青楓江底一隧通—巖土感悟(30)

南湖溯源

看了這個題目，列位看官一定奇怪：為什么叫“青楓江底一隧通”？

有詩為證——

“兩邊楓作岸，數處橘為洲。”（張九齡 《初入湘中有喜》）；

“輟棹青楓浦，雙楓舊已摧‘（杜甫 《雙楓浦》）；

“江畔長沙驛，相逢纜客船”（ 韋迢 《潭留別杜員外》）；

“青楓江上秋帆遠，白帝城邊古木疏”（高適 《送李少府貶峽中王少府貶長沙》）；

……

  湘江長沙段亦稱青楓江。青楓浦即在南湖路與湘江相連的一個湖里，其南即長沙驛（今大椿橋附近）。1200多年前，杜甫曾系舟于此。有人認為南湖地名因《水經注》下面這段話而來：“湘水又北，左會瓦官水口，湘浦也；又徑船官西，湘州官舟之所次也。北對長沙郡，郡在水東，州城南，舊治在城中，后乃移此……”（酈道元 《水經注》）。“瓦官水口”即靳江河入湘江處也。

據范亞湘在《古今南湖，熱鬧和沉寂的變奏》中介紹，宋以后，由于水道淤塞，這里漸失熱鬧。后經明、清多次疏浚，南湖再度成為船舶屯集港。清嘉慶時，湖水尚抵白沙井附近。清末民初，長沙城北移東擴，南湖路一帶已見蕭條，直到1937年，南湖路湘江邊的長沙火車南站建成，才復歸喧囂，鐵路停用后，又失繁華。

  南湖路湘江隧道的貫通使用，天心地塊于沉寂中煥發青春，再顯活力。

化蝶之旅

上世紀80年代，開始動工改建。南湖路改名叫碧洪支線，起自書院路，止于湘江路，全長1.45km。

1990年5月，碧洪支線迎來中修工程，成為長沙為數不多的瀝青路之一，并正式更名為南湖路。三個月后，南湖路大修工程被提上案頭，書院路路口至湘江路口一段拓到7米寬。

2002年南湖醫院在原輕工倉庫舊址上動工。

2008年，南湖路拓改列入長沙市城建計劃，因和南湖路過江隧道規劃撞車，拓改時間一拖再拖。

2010年9月，南湖路湘江隧道項目取得省發改委項目核準批復。

2011年3月，南湖路湘江隧道項目正式開工。

2011年12月26日，盾構機從湘江東岸始發。

2013年12月25日，南湖路湘江隧道項目通車。

南湖路湘江隧道的參建五方責任主體：

建設單位——長沙市城投基礎設施建設項目管理有限公司

設計單位——中鐵隧道勘測設計研究院有限公司；       

勘察單位——長沙市規劃勘測設計研究院；             

施工單位——中鐵隧道集團有限公司；                         

監理單位——重慶中宇工程咨詢監理有限責任公司。

工程概況

隧道分南北兩線穿越湘江，其中主線單洞合計長約2956m（南北線合計），匝道合計長約2912m。東岸北線主線設置一個入口，南線接WN、WS、S1三個單車道匝道出口，其中WN匝道接由書院路北；WS匝道接書院路南；S1匝道直接南湖路。西岸南、北線各設置一座盾構接收井，設A、B、C、D共4條匝道，以蝶型方式與瀟湘大道相接。

隧道過江段采用雙管單層型式，管片外徑11.3m，管片內徑10.3m，管片厚度50cm，環寬2m，環向分塊9塊（即由6個標準塊、2個鄰接塊和1個封頂塊組成）。錯縫拼裝，采用直螺栓連接，為雙面對稱楔形結構，楔形量為55mm，管片強度標號C50，抗滲等級P12、防水等級為S12的高強防水鋼筋砼。。北線隧道縱坡最大5.989%，南線縱坡最大5%。

該工程是國內首條淺覆蓋層泥水平衡施工的大直徑盾構隧道，其安全等級為一級，設計使用年限為100年，抗震設防類別為甲類，巖土工程勘察等級為甲級。

勘察的重點與難點

1．復雜敏感的環境條件

湘江大道、瀟湘大道、防洪大堤、燃氣管道、排水箱涵、電力隧道、通訊管網等。

2．復雜多變的地質條件

（1）河流侵蝕地貌；

（2）區域性斷層F₁₀₁、F₈₅影響及巖性不整合接觸；

（3）巖性多變：人工堆積物、河流沖積物和殘積粉質粘土，白堊系礫巖、石炭系白云巖（圖2、3）。

3．復雜的水文地質條件：地下水按含水層性質分為上層滯水、潛水及承壓水/裂隙水、巖溶水。

湘江水位的變化不僅給勘察施工帶來影響，而且給予設計施工造成較大安全隱患。

4．復雜的施工工法要求

盾構井（明挖法）、盾構隧道（泥水平衡法）、匝道（明挖法）、帷幕止水，圍護結構（旋挖樁及地下連續墻）等。

勘察方法與特色

1．采取工程地質測繪、物探、鉆探、取樣、原位測試、土工試驗等多種手段(圖5)。在南湖路湘隧道可行性研究階段，加強了隧址范圍內的巖土工程條件分析，前后進行了5次專項選址的可行性分析論證（圖6），有效規避不良地質風險，為隧址方案的最終確定，提供了有力的技術支撐?？辈斐晒疃冗_到國內同類項目領先水平。

2. 通過綜合物探手段，查明了覆蓋層厚度、風化分帶、裂隙發育帶及巖溶分布，調整了設計方案，規避了巖溶對隧道的影響(圖7)。

3．分析了礫巖的礦物含量及礫石抗壓強度分布規律（圖8），對盾構段穿越巖/土比例進行了統計，為盾構機選型、刀具配置、中途盾構換刀位置確定提供了依據。

4．通過注水試驗、壓水試驗及室內滲透試驗，獲取了滲透系數及透水率,對基坑和隧道在常年水位與洪水位下的涌水量進行了預測，為地下水處治提供了依據。

5．強化施工服務(圖9)與技術總結，在《工程地質學報》、《中外公路》、《中外建筑》、《城市勘測》等刊物發表了6篇專題論文。

社會影響

1．該工程是長沙市重點工程，工程總概算約12.99億元。本項目是長沙首條大直徑盾構隧道，也是國內首條采用泥水平衡盾構同時穿越巖層與土層的水下大直徑隧道。工程地質條件復雜、技術難度大，得到了省、市主要領導極為高度重視與關懷（圖10）。

2．該工程2010年12月動工建設， 2011年12月26日盾構機始發，2013年12月25日通車試運行（圖11）。它的建成對緩解長沙過江通道的交通壓力、完善城市路網結構起到了重要作用,進一步提升了長沙的城市品位，具有良好的社會效益。

3.該項目的巖土工程勘察具有勘察技術要求高、地質條件復雜、勘察環境復雜、勘察手段多樣及先進等難點和特點。工程勘察過程中汲取了諸多經驗和手段，借鑒和對比了國內外同類工程勘察方案和方法，總結了一套適合本地區的隧道勘察流程和技術手段，為以后的工程建設提供較好的指導。

4．南湖路隧道主體工程建成使用至今，運營效果良好，在長沙市內各隧道工程中口碑最好。

題外之思

長沙城區湘江段先后建成了五一路湘江大橋、石長鐵路湘江大橋、繞城線湘江大橋、猴子石湘江大橋、銀盆嶺湘江大橋、三汊磯湘江大橋、湘府路湘江大橋、福元路湘江大橋，營盤路湘江隧道、軌道交通2號線一期工程、長株潭城市軌道交通工程、長沙軌道交通3號線一期工程、長沙軌道交通4號線一期工程等橋隧通道，參與勘察的單位涉及到湖南省內、省外數家勘察單位，但對長沙城區的主要巖土問題似乎不是越來越清晰，而是越來越朦朧。

筆者百思難得其解，拋于此，愿有心者思之：

（1）    湘江河床的沖刷問題；

（2）    “湘江斷裂”問題；

（3）    “紅層巖溶”問題；

（4）    綜合物探的應用問題。

                                                                                                                   2017年8月7日