山区高速公路隧道设计探讨

山区高速公路隧道设计探讨

高亮

青海省公路科研勘测设计院青海西宁810000

摘要：在山区高速公路建设中，隧道工程是一项重要的工作，由于山区地质和地形比较复杂，隧道施工难度较大，而要提高隧道施工质量，必须做好设计工作，科学的隧道设计是山区高速公路隧道施工的依据，也是山区高速公路隧道工程顺利开展的关键。

关键词：山区隧道；高速公路；隧道设计

引言

安全、环保、舒适、和谐设计理念被提出之后，受到设计人员的广泛认同。高速公路虽然可以提升山区交通运行效率，满足人们日渐增长的出行需求，但是因为施工难度较大，所以许多地区的山区高速公路隧道工程尚未启动。我国是世界上隧道数量最多且隧道施工技术发展最快的国家，隧道工程和地面工程相比差别比较大，不仅会受到地形以及地质条件的影响，还要考虑到施工安全性，施工风险较大。

1山区高速公路隧道设计的重要性

在山区高速公路隧道工程中，隧道设计工作至关重要，隧道设计质量的高低直接影响隧道工程的使用价值和功能，是隧道工程质量的决定性环节。据相关资料统计表明，40%的工程质量事故都是由于设计原因引起的，设计工作不到位是工程质量事故的原因之首。对于山区高速公路隧道工程而言，受地形、地质等因素的影响，使隧道工程施工难度较大，而要确保隧道的工程质量，必须做好隧道设计工作，通过科学的设计，找出最优施工方案，从而促进山区高速公路隧道工程按质按量地完成。

2山区高速公路隧道设计

2.1公路隧道地质勘察

保证山区高速公路隧道设计质量，首先要对山区公路隧道地质勘察工作进行重新认识，将地质超前预报当成正式工序融入到设计中。山区公路隧道是被岩石包围的，所以围岩地质条件以及隧道位置对设计有着至关重要的作用，所以必须要正确判断工程地质问题，提升设计的科学性。对山区公路隧道勘察来说，可以使用航测遥感等先进技术进行勘察，主要从地质构造稳定性以及隧道内不良地质与特殊围岩情况等方面入手，掌握岩体力学方面的特性，为隧道选址提供科学依据。设计人员要关注方案选比，在设计时避开会产生穿裂的隧道区域，会产生大型灾害以及水文地质条件不佳的地段，将隧道设定在岩性良好且比较稳定的底层当中。如果必须要通过不良地段，在拟定设计目标之前，要先到现场对工程所在地区地质条件与水文地质资料进行勘察，将不良地段长度控制在最小范围内，通过切实可行的工程施工方式来提升工程施工质量，保证工程建设的安全性。围岩分级准确度对工程施工的影响比较大，所以必须要认真对待，按照相关规定执行，提升分级精确性。

2.2路灯设计

在山区高速公路隧道设计中，路灯设计是一项重要的工作，对于汽车驾驶员而言，他们在进入山区隧道后，视野会产生强烈的变化，尤其是在白天，从一个明亮的环境进入一个比较昏暗的环境，如果隧道内的灯光不合理，很容易引起交通事故，而要保证行车安全，在山区隧道设计中，设计人员必须积极做好路灯设计，在隧道进口路段的灯光设计要充分考虑人的生理因素。隧道内的照明灯光应保持亮度充足、均匀、不闪烁，要根据开挖断面的大小以及施工工作面的位置选择不同的高度。隧道照明通常分为入口照明、内部照明和出口照明，入口照明要求与外界相仿的亮度逐渐降低，要根据隧道外的亮度、车速、入口处的视场和隧道长度确定。照明灯具一般选用照度和技术比较成熟的高压钠灯作为光源，固定支架选用优质冷轧钢板，光源选用原则为高效、长寿命，整个隧道灯选型便于维护和管理。同时，隧道内用电线路要用防潮绝缘导线并按规定的高度用瓷瓶悬挂牢固。

2.3洞口段线形设计

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，这是隧道交通事故比较显著的特点。在突遇隧道时，会使驾驶员的视野暂时性产生中断，在进入隧道和驶出隧道时，会受到光线的影响，降低驾驶人员个人反映速度，在明暗交替变化时，人体是不能瞬间适应环境的，所以极容易使驾驶人员出现非正常操作，发生甩尾等不良交通现象，最终酝酿成交通事故。想要保证车辆行驶的安全性，必须先保证线性连续性，所以在隧道进出口位置采用平纵线形施工处理，可以促进司机更好的适应光过度，提升行车安全性。以某工程为例，该工程洞口部分线形是直线，所以在指标以及地理条件满足的基础上，可以通过线形的方式施工。但是山区高速公路隧道施工经常会遭遇各种意外情况，所以洞口布置的是比较缓和的曲线。针对该情况进行总结可知，只要该路段的线形可以满足设计时的基本需求，前后线形始终保持顺畅，也是可以在洞口位置布置的，但是在指标掌握方面需要高于一般的路线段。从国外在山区隧道方面的发展情况来看，视距不足和行驶速度过快是导致隧道交通事故产生的基本原因，所以必须要保证注视点到入口之间是通视的，可以让车辆驾驶人员在最短的时间内发现洞口，调整车辆行驶速度。在出口位置应该避免远距离注意点的产生，因为该情况会提升驾驶员的行车速度。

2.4隧道衬砌结构

隧道横断面质量及横断面的大小会对隧道实际使用功能产生显著的影响，还会影响隧道工程造价，所以在对其进行规划时，必须满足限界需求，减少负面效应带来的影响，可以从根本上提升结构受力方式的科学性。隧道结构设计时，要考虑到隧道耐久性问题以及车辆行驶安全性问题，避免不必要的事故发生。常见隧道结构形式除了洞口位置存在的明洞之外，还要使用复合式的衬砌结构进行施工，加强初期支护力度，提升衬砌设计标准化程度，减少不必要的人为影响。从目前比较常见的线路平纵布置方式来看，隧道结构包含了正常分离式、连拱隧道等多种类型，在实际施工时可以根据不同工程的实际情况酌情选择。

2.5防水结构设计

由于山区隧道地质环境的特殊性，对于防水的设计也是隧道设计的重点。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。另外，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。

2.6平面和纵断面设计

在山区高速公路隧道设计中，针对隧道的平面，应尽可能的采取直线，在不可避免采取曲线的情况下，应采用大半径曲线。同时在平面设计中要考虑洞门位置、通风竖井等辅助设施的位置，隧道并设或接近其他建筑物时，要保证二者之间的安全距离符合相关标准。进洞口的位置、大小、形状要考虑到行车安全，保证进洞口的合理性。在山区高速公路隧道纵断面设计中，还要考虑纵坡问题，在保证山区隧道功能的前提下尽可能地采取平缓的坡度，确保坡度符合隧道功能需求。

结语

综上，随着社会经济的发展，山区高速公路建设规模也在不断扩大，对山区高速公路隧道工程要求也越来越高。山区隧道地形的复杂性使山区隧道工程施工难度较大，容易出现质量和安全问题，进而给行车安全造成威胁，而要建设出质量合格、安全系数高的隧道，就必须全面做好隧道设计工作，综合考虑各方面的因素，确保山区隧道设计规范和标准，从而建设出安全可靠、质量过关、经济型以及环保性的隧道。

参考文献:

[1]周捷.浅析山区高速公路隧道的设计重点[J].四川水泥,2016(3):105.

[2]艳彬.山区高速公路隧道设计关键技术[J].市政技[1]术，2015（2）：85-89.