浅析山区高速公路隧道的设计重点

周 捷

(四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司 四川 成都 610000)

浅析山区高速公路隧道的设计重点

周 捷

(四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司 四川 成都 610000)

高速公路的发展有利于提升山区交通运行效率，促进山区经济发展，但是山区高速公路隧道工程难度较大。文章主要从地质勘察、路线整体设计、洞口路段线形设计、结构设计、防水设计等方面，对山区高速公路隧道的设计重点进行了探讨。

山区；高速公路；隧道；设计

引言

随着经济社会的发展，公路隧道的建设规模越来越大，特长隧道及特殊地质隧道所占的比例越来越高，为了满足隧道的使用功能、工期、运营通风、逃生救灾、安全施工等需要，辅助坑道已成为特长隧道和特殊地质隧道的重要组成部分。满足运营通风，救灾要求而设置的营运辅助通道为竖井、斜井、平行导坑、横通道、风道、地下风机房等，为增加施工开挖面而设置的施工辅助通道为竖井、斜井、平行导坑、横洞等。

1 山区公路隧道地质勘察

山区高速公路隧道设计的首要工作就是公路隧道地质勘察，药企要做好地质超前预报工作，提高勘察设计的准确性。山区公路隧道是被岩石包围的，因此，设计会受到围岩地质条件以及隧道位置的影响，只有准确掌握工程地质情况，可以以确保设计方案的科学性。为此，应注意以下问题：（1）运用航测遥感等先进技术进行勘察，详细分析地质构造稳定性以及隧道内不良地质与特殊围岩情况，进而有效的了解岩体力学方面的特性，这些信息都可以为隧道选址提供数据支持。（2）在地质勘探过程中需要做好对围岩分级的划分，严格的规范划分对于隧道施工来说非常重要。（3）合理设计和选择最优方案，在设计时应该将隧道设定在岩性良好且比较稳定的底层当中，注意避开容易产生穿裂的隧道区域、水文地质条件不佳的地段以及容易产生大型地质灾害的地段。如果隧道必须经过不良地段，那么需要制定合理的技术控制方案，有效地处理地质问题，降低工程质量安全风险，保证工程建设的顺利开展。

2 山区公路隧道路线整体设计

由于在山区进行高速公路建设，必然会对当地的生态造成一定的破坏，而且山区一般来说地质条件复杂，为了减少资源浪费以及对环境的危害，隧道设计必须要兼顾到多种因素的影响，在满足路线需要、充分的地质结构分析的前提下。设计多种方案并且重视多种方案之间的比对。路线的总体设计不能过多的追求直线，也不能一味的选择曲线，要注重实际需求与环境之间的协调，以地形、地质、环保以及安全几个原则来综合分析路线设计。除了满足基本的设计规范之外，还要保证舒适的行驶体验，这也是公路设计的核心理念。另外，我们还要将隧道实际投入使用中需要注意的问题纳入到路线设计的工作中来，将后期的运营、维护、管理等工作进行分析和研究。对于中、短隧道的设计来说，原则上要服从路线布设要求，对隧道进行综合考虑，对于一级公路使用分离式方案，分析施工过程中的经济效益和施工技术，全面分析长、中、短隧道方案优劣性，在保证经济效益的前提下采取多种隧道长度结合的办法，提高隧道路线设计的灵活性。

3 山区公路隧道洞口路段线形设计

从近年来隧道方面出现的交通事故来看，绝大部分与隧道相关的交通事故都是发生在隧道引道或者是隧道前200m范围中。因此，在隧道路线设计中要充分认识到这一事故多发的特点。原因在于司机在进入隧道以后视野产生了强烈的变化，这种变化会因为隧道入口光线、内部宽度等因素的不同产生不同程度的影响，由于环境的变化导致了视野的变化，会严重影响驾驶人的操作，从而增加了交通事故的发生率。为此在山区高速公路隧道设计中，我们要积极削弱这种影响，在进口路段的灯光设计要充分考虑到人的生理因素，通过灯管以及内部形状的设计确保司机能够安全过渡到隧道内部。根据我国公路技术的设计标准，在路口的形状应该设计为直线或者平滑的曲线，根据调查研究发现，导致隧道口事故的主要原因是视距不足以及进口速度过快，为此在进口路段的设计要保证汽车在进洞之前能够降低速度，在出口阶段要保证汽车能达到设计时速，隧道内部的设计也要保证安全性和舒适性，根据国际隧道设计协议完成对内部限高的设计。

4 山区公路隧道结构设计

4.1 隧道衬砌结构设计

隧道横截面的设计要考虑到功能需求和经济效益的影响，还要保证一定的耐久性。除此之外，还要综合考虑到行车安全、后期养护的便捷、灾害防治、利于生态等多方面的问题。为了保证行车安全，隧道的结构形式除了在路口段设置一段明洞外，还需要采取复合式的衬砌结构。降低投入使用后人为因素造成的影响，常见的隧道结构设计有三种：连拱式、分离式、小间距式。其中分离式设计要求围岩压力不影响到施工，并且根据围岩分级、断面尺寸以及施工工艺等确定这种结构的设计，连拱设计通常采用复合式中墙结构，而小间距式则要充分考虑到中夹岩的稳定问题。另外，由于山区地形的复杂性往往会导致很多斜交进洞情况的发生，对于这种情况，可以适当采取斜交衬砌结构，其中斜交角度原则上要大于45°。设计中还需要把围岩变形监测及信息反馈作为一个关键的工序纳入到设计文件中来引起足够的重视。

4.2 连接处的结构设计

当桥梁与隧道相连接时，如果隧道标高增加，那么长度也就相应的变短，使得桥梁加高、加长，因此在设计中就要综合考虑到利害关系。还需要对桥梁与隧道衔接处的结构设计进行分析，常见的有三类情况：当桥梁的桥台尾端与隧道基本相接时，桥台施工不会影响到洞门的稳定性，此时连接处可以独立设计；当两者连接相对距离较近时，桥台施工可能会影响到隧道洞门的稳定性，因此必须将两者综合考虑，提高连接处的稳定性和运行安全；当地势非常狭窄、陡峭时，为了避免相接出现高坡，可以直接将桥梁的桥台延伸到隧道内部，但是必须相应的增加洞口的截面面积。

5 山区公路隧道防水设计

首先，隧道防水结构设计要遵循“防、排、堵、截的原则，使洞内形成一套完整、通畅、便于维护的防排水系统。考虑到冬季严寒对于防排水系统的影响，其结构设计可以考虑在隧道初期支护和二次衬砌之间设置一个保温层，保证防排水系统在严寒环境下也能正常使用。第二，防水系统设计还要考虑到对环境的影响，尽量降低对当地水文环境的破坏。在寒冷的冬季，为了使地下水能够顺利流出隧道，避免渗漏和结冰现象的发生，需要适当在衬砌表面使用保温层。第三，施工人员应该认真计算隧道岩体各方面性能的参数。在隧道施工过程中，对于围岩稳定能力较差的地段，可以运用超前支护或者是超前加固前方围岩等技术进行加固。施工中要坚持先护顶再开挖的原则，遇到渗水流的时候应该设置橡胶带盲沟引排。第四，在选择隧道防水层的材料时，应该选用强度高并耐腐蚀性的板材。在施工过程中，主要将这些板材铺在初期支护和二次衬砌中，并通过拼接这些板块使隧道的防水系统达到密闭或是半密闭的状态。第五，在进行隧道工程施工时，应该制定合理的施工方案，并严格按照施工方案执行，从而保障隧道工程防水系统的规范性。

结语

综上所述，由于山区地质地形复杂，山区高速公路建设难度比较大，在建设前的设计工作需要考虑到大量的干扰因素，隧道设计不仅要考虑到设计规范和标准，还需要对隧道整体的安全性、实用性、经济性以及环保性综合分析。总之，设计之前一定要大量研究当地类似工程的设计过程，吸取类似公路隧道建设和施工的经验和技术，确保隧道的施工安全和施工质量。

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TU7

B

1007-6344（2016）03-0105-01

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