摘 要：針對城市道路斷面雙層隧道設計相關內容，做了簡單的論述，提出了設計質量的把控要點。從實踐應用效果來說，采取雙層隧道設計方案，對解決城市地面交通堵塞問題，有著重要的意義。這需要做好隧道設計的把控，確保設計方案的可行性，保障隧道的建設質量?，F結合設計實踐，總結如何合理設計城市道路斷面雙層隧道的方法，共享給行業(yè)人員。

關鍵詞：城市道路；道路斷面；雙層隧道；設計要點

中圖分類號：U452.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0142-02

現階段，交通擁堵問題已經成為各個城市發(fā)展面臨的主要難題，行業(yè)人員積極探索如何解決此問題的方法。發(fā)展地下道路，能夠有效緩解或者解決城市地面交通擁堵問題，起到緩解交通壓力的重要作用。從設計角度來說，城市建筑物以及地下管線等的存在，增加了設計的難度，要做好強有力的把控，保證設計方案的合理性。

1 城市道路斷面雙層隧道設計分析

現階段，城市低下空間開發(fā)規(guī)模不斷擴大，大直徑和長距離盾構隧道被廣泛的應用。從隧道內部道路布置形式來說，主要包括單層和雙層。其中，雙層道路結構為目前較為新穎的道路斷面布置形式。從以往的工程實踐能夠得出，雙層隧道較為理想的過渡結構形式為單箱四室，不僅能夠實現隧道上下疊合，而且還能夠充分利用夾層空間，獲得較高的工程附加值，實現土地資源和工程成本的節(jié)約，推動可持續(xù)發(fā)展。不過關于雙層道路結構預制化設計的研究很少，為新問題，而且隧道設計的難度較大，現結合工程實例，進行城市道路斷面雙層隧道設計分析。

2 城市道路斷面雙層隧道設計實例分析

2.1 工程概述

以某擬建工程為例，起止里程為K0+146-K3+290，長度為3144m，并且以山嶺隧道的形式穿越。其中，敞開段為314m，暗蓋段為2830m，具體如圖1所示。

2.1.1 工程地質和水文地質

擬建工程施工場地內部第四系地層，其主要組成包括黃土和粘性土以及卵石土，成因為山前沖洪積，下伏奧陶系石灰?guī)r。依據鉆探深度，能夠劃分為7層，從上到下依次為：①填土。位于場地表層，包括雜填土以及素填土。②黃土和碎石。③粉質粘土和黏土。④碎石和粉質黏土。⑤強風化輝長巖。⑥中風化輝長巖。⑦石灰?guī)r和泥灰?guī)r。

水文地質：擬建工程施工現場內分布的地下水，以第四系孔隙潛水以及巖溶裂隙水為主，在項目以北的風化輝巖體內，還存在風化基巖裂隙水。從補給形式來說，以大氣降水和場地上部大氣降水以及地表水徑流補給。

2.1.2 技術標準

城市道路斷面雙層隧道設計，采用雙向六車道城市快速路標準開展建設，設計速度為60km/h。道路隧道建筑限界凈空為12.25m×4.5m，寬×高，內部輪廓使用的是四心圓形式，高度為15.396m，寬度約14.28m，開挖面積約為241m2。

2.2 方案對比

擬建雙層隧道下穿的道路，其為城市主干道，道路路幅寬度為32m。路面以下分布污水管線和熱力管線等，管線密集度較高。在道路的兩側，存在著大量的低層居民樓以及商鋪，建筑的抗震性能較差。如果采取傳統的左右洞分開布置的方案，在隧道工程施工以及運營期間，極易威脅既有的建筑，因此不予考慮。

考慮到此路段長度約為1km，并且地質條件復雜，局部是雜填土，大部分為中風化灰長巖，采取盾構法施工作業(yè)，開挖機械設備損耗較大，工程造價較高，采取鉆爆法開展施工作業(yè)，暗挖雙層隧道方案的橫向跨度很小，對城市交通以及既有管線以及建筑物等的影響小，可行性較大，因此采取雙層隧道方案下穿道路。

2.3 雙層隧道過渡段的設置

為使得道路隧道線位從左右分離的平面形式，合理轉換為左線、右線上下重疊的立體形式，要從平面、縱面、橫面開展深入研究，實現立體轉換。圖2為路線三維圖。

雙層疊合的起點段，平縱設計從線位起點開始，逐漸分離，進而達到左右幅結構厚度的基本需求，兩幅豎向高度差達到設定數值后，左右線開始合并，最終同線，達到上下行重疊的目的。為了確保平交口交通轉換不受到影響，快速完成結構重疊，上行線使用5%較大縱坡；下行線使用2.5%較小縱坡。

隧道的整個線路施工作業(yè)，采取的是明挖方法和暗挖方法，線路位置從左右并列，逐漸過渡到上下疊層，結構形式多樣化，道路結構橫斷面的變化，具體為U型槽+U型槽-U型槽單孔單層矩形斷面-單孔單層矩形斷面+單孔單層矩形斷面-單箱四室-單孔雙層-雙層暗挖隧道。

雙層疊合的終點段：在YK1+370位置右轉，進入明挖段，利用此空間場地，采取明挖施工法，實現雙層隧道到分離式雙洞的轉化，按照起點段的逆過程進行施工。

過渡段夾層空間的使用：在隧道從單層矩形明挖段朝向雙層暗挖段過渡時，為了能夠解決上層結構存在的問題，比如基礎剛度不足等，將過渡段，給設計成單箱四室結構，由2個行車洞室和2個夾層空間組成。通常來說，地下空間的開發(fā)利用，主要為淺層空間，因為夾空層2的利用功能小，所以主要被用于隧道的泵房。而夾空層1具有較強的利用能力，用于商業(yè)開發(fā)，能夠獲得不錯的價值。

2.4 結構設計

遵循淺埋暗挖法理念，初期支護按照承擔所有基本荷載設計，二次襯砌用于安全儲備，由初期支護以及二次襯砌一同承載。道路隧道選擇復合式襯砌，利用錨桿和噴射混凝土以及加密的鋼拱架等，組建綜合支護體系，作為初期支護。二次襯砌使用65cm厚鋼筋混凝土結構；上層車道板使用60cm厚鋼筋混凝土結構。對于二次襯砌下層隧道拱腳位置，將其設計為變截面尺寸；中隔板和襯砌銜接1.5m內的部分，也設計為變截面尺寸。為了提升圍巖的穩(wěn)定性，保證道路隧道施工作業(yè)的安全性，沿著玉函路下穿段，在隧道拱部150°范圍內，使用型號為？準108超前大管棚以及？準50超前小導管開展注漿作業(yè)。

2.5 安全性分析結果

圍巖力學行為研究結果：運用有限元分析法，進行計算分析。當隧道完成開挖作業(yè)后，豎向最大位移產生在拱頂位置；在塑性區(qū)出現在上層隧道拱頂位置、下層隧道邊墻位置，范圍比較小。地表最大位移的位置為隧道正上方，橫向距離道路隧道中心線11m位置，地表沉降值達到-3.06mm。距離隧道中線16m位置，地表沉降值達到-1.29mm。距離中線23m位置，地表沉降為-0.27mm，為最大值的3.9%?；诖藬祿治觯軌蛄私獾浇ㄔO雙層隧道，其不會給到道路外側現有的建筑物造成較大的影響[1]。

二次襯砌力學研究結果：使用荷載-結構模型，采取破損階段法，進行安全系數計算。為保證計算結果的準確性，使用變截面梁單元，進行車道板模擬。從計算結果來說，二次襯砌承受的軸力都為壓力，并且由拱頂向拱底逐漸增加。在二襯接近中隔板位置，正彎矩最大；在下層隧道二次襯砌拱腳位置，負彎矩最大。車道板主要承受拉力，在中間位置，正彎矩最大；在中隔板接近二襯位置，負彎矩最大?？缰形恢玫淖畲筘Q向位移值是9.6mm。經過計算，車道板以及二次襯砌，其截面強度安全系數全部大于2.0，裂縫寬度最大值不超過0.2mm。

2.6 通風、排煙、逃生方案

通風方案：采取全射流縱向通風形式，上層車道選擇拱部位置設置流風機；下層車道由于空間小，因此選擇車限界上方的兩個折角位置，布置小孔徑射流風機[2]。

排煙方案：選擇明挖區(qū)域，在靠近山體端的左洞、右洞，分別布置1處通風井。在通風井內部布置軸流風機，當出現交通阻滯以及火災的情況下使用。

逃生方案：全隧道范圍內，總計布置12處單側港灣式加寬段。在加寬段內部布置個隔煙墻，以免煙氣進入到逃生空間。此工程采取的逃生方案，是雙層行車道互為縱向疏散方案，在上下層之間的空間，布置兩段逃生樓梯道，并且在平臺位置，布置防火門以及加壓風機[3]。

3 城市道路斷面雙層隧道設計要點總結

開展城市道路斷面雙層隧道設計，要結合道路實際情況，合理選擇隧道結構，若適合采取雙層道路結構，才能夠開展雙層隧道設計。在設計的過程中，要做好以下要點的把控：①合理選擇施工方案。目前，隧道下穿工程，主要采取的施工作業(yè)方法包括明挖法和盾構法等，每個方法的適用范圍都不同，而且施工方法的應用優(yōu)勢和缺陷不同，需要做好嚴格的把控。在具體應用的過程中，要做好嚴格的把控。在設計時，需要設計人員結合工程實際，合理選擇施工方法，保障工程施工作業(yè)的質量。②做好安全分析。設計雙層隧道，需要做好安全性分析工作，制定完善的安全把控措施，最大程度上保障隧道施工以及運營的安全性。在具體實踐的過程中，可利用現代化設計輔助軟件，比如有限元模擬軟件，做好城市道路斷面雙層隧道設計方案的分析，保障設計方案的合理性以及科學性，進而保證設計能夠用于工程指導[4]。

4 結束語

綜上所述，城市道路斷面雙層隧道設計的開展，要堅持科學、合理、安全的原則，做好設計要點的把控。在具體實踐中，設計人員要合理選擇施工方案，做好安全分析，最大程度上保障隧道設計的合理性。

參考文獻

[1]安 柯.城市道路斷面雙層隧道設計關鍵技術[J].交通世界，2018（12）：120～121.

[2]吳 濤，萬 利，李振江.城市道路特大斷面雙層隧道設計關鍵技術研究[J].鐵道科學與工程學報，2016，13（07）：1372～1378.

[3]孟 靜.城市道路雙層隧道交通監(jiān)控系統設計探討[J].地下工程與隧道，2012（03）：31～34+65.

[4]奚 峰.雙層道路隧道通風設計的特點和典型實例[J].中國市政工程，2010（S1）：26～27+30+144.

收稿日期：2018-7-21

作者簡介：李 華（1981-），男，高級工程師，主要從事路橋隧設計方面工作。