刘柏林

摘 要：公路隧道建设发展迅猛，它在提高公路标准、保护生态环境以及提高运营效率中起着重要作用。本文以公路隧道建设为出发点，对隧道设计过程中所出现的常见问题进行了分析，并阐述了解决问题的个人观点，以供同行探讨。

关键词：公路隧道;设计;问题

0 前言

隧道是山区公路改善线形、缩短里程、降低标高、提高行车速度、保护生态环境和减轻因废方造成新危害程度的有效手段。近年来，长大隧道、连拱隧道、小净距隧道、分岔式隧道相继建成，这些都标志着我国公路隧道的设计和施工水平跃上了一个新的台阶。随着公路隧道的快速发展，设计和施工中需要研究和探讨的问题也逐步显露出来，总结公路隧道的设计经验，探讨公路隧道设计过程中的有关技术问题，无疑对我国今后隧道建设有着非常重要的意义。本文作者从设计角度对隧道工程建设过程中所出现的几个常见问题谈些个人浅薄见解，以供同行探讨。

1 问题

1.1 隧道进出洞口转向车道的设置

在地形条件允许的情况下，隧道进出口均需设置供隧道维修、养护及应急抢险救援时，车辆错道及掉头行驶时连接左右洞室的洞外转向车道。为充分发挥其功能作用，故应设置在离洞门位置40 m～50 m处，以供司机一个反应的时间过程。目前常用的设置型式：

①X型。该种转向车道设置型式适合于隧道进出口地形非常开阔，左右幅线位中心距离较大且不受洞室外构造物影响的情况。如下图1。

②V型。该种转向车道设置型式适合于隧道进出口地形比较开阔，左右幅线位中心距离逐渐变小但不受洞室外构造物影响的情况。如下图2。

③/型。该种转向车道设置型式适合于隧道进出口地形比较开阔，左右幅线位中心距离逐渐变小且又受洞室外构造物影响的情况。如下图3。

1.2 连拱隧道左右洞分开设计

连拱隧道洞室开挖跨度大，同一横断面内左右洞室的地质情况可能不一致，因此，要求连拱隧道在外业勘察设计时应做三条地质剖面线。当连拱隧道左右洞室地质差别不大时，两洞室可按照较差的一个洞室的地质情况进行左右对称衬砌设计;当连拱隧道左右洞室地质相差较大时，左右洞衬砌应分别按照各自的围岩级别进行单独设计，中隔墙也应进行特殊设计。

1.3 隧道建筑限界及净空内轮廓设计

隧道建筑限界是为保证隧道内车辆行驶、人员通行、检修和各种设备不受损害所要求的最小限定空间。隧道净空断面是指隧道衬砌内轮廓与路面、侧沟所围成的断面区域。在设计中，应充分研究各种车道与公路设施之间所处的空间关系，任何部件均不得侵入隧道建筑限界之内。同时其应满足超高路段建筑限界的要求，目前比较常见的做法是将建筑限界的部分单元，绕隧道设计控制线旋转相应的超高横坡角度，隧道洞室拱圈、边墙、仰拱衬砌及暗埋水沟均保持不变，仅内外侧电缆沟、检修道及路缘明边沟等进行相应的上升或下降平移。

1.4 车行横洞及紧急停车道的设置

在隧道内用来停放故障车辆、巡检车辆等临时停车的区域，称为隧道紧急停车带，要求其设置间距不宜大于750 m。同时在隧道内设置有供紧急情况时，连接左右洞室的车行、人行避难救援横通道，依照规范，车行横洞间距宜取750 m，人行横洞间距宜取250 m。为考虑大型车辆在隧道内行经车行横洞时的转弯行驶安全，因此宜将车行横洞与紧急停车道设置于同一断面内。如下图4的斜交错开设置未考虑紧急情况下救援车辆逆向出入车行横洞。同时在车行横洞与隧道主洞室连接处，有采用小半径圆弧顺接的理想设计思路，如下图5的斜交圆弧设置，实际在施工操作过程中很难实现，首先是三临空面处的圆弧控制爆破开挖难以成功，其次是简易模板台车难以焊做，使得模筑二次衬砌的质量达不到设计要求。

所以，在满足规范要求的前提下，并结合实际施工运营管理情況，紧急停车带及辅助救援横通道宜采取下图6所示的正交布置型式。

1.5 电缆沟槽及沉砂井的设计

隧道设计过程中，因为专业的不一致，土建工程与机电工程的设计往往不同步，导致电缆沟槽在浇筑完成后难以满足缆线埋设的空间所需。因此对于中、长、特长隧道，建议其内侧强电缆沟槽的尺寸设计不得小于70×60 cm2，外侧弱电缆沟槽的尺寸设计不得小于50×50 cm2。

电缆沟盖板的设计，通常在两相邻盖板间留有一道契缝，为便于隧道运营期间管线检修时开启盖板操作所用。但火灾等紧急状况时，大多数人的第一反应是用水去扑灭火源，一旦消防水通过盖板间的契缝流入强电缆沟内，这样在未切断电源情况下的操作是非常危险的。所以应将电缆沟盖板优化为标准矩形盖板，并在其上部设置起装吊环，便于安装及检修使用。近年来由于材料科技的创新，可采用高性能混凝土或高分子聚合物等新材料，利用工厂标准化生产装配式盖板，解决管沟设施维护强度大、易破损、不美观的问题。

1.6 衬砌结构支护工程的优化设计

隧道工程的设计属线性的系统工程设计，每一工点的优化设计将直接影响工程的总造价。

隧道洞室超挖部份及其混凝土回填工程数量的计量问题。洞室的开挖定额中已考虑了土石方的超挖因素，因此设计工程数量中不得再计超挖数量;其相应的回填数量也同样在初期支护的喷射混凝土定额中有体现，所以工程数量计算中也不得再计超挖回填量。

Ⅴ级围岩地段仰拱衬砌的初期支护，设计习惯同拱圈衬砌的初期支护，采用喷射混凝土，建议改为普通素填钢筋混凝土。如个别地质围岩极差的地段，可以采用小导管或锚杆压注浆液处理。

不同级别围岩之间的衬砌加强过渡问题，规范规定采用5 m～10 m的衬砌长度过渡。所以，建议在Ⅴ级围岩向Ⅳ级围岩过渡时，加强衬砌长度控制在10 m，而Ⅳ级围岩向Ⅲ级围岩过渡时，加强衬砌长度控制在8 m，Ⅲ级围岩向Ⅱ级围岩过渡时，加强衬砌长度控制在5 m。

1.7 隧道洞口进洞方式及明洞设计

山区高速公路地质、地形复杂，桥隧比例大，隧道洞口大多处于浅埋偏压地形地段，对于洞口段若采用常规的明挖路堑、正交进暗洞的方式，均将大幅度增加洞口边坡开挖高度、洞口开挖量以及防护工程数量，对边仰坡的安全以及洞口环境的保护极为不利。因此在隧道洞口的设计过程中，应综合考虑洞口地质、地形情况，采用与洞口环境相协调的明洞衬砌结构及进洞方式，尽量少扰动山体，力求“零”开挖进洞。

2 结论

本文旨在通过对隧道工程在设计过程中所出现的常见问题进行分析，并提出了为解决系列问题的个人观点，与隧道同行共同探讨，为今后的隧道工程建设提供一定的技术参考。