淺析山區(qū)高速公路隧道的設計重點

周 捷

(四川公路橋梁建設集團有限公司勘察設計分公司 四川 成都 610000)

淺析山區(qū)高速公路隧道的設計重點

周 捷

(四川公路橋梁建設集團有限公司勘察設計分公司 四川 成都 610000)

高速公路的發(fā)展有利于提升山區(qū)交通運行效率，促進山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，但是山區(qū)高速公路隧道工程難度較大。文章主要從地質勘察、路線整體設計、洞口路段線形設計、結構設計、防水設計等方面，對山區(qū)高速公路隧道的設計重點進行了探討。

山區(qū)；高速公路；隧道；設計

引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，公路隧道的建設規(guī)模越來越大，特長隧道及特殊地質隧道所占的比例越來越高，為了滿足隧道的使用功能、工期、運營通風、逃生救災、安全施工等需要，輔助坑道已成為特長隧道和特殊地質隧道的重要組成部分。滿足運營通風，救災要求而設置的營運輔助通道為豎井、斜井、平行導坑、橫通道、風道、地下風機房等，為增加施工開挖面而設置的施工輔助通道為豎井、斜井、平行導坑、橫洞等。

1 山區(qū)公路隧道地質勘察

山區(qū)高速公路隧道設計的首要工作就是公路隧道地質勘察，藥企要做好地質超前預報工作，提高勘察設計的準確性。山區(qū)公路隧道是被巖石包圍的，因此，設計會受到圍巖地質條件以及隧道位置的影響，只有準確掌握工程地質情況，可以以確保設計方案的科學性。為此，應注意以下問題：（1）運用航測遙感等先進技術進行勘察，詳細分析地質構造穩(wěn)定性以及隧道內不良地質與特殊圍巖情況，進而有效的了解巖體力學方面的特性，這些信息都可以為隧道選址提供數(shù)據(jù)支持。（2）在地質勘探過程中需要做好對圍巖分級的劃分，嚴格的規(guī)范劃分對于隧道施工來說非常重要。（3）合理設計和選擇最優(yōu)方案，在設計時應該將隧道設定在巖性良好且比較穩(wěn)定的底層當中，注意避開容易產(chǎn)生穿裂的隧道區(qū)域、水文地質條件不佳的地段以及容易產(chǎn)生大型地質災害的地段。如果隧道必須經(jīng)過不良地段，那么需要制定合理的技術控制方案，有效地處理地質問題，降低工程質量安全風險，保證工程建設的順利開展。

2 山區(qū)公路隧道路線整體設計

由于在山區(qū)進行高速公路建設，必然會對當?shù)氐纳鷳B(tài)造成一定的破壞，而且山區(qū)一般來說地質條件復雜，為了減少資源浪費以及對環(huán)境的危害，隧道設計必須要兼顧到多種因素的影響，在滿足路線需要、充分的地質結構分析的前提下。設計多種方案并且重視多種方案之間的比對。路線的總體設計不能過多的追求直線，也不能一味的選擇曲線，要注重實際需求與環(huán)境之間的協(xié)調，以地形、地質、環(huán)保以及安全幾個原則來綜合分析路線設計。除了滿足基本的設計規(guī)范之外，還要保證舒適的行駛體驗，這也是公路設計的核心理念。另外，我們還要將隧道實際投入使用中需要注意的問題納入到路線設計的工作中來，將后期的運營、維護、管理等工作進行分析和研究。對于中、短隧道的設計來說，原則上要服從路線布設要求，對隧道進行綜合考慮，對于一級公路使用分離式方案，分析施工過程中的經(jīng)濟效益和施工技術，全面分析長、中、短隧道方案優(yōu)劣性，在保證經(jīng)濟效益的前提下采取多種隧道長度結合的辦法，提高隧道路線設計的靈活性。

3 山區(qū)公路隧道洞口路段線形設計

從近年來隧道方面出現(xiàn)的交通事故來看，絕大部分與隧道相關的交通事故都是發(fā)生在隧道引道或者是隧道前200m范圍中。因此，在隧道路線設計中要充分認識到這一事故多發(fā)的特點。原因在于司機在進入隧道以后視野產(chǎn)生了強烈的變化，這種變化會因為隧道入口光線、內部寬度等因素的不同產(chǎn)生不同程度的影響，由于環(huán)境的變化導致了視野的變化，會嚴重影響駕駛人的操作，從而增加了交通事故的發(fā)生率。為此在山區(qū)高速公路隧道設計中，我們要積極削弱這種影響，在進口路段的燈光設計要充分考慮到人的生理因素，通過燈管以及內部形狀的設計確保司機能夠安全過渡到隧道內部。根據(jù)我國公路技術的設計標準，在路口的形狀應該設計為直線或者平滑的曲線，根據(jù)調查研究發(fā)現(xiàn)，導致隧道口事故的主要原因是視距不足以及進口速度過快，為此在進口路段的設計要保證汽車在進洞之前能夠降低速度，在出口階段要保證汽車能達到設計時速，隧道內部的設計也要保證安全性和舒適性，根據(jù)國際隧道設計協(xié)議完成對內部限高的設計。

4 山區(qū)公路隧道結構設計

4.1 隧道襯砌結構設計

隧道橫截面的設計要考慮到功能需求和經(jīng)濟效益的影響，還要保證一定的耐久性。除此之外，還要綜合考慮到行車安全、后期養(yǎng)護的便捷、災害防治、利于生態(tài)等多方面的問題。為了保證行車安全，隧道的結構形式除了在路口段設置一段明洞外，還需要采取復合式的襯砌結構。降低投入使用后人為因素造成的影響，常見的隧道結構設計有三種：連拱式、分離式、小間距式。其中分離式設計要求圍巖壓力不影響到施工，并且根據(jù)圍巖分級、斷面尺寸以及施工工藝等確定這種結構的設計，連拱設計通常采用復合式中墻結構，而小間距式則要充分考慮到中夾巖的穩(wěn)定問題。另外，由于山區(qū)地形的復雜性往往會導致很多斜交進洞情況的發(fā)生，對于這種情況，可以適當采取斜交襯砌結構，其中斜交角度原則上要大于45°。設計中還需要把圍巖變形監(jiān)測及信息反饋作為一個關鍵的工序納入到設計文件中來引起足夠的重視。

4.2 連接處的結構設計

當橋梁與隧道相連接時，如果隧道標高增加，那么長度也就相應的變短，使得橋梁加高、加長，因此在設計中就要綜合考慮到利害關系。還需要對橋梁與隧道銜接處的結構設計進行分析，常見的有三類情況：當橋梁的橋臺尾端與隧道基本相接時，橋臺施工不會影響到洞門的穩(wěn)定性，此時連接處可以獨立設計；當兩者連接相對距離較近時，橋臺施工可能會影響到隧道洞門的穩(wěn)定性，因此必須將兩者綜合考慮，提高連接處的穩(wěn)定性和運行安全；當?shù)貏莘浅＊M窄、陡峭時，為了避免相接出現(xiàn)高坡，可以直接將橋梁的橋臺延伸到隧道內部，但是必須相應的增加洞口的截面面積。

5 山區(qū)公路隧道防水設計

首先，隧道防水結構設計要遵循“防、排、堵、截的原則，使洞內形成一套完整、通暢、便于維護的防排水系統(tǒng)?？紤]到冬季嚴寒對于防排水系統(tǒng)的影響，其結構設計可以考慮在隧道初期支護和二次襯砌之間設置一個保溫層，保證防排水系統(tǒng)在嚴寒環(huán)境下也能正常使用。第二，防水系統(tǒng)設計還要考慮到對環(huán)境的影響，盡量降低對當?shù)厮沫h(huán)境的破壞。在寒冷的冬季，為了使地下水能夠順利流出隧道，避免滲漏和結冰現(xiàn)象的發(fā)生，需要適當在襯砌表面使用保溫層。第三，施工人員應該認真計算隧道巖體各方面性能的參數(shù)。在隧道施工過程中，對于圍巖穩(wěn)定能力較差的地段，可以運用超前支護或者是超前加固前方圍巖等技術進行加固。施工中要堅持先護頂再開挖的原則，遇到滲水流的時候應該設置橡膠帶盲溝引排。第四，在選擇隧道防水層的材料時，應該選用強度高并耐腐蝕性的板材。在施工過程中，主要將這些板材鋪在初期支護和二次襯砌中，并通過拼接這些板塊使隧道的防水系統(tǒng)達到密閉或是半密閉的狀態(tài)。第五，在進行隧道工程施工時，應該制定合理的施工方案，并嚴格按照施工方案執(zhí)行，從而保障隧道工程防水系統(tǒng)的規(guī)范性。

結語

綜上所述，由于山區(qū)地質地形復雜，山區(qū)高速公路建設難度比較大，在建設前的設計工作需要考慮到大量的干擾因素，隧道設計不僅要考慮到設計規(guī)范和標準，還需要對隧道整體的安全性、實用性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性綜合分析?？傊O計之前一定要大量研究當?shù)仡愃乒こ痰脑O計過程，吸取類似公路隧道建設和施工的經(jīng)驗和技術，確保隧道的施工安全和施工質量。

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TU7

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1007-6344（2016）03-0105-01

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