公路連拱隧道建設改進舉措及發(fā)展方向探討

【摘 要】本文在分析目前連拱隧道仍存在著支護措施不太合理、現(xiàn)場施工監(jiān)測和動態(tài)控制有待加強、施工工序較多、設計理論方法不完善等諸多不足的基礎上，重點探討了現(xiàn)有條件下公路連拱隧道建設的改進舉措及發(fā)展趨勢。針對目前連拱隧道主要的施工方法和以往建設中出現(xiàn)的一些問題，提出一些在建設中可以使用有益的意見，對以后連拱隧道施工進行指導，以避免出現(xiàn)安全和質量問題。

【關鍵詞】公路 連拱隧道 改進措施 發(fā)展方向

近年來，由于連拱隧道有著優(yōu)化公路線型、節(jié)約土地、降低工程造價等諸多優(yōu)點，已在山區(qū)公路修建隧道（特別是短隧道）中廣泛采用。雖然目前連拱隧道仍存在著支護措施不太合理、現(xiàn)場施工監(jiān)測和動態(tài)控制有待加強、施工工序較多、設計理論方法不完善、洞內造價較分離式隧道高等諸多不足；但其在少占用土地、少拆遷民房、洞外防排水工程量大為減少、有利保護自然環(huán)境等方面優(yōu)勢突出，從而使連拱隧道工程總造價仍具有相當大的競爭力。

1公路連拱隧道建設的改進舉措

根據(jù)目前連拱隧道設計與施工存在的問題。為進一步擴大連拱隧道的工程造價優(yōu)勢；在現(xiàn)有成果基礎上，繼續(xù)不斷創(chuàng)新，研究、運用和推廣新理念、新技術、新材料、新工藝、新設備；形成業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理多單位齊抓共管，努力做好以下幾個方面：

1.1推廣隧道建設新理念

大力推廣包括科學發(fā)展、以人為本、零開挖進洞、綠色環(huán)保進洞等理念，減少對隧區(qū)環(huán)境破壞，并實現(xiàn)安全進洞和安全施工，加強隧區(qū)環(huán)境保護和環(huán)境景觀評價研究等。

1.2加強地質勘察和超前地質預報

加強地質勘察工作，詳細分析相關資料。做好縱向剖面圖，準確劃分圍巖級別，做好超前地質預報，以減少和防止隧道開挖塌方事故。設計單位要根據(jù)中導洞開挖后獲得的新地質資料，修改和補充隧道縱向地質剖面圖，進一步完善隧道施工設計圖。

隧道施工過程中要有專業(yè)地質人員進行日常地質觀察和編錄，充分利用中導洞或先行正洞開挖和超前支護施工所得地質資料，及時做好超前地質預報，配合監(jiān)控量測，指導隧道施工，確保施工人員和工程安全。

1.3不斷提高連拱隧道設計施工水平

我國連拱隧道設計已達到相當高的水平，許多領域甚至是處于世界領先地位。許多連拱隧道參數(shù)，如中墻厚度、工序時空步距等，不僅用分析對比法，還用試驗定量分析法確定，隧道設計和研究向深細化發(fā)展。

但是，隧道設計創(chuàng)新和優(yōu)化是無止境的。設計是隧道成敗的關鍵，合理選擇隧道結構形式、長度和各種參數(shù)，優(yōu)化結構斷面及襯砌橫斷面，做好洞口與洞外連接線的選擇，優(yōu)化洞口和洞門設計，實現(xiàn)既環(huán)保又藝術美進洞方式，合理設計工藝步序等等仍有潛力可挖。隧道設計組織形式宜以設計院所為主，但要實行設計、業(yè)主和施工單位三結合。在人員上要以工程技術人員為主，實行領導、工程技術人員、工人三結合形式進行設計，目的是廣泛征求不同群體的建設性意見，使設計更接近于實際。

另外，當連拱隧道埋深較大或圍巖強度較高、節(jié)理發(fā)育的地質條件時，可試用挪威法設計和施工，以求減少工序，提高效率，降低造價。

1.4優(yōu)化工藝和減少工藝步序

現(xiàn)用的傳統(tǒng)鉆爆工藝和設備，工效低，勞動強度大，勞動保護條件差，要優(yōu)化和研究運用不同地質、人文和地理環(huán)境條件下的高效、低耗、安全的隧道新工藝。如盡可能減少或不設側導洞，可減少好幾個工藝步序，能減少工程造價10%～30%。在安徽龍山隧道、武漢馬鞍山隧道等，用中導洞工藝代替“三導洞”工藝，各節(jié)約投資數(shù)百萬元。推廣在隧道水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土路面的抗滑阻燃的復合式路面，提高行駛舒適性，克服水泥混凝土路面噪聲大、塵埃多、抗滑性能差、雨天及車速較快時易發(fā)生交通事故的弊端；瀝青混凝土層內添加適量的阻燃劑，防止火災時火苗的蔓延，減少交通事故等等。

1.5做好隧道防排水

采用、推廣和改進復合式中墻，或復合式襯砌結構，是隧道防排水的發(fā)展方向，從而根本上解決中墻滲漏水難題。隧道防排水原則，按照規(guī)范要求采取“防、截、排、堵相結合，因地制宜，綜合治理的原則。過去大多數(shù)隧道是按“以排為主”進行設計與施工，但大量排水引起隧區(qū)地表枯水、影響農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境等情況時，需要按“以堵為主”進行設計與施工。另外，曲中墻偏壓作用較大，造價較高，有必要在技術上進一步對其研究。采用加寬中墻厚度，將中墻掏空用作直接的排水通道，徹底消除中墻滲漏水，或采用自防水二次襯砌混凝土技術進行防排水等。

又如采用4m寬幅復合防水卷材，可減少縱向拼接縫數(shù)50%，使因防水板接縫不嚴而引性能隧道滲漏水的幾率大為減小。采用背貼式分區(qū)防水止水帶，不僅能防止二次襯砌施工縫滲水，還能根據(jù)二次襯砌段的長度，對隧道防水進行分區(qū)。從構造上使穿越了防水層的滲水不能在相鄰分區(qū)間里竄流這種分區(qū)防水，能在一定程度上降低隧道滲漏水的可能性，并在隧道出現(xiàn)滲漏水時，將其范圍和程度盡可能縮小。采用防水層鋼筋吊掛鋪設工藝，在噴射混凝土內埋設鋼筋彎鉤，通過與土工布連接的吊帶，將防水層吊掛在鋼筋鉤上，既保證了防水層的牢固吊掛，又避免了以往的射釘尾端可能刺破防水層等的危險。

1.6加強監(jiān)控量測研究，指導隧道施工

監(jiān)控量測在連拱隧道設計和施工中，有著舉足輕重的地位。由于連拱隧道結構類型復雜多樣，施工工序較多，加上一些臨時工序，隧道圍巖受到多次擾動，給監(jiān)控量測工作帶來一些困難，對監(jiān)測數(shù)據(jù)造成某些偏差。雖然近年研究取得喜人成果，但還需在方法和儀器設備方面加強研究，達到指導施工目的，還為類似工程設計積累數(shù)據(jù)，供設計部門參考。

1.7加大連拱隧道研究，制定有關設計和施工規(guī)范

雖然我國已建和在建超出600座連拱隧道，積累了大量設計、施工和科研方面的技術資料，取得了成套的豐富經驗。但由于我國公路建設和城市建設事業(yè)快速發(fā)展，對雙向六車道和八車道公路連拱隧道設計和施工的經驗還不多，尤其是雙向八車道連拱隧道國內外尚無現(xiàn)成資料可參考。因此，對隧道結構形式、工藝步序模擬試驗、支護參數(shù)的模擬計算等方面的研究有待加強，如加強對各種施工事故的處治措施研究，加強強偏壓連拱隧道防偏壓及復合式中墻防偏壓措施研究等等。

公路連拱隧道設計和施工方面需要優(yōu)化和研究的內容還很多，建議根據(jù)地理、地質環(huán)境的不同及隧道本身結構的差異，研究如何選擇較為合理的計算參數(shù)。如中墻高度、厚度，初期支護和二次襯砌厚度，隧道合理荷載計算，左右洞進洞先后順序，隧道總工序數(shù)量和順序，有關施工步序的時空間距等等，都應繼續(xù)不斷創(chuàng)新，探索新的結構形式和工藝。如無中墻結構、無中導洞工藝的連拱隧道，如何減少工序，縮短工期，降低成本，有關設計院及高等學府或主管部門，宣抽調技術力量專門研究，充分總結現(xiàn)有隧道設計和施工成果，擬定連拱隧道設計和施工規(guī)范。

2公路連拱隧道的發(fā)展趨勢

根據(jù)目前公路連拱隧道的技術發(fā)展方向，我們認為在未來一段時期內，公路連拱隧道也許會朝著以下方向發(fā)展：

2.1嚴格質量管理和加強施工監(jiān)理

管理出效益人人皆知。建議在隧道施工開工前采取業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理四結合形式確定隧道施工方案，施工過程中加強從施工測量、爆破開挖、初期支護和二次襯砌等方面的質量管理和監(jiān)理工作。隧道完工后采用設計、施工和監(jiān)理單位共同認真總結經驗，為國家擬定規(guī)范，為隧道設計提供不同地質和環(huán)境條件下的有關參考參數(shù)。

2.2隧道施工設備機械化和自動化

隧道施工按我國國情既是資金密集行業(yè)、勞動密集行業(yè)，更是技術密集行業(yè)。施工全過程涉及的專業(yè)技術人員和勞動力眾多，從以人為本和改善勞動條件及提高勞動生產率角度，要加強施工設備機械化和自動化研究，運用和推廣新設備，如研究大口徑挖掘機或用盾構開挖中長連拱隧道，用硬巖盾構或其它掘進機開挖山嶺連拱隧道；采用安全和節(jié)能機電設備，降低運營成本的設備；運用新設備，降低隧道工人勞動強度，確保施工人員和工程安全；研究、參考和引進日本、荷蘭等國外的一些經驗和設備，并使其國產化。

2.3優(yōu)化隧道通風排塵，改善勞動條件

由于連拱隧道多屬短隧道，通風排塵問題未引起有關設計和施工部門的重視。尤其是在中導洞貫通之前，往往缺乏自然通風或采用其它設備通風，中導洞斷面小，空氣污染強烈。正洞開挖時，斷面大，還可利用中導洞自然通風，施工條件有所改善，但總體缺少通風排塵設備和措施，建議加大和優(yōu)化通風排塵研究，研究輕便通風排塵設備，改善施工條件，確保施工安全。

2.4興建城底連拱隧道，克服交通堵塞

隨著我國城市化速度加快，大中城市人口和車輛急劇增加，在城市繁華路段十字路口及城市與城外高速公路交接路段，以及高速公路穿越城市路段，常出現(xiàn)交通不暢和車輛堵塞問題，于是產生了在城市路段下興建連拱隧道的創(chuàng)舉。如南京九華山隧道二期工程使龍蟠路下穿中山路和珠江路、武昌火車站站前路等多處交叉路口段下興建連拱隧道，日本第二京阪高速公路穿越大阪府寢屋川市的四連拱隧道，對克服交通堵塞起著重要作用。

2.5改革現(xiàn)有體制，實現(xiàn)設計施工一體化

現(xiàn)有體制是設計與施工分離，難免在設計與施工單位之間產生一些體制上的毛病。從連拱隧道線路地質勘察，到隧道施工技術交底、設計變更審批辦理、工程造價定位等諸多方面均存在一些有待改進之處。如勘察設計的隧道圍巖級別與施工揭露的實際圍巖級別常有較大差異，但難以實現(xiàn)及時變更?？朔@些不足的根本出路，可能就是設計與施工一體化，實行總承包。

參考文獻：

[1] 劉韡堃，朱海青.高速公路建設項目管理新模式及發(fā)展方向[J].大眾科技，2012（11）：38-40.

作者簡介：張廣浩（1984—），男，河南漯河人，大學本科，工程師，高速公路建設技術管理。