關(guān)于城市公路隧道設(shè)計(jì)之我見

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多公路隧道的建設(shè)已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的要求，因此完善好公路隧道的建設(shè)工作尤為重要。本文主要是分析了公路隧道建設(shè)中存在的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)問題；以及隧道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)優(yōu)化，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路隧道；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)；問題

1 公路隧道建設(shè)中存在的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)問題

1.1 公路隧道設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1.1 公路隧道設(shè)計(jì)中支護(hù)方面存在的問題

1）首先，當(dāng)前的設(shè)計(jì)人員還未能就支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有的耐久性達(dá)成一致。雖然近年來耐久性的問題已經(jīng)得到了重視，但它在復(fù)合式的主流襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面依然沒有明確的耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而是繼續(xù)采用初期支護(hù)以及后期圍巖共同支護(hù)的方式來保持其耐久性。這就表示在初期進(jìn)行支護(hù)時(shí)，必須使用具有較強(qiáng)耐腐蝕性的材料，以及先進(jìn)的施工機(jī)械及工藝的配合，造成支護(hù)成本高，具體施工難以控制。

2）其次，設(shè)計(jì)人員還存在著在襯砌支護(hù)設(shè)計(jì)方面的參數(shù)差異，而且其參數(shù)設(shè)計(jì)也未能體現(xiàn)出同一級(jí)的圍巖穩(wěn)定性間應(yīng)存在的差異。當(dāng)前設(shè)計(jì)人員主要是依靠圍巖的分級(jí)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，而不同的單位在這種獨(dú)立的設(shè)計(jì)中會(huì)產(chǎn)生各自不同的參數(shù)結(jié)果。

3）第三，公路隧道設(shè)計(jì)人員一般都為初期的支護(hù)工作設(shè)計(jì)了工字型鋼架，這種鋼架較容易操作，且花費(fèi)不高、節(jié)省人力，因此，施工人員更傾向于使用工字鋼架而非格柵鋼架進(jìn)行支護(hù)。但是，施工人員若想切實(shí)地保證長期的襯砌結(jié)構(gòu)安全，就應(yīng)該率先對格柵鋼架進(jìn)行應(yīng)用，這種鋼架存在著與混凝土迅速有效結(jié)合的優(yōu)勢。

1.1.2 公路隧道設(shè)計(jì)中存在的其他方面問題

公路隧道支護(hù)還存在系統(tǒng)錨桿設(shè)置工作中認(rèn)知的不統(tǒng)一，該問題主要存在于軟弱圍巖階段隧道的支護(hù)。某些單位認(rèn)為按照新奧法理論為拱墻部位設(shè)置系統(tǒng)錨桿是非常必要的，而有些研究人員則認(rèn)為此錨桿應(yīng)設(shè)置在邊墻，而拱部的則可取消。但是，不管怎樣，其錨桿的設(shè)置一般都采用人工打設(shè)，這就使錨桿的設(shè)置出現(xiàn)了人為減少的問題，不利于錨桿作用的順利實(shí)現(xiàn)。

1.2 公路隧道施工技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

1）公路隧道的某些關(guān)鍵部位的施工還有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。目前，隧道施工已經(jīng)在整體上實(shí)現(xiàn)了較高的機(jī)械化，但在某些關(guān)鍵點(diǎn)部位（比如爆破開挖以及系統(tǒng)錨桿的鉆孔施工）施工還使用人工操作，這種操作具有較高的靈活性且成本低，但其操作的精度較差，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2）公路隧道的開挖工作與支護(hù)工作存在著銜接不緊的問題。由于仰拱開挖的施工操作與掌子面存在過長的距離，不能及時(shí)地形成支護(hù)的封閉環(huán)，而且，其二次襯砌的后掌子面中存在著過長的長度，使得二次襯砌的施工往往嚴(yán)重地落后于掌子面，導(dǎo)致二次襯砌施工出現(xiàn)了不完整施工等問題。

3）公路隧道當(dāng)前的二次襯砌施工、光面爆破、防排水施工等方面都存在著較多的問題。二次襯砌施工中，由于模板臺(tái)車、泵送混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用，再加上臺(tái)車的長度過長、混凝土木板拆除過早（1天1模、2天3模），且缺乏足夠的襯砌厚度以及必要養(yǎng)護(hù)，使得二次襯砌問題較為嚴(yán)重。光面爆破目前并不能滿足施工的平整圓順輪廓開挖要求，而且由于其爆破振動(dòng)較大，隧道的防排水存在著防水板接縫質(zhì)量低，容易破損、盲溝連接未采用三通、中心水溝存在渣滓、回填的碎石有較高含泥量等問題。

2 隧道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)優(yōu)化

2.1 隧道設(shè)計(jì)工作方面的優(yōu)化

1）從襯砌支護(hù)耐久性設(shè)計(jì)的完善方面來看，施工人員一方面可以在現(xiàn)有的復(fù)合式襯砌理念基礎(chǔ)上，在初期支護(hù)的全部組成部分以及二次襯砌的混凝土施工部分徹底地按照耐久性使用年限進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，以推動(dòng)其支護(hù)在這兩種耐久施工的支撐下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。而且，施工人員還可以對初期支護(hù)應(yīng)用的鋼架進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)，并將二次襯砌支護(hù)按照常規(guī)以及混凝土耐久性設(shè)計(jì)兩個(gè)方面來進(jìn)行其承載比例的設(shè)計(jì)。同時(shí)，施工人員還可以在全部荷載均有二次襯砌承擔(dān)時(shí)，充分地對二次襯砌做好耐久性設(shè)計(jì)，而初期支護(hù)則作為普通的臨時(shí)施工安全儲(chǔ)備。需要注意的是這種只側(cè)重二次襯砌施工的措施更適用于高水壓隧道以及水下隧道等施工，而對山嶺隧道則不太適用。

2）從支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的差異來看：一方面國家的公路管理部門應(yīng)該積極地吸收借鑒先進(jìn)的隧道施工經(jīng)驗(yàn)等，來對公路隧道編制一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)圖或者是通用圖；另一方面，施工單位要積極地對圍巖自身的穩(wěn)定性、巖體的強(qiáng)度與完整性及地下水定量等因素進(jìn)行有效分析，以保證支護(hù)措施的設(shè)定能夠在錨桿的角度、長度與間距等各個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)對于隧道支護(hù)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的參數(shù)要求。

3）從新奧法理論應(yīng)用的落后性方面來看：一方面，施工單位應(yīng)當(dāng)積極地加強(qiáng)對于新奧法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，用這種全斷面的機(jī)械開挖系統(tǒng)施工方法及技術(shù)來優(yōu)化新奧法，將超前核心的巖土變形以及隧道穩(wěn)定性當(dāng)作其工作的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，以超前預(yù)加固作為基礎(chǔ)施工保證來進(jìn)行全斷面施工，需要注意的是，此方法更適用于軟弱地層中的淺埋隧道的地面沉降控制、大斷面隧道的開挖工作等；另一方面，施工單位還要繼續(xù)積極地對隧道的常見病害進(jìn)行研究分析，為其病害制定出準(zhǔn)確的分級(jí)以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)性能，并將二者間存在的定量關(guān)系徹底弄清楚，以采取適當(dāng)?shù)募庸滩呗詠韺λ淼澜Y(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 隧道施工技術(shù)的完善應(yīng)用

1）施工單位應(yīng)該針對其關(guān)鍵施工部位機(jī)械化程度低下的問題采取相關(guān)的完善策略，如施工單位可以對一次性投入較大、且不方便周轉(zhuǎn)存放的相關(guān)鉆孔臺(tái)車進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)出適合進(jìn)行隧道鉆孔施工的小型簡易臺(tái)車，并且還要積極地研發(fā)可以供施工人員進(jìn)行任意角度鉆孔的鉆孔機(jī)，為拱部系統(tǒng)的錨桿鉆孔以及爆破開挖周邊孔的鉆孔提供技術(shù)支撐。

2）針對防排水施工的缺陷，施工隊(duì)伍一方面要認(rèn)真地清理爆破時(shí)留下的碎石渣滓，并利用天然條件設(shè)計(jì)防排水，保證隧道的清潔性，為防排水施工提供良好的施工基礎(chǔ)以及施工條件。另一方面，施工單位要分別針對防水系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)做好材料的選用、檢測，以及具體的施工控制方面的工作。從防水系統(tǒng)來看，施工單位要將材料檢驗(yàn)以及施工安裝檢驗(yàn)獨(dú)立進(jìn)行全面檢驗(yàn)，通過對高分子的防水卷材進(jìn)行長度、厚度、寬度、裁件的尺寸與形狀、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、低溫柔性、耐老化等檢驗(yàn)，保證材料質(zhì)量。而且，應(yīng)用雙焊縫技術(shù)進(jìn)行焊接，同時(shí)，保證其中間留有空腔，而防水板要吊掛在距離拱部0.1～0.7 m，距離墻部1.0～1.2m的位置，且防水層的點(diǎn)間不能夠緊繃。而就排水系統(tǒng)施工來講，施工人員可采用經(jīng)過直徑、規(guī)格以及濾布包裹環(huán)向排水管施工，并且嚴(yán)格地控制其安裝順直度、與圍巖密貼度、和縱向排水管銜接等工作的質(zhì)量。而橫向以及縱向的排水管則可采用硬質(zhì)PVC管。

3）施工單位還要就上文提出的施工中的其他技術(shù)問題進(jìn)行有效解決。首先，要將其模板臺(tái)車長度控制在10 m以內(nèi)，并進(jìn)行中部預(yù)留凹槽施工，而且，將滯后掌子面的長度控制在200 m以內(nèi)，并且要嚴(yán)格地對混凝土進(jìn)行合理配比及養(yǎng)護(hù)，還要在二次襯砌施工前利用斷面儀對初期支護(hù)的內(nèi)輪廓進(jìn)行測量，以鑿除欠挖部分。其次，施工單位要按照隧道技術(shù)應(yīng)用細(xì)則來對開挖的斷面形狀以及尺寸輪廓、爆破效果等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的檢測與施工，從而提高其光面爆破的施工水平。第三，隧道施工單位必須嚴(yán)格地做好對于開挖和支護(hù)兩項(xiàng)工作的銜接施工，在控制好掌子面的長度（小于等于200 m）后，將V級(jí)的圍巖臺(tái)階長度設(shè)置為小于1B，而仰拱與掌子面間的距離為30 m以下，IV級(jí)的圍巖則將上臺(tái)階的長度設(shè)置為小于5B，保證施工中能夠及時(shí)盡早地達(dá)到支護(hù)所需要的封閉環(huán)的形成。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前的交通運(yùn)輸環(huán)境下，隧道施工建設(shè)質(zhì)量的好壞對于公路應(yīng)用效果的影響越來越高，因此，推動(dòng)隧道施工建設(shè)水平全方位的提升，施工建設(shè)單位應(yīng)該給予高度的重視。而施工建設(shè)單位針對這一任務(wù)，采取優(yōu)化措施對隧道設(shè)計(jì)與其施工技術(shù)進(jìn)行完善，是極為必要有效的。所以，在當(dāng)前以及未來一段時(shí)期，公路建設(shè)的相關(guān)施工建設(shè)單位都要致力于推動(dòng)隧道設(shè)計(jì)以及施工工作的不斷完善及進(jìn)步，保證公路運(yùn)輸達(dá)到應(yīng)用需求。