城市景区特大隧道群技术专项研究要点

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简要：城市景区建设隧道，特别是连续的隧道群建设技术要求高，所需要做的专项研究比一般的城市建设项目要多、涉及面广、难道要大、工作更为复杂。本文通过对杭州市紫之隧道项目在生态环境、地震安全评价、水土保持、地质灾害评估、地下水环境评价、项目环境评价报告书、工程可行性研究报告编制的专项研究后，梳理出城市景区隧道群建设的技术专项研究要点。为建设管理单位、各专业研究单位的相关人员提供参照性的资料。

关键词：景区； 隧道群； 技术前期；研究要点；

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

项目背景及规模

1.1杭州属于世界风景名胜旅游名城。对西湖的保护历代都非常地重视，留下了许多人文墨客和名居、名寺、名园、名人。西湖景区面积为4235.76公顷。具有优良的生态环境、著名的人文环境和历史遗迹。对于生态环境、地下水的保护、大气环境、水土保持都非常敏感。为减少启动车尾气对景区环境的影响，杭州市城市建设前期办公室于2009年2月开始了杭州紫之隧道工程（紫金港路—之江路）的技术前期工作，并于2012年12月完成全部技术前期工作。

1.2杭州主城区三面环城一面山。紫之隧道地处杭州市西湖景区的西侧，项目设计全长 14.4公里。由三个连续特长隧道组成[东线：4899(隧道)+83（桥涵）+4052（隧道）+88（桥涵）+4987]。隧道全长13.938公里。项目以解决过境交通为主，兼顾区域通的双向六车道机动车专用隧道。在孟坞谷和西溪路设置匝道进行分级分流，为区域交通进行服务的总体设计模式。隧道等级为城市主干道。总投资为44.62亿元。它是目前世界上最大规模城市景区连续的隧道群。也是单洞最长的城市景区隧道。

紫之隧道工程区位图

二．技术前期专项研究的主要内容

城市风景区特长隧道群的技术前期工作，主要有以下几个方面的专项研究。工可阶段的地质勘探、植物生态调查及保护方案、地下水环境评价、水土保持方案研究、地震安全性评价、项目环境影响评价、地质灾害防治评估、工程可行性研究报告八个专项研究。

2．1工可阶段的地质勘探。

2.1.1勘探的目的：是为了了解项目的工程特征、工程方案的主要地质问题、为拟定隧道工程方案比选及编制可行行研究报告等提供地质资料。

2.1.2勘探的主要内容：收集区域地质构造、工程地质、水文地质、气象、地震、地形地貌特征；了解洞身段的围岩级别、地应力分布、水位地质条件、洞口稳定条件对环境的影响；了解沿线运输条件和水系状况。

2.1.3 勘探孔的布置：勘探孔可以和地下水环境影响调查布孔结合起来进行。勘探孔每个隧道不少于三个。线位巨中心线5-7米布置。深度进入隧道低下5米左右，便于方案深化时留有余地。

2.2植物生态调查及保护方案。

2.2.1植物生态调查的目的和意义。为评估项目建设对该区域植被与濒危植物的影响，查明隧道建设范围内的濒危植物与古树名木的种类与数量，提出合理的保护和迁移措施。并结合地下水及环境监测相关数据，评估紫之隧道的建设对该区域丘陵山区植被的影响。同时有利于长期监测隧道建设对该区域植被和生态环境的影响及动态变化，以维持该区域植被和生态环境的良好水平。

2.2.2植物调查的具体方式。第一部分，采用样本方法对隧道洞口左右、上下50米范围内的物种进行调查，评估其生物量、物种丰富度，并调查濒危物种以及古树名木，真实地反映资源量的客观情况，评估隧道建设过程中的生物量损失情况。第二部分，在每个隧道上方的三个山头设立样方调查点，记录植被类型，植物种类，各种植物的盖度，多度，生活型，高度，冠幅，胸径，以及生物量和分布地理信息等。

在隧道进出口上下、左右以及隧道上方山顶共取26个20 m × 20 m样方进行所有植物调查，并在调查样方内取3个5 m × 5 m样方进行灌木草本植物调查。

2.2.3 植物调查后保护措施。通过样方调查, 隧道施工区域共涉及的植物种类有56科，105属148种，其中多数种类为本地区常见属种，珍稀濒危植物仅有2种，分别为豆科的花榈木，和樟科的樟树，均为国家二级保护植物。因此对于施工区域内涉及到的少量珍稀濒危植物完全可以通过迁地保护的方式进行有效保护。

2.3 地下水环境评价报告。

2.3.1评价的依据。中华人民共和国环境保护标准HJ 610～2011《环境影响评价技术导则～地下水环境》。但本标准主要是对工业企业建设的地下水环境评价，在评价范围、评价等级，现场测试标准上面并不完全适合交通工程。对于建设项目要根据项目特征进行综合分析后确定。

2.3.2评价的目的。预测和评价建设项目实施过程中对地下水环境可能造成的直接影响和间接危害（主要是地下水流场或地下水位变化），特别是对地下泉水的影响而引起植被、水土流失、和居民生活生产的危害。针对这种影响和危害提出防治对策，预防与控制地下水环境恶化，保护地下水资源，为建设项目选址决策、工程设计和环境保护管理提供科学依据。

2.3.3评价等级的确定。

建设项目类别确定。首先要按照中华人民共和国环境保护标准HJ 610～2011《环境影响评价技术导则～地下水环境》，确定项目建设的类别。本项目为属Ⅱ类建设项目。

评价等级确定。评价工作等级应根据建设项目①地下水供、排水（或注水）规模、②引起的地下水水位变化范围、③建设项目场地的地下水环境敏感程度以及④可能造成的环境水文地质问题的大小等条件确定。确定本项目隧道工程区属于Ⅱ类三级。评价等级与项目的地下水观测年限有直接的联系。

2.3.4 评价范围的取用。要根据工程建设特点，涉及工程建设、永久生产运行可能引发地下水流场或地下水位变化主要为山体隧道段的引起地下水流场、地下水位变化，并结合水文地质单元进行。本项目评价范围面积约43km2。。

2.3.5评价的主要内容。地下水评价的主要工作内容有水文地质测绘、水文地质调查、水文地质钻探布置、水文地质试验、地下水位观测、室内试验六方面内容。

水文地质测绘。收集当地的气象条件，掌握降雨强度和降雨天数和时段，气压值、季节风向、年水汽平均蒸发量、冰冻天气和基本雪压等。调查现状的沟谷水系、地貌特征分析、

水文地质调查。要调查清楚地层的岩性、地质构造特征（如断层、褶皱、节理、层面）、地下水的类型（如空隙水的类别）、地下水的流场、划分地下水地质单元、分析地下水补、迳、排特征，

水文地质钻探。根据水文地质测绘和调查，进行地下水勘探孔位的布置。孔位的布置原则在每个隧道段，于隧道山体最高处的最大埋深区域进行三点横向孔位布置，和下游的横向三个地质钻探孔组成一对水文地质试验区。来获取地下水的流向和岩体空隙水的状况。同时结合工可阶段的地质勘探孔进行地下水的观测数据的记录。水文地质调查孔要与工可勘探孔进行综合一起布置。

水文地质试验。通过对孔位的压水试验，取得岩体的透水率q(Lu)、渗透系数 (m/d)，绘制出地下水监测成果图。为隧道工艺设计提供参数，确保在施工阶段不出现较大的地下水流失和喷岩，影响地表植物的生长和地下水系的改变，以及水土的流失。

地下水位观测。地下水位观测记录主要由钻探孔的地下水位观测和既有水井观测、溪沟、和其他能反映水位变化的区域的观测。

室内试验。主要是对岩样进行物理试验，对水样进行化学物质的测定，有否对钢筋及混凝土的腐蚀性物质的存在。

2.3.6地下水评价的结论和建议。要为隧道的走向和埋深提出建议性的意见，判定项目建设对植被、地下水流向、径流系数的改变、泉眼、生产生活用水的影响，以及提出隧道施工阶段的工法和防水措施、和水质对结构的影响程度做出科学的结论。

2.4.水土保持方案.

2.4.1水土保持目的。工程的建设将占用及扰动所用的土地。通过编制水土保持方案，评价项目对水土保持功能、水土涵养能力、土石方流失对区域植被、自然景观、河流、水库、土壤及周边居民安全等的影响程度。界定防治责任范围，提出相应的防治措施，最大限度地减小水土流失所带来的危害。提出方案实施的各项保证措施，做到水土保持设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用”的要求。

2.4.2水土保持方案的等级确定。等级的确定应根据区域生态功能规划建设项目的准入程度、和水土流失重点防治区的界限划分来确定水土保持方案等级。本项目属于龙坞风景区及水土流失重点防护区，因此本工程水土流失防治执行一级标准。

2.4.3 评价的主要内容。首先对项目建设的工程规模及形式、施工工艺、技术措施和开挖部位、出渣方式、临时渣场堆放场地、对外交通及场内交通布置、房屋拆迁、临时和永久的给排水系统、影响的绿化范围进行分析，确定水土保持界限区域面积。计算涉及区域的挖、填土方工程量和绿化影响面积。计算水土流失预测值、计算防治目标值[扰动土地整治率（%）、水土流失总治理度（%）、土壤流失控制比、拦渣率（%）、林草植被恢复率（%）、林草覆盖率（%）]。提出工程各区域水土流失防治目标。进行水土保持方案措施所需要的资金估算。

2.4.4 水土保持方案的主要保护措施。分析工程地质状况、土壤植被形态和地理地貌。对工程工程施工工艺、技术措施进行评价和作出优化方案的建议；对施工区域落实表土剥离及回铺、提出土方开挖的顺序和地表土的堆放要求；沉渣池的设置区域、容量和数量；开挖区的施工临时维护与边坡支护方案、地表的植被覆盖、渣土运输要求、临时道路边坡的植被覆盖、落实渣土去向。对项目建成后的绿化种植、植被恢复、土方回填提出要求。提出水土保持的监测和实施的保障措施。

2.5地震安全性评价报告

2.5.1地震安全性评价的主要目的：是对地震危险性分析计算以及场地地震动参数的确定（50年及100年的峰值加速度）。评价范围应不小于工程场地外延150km，近场区范围应不小于工程场地及其外延25km。

2.5.2地震安全性评价的主要方法：是通过对近场区地质及工程场地范围内翔实的地震、地质、地球物理、工程勘察、工程物探等方面的资料，进行综合分析、整理后，制定具体的野外及室内工作方案。通过数据模型的建立和现场实验(土层的分层剪切波速测试、分层取土进行室内共振柱试验)，进行综合分析和计算后对项目的安全性作出准确的评价和建议。

2.5.3场地危害性分析。通过对项目地震带的活动性、震源及深度、地质构造、断裂带的稳定性进行分析。主要的内容有地震活动性参数、地震活动特征统计分析、地震动衰减关系、地震危险性概率计算、基岩加速度反应谱曲线、基岩地震动时程。

2.5.4场地地震动参数的确定。地震动参数是工程抗震等级确定的一个重要依据，是结构抗震设计的基础性数据。主要是在50年超概率（63%、10%、2%，），和100年超概率（10%、5%、2%）状态下合成值的基岩水平加速度，作为工程设计的峰值加速度。

2.6地质灾害评估

根据国土资源部《地质灾害防治管理办法》第15条规定，城市建设、有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发区内进行的工程建设，在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。

2.6.1评估的主要目的：项目建设是否会引起地质的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。预测评价地质灾害的可能程度,进行地质灾害风险评估或地质灾害风险评价。

2.6.2评估的范围。以实际征地边界及考虑实际地质环境条件和地质灾害危险性影响，进行纵横穿越调查，及根据地质灾害发育情况确定范围。本项目南到钱塘江，北到文三街，东到西湖景区分水岭、西到大清谷路，评估面积13.1平方公里。

2.6.3评估级别的确定：主要根据地质环境条件的复杂程度和建设项目的重要性分级确定。本项目按一级评估。

2.6.4评估的基本内容和方法：进行地质环境在水文、气象、地貌、岩性、地层构造、工程地质条件的现状调查和分析，评价现状地质灾害活动的危险程度和预测地质灾害危险区受灾体的可能破坏程度,即地质灾害的危险性评价和灾害区的易损性评价,通过对既有建筑、构筑物、溪沟、湖泊的评估，进行单项指标或综合指标定量化反映地质灾害的主要特点和破坏损失程度。对隧道山体岩体爆破及基坑支护引起地质灾害事件的发生概率及发展速率的作出确定，进行危害范围及危害强度分区，区域危险性区划等。

2.7环境影响评价报告书

2.7.1环境影响评价的目的：通过对水环境、生态环境、社会环境、环境质量现状调查及环境影响预测分析，进而对项目污染防治、工程设计方案提出切实可行的环保对策和措施。为工程设计文件的和工程建设提供环境保护的依据。

2.7.1评价等级的确定。主要确定地下水环境评价、声环境、环境空气、水环境、生态环境的等级。本项目地下水环境评价等级为Ⅱ类三级，其他都为二级评价。

2.7.2评价范围。声环境、环境空气、社会环境评价为规划红线两侧200m范围内，生态环境为红线两侧300m，水环境跨越河流为两侧500m。

2.7.3评价及措施的主要内容。营运期间的地下水环境评价、水土保持方案评价、植物生态影响及保护方案评价、地表水系的影响分析与评价、机动车噪音的环境影响评价、机动车尾气的排放影响评价、工程通风方案的评估计、雨污水系统排放方式的评价以及相应的措施；施工期间的噪音防治及措施，大气污染防治措施、污水排放对地下水及地表水系等的影响分析和防治，有害垃圾及渣土等固体废物的分析和防治措施，土方开挖及施工便道对生态的影响分析与措施，隧道爆破引起的震动污染防治措施，和房屋拆迁对社会环境的影响分析和评估。

2.8工程可行性研究报告编制

工程可行性研究报告编制根据现有《市政公用工程设计文件编制

深度规定》需要从以下几个方面进行深化和补充。

2.8．1.建设项目的定位：景区隧道群主要是解决过境交通为主，

同时兼顾区域交通。如果在项目定位上不能科学地加以明确，如以区域交通为主，那么对于工程设计来说，投资的增加是必然的。而且对于景区的环境影响会带来更大损害。如水土保持、生态环境、水系的影响等。也会给区域的交通带来更大的压力，会出现整个区域交通路网格局的调整。

2.8.2.对规划选址论证报告的评估：规划选址论证报告提出的线

位着重解决的是项目的位置和规模。对于竖向设计、施工工艺、节点的技术性设计深度是远远不够的。考虑环境的制约因素也不多。如植物、树林、茶地、溪沟、地下管线交叉、既有桥梁限制等的技术节点、敞开段开挖的交通组织、隧道的施工方式、出渣通道、管理用房的规模及选址、既有建筑及文物古迹等都有可能会引起线位的调整。同时围岩等级、地震带的影响也会引起规划线位的调整。

2.8.3交通问题的研究。对于两端接线要科学地分析进出口的交通状况，切实解决过境交通与区域通的分流问题，以及出口段地面道路的路幅宽度是否能满通组织的要求，对于行人过街的安全·问题是否有切实的保障。如果以上这些存在问题和不足，就必须对原有的规划控制性详规进行调整。优化路网结构或加大道路红线宽度。

2.8.4隧道开挖方法的研究。上体隧道段开挖方法主要受到围岩等级的影响，开挖方法主要有钻爆法。爆破用的药量是影响开挖的进度要根据所处地域的外部环境来决定，如是否有环境影响的敏感点，社会影响问题等。钻爆法分为分层法或断面法等，这都与围岩等级有关。地面接线段隧道埋深要根据所涉及的地质状况、沿线建筑物、构筑物、桥梁、地下管线、交通组织等外部环境来综合确定。施工工艺采用暗挖法，即可以解决由于地层不均匀引起的施工难度及投资的节约。敞开段的支护方法也要综合考虑交通的组织和施工的难度。

2.8.5灯光照明设计方案。由于是连续特长隧道群，在行车舒适度上面存在一定的问题。因此只有通过洞内的装饰及灯光色彩的变换来改善行车的疲劳度，同时使室内的色彩及效果变得丰富及富有艺术性。

2.8.6配电系统网络构成的选择：配电系统是确保照明、通风、给水、排水、智能交通、消防、防雷、监控、车辆服务、管理用房供电不间断的重要基础设施。变电所设置的服务半径按0.6—1.2公里范围进行布置。高压网络供电方式有分散供电方式、集中供电方式、和混合供电方式三种。对于等级高的城市隧道群采用混合供电方式优于前两种供电方式。中压网络供电方式有小串接环网方案、小串接环网方案+联络开关方案、大串接环网方案三种。由于城市外部电源均失的几率很低，易于满足供电可靠性要求，因此对于城市隧道群还是采用小串接环网方案比较经济，一次性投入低。同时实施性好，占地面积也小。也便于管理。

2.8.7监控及通信系统方案的选择：监控管理模式有一级管理两级控制（隧道群串联控制型）、和一级管理三级控制（隧道群并联控制型）。从安全性而言一级管理三级控制高于前者。其中一个隧道的失控状态不会引起隧道全部的瘫痪。

2.8.8中央系统管理系统：是一个系统集成的中心。主要是对照明、通风、给水、排水、智能交通、消防、防雷、监控、火灾报警系统、车辆服务、管理用房各系统的集成。实现管理智能化、措施高效化、对点精确化、数据科学化。

2.9.9估算的编制：项目估算编制中首先要对分析清楚有多少个专项研究，分别列支研究费用。同时哪几个专项研究相应地在实施过程中进行监理的、和检测的，这些费用也需要列支。其他的项目建设单位管理费用标准需要按地方标准执行。征地拆迁的土地费用按土地性质进行市场化编入，房屋拆迁也按市场价进行列入，同时适当考虑为鉴房屋的费用支出。对于绿化迁移费用按政府投资项目类的市级标准执行。对于整个项目的景观绿化工程要以高等级的标准进行建设，使整个项目建成的后的绿化环境有一个较大的提高。

3.项目专项研究的推进与管理。

3.1 对于项目专项研究的管理与推进，作为项目业主要对相关的主要规范、政府行政性文件进行阅读，特别是涉及到产生专业之间、和各行政政府管理上产生的不同要求时，需要统一编制的口径，提出统一的措施和要求，为工程设计提供依据。

3.2编制项目研究大纲。对于地下水环境评价、水土保持方案、环境评价报告、工可阶段的地质勘察需要提前编制工作大纲，专项研究报告的编制有一个更为准对性的实施方案，和协同其他专业工作带来指导性的意见和帮助。

3.4 组织召开协调推进会。根据专项研究的进程，项目业主要及时召开专项研究协调会，对于编制专项研究报告中存在的问题及时予以统一和明确。这对项目研究的推进工作使非常有必要的。

4.结论。

城市景区隧道群的技术前期工作，所涉及八个方面的主要研究专题，对于项目的工程设计及建设具有重要的技术支撑和保障作用。特别是对于生态环境的保护能做到有准对性和管理上职责范围的确定。因此，作为工程设计单位、专项研究单位、建设管理单位、施工单位都有必要了解和基本知晓每个专业所研究的目的、内容和所涉及到的相关问题，在实际建设中落实相关的保障措施。对于有效做好项目的技术前期工作和工程设计文件的严谨与科学，使工程建设在功能、生态保护、社会效益、经济效益方面产生积极的作用。

参考文件：

浙江华东建设有限公司《杭州市紫之隧道地下水环境影响报告》

浙江华东建设有限公司《杭州市紫之隧道工程可研阶段水文地质、工程地质勘探大纲》

浙江华东建设有限公司《杭州市紫之隧道工程地质灾害危害性评估报告书》

浙江大学《杭州市紫之隧道工程植被调查报告》

浙江广川咨询有限公司《杭州市紫之隧道工程水土保持报告书》

浙江省工程地震研究所《杭州市紫之隧道工程场地地震安全评价报告》

浙江环科环境咨询有限公司《杭州市紫之隧道工程场环境影响评价报告书》

中国水电顾问集团华东勘察设计研究院《杭州市紫之隧道工程可行性研究报告书》

中华人民共和国建设部《市政公用工程设计文件编制深度规定》