山西省交通规划勘察设计院
经典项目
宝塔山隧道
来源:    日期:2016/10/26 16:39:57    点击:

1、项目概况

宝塔山隧道位于拥有世界文化遗产平遥古城的平遥县西南,是山西省高速公路骨架网“3纵、12横、12环”中第八横山西汾阳至河北邢台高速公路平遥至榆社段中重点工程,隧道穿过太岳山区北中部的惠济河与昌源河的分水岭,隧道长10479.611米,由西向东走向。隧道设有3座斜井,2座地下风机房,1座地上风机房,19公里运营养护道路。隧址区地形地质复杂,穿过自然保护区,围岩60%以上为较软岩,受断层破碎带、涌水等不良地质影响严重。因隧道工程规模大和技术难度大,该隧道进行了初步设计、技术设计、施工图设计三阶段勘察设计。

2、技术标准

隧道按双向四车道80公里/小时高速公路标准进行设计,分离式建筑限界采用单洞限宽10.25m,限高5.0m;隧道洞内正常段路面横坡2.00%,汽车荷载等级为公路-Ⅰ级。因地形复杂,进出口采用了半径1200米左右的圆曲线,洞身中间采用了直线。隧址区地形是东高西低,进出口高差约150m,纵坡由西向东方向以上坡为主,考虑隧道排水,采用人字纵坡,在隧道出口段设置了约2200米的下坡。

3、项目特点

(1)隧道长10.479公里,为我国通车的第6长公路隧道。隧道穿越太岳山脉,右洞长10479.611米,左洞长10191.696米。宝塔山隧道2009年6月开工建设时,为我国第5长公路隧道。

(2)辅助坑道工程规模大且工程结构复杂。隧道设有3座斜井,1号、2号和3号三座斜井分别长1337.478米、1269.301米、894.9米,均比较长,运营期作为通风通道,施工期作为施工通道,都采用无轨运输。1号和2号斜井采用地下风机房,3号斜井采用地上风机房,19公里的运营养护道路兼为施工道路。

(3)地形地质复杂围岩差:隧址区为基岩中山区地貌,地势最高点宝塔山海拔高度1895米,地势最高点与最低点之间相对高差约639米。隧址区地处吕梁~太行断块之上最大的次级构造单元—沁水块坳的西北部,与晋中新裂陷相邻,属于吕梁~太行断块内部两大地质构造单元相衔接的区域,地质构造十分复杂。隧道围岩主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等沉积岩组成,洞体内较软岩比例约占围岩总量的60%以上。

(4)断层破碎带多:宝塔山隧道位于普洞~来远北东东向褶断带核心部位的偏西部位,断层构造非常发育,既有区域性的大型断层构造分布,又有不少微小的断层构造存在,受断层活动期次的影响,某些前期形成的断层构造被后期形成的断层所错断,这使得区内断层之间的关系更为复杂。隧道穿过22条断层,规模不等,最大断距约200米,断层构造不仅控制了隧址区内的地层岩性分布,而且对洞室围岩的完整性及水文地质地质条件具有相当大的决定作用。

(5)受地下水影响严重:隧址区断裂构造发育,构造裂隙发育,区域内构造裂隙水具承压性,水量较丰富。隧道有6.7公里洞身处于地下水水位之下,洞底标高以上存在地下水,构造裂隙、风化裂隙发育,富水性较强,隧道穿越该段时发生淋雨状、股状喷射水等涌水现象,涌水量较大。3号斜井断层带内岩石破碎、裂隙发育,多成为地下水集水廊道,是地下水富集带,存在严重的突水危险。隧道斜井施工中都发生过涌水,将斜井淹没了约200米。

(6)穿过超山自然保护区:隧道洞口为实验区,斜井和洞身经过缓充区和核心区,隧址区基本为无人区,没有道路。保护区内有金钱豹、野猪、野山羊、野鸡等多种国家珍惜保护,植被94科、230属、400种。环境保护要求高。

4、科技创新

(1)无轨运输斜井按7°~8°倾角布置,加快了施工进度,节约了施工投入。

(2)斜井设置缓坡段和避让洞节约了投资,且施工快速

(3)通风辅助通道与主洞交叉,采用扩大主洞做双层二衬隔出空间的一体化结构,施工简单,且造价低

(4)钢筋焊接网连续配筋水泥混凝土路面在隧道中的应用研究,达到国际先进水平

     (5)洞室纵横交错、结构复杂的小间距地下风机房洞室群

(6)设置了反向车行横通道,加快了救援速度。

(7)设置特殊灯光段缓解了司机隧道内行车的疲劳和隧道的压抑氛围,断面采用紧急停车带断面,即节约投资又施工快速。

(8)利用地质围岩特点通过调整隧道高程合理处理了隧道与平遥仁义引水隧道的交叉

(9)采用隧道较好的处理了高速公路与榆济天然气管道交叉,彻底保证了安全

(10)隧道弃渣场根据地形和环境,对弃渣合理的弃堆、防护、排水和绿化,保护了环境。

(11)通过三阶段勘察设计确定了隧道方案,处理了复杂的结构和地质技术难题。

5、获奖情况

项目获2014年度公路交通优秀勘察一等奖、2015年度全国优秀工程勘察设计行业二等奖、2014年山西省优秀工程设计二等奖、2015年度全省优秀工程勘察一等奖。