经典项目
灵丘至山阴段高速公路
来源:    日期:2016/10/26 16:35:19    点击:

1、项目概况

国家高速公路网荣成至乌海公路山西境灵丘至山阴段高速公路(以下简称灵丘至山阴高速公路)是国家高速公路网规划方案的第四横,由东至西横贯山东、河北、天津、山西、内蒙古5个省、自治区、直辖市,将成为连接我国东西部地区的公路运输大通道。该公路横贯山西省北部地区,是《山西省高速公路网规划》“三纵十二横十二环”中第三横的重要组成部分。

国家高速公路网荣成至乌海公路山西境灵丘至山阴段高速公路灵丘至浑源段全长110.277公里,土石方1448万立方米,排水防护工程58万立方米,特大、大中桥12054米/56座,隧道19040/米9座,互通式立体交叉5处,服务区3处,收费站4处,主线收费站1处,桥隧比例为28.1%。

2、项目特点

(1)本项目是国家高速公路网荣乌高速公路在山西境内的重要路段,属勘察设计典型示范工程,勘察质量要求高。

本项目做为交通运输部“勘察设计典型示范工程”,外业勘察在省交通运输厅验收的基础上,交通运输部对本项目外业勘察进行了严格验收,对勘察提出了更高的要求,在项目实施中,施工与设计基本吻合,因地质原因工程变更仅0.4%。

(2)本项目建设规模大,勘察工作量超常规。

项目勘察路线长110.277公里,桥隧比例28.1%,地形复杂,勘察工程量大,完成钻孔561孔,钻探总进尺23650米,GPS点195个,调查孔8个,补充完成1:2000地质调绘61.8平方公里;采取原状试样1635件,扰动试样3370件,岩石试样982件,dcp试样98件,地下水试样32件。满足地质勘察规范要求,隧道勘察高于规范要求。

(3)本项目沿线控制因素多,勘察深度要求高。

项目沿线穿越宏伟矿业尾矿库,详细的勘察资料做为路线布设提供了第一手资料,路线穿越恒山风景区,恒山隧道洞身部分穿越风景区缓冲区,隧道的实施要做到不破坏地表和地下水系,不得破坏风景区生态环境,对水文勘察、线位标高选择要求高。路线与陕京天然气管道相交,相交处走廊带狭窄,路线布设、协调难度大,交叉角度要求苛刻,需要准确定位。才能制定合理可行之方案,确保施工、运营安全。沿线穿越水源保护地、悬空寺文物、不良地质群发区等,均对勘察深度提出了更高的要求,沿线受耕地限制、河道限制、水保要求,路线方案布设工作量大。

(4)隧址区地质环境复杂,病害隐患多。

项目沿线3座特长隧道地质情况复杂,云彩岭特长隧道断层发育(区域性大断层3条,小断层2条),溶洞发育,岩体破碎处易与地下水沟通,造成洞体坍塌、掉块、涌水、突水等灾害,抢风岭特长隧道断层较发育(区域性断层4条),局部地段为泥页岩,受地下水的影响较大,主要表现为对岩石的溶蚀、软化,降低岩石强度,影响岩体稳定;恒山隧道断层发育(区域性大断层6条,小断层3条),断层带附近岩体破碎,易形成富水区,对隧道围岩完整性及强度影响很大,局部段落为泥灰岩,具有弱膨胀性,遇水易软化、崩解,降低围岩强度;隧道出口处存在一处滑坡,与隧道走向呈小角度斜交。滑坡体轴线长194m,宽95m,该滑坡自然状态处于稳定状态,隧道施工过程中,易引起滑坡滑动,存在安全隐患。

3、技术创新

 (1)公路长隧道无动力通风、消防节能环保应用技术成果

结合灵山高速公路特长隧道施工情况,依托交通运输部科技示范工程进行课题研究,公路长隧道无动力通风系统以恒山隧道作为研究对象,采用竖井和斜井等设施,利用“烟囱”效应实现隧道常态工况下无动力通风,从而大大降低能耗;在消防方面,结合驿马岭隧道实际情况,研究采用冰冻线下设置消防水管等节能设施,降低隧道运营成本,提高经济效益,达到节能环保的效果,在国内,公路长隧道无动力通风系统和消防节能环保应用效果研究很少,而它的应用和推广既解决了隧道运营设施节能环保技术问题,又能产生巨大的经济效益和社会效应,本项目节能方案的研究成果,有效降低能源消费量和负荷水平,相当于创造了一种完全“绿色”的能源,对隧道的节能,降低运营成本,提供有效的保证。既可为解决能源短缺做出贡献,又可以降低隧道运行成本,提高经济效益,意义重大。

(2)成功解决了恒山特长隧道的偏压、断层、涌水、高地应力等技术难题

灵丘至山阴高速公路恒山隧道右线全长5152 米,左线5167 米,属特长隧道。依托交通运输部典型示范工程对恒山隧道建设关键技术进行研究,利用有限元数值模拟的方法,对恒山隧道偏压区域施工过程的围岩、支护结构稳定性进行评价,隧址区断层发育,对隧道产生影响的的断层共9 条,针对断层破碎带地层,设计中采用拱顶双排小导管注浆+侧壁单排小导管注浆+仰拱拱底HDPE 花管注浆加固措施,顺利通过了断层破碎带,取得了良好的治理效果。提出浅埋隧道零开挖的结构新形式,给出其结构设计图纸和施工技术工序、工艺。成功解决了恒山隧道存在的偏压、断层、涌水、高地应力等这些工程技术难题。

(3)降低高填土拱涵拱顶荷载技术

项目沿线多处设置高填土拱涵,地质条件多样,准确掌握涵址区地质情况后,利用路基95区压实土自身形成的土拱稳定,涵顶仅有低填土柱的作用力直接作用在涵顶,提出了高填土涵洞设计的新思路,降低了拱涵涵顶的受力,取得了良好的效果。

4、项目获奖

项目获2014年山西省优秀工程设计一等奖、2014年度公路交通优秀设计三等奖、2014年度公路交通优秀勘察三等奖、2015年度全省优秀工程勘察二等奖。