划

1)黄岛端接线如图8所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第11张

图 8 黄岛端接线示企图

此中,主线隧道接淮河东路,设置C、D匝道与澎湖岛街毗连,办事于黄岛老城区,并预留E匝道接口前提,便于此后毗连秦皇岛路。

2)青岛端接线如图9所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第12张

图 9 青岛端接线示企图

主线隧道接地后接纳桥梁形式接杭鞍高架,设置匝道桥接环湾路、杭州歧路,并预留前提跟尾远期温州路隧道。在青岛港北端设置N3、S3匝道接入规划的邮轮港工具向主干道,间接办事于邮轮港区。

3 隧道工程总体计划研究3.1 隧道各区段工法选择3.1.1黄岛端海域段

隧道穿越胶州湾区域地量见图2,西侧海域段约7km(西海岸至马蹄礁东侧)隧道穿越地层次要为中—轻风化花岗岩、安山岩等火成岩地层,更大水深约49m,均匀水深约20m,基岩埋藏浅,围岩较完好,地量前提好。

按照该段隧道的建立前提,并参考胶州湾隧道和青岛地铁1号线跨海区间隧道的胜利建立经历,该段保举接纳钻爆法施工。

3.1.2青岛端海域段

东侧海域段(马蹄礁以东至青岛岸)约3.3km隧道穿越地层次要为中风化凝灰岩,受沧口断裂影响,围岩较为破裂;临近岸边段隧道位于淤泥量地层和粉量黏地盘层内。如接纳钻爆法施工,则靠近青岛岸边段约550m穿越土层段需接纳围堰明挖法施工,对海洋生态情况影响大,平安风险高,且工程费用高。

颠末综合比选,青岛端海域段保举接纳盾构法施工。

3.1.3黄岛陆域段

黄岛岸陆域段基岩埋藏浅,隧道穿越地层次要为花岗岩,岩体完好性较好。考虑到黄岛岸陆域段隧道周边居民楼较多,情况较为敏感,接纳增大隧道与居民楼程度间隔、增加隧道埋深等办法,尽可能降低隧道施工对周边情况的影响。

研究过程中对微震控造爆破法、TBM法、导洞扩挖法、悬臂掘进机法等多种可能的施工办法停止比选。

此中,悬臂掘进机法在单轴抗压强度均匀为63.6MPa、更大为136.7MPa的轻风化花岗岩地层中掘进效率太低,工期不克不及满足要求;超大曲径TBM存在较大手艺风险,且费用高、工期长,匝道分岔段废除衬砌管片扩挖施工风险大;导洞扩挖法全程均需爆破,不克不及从底子上处理爆破振动影响问题,比拟控造爆破法,投资和工期均有增加;控造爆破法手艺手段和办法多样、手艺成熟、工期短、费用低。

因而,颠末手艺经济综合比选,保举接纳电子毫秒雷管微差控造爆破法停止黄岛陆域段施工。

3.2 隧道埋深与纵断面计划3.2.1海域钻爆段隧道埋深研究

海底隧道埋深太浅、顶部基岩笼盖层太薄时,围岩不变性差,施工期间坍塌、涌水风险大,收护办法费用较高、施工进度迟缓,且运营期间渗漏水量较大,但运营期车辆油耗削减;海底隧道埋深较大时,围岩不变性好,但坡度增大,运营期车辆油耗增加,且两岸接线功用可能无法实现

。因而,应合理确定隧道埋深。目前,国表里海底隧道埋深确定办法次要有挪威海底隧道建立经历法、日本最小涌水量法及数值计算阐发法等。

1)按照挪威经历法,本隧道黄岛端花岗岩段围岩量量较好,水深较浅地段(均匀13m)隧道最小覆岩厚度为25m,水深较深地段(最深49m)隧道最小覆岩厚度为30m;青岛端海域围岩量量较差,隧道最小覆岩厚度为40m。

2)根据日本最小涌水量计算公式,拔取海域水深最深处49m、黄岛海域均匀水深20m+强透水笼盖层8m、沧口断裂西侧水深30m+强透水笼盖层45m3个工况的断面停止计算。成果得出,涌水量最小的覆岩厚度别离为25、20、40m。

3)接纳FLAC3D软件对差别隧道顶覆岩厚度下初期收护拱顶位移及弯矩停止计算,阐发拱顶位移及衬砌弯矩与覆岩厚度的关系,确定隧道最小覆岩厚度。按照计算成果,第四系笼盖层或强风化层较厚地段隧道最小覆岩厚度宜取30m。

按照上述阐发成果,并连系青岛胶州湾海底隧道的建立经历,综合确定本项目覆岩厚度设想原则为:

1)水深+薄弱虚弱笼盖层总厚度大于30m时,隧道最小覆岩厚度为30m;

2)水深+薄弱虚弱笼盖层总厚度小于30m时,隧道最小覆岩厚度为25m;

3)部分覆岩厚度不敷段应采纳可靠的手艺办法,以保障施工平安。

3.2.2海域段纵断面计划

按照《城市地下道路工程设想标准》,本项目主线隧道更大允许纵坡为5%,一般值为3%。

青岛端入海处遭到盾构最小覆土厚度限造,部分接纳了4%纵坡,其余段更大纵坡不超越3%。按照上述覆岩厚度设想原则,连系海域段基岩面埋密意况,研究2个纵断面计划。

计划1更低点位于海域钻爆段中间(如图10中紫色虚线所示),线路更低点标高-112m;计划2线路纵断面的更低点在计划1根底上向西挪动约1.0km,更低点标高约-115m。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第13张

图 10 隧道纵断面示企图(单元: m)

2个计划更低点标高和隧道最小覆岩厚度根本不异,考虑到施工期钻爆段隧道由西向东掘进,计划2从更低点起头向东约5km均为顺坡施工,且运营期渗漏水的排水管路短(例如案1短约1.0km),故比选后保举接纳纵断面计划2。

考虑到削减更低点埋深能够改善运营前提、降低汽车油耗,在计划2的根底上,研究最小覆岩厚度,别离较保举计划减小10m和20m的计划。

按照汽车道路坡度对百公里油耗的影响研究功效,对隧道埋深削减后的耗油量停止预算。按交通量8万辆/d计算,当隧道埋深削减10m时,每年可削减油耗约0.14亿元,根据100年周期计算,假定收益率取5%,对应的现值为2.78亿元,隧道埋深削减20m时,油耗削减费用对应的现值为5.56亿元。

但覆岩厚度减小10、20m时,因为围岩相对变差,收护构造加强和注浆堵船脚用会增加,工期耽误,颠末测算,工程费用别离增加约4.0亿元和6.0亿元(影响范畴约800m),工期别离耽误6个月和12个月。

由此可见,进一步减小覆岩厚度,从全寿命周期费用和施工平安性、工期方面考虑均不合理。

3.3 办事隧道设置计划

借鉴青岛胶州湾隧道、厦门翔安隧道、海沧隧道、英法海峡隧道等国表里海底隧道修建经历,同时考虑胶州湾第二海底隧道海域段长度约10.5km,无设置竖井前提,为满足特长海底隧道的运营通风、维涵养护、防灾救援、高压电力管廊布设、超前施工导洞等需要,本工程保举设置中间办事隧道。

因为需要操纵办事隧道做为救援车辆的进入通道,故办事隧道的净空需要满足救援车辆的通行要求。

在对救援和运营养护车辆调研的根底上,确定办事隧道上层行车道限界宽度6m,限界高度3.5m;办事隧道下层预留海底高压电力管廊空间,管廊净空高度2.1m。

在上述根底上,对全长设置办事隧道和仅海域段设置中间办事隧道2个计划停止比选研究。

2个计划青岛端办事隧道洞口位置一样,都是在主线隧道洞口南侧约50m处提早接地。

1)全长设置办事隧道计划

黄岛端办事隧道出口与主线隧道洞口平齐安插,一路在淮河东路出地,办事隧道全长13950m;该计划在黄岛陆域段约3km处,2条主线隧道之间安插办事隧道,综合考虑隧道之间净距以及对既有道路两侧建筑物的影响,主线隧道之间的线间距取35m(与办事隧道净间隔约5m),隧道构造外边线之间总宽度约50m。

2)仅海域段设置中间办事隧道计划

在办事隧道登岸黄岛后尽快出地,办事隧道兼做施工斜井,并在办事隧道洞口设置告急救援站,计划平面如图11所示,办事隧道总长度为10874m;该计划黄岛陆域段主线隧道之间线间距约25m(隧道之间净距约10m),隧道构造外边线之间间隔约40m。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第14张

图 11 办事隧道黄岛斜井洞口计划

比拟全长设置办事隧道计划,仅海域段设置办事隧道计划,虽在个别工况下救援时间略有增加,但可满足设想目的需要(变乱发作后15min内抵达现场);在隧道施工平安、施工对周边情况影响、工程用地、投资等方面均有明显优势。经综合比选,接纳仅海域段设置办事隧道计划。

3.4 隧道横断面安插计划

黄岛陆域段隧道接纳2条别离主线隧道的安插形式,海域段接纳2条主隧道+中间办事隧道的安插形式,海域钻爆段2条主线隧道线间距55m,海域盾构段2条主线隧道线间距32.7~55m。

海域钻爆段和盾构段隧道横断面安插如图12和图13所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第15张

图 12 海域钻爆段隧道横断面安插图

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第16张

图 13 海域盾构段隧道横断面安插图

3.4.1主线钻爆法隧道横断面安插

隧道内安插3条车道,车道宽3.5m+2×3.75m,限界高4.5m,车道两侧设置0.75m检修道(如图14所示)。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第17张

图 14 黄岛陆域段钻爆段典型横断面(单元: mm)

隧道断面在满足建筑限界的根底上,操纵限界上方与内净空之间的空间安拆车道信号灯、射流风机、照明灯具、水喷雾头、摄像机等设备;在隧道边墙侧安插各类设备箱孔。隧道检修道下方设置盖板沟,沟内安插消防水管、泡沫水喷雾管等管路。

为满足海域段隧道通风排烟要求,隧道顶部设置风道(烟道),风道面积为16m2(如图15所示)。

3.4.2主线盾构法隧道横断面安插

盾构段车道宽度和限界高度与钻爆法不异,但车道两侧不设检修道。考虑建筑限界、设备安拆、施工误差等因素,主线盾构法隧道内径定为13.7m。

隧道横断面竖向分为3层,车行道上部安插排烟道,车行道下部门别安插疏散通道、管线廊道及楼梯间。疏散通道宽4.0m、高3.5m,可满足养护维修与小型救援车辆的通行需求(如图16所示)。沿隧道纵向每80m设置1处连通行车层及疏散通道的疏散楼梯。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第18张

图 16 主线隧道盾构段横断面(单元: mm)

3.4.3办事隧道横断面安插

1)钻爆法办事隧道横断面的安插需满足运营期与施工期的要求,运营期上层为行车空间,下层为管线廊道及预留220kV电力廊道;施工期需满足风管安插和施工车辆的错车要求(如图17(a)所示)。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第19张

图 17 办事隧道横断面安插图(单元: mm)

2)盾构法办事隧道操纵车行道上部空间敷设隧道电缆,并安拆照明、监控、通信等设备;行车道下部为预造口型构件,做为220kV电力廊道的预留通道。按照功用需求,隧道内径定为7m(如图17(b)所示)。

3.5 施工组织计划

按照隧道总体安插和施工办法,连系施工厂地前提,在黄岛岸安插南北2座通风井(兼做施工竖井)后,隧道土建工程共分为6个工区。隧道施工组织计划如图18所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第20张

图 18 隧道施工组织计划示企图

钻爆段均接纳大型机械化配套施工,估计隧道土建工期59个月,考虑机电安拆、拆修及验收13个月,工程总工期72个月。

4 通风与排烟计划4.1 运营通风尺度

考虑到本隧道间隔长、建立规模大、建立工期长,通风尺度参考PIARC2019的尺度取值,并增加2次/h换气尺度。通风卫生尺度如表4所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第21张

隧道平常以通行客车和中小型货车为主,特殊前提下可通行大型货车,且隧道建筑长度超越14km。为进步隧道火灾平安性,按大型货车火灾规模50MW设想,临界风速为2.4~3.1m/s。

4.2 运营通风计划

因胶州湾海域环评和通航要求,海中无设置通风竖井前提,黄岛陆域段近海位置设置1座通风井后,海域段隧道通风区段长度约10.5km,是国内通风区段最长的道路隧道。

连系本隧道的现实情况、横断面安插,提出了3种通风计划。

计划1:黄岛岸设竖井分2段通风。

计划2:黄岛岸设竖井的2.5段通风体例,操纵黄岛岸竖井送排风,同时操纵办事隧道和海域段主线隧道顶部风道弥补送排风。

计划3:北线在黄岛岸设竖井的2.5段通风体例,南线在海中设集中净化机房,同时操纵办事隧道和海域主线隧道顶部风道弥补送排风。

计划2的通风体例如图19所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第22张

图 19 黄岛岸设竖井的 2.5 段通风体例(单元: m)

该计划仅在黄岛岸设送排风竖井,将全长分为2个大的通风区段,此中海域段操纵了办事隧道(新风道)和主线隧道顶部风道(排风道)分红了2个小的通风区段,通风体例介于2段和3段之间,因而称之为2.5段通风。

各通风计划比选成果如表5所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第23张

3种计划均能到达设想尺度的通风效果,综合考虑拆机功率、运营能耗,保举接纳计划2的2.5段通风体例。

4.3 火灾排烟计划

按照现行《建筑设想防火标准》的规定,长度大于3000m的隧道宜接纳分段纵向或重点排烟体例。

南北线陆域段隧道长度别离为2973、3146m,从排烟效果、人员疏散及设备设置装备摆设等方面临陆域纵向排烟和重点排烟停止综合比选后,保举接纳纵向排烟计划,同时在北线增加2个排烟口,使纵向排烟区段长度不超越3000m。

两岸通风竖井之间的海域段隧道长约10.5km,为领会决超长通风区段排烟难题,研究了顶部排烟道+联络烟道(即毗连南北隧道的烟道,间距约3500m)的分段纵向排烟计划(计划1)、连系办事隧道设置排烟道的分段纵向排烟计划(计划2)、重点排烟计划(计划3)共3个计划,3个计划的优缺点比照如表6所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第24张

3种计划均能满足《建筑设想防火标准》的要求。考虑到本隧道为城市特长海底隧道,常规重点排烟体例(排烟口间距60m)排烟口数量多达350个,对风口密闭和安拆要求极高,且火灾时控造复杂,可靠性较低。

纵向排烟控造简单,适用于不经常发作交通拥堵的隧道。本工程两头接线前提较好,并设有完美的交通监控系统,黄岛洞口设有收费站、青岛洞口设有查抄岗位,可制止经常堵车的工况发作;且顶部排烟道+联络烟道的分段纵向排烟计划不需增加办事隧道断面,比拟计划2土建费用可削减2.2亿元,综合比选后保举接纳顶部排烟道+联络烟道的分段纵向排烟计划(计划1),如图20所示。

胶州湾第二海底隧道总体设计方案  第25张

图 20 火灾排烟计划示企图

5 防灾疏散与救援

为了保障超长海底道路隧道运营平安,在两岸洞口别离设置黄岛端办理中心和青岛端办理分中心,并在黄岛端办事隧道洞口设置应急办理站,办理中心和告急救援站均装备了救援车辆。

全隧道共设置有20条车行横通道(兼人行)和26条人行横通道;在3258m长的盾构段行车道下层设置有纵向疏散通道,每80m设置1处连通行车层和纵向疏散通道的楼梯(每管隧道各38处),可通过办事隧道或主线隧道快速进入隧道展开救援。

接纳CFD模仿软件对海域隧道中部火灾蔓延情况停止模仿(火灾规模按50MW考虑),针对火灾不变后隧道内烟气先锋向火源两侧的蔓延情况,以高度2.5m处的60℃烟气先锋温度做为判据,确定平安疏散时间为20min。

接纳Pathfinder2017软件对差别火灾位置工况停止阐发,得出最倒霉工况下隧道内人员疏散到平安地带所需时间为12min29s,短于平安疏散时间20min。因而,在隧道发作火灾时,疏散设备可满足人员疏散平安需求。

此外,按照差别工况下疏散救援途径所需的救援时间停止计算阐发,在各类工况下,救援车辆可以在12min内抵达变乱地点。若是隧道内增设救援车辆停放和人员值守点,可进一步缩短救援时间。消防车辆均可以在20min内抵达变乱地点。

6 结论与建议

1)关于复杂地量前提下的海底隧道,合理的隧址对项目建立至关重要。胶州湾第二海底隧道工程通过南、北线计划的详细比选,凸起地量选线理念,选择了工程地量相对较好的南线计划,对控造工程投资、减小工程风险和保障工期具有重要意义。

2)超长隧道可能穿越多种地量单位或性量差别很大的地层,连系详细地量和建立情况前提停止工法比选,分段选择适宜的施工办法并确定合理埋深是总体设想重要内容之一。胶州湾第二海底隧道按照详细建立前提,接纳钻爆、盾构和明挖的组合施工办法,通过合理埋深研究,兼顾隧道建立和运营前提,确定了合理的隧道纵断面。

3)办事隧道在特长海底隧道中一般起到超前导洞、施工辅助坑道、运营养护和应急救援等感化,胶州湾第二海底隧道海域段接纳2条主线隧道+中间办事隧道的安插体例,并在主线隧道顶部设置了风道。按照本项目需求,立异提出了2.5段通风手艺,操纵办事隧道兼做新风通道,在根本不增加土建投资的情况下,处理了隧道10.5km超长通风区段的通风难题。

4)充实操纵隧道两头洞口设置的办理中心、黄岛端应急办理站、办事隧道、人行及车行横通道、盾构段疏散楼梯和下层纵向疏散通道构成完美的疏散救援系统,保障交通变乱和火灾工况下的超长海底隧道运营平安。

5)钻爆法海底隧道施工平安风险高,施工过程应充实操纵综合超前地量预报手艺,准确研判断层、风化槽等特殊不良地量,严防突涌水等灾祸发作,同时加强监控量测,确保施工平安;关于可能呈现突涌水的风化深槽段,应提早设置防水闸门,以防不成控突涌水险情发作。

本文转自《隧道建立》——胶州湾第二海底隧道总体设想计划研究,做者肖明清,孙文昊等;仅用于进修分享,如涉及侵权,请联络删除!