高速公路路基、隧道、橋梁的銜接問題研究

黃德清

(江蘇安達(dá)工程咨詢監(jiān)理有限公司 江蘇 淮安 223300)

一、高速公路路基、隧道、橋梁形成斷面的原因

高速公路工程建設(shè)，包含對路基、隧道、橋梁等多方面的建設(shè)，由于三者在結(jié)構(gòu)形式上存在差異，在施工設(shè)計(jì)上它們的寬度設(shè)計(jì)以及尺寸大小難以形成一致，如果寬度相差較大，在銜接過程中就易形成斷面。對于高速公路的路基和橋梁施工，這種寬度差異相對較小，斷面的銜接施工相對簡單。但是實(shí)際隧道施工中，為減少隧道內(nèi)部開挖面積，提高隧道整體結(jié)構(gòu)的安全性能，隧道內(nèi)往往不會設(shè)置硬路肩，這就造成了隧道寬度與路基和橋梁寬度嚴(yán)重不匹配。寬度差異較大，勢必將會在銜接之處出現(xiàn)斷層突變。

二、高速公路路基、隧道、橋梁斷面之間的對應(yīng)關(guān)系

只有全面掌握了高速公路路基、隧道和橋梁斷面之間的對應(yīng)關(guān)系，在銜接施工之前，制定科學(xué)合理的施工方案，才能有效保證銜接質(zhì)量。下面就以雙向4車道，時速限制在80km/h的高速公路為例進(jìn)行探討，結(jié)合實(shí)際情況，假定高速公路整體式路基寬度為24.5米，分離式路基單幅寬度為12.25米。

(一)整體式路基、橋梁與連拱隧道斷面對應(yīng)關(guān)系

高速公路整體式路基、橋梁的寬度大體一致，沒有較大的差異，但是兩者與連拱隧道斷面的寬度差異卻較大。在隧道的連拱結(jié)構(gòu)中，隧道寬度為2.8米，其中中隔墻兩側(cè)檢修道各寬0.4米，即寬度為0.8米，隔墻共寬2米。基于三者之間的寬度差異，高速公路路基和橋梁在施工設(shè)計(jì)時，需要進(jìn)行過渡設(shè)計(jì)，即從進(jìn)入隧道前后50米處，將路基和橋梁的中央分隔帶寬度進(jìn)行增加，從2米過渡到2.8米。只有寬度相同，路基和橋梁才能實(shí)現(xiàn)與隧道斷面完全對應(yīng)，特別是與隧道斷面中分帶的對應(yīng)。

(二)分離式路基、橋梁與分離式隧道斷面對應(yīng)關(guān)系

對行車道和超車道進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)高速公路路基、隧道、橋梁斷面三者可以實(shí)現(xiàn)完全對應(yīng)，但是由于隧道內(nèi)沒有設(shè)置硬路肩，且存在側(cè)向?qū)挾龋坊蜆蛄簝蓚?cè)存在路肩寬度，同時橋梁還有護(hù)欄寬度，由于以上這些差異，在車輛在進(jìn)入隧道前，如果車輛駕駛員注意力不夠集中，還是會造成一定的行車安全。基于此，對于路基、橋梁斷面與隧道斷面的銜接應(yīng)妥善處理，對銜接段落的過渡也應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化，同時在隧道入口應(yīng)放置一些安全警示，對車輛行駛加以引導(dǎo)。

三、高速公路路基、隧道、橋梁的銜接方案

(一)分離式路基、隧道斷面銜接

分離式路基和隧道斷面進(jìn)行銜接，需要從三方面考慮。第一，路基與隧道左側(cè)進(jìn)口的銜接處理。由于檢修道由高到低進(jìn)行圓曲線延伸，逐漸至波形梁護(hù)欄下方，因此應(yīng)對檢修道和波形梁護(hù)欄進(jìn)行過渡處理。第二，路基與隧道右側(cè)進(jìn)口的銜接處理。由于隧道右側(cè)的行車道與路基的行車道寬度一致，可以實(shí)現(xiàn)完全對應(yīng)，因此可以不進(jìn)行過渡處理，即不需要斷面銜接。但是為保證行車安全，應(yīng)設(shè)置一定的警示標(biāo)志。第三，路基與隧道出口的銜接。隧道出口處，路面由窄逐漸變寬，因此不需要進(jìn)行過渡處理，即不存在斷面的銜接問題。

(二)分離式橋梁、隧道斷面銜接

分離式橋梁與分離式隧道的銜接處理，在一定程度上與路基、隧道銜接方式有些類似，但同時也存在差異。兩者的相同之處主要是對隧道出口的銜接，都不需要做過渡處理，但是進(jìn)口銜接的處理方案存在差距較大。首先，橋梁與隧道左側(cè)入口的銜接，主要受到橋梁護(hù)欄的影響，需要在隧道入口外10米處，將護(hù)欄的寬度逐漸增加，一般由0.5米增至1米，相反護(hù)欄高度要降低，由68.5cm降至檢修道的高度，即40cm。其次，橋梁與隧道右側(cè)入口的銜接，需要設(shè)置混凝土防撞島，變截面結(jié)構(gòu)的防撞島需要由防護(hù)欄向檢修道過渡，在保證斷面尺寸與檢修道尺寸一致的同時，也要提高斷層銜接處的防撞能力。

(三)整體式路基與連拱隧道的銜接處理

1、中央分隔帶與中隔墻的銜接

在隧道的連拱結(jié)構(gòu)中，隧道中隔墻寬度為2.8米，因此整體式路基與連拱隧道的銜接過渡段寬度應(yīng)以2.8米為準(zhǔn)，具體的銜接流程方案如下。首先，隧道內(nèi)側(cè)檢修道需要向外延伸，延伸長度為8.7米，寬度為0.5米。其次，銜接過渡段應(yīng)以半徑為1.3米的半圓形曲線過渡，沿曲線路徑由高降低，逐漸過渡至波形梁護(hù)欄內(nèi)側(cè)。最后，由波形梁護(hù)欄再向檢修道過渡，此時高度大約降低5cm。

2、整體式路基與隧道進(jìn)口的銜接

行車道位于隧道右側(cè)，因此連拱隧道進(jìn)口右側(cè)的銜接段，應(yīng)具有較強(qiáng)的防撞能力，一般施工采用C30的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，來提高防撞能力。同時在過渡段運(yùn)用錨固鋼筋，將過渡段加以牢固。因路基右側(cè)往往有硬路肩，因此對連拱隧道進(jìn)口右側(cè)銜接的施工較為復(fù)雜，需要從以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)。第一，硬路肩的波形梁護(hù)欄應(yīng)經(jīng)過過渡，應(yīng)與隧道內(nèi)輪廓對齊，波形梁護(hù)欄的過渡路線一般是兩條相切的拋物線。第二，連拱隧道的檢修道需向外過渡，與路基的土路肩邊緣銜接，延伸路線的圓半徑為400米。

(四)整體式橋梁與連拱隧道的銜接處理

整體式橋梁的波形梁護(hù)欄底座高為25cm，而連拱隧道內(nèi)檢修道高約40cm，但是由于波形梁護(hù)欄與檢修道寬度相等，兩者邊線可以進(jìn)行有效的重合，因此在對整體橋梁與中隔墻進(jìn)行銜接時，檢修道不需在寬度上進(jìn)行延伸，只需在隧道入口前10米內(nèi)，將波形梁護(hù)欄高度降低即可。基于梁護(hù)欄位置與中隔墻邊線同平面的特殊性，可將橋梁防護(hù)欄延伸至隧道端墻，兩者之間無需過渡處理。對于整體橋梁與隧道的右側(cè)進(jìn)口進(jìn)行銜接時，需要設(shè)置混凝土防撞島，并對其進(jìn)行過渡處理。首先，在橋梁護(hù)欄內(nèi)側(cè)設(shè)置變截面結(jié)構(gòu)的防撞島，防撞島長度為15米。然后，防撞島向隧道內(nèi)檢修道進(jìn)行過渡，過渡路徑為半徑400米的圓曲線，通過降低高度實(shí)現(xiàn)與檢修道的銜接。

結(jié)語

高速公路的建設(shè)質(zhì)量，直接影響車輛的行車安全，由于公路路基、隧道、橋梁在寬度上存在差異，公路斷層容易突變，造成車輛行駛安全事故的發(fā)生。基于此，高速公路路基、隧道、橋梁的銜接問題應(yīng)受到重視，對銜接方案應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，有效改善公路質(zhì)量。