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交通科技与管理规划与管理
320国道至富阳大桥连接线大盘山隧道设计要点
施德泉
（苏交科集团股份有限公司浙江分公司,杭州 310000）
摘 要：随着经济社会的发展，施工技术的提升，大断面公路隧道日渐增多。本文是笔者参与设计的一座大断面隧道的设计要点。本文目的是通过描述该隧道的地质特点及支护方法，展示笔者对大断面隧道的理解，为类似工程设计及施工做参考。关键词：大断面；土质隧道；设计要点
0 引言
大断面土质隧道的稳定性一直是设计和施工过程中的重难点，许多专家学者都对此进行了研究，并且在一定的程度上取得了相应的成就。本文根据笔者参与设计的大盘山隧道的情况，提出对大断面隧道的理解，供设计及施工人员参考。
2 地质概况
隧址区为低山斜坡地貌，地形起伏较大，围岩进洞口为侵入岩燕山晚期花岗岩，地表第四系覆盖层较厚。进洞口段约110 m位于V级围岩土质路段。土质为残坡积碎石土及全风化花岗岩，围岩稳定性极差，易导致隧道掘进时塌方。
隧道围岩地下水为基岩裂隙水，主要由风化裂隙水和构造裂隙水组成，基岩裂隙水主要受大气降水补给，在山坡坡脚处等地排泄。
1 工程概况
大盘山隧道是320国道至富阳大桥连接线上的控制性工程，一级公路兼市政快速路标准，限速80 km/h，为分离式双向六车道隧道，洞口局部小净距。左洞长2 320 m，右洞
3 隧道V级围岩衬砌设计长2 335 m，单洞净宽13.75 m，净高5 m。
表1 隧道V级围岩土质路段衬砌支护参数初期支护二次衬砌围岩衬砌超前
中夹岩柱加固
锚杆钢筋焊接网喷砼钢拱架拱、墙仰拱级别类型支护
备注V级围岩位于洞口全风化或土层路段
Φ25先锚后灌式管棚或Φ25先锚后灌式注浆双层E6
28 cmI22b，间60 cm C3060 cm C30注浆锚杆0.5 m×
ⅤSA5JQ小导管锚杆0.5 m×1.0 m，间距
C25砼距0.5 m钢筋砼钢筋砼1.0 m，长6.0 m；
注浆长4.5 m15×15 cm
对拉锚杆
时的安全性，洞口大管棚由常规设计的30 m调整为50 m。现场施工反馈回的数据也证明了管棚对土质隧道开挖的积极
大管棚设置在洞口Ⅴ级围岩地段，采用外径108 mm，
作用。
壁厚6 mm的热轧无缝钢管，钢管环向间距40 cm，纵向外
V级围岩土质段落是隧道开挖与初期支护的重难点。尤
插角上倾3°，超前搭接长度不小于3.0 m。
其是刚越过50 m大管棚后，如未做好小导管超前支护，往
洞口大管棚后还处于土质路段，采用中管棚进行超前支
往容易出现事故。应先超前预支护后开挖，洞口段预支护优
护。中管棚采用外径 mm，壁厚5 mm，长9 m的热轧无
先考虑采用“φ108管棚+注浆”，可采用“小导管+注浆”
缝钢管，钢管环向间距40 cm，纵向外插角上倾1.5°，架设
预支护。根据围岩情况，分双侧壁导坑主洞三台阶法开挖和
于钢拱架上且尾部焊接。
双侧壁导坑主洞上下台阶法开挖。
小导管位于V级围岩一般段，采用外径42 mm，壁厚
由于洞口段位于小净距路段，如仅用常规的中空锚杆或
4 mm，长500 cm的热轧无缝钢管，在钢管距尾端95 cm范
注浆小导管作为系统锚杆，则土质围岩不利于中夹土体稳定。
围外钻Φ6 mm压浆孔。钢管环向间距约40 cm，外插角控
故在小净距段边墙上增设对拉锚杆，纵环间距均为1.5 m。
制在15°左右，尾端支撑于钢架上，每两排小导管纵向至
对拉锚杆穿过中夹土体，确保了其稳定性。
少需搭接1.0 m。
为减小初支变形，控制沉降，在设计时减小了钢架连接钢筋的间距，提高了钢架的整体刚度。同时应保证拱脚的稳5 洞口段不利地质开挖与支护
隧道进口左侧为公墓，右侧为民居点，且洞口地形极缓，定性，必要时可以采用108 mm钢管作为钢架锁脚锚管，以土质为厚层全风化花岗岩，地层稳定性较差。由于两侧，工字钢作为连接钢材支撑锁脚锚管，控制钢架的整体沉降。开挖的边坡坡率至少为1:0.3以上，考虑到永久边坡可能失稳， 当拱顶沉降量较大或无法收敛时，考虑在导洞每台阶开因此延长了明洞长度至40 m，并采用削竹式洞门，明洞回挖后增设临时仰拱，临时仰拱采用可以I22b或I20a工字钢，填后恢复原地形。为了保证临时边坡的稳定，将临时边坡支与上台阶和中台阶形成临时闭环，待下一台阶开挖并形成临护常用的砂浆锚杆改为直径42 mm、长6 m的注浆小导管，时钢架闭环后再拆除上一台阶的临时仰拱，依次推进。
施工时应严格控制进尺，保证每进一循环进尺则架设一增加安全系数。
（下转第20页） 由于进暗洞后土质且浅埋段长度较大，为保证暗洞开挖
4 隧道超前支护设计
20
maxQ=∑bjj=0m交通科技与管理
调度任务。
表2 天通苑站小区调度任务
停放区1
编号qi 30
QiQiλ规划与管理
约束条件：1）从调度中心出发，调度中心无调度需求：
0=1,= C0=0, B0(t)=0, b00, t0=0, f0=0；2）一次调初始条件：x0j度过程只能选择一个小区：∑xi=1；3）第j次调度实际调
i=0nn235
370
485
544－
630－
790－
879－
957－
1080210
110250380410220280320410300180160150170210
度小区编号确定：ij=∑i⋅xi；4）第j次调度过程开始的时刻
j=第j−1次调度时刻+第j−1次调度服务时间+小区ij−1到小区ij的最短时间距离：t=t+f+ti,i；5）第j次调度过程
j(tj)B=tj)；6）第j开始的时刻小区i的调度需求量：Bij=i(tj−1ji=0jj−1j−1ii其中：停放区i的高峰时段为ta,tb，调度开始时间为
ti，初始车辆数为qi，高峰时段总的出行量为Oi，总的到=Oi−Di，停放区最优车辆数达量为Di，停放区调度需求Qi=b次调度实际调度量：
j∑bi=0nij⋅xij；第j次调度过程开始的时
Qiλ。确定调度车容量后，采用蚁群算法计算得到目标函数
jQ=∑jb=313。刻调度车上的自行车数量 =CjCj−1−bj−1；7）在高峰结束时
刻终止调度：当tj≤T，tj+1>T时，j=m。 表3 蚁群算法调度方案
算法求解：共享单车调度问题类似
顺序01234567101112131-TSPPD（one-commodity pickup-and-delivery 小区12525353625393traveling salesman problem）问题，其中1-TSPPD调度量0+32-32+32-32+32-32+32-32+32-32+32-30+30问题是以单一性质的商品为送货和取货对象的
蚁群算法经过近25次整体迭代，最终获得稳定的调度
旅行商问题，考虑到两问题的相似性，将蚁群算法改进用于
方案。蚁群算法能够获得相对更优的解，将高峰期调度总量
共享单车调度问题求解。
提高了5.34%。
4 调度问题实例分析
选择武汉地铁建安街站点及其周边区域为研究实例，以最大化调度单车车辆数为目标对检算调度需求和调度方案。
建安街站属于典型居住导向型站点，是武汉市地铁7号线客流较大站点之一，具备明显进站早高峰（7:00-10:00）和出站晚高峰（17:00-20:00），占高峰期客流比例分别为87.%、78.08%。周边主要为居住小区，如华锦花园、宝安花园、虹顶家园、东方莱茵等。将街道区域分为6个客流吸引分区，根据手机基站出行信息估计各分区高峰出行量，以街道与居民楼折算出行量单位。
表1 各区域内高峰出行折算量
小区编号ABCDEF出行量324119413271230351由建安街站点接驳区域共享单车停放区分布、早高峰车辆数潮汐不均衡程度，将建安街6个分区内共10个主要共享单车停放区纳入调度范围，结合出行量估算各单车停放区
5 结论
实行合理投放和有效调度既能提高用户满意度和系统运营服务水平，又能解决高峰期车辆积聚问题，有利于公共自行车系统的整体发展和高效有序运营。
参考文献：
[1]米文勇.大城市自行车与轨道交通换乘系统研究[D].成都：西南交通大学,2007.
[2]梅丽.城市轨道交通接驳方式选择研究[D].成都：西南交通大学,2013.
[3]吴志周,范宇杰,陶佳,等.城市轨道交通公共自行车换乘需求预测方法研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版）,2013,37(5):919-923.
[4]González F,Melo-Riquelme C,Grange L D.A combined destination and route choice model for a bicycle sharing system[J].Transportation,2016,43(3):407-423.
（上接第18页）
榀钢架，控制上下台阶的长度，仰拱及时跟进成闭环。施工期间要加强洞内及洞顶的监控量测，以利于动态指导设计和施工。
应增加更多有效措施防止内轮廓变形与失稳，使得围岩的整体性与初支的刚度增强。本文概述了大盘山隧道的工程地质与支护措施及参数，供设计与施工单位参考。
参考文献：
[1]王磊,李叶红.重庆市白鹤咀隧道设计综述[J].土工基础,2010,24(2):27-30.
[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京：人民交通出版社,2003,11.
6 结束语
大断面土质隧道的地质特点是位于浅埋或超浅埋段，无法形成有效的自承拱，且荷载分布很不均匀，且围岩松散极易坍塌。故土质路段的支护除了一般的开挖与支护原则外，
