RC/CN/046R2023年3日
2.内容3.引言公路隧道结构2.1一般设计要求2.2设计使用年限 2.3公路隧道典型构件2.4公路隧道结构需考虑的典型荷载2.4.1地震荷载2.4.2极端事件荷载2.4.3荷载组合 2.4.4收缩影响2.5暴露条件2.6耐火性2.6.1耐火期限 2.6.2耐火设计中的通风规定2.6.3热屏障2.6.4线性感温探测系统2.7排水设计2.8通风及其他机电系统 2.9维护考量2.9.1路面设计与净空要求的维护考量2.9.2防水设计的维护考量2.9.3维护与检修通道 2.9.4备品备件2.9.5悬挂系统、压重、锚固及其他固定装置2.9.6公用设施安装的整合2.9.7隧道变形监测2.9.9隧道围护结构 2.9.8特定隧道的维护要求
4.隧道建筑物3.1一般结构设计要求3.2设计使用年限3.3其他设计要求3.5维护考量 3.4专用隧道建筑物的设计要求
5.独立核查4.1公路隧道结构4.2隧道建筑物
引言
本指导说明就将由HyD负责维护的公路隧道结构及隧道建筑的结构设计考量与维护条款,提供通用指导与要求.
公路隧道是为车辆通行而修建的、穿越或置于障碍物下方的地下结构.该障碍物可以是其他基础设施建设、自然地形、山体、水体或上述组合.就本指引而言,公路隧道结构应包括公路隧道的主要结构,包括与公路隧道结构结构一体化的永久结构衬砌、结构舱室、洞口、横洞、通风建筑/竖井等.
公路隧道可根据多种因素采用不同的方法进行设计和施工,这些因素包括功能需求、地质与环境考量、施工方法与技术、施工设备与机具等.
为划分界定之目的,地下通道是指穿越其他道路、铁路或其他公路构筑物的公路结构,通常作为本地分离式公路系统的组成部分.地下通道的设计应参考《公路与铁路结构设计手册》2013年版(SDMHR)[1].
由渠务署负责维护的隧道附属建筑包括通风楼、泵房、岗亭、收费亭、卫星控制建筑/控制点、控制岗亭等.由建筑署负责维护的隧道附属建筑主要包括用于隧道运营支持、供人员活动的行政办公楼,以及内部饰面、建筑特色等建筑构件,还有车间和车库.应在设计阶段制定并商定一份针对隧道运营各类结构、系统及构件的维护矩阵.
本指导意见中的建议即刻生效,适用于由HyD负责维护的新建或规划中的公路隧道及隧道建筑项目.此外,设计单位和项目机构应与维护主管部门协商,明确公路隧道的隧道保护区,以防止未来开发造成不利影响.
本指导说明不应被视为详尽无遗.设计人员及项目机构还应遵守并符合与安全、结构完整性、耐久性、维护及运营需求相关的现行有效标准和法定要求,并确保本指导说明中所载的规定与建议适用于其自身的设计工作.
由HyD负责维护的公路隧道结构及隧道建筑的设计方案,应分发给B&S部门,就结构设计方面征求意见,并分发给各地区办事处,就维护方面征求意见.岩土工程方面、几何设计(包括道路几何设计及道路安全要求)、交通管制与监控、机电设施、消防安全设施等方面的设计,不在本指引的适用范围内.设计人员及项目办公室应参考相关设计标准,例如《运输规划与设计手册》(TPDM)[14],并相应向有关主管部门及机构征询意见.
2.公路隧道结构
香港的公路隧道通常采用以下方法或方法组合进行建造:(一)隧道掘进机(TBM)掘进、(二)钻爆法、(三)明挖回填法以及(四)预制管节沉管法.设计单位及项目办事处应结合功能需求、可施工性、安全性、地质与环境因素、经济性以及长期耐久性和维护要求等因素,确定设计阶段拟采用的方案.
2.1一般设计要求
公路隧道的结构设计应考虑隧道运营、检测与养护的相关要求.在结构设计阶段之前,应充分落实养护通道、照明、通信、电缆沟、机电设施、排水系统、消防设施设置、通风系统及交通监控设备等的配置需求,以便评估其对公路隧道产生的荷载影响.应设置足够安全的养护通道和出入口,分别用于日常检测以及养护设备和材料的运输.设计人员应征求相关主管部门及相关方的意见和建议.
根据香港消防处(FSD)发布的《消防装置及设备最低要求实务守则》以及《装置和设备的检验、测试及维修》[3],消防装置系统必须配备.具体而言,当隧道长度超过230米时,必须设置动态排烟系统.
渗水是隧道工程的常见问题,若处理不当,可能引发公众关注并影响隧道运营.隧道结构的设计与施工类型多样,例如采用不同衬砌类型的盾构隧道、地下连续墙、钻爆法隧道、矿山法隧道、沉管隧道、现浇钢筋混凝土结构等.隧道也可能修建在陆地或深海区域,埋深较大.渗水常发生在结构类型变化处、路面渗透性变化处、施工缝和变形缝等位置.因此,设计人员应结合隧道的具体结构,在设计中重点关注渗水的预防与缓解措施,具体包括但不限于混凝土选型、裂缝宽度控制、钢筋保护层、混凝土保护层、变形缝与施工缝、防水处理等.
具体而言,若拟采用地下连续墙作为隧道结构外墙,设计人员需在设计文件中对该方案进行充分论证,提交给建筑与结构(B&S)部门及运维机构审议并获得同意.应设置充足的排水系统排出渗水.隧道及隧道附属建筑(如顶部通风管道的横坡、VE面板后方隧道墙排水渠、路面下排水系统)均应设置排水点,以便在需要时排出渗水.渗水绝不得对隧道结构的性能和耐久性产生不利影响.结构设计还应充分细化,确保后续渗水整治措施可在对隧道运营干扰最小的情况下实施,例如,对于易受渗水影响的结构墙体,应预留足够的注浆空间.
在隧道工程的详细设计阶段,设计人员应提交包含材料、设计、施工方法等相关内容的详细方案,以有效缓解和控制隧道可能出现的渗水问题,并将方案提交给建筑与结构(B&S)部门及运维机构征求意见.应选用合适的接缝设计/系统/材料,以实现良好的水密性,接缝/防水的构造细节需在设计文件中明确载明.设计人员应提交渗水问题处理方案,并向建筑与结构(B&S)部门及运维机构征求意见.