淺談公路連拱隧道設(shè)計要點(diǎn)

高 旭(綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計有限責(zé)任公司 四川綿陽 621000)

淺談公路連拱隧道設(shè)計要點(diǎn)

高 旭
(綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計有限責(zé)任公司 四川綿陽 621000)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高等級的公路建設(shè)也有了相當(dāng)快速的發(fā)展。在這個過程當(dāng)中，連拱隧道被越來越多的采用，建設(shè)的規(guī)模得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，連拱隧道在設(shè)計和施工技術(shù)方面也變得日漸成熟。本文首先對連拱隧道進(jìn)行了概述；其次，對連拱隧道設(shè)計的重點(diǎn)進(jìn)行了分析探究；最后對連拱隧道在公路當(dāng)中的實際應(yīng)用做出了探究。

公路；連拱隧道；設(shè)計

在現(xiàn)代公路設(shè)計當(dāng)中，尤其是山區(qū)公路的設(shè)計施工當(dāng)中，連拱隧道的設(shè)計被越來越多的應(yīng)用。而且，在公路建設(shè)當(dāng)中的環(huán)保要求也越來越高，因此需要在連拱隧道當(dāng)中盡量體現(xiàn)保護(hù)自然、以人為本的設(shè)計理念。在公路設(shè)計的過程當(dāng)中，連拱隧道是一項比較特殊的設(shè)計形式，已經(jīng)成為了現(xiàn)階段高速公路短隧道的主要結(jié)構(gòu)。

一、連拱隧道概述

連拱隧道，是現(xiàn)階段的山區(qū)高速公路短隧道設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)形式，利用此種設(shè)計形式建設(shè)的隧道，雙洞軸線之間的間距是相對較小的，從而導(dǎo)致

兩端對接線地形的要求不高。與此同時，接線工程量的減少，也就直接導(dǎo)致了線型方面的順暢。如果需要進(jìn)行大型開挖，利用此種方式可以做到在不破壞自然景觀的基礎(chǔ)上，避免邊坡出現(xiàn)失去穩(wěn)定的現(xiàn)象。在線路的布線方面是相當(dāng)便捷的，在洞口段也最大限度地減少了工程公路建設(shè)占地面積的永久性。

值得注意的是，利用此種方式對隧道進(jìn)行設(shè)計的時候，在設(shè)計方面是比較繁瑣的，并且對于施工的要求也相當(dāng)高，直接造成了施工進(jìn)度相當(dāng)緩慢的現(xiàn)象。與此同時，工期的延長也會使得臨時支護(hù)在隧道造價當(dāng)中的所占比例進(jìn)一步增大。在線型方面，對于平曲線和豎曲線的半徑要求也是相當(dāng)高的，從而可以保證隧道內(nèi)部可以得到良好的視距，有利于隧道內(nèi)部汽車尾氣的排放。

二、連拱隧道設(shè)計的重點(diǎn)

在進(jìn)行連拱隧道設(shè)計的時候，需要對幾個方面的內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計，分別是內(nèi)輪廓、結(jié)構(gòu)、排水這三個方面

1、連拱隧道內(nèi)輪廓

在對連拱隧道的內(nèi)輪廓進(jìn)行相關(guān)設(shè)計的時候，需要滿足行業(yè)規(guī)范對于內(nèi)輪廓的要求，隧道內(nèi)部的設(shè)備亦要滿足空間方面的需求。與此同時，還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、圍巖類別、結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)以及工程造價等各方面的因素，來使得襯砌的結(jié)構(gòu)受力能夠達(dá)到均勻以及合理的要求。在目前階段，我國的連拱隧道內(nèi)輪廓主要分為兩種形式，分別是直中墻凈空輪廓和曲中墻凈空輪廓。對于直中墻凈空輪廓來說，施工工藝是相對簡便的，在隧道內(nèi)部的行車道中心線和隧道外部的路基行車道中心線的偏離程度較小，但在視覺方面呈現(xiàn)出一般的效果。而相對來說，曲中墻凈空輪廓的視覺效果是相對較好的，左右隧道內(nèi)部的行車道中心線和外部的路基中心線偏離要相對較大。

2、連拱隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計

連拱隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括初期支護(hù)、二次襯砌、防水排水以及中隔墻。在這幾個過程當(dāng)中，中隔墻的設(shè)計對隧道圍巖的穩(wěn)定性以及安全性有著直接的影響。因此中隔墻的厚度在設(shè)計的時候需要根據(jù)周圍不同的圍巖來進(jìn)行確定。

3、連拱隧道的防排水設(shè)計

在連拱隧道的防水排水設(shè)計方面，可以參考分離式隧道的設(shè)計來進(jìn)行，值得注意的是如果需要對三層中墻的連拱隧道進(jìn)行設(shè)計，需要在二襯和中隔墻之間設(shè)置縱向和環(huán)向排水彈簧軟管。

三、實例運(yùn)用

1、工程概況

在某公路工程當(dāng)中，通過對路線平縱面的比較，在全公路線上需要進(jìn)行 5座隧道的設(shè)計，有2座分離式的隧道，3座連拱式的。在本工程當(dāng)中，公路的設(shè)計等級為高速公路，雙向四車道，設(shè)計時速為100km/h，縱坡需要控制在3%以內(nèi)，路基寬度為26m，中間帶的寬度為3.5m。

2、設(shè)計原則

在該工程的洞門設(shè)計當(dāng)中，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)以及水文等相關(guān)條件，來對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行充分設(shè)計，在滿足各方面的要求情況下，使得洞口設(shè)計可以達(dá)到美觀、簡約、自然的特點(diǎn)。

3、隧道形式以及設(shè)計特點(diǎn)

隧道形式：在該隧道的設(shè)計當(dāng)中，分為分離式和連拱式隧道兩種形式，在中隔墻不同的情況下，又可以將連拱隧道分為整體式和復(fù)合式兩種類型。該工程中的中隔墻斷面示意圖如圖1所示

圖1 該工程的連拱隧道曲中墻斷面形式示意圖

結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)：該工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要分為初期支護(hù)、二次襯砌、中隔墻以及防水排水設(shè)計等。在中導(dǎo)洞貫通之后就可以進(jìn)行中墻的修建，需要使中墻的頂部和中導(dǎo)洞的頂部保持密切的接觸。

隧道內(nèi)輪廓：復(fù)合式曲中墻的結(jié)構(gòu)在視覺方面是具有良好的視覺效果的，而且內(nèi)輪廓和單洞隧道內(nèi)部的輪廓在本質(zhì)上是沒有任何區(qū)別的，可以對臺車的效率進(jìn)行有機(jī)利用，有效節(jié)約施工成本。在隧道的內(nèi)輪廓選用方面，利用三心圓的方式來進(jìn)行，寬度保持在11.4m左右，高度保持在7.3m左右。值得注意的是復(fù)合式曲中墻的連拱隧道兩個洞內(nèi)的行車道中心線和外部路基的線路的左右行車道中心線的偏離值是相對較大的，從而在進(jìn)出洞口和路基的連接處要設(shè)計相對較長的過渡段。

襯砌結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)：在連拱隧道初期支護(hù)的設(shè)計當(dāng)中，主要以系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土（含鋼架）為主。二次襯砌為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

在隧道建成之后的運(yùn)營初期的時候，主要的承載體系為初期支護(hù)，次要的承載體系為圍巖和二襯；在外力的作用之下，初期支護(hù)和二襯的作用是相互的，可以對外界的荷載力進(jìn)行共同承擔(dān)；與此同時，承載外界荷載的比例和初期支護(hù)和二襯的剛度成正比的關(guān)系。在隧道長期運(yùn)營之后，二襯將會逐漸成為大部分的承載力。在外界的荷載作用力之下，主要的承載體系為二襯和初期支護(hù)。

4、施工注意事項

在進(jìn)行施工的時候，對于圍巖的擾動應(yīng)該盡量減少，盡量采用弱爆破施工的方式來進(jìn)行。在導(dǎo)洞以及左右洞的開挖過程當(dāng)中，兩個拱腳處以及拱頂?shù)淖冃吻闆r要保持高度的重視，從而來確保施工的安全。在進(jìn)行隧道的開挖之后，對于洞口段的二次襯砌，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)該在達(dá)到 70%以上的時候，才可以進(jìn)行拆模，并且洞口段的實時信息應(yīng)該進(jìn)行及時的檢測。

結(jié)語：綜上所述，連拱公路隧道在進(jìn)行平面線形和洞口位置的選擇方面的自由度是相當(dāng)大的，因此在一些國內(nèi)的中短隧道的設(shè)計施工當(dāng)中，通常都會采取此種形式的隧道結(jié)構(gòu)。值得注意的，此種結(jié)構(gòu)形式的施工工藝是相當(dāng)復(fù)雜的，工期較長，在設(shè)計當(dāng)中需要對結(jié)構(gòu)的安全性和防排水系統(tǒng)的合理性進(jìn)行充分考慮，并采用良好的施工方法，以此來保證隧道的順利施工以及安全穩(wěn)定。

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1007-6344（2016）06-0087-01