淺談公路連拱隧道設計要點

高 旭(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限責任公司 四川綿陽 621000)

淺談公路連拱隧道設計要點

高 旭
(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限責任公司 四川綿陽 621000)

隨著社會經濟的不斷發展，高等級的公路建設也有了相當快速的發展。在這個過程當中，連拱隧道被越來越多的采用，建設的規模得到了進一步的加強，連拱隧道在設計和施工技術方面也變得日漸成熟。本文首先對連拱隧道進行了概述；其次，對連拱隧道設計的重點進行了分析探究；最后對連拱隧道在公路當中的實際應用做出了探究。

公路；連拱隧道；設計

在現代公路設計當中，尤其是山區公路的設計施工當中，連拱隧道的設計被越來越多的應用。而且，在公路建設當中的環保要求也越來越高，因此需要在連拱隧道當中盡量體現保護自然、以人為本的設計理念。在公路設計的過程當中，連拱隧道是一項比較特殊的設計形式，已經成為了現階段高速公路短隧道的主要結構。

一、連拱隧道概述

連拱隧道，是現階段的山區高速公路短隧道設計的主要結構形式，利用此種設計形式建設的隧道，雙洞軸線之間的間距是相對較小的，從而導致

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

值得注意的是，利用此種方式對隧道進行設計的時候，在設計方面是比較繁瑣的，并且對于施工的要求也相當高，直接造成了施工進度相當緩慢的現象。與此同時，工期的延長也會使得臨時支護在隧道造價當中的所占比例進一步增大。在線型方面，對于平曲線和豎曲線的半徑要求也是相當高的，從而可以保證隧道內部可以得到良好的視距，有利于隧道內部汽車尾氣的排放。

二、連拱隧道設計的重點

在進行連拱隧道設計的時候，需要對幾個方面的內容進行重點設計，分別是內輪廓、結構、排水這三個方面

1、連拱隧道內輪廓

在對連拱隧道的內輪廓進行相關設計的時候，需要滿足行業規范對于內輪廓的要求，隧道內部的設備亦要滿足空間方面的需求。與此同時，還要結合當地的地質條件、圍巖類別、結構受力的特點以及工程造價等各方面的因素，來使得襯砌的結構受力能夠達到均勻以及合理的要求。在目前階段，我國的連拱隧道內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、連拱隧道結構設計

連拱隧道的結構設計包括初期支護、二次襯砌、防水排水以及中隔墻。在這幾個過程當中，中隔墻的設計對隧道圍巖的穩定性以及安全性有著直接的影響。因此中隔墻的厚度在設計的時候需要根據周圍不同的圍巖來進行確定。

3、連拱隧道的防排水設計

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

三、實例運用

1、工程概況

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

2、設計原則

在該工程的洞門設計當中，需要根據當地的地形、地質以及水文等相關條件，來對邊坡的穩定性進行充分設計，在滿足各方面的要求情況下，使得洞口設計可以達到美觀、簡約、自然的特點。

3、隧道形式以及設計特點

隧道形式：在該隧道的設計當中，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

結構設計特點：該工程的結構設計主要分為初期支護、二次襯砌、中隔墻以及防水排水設計等。在中導洞貫通之后就可以進行中墻的修建，需要使中墻的頂部和中導洞的頂部保持密切的接觸。

隧道內輪廓：復合式曲中墻的結構在視覺方面是具有良好的視覺效果的，而且內輪廓和單洞隧道內部的輪廓在本質上是沒有任何區別的，可以對臺車的效率進行有機利用，有效節約施工成本。在隧道的內輪廓選用方面，利用三心圓的方式來進行，寬度保持在11.4m左右，高度保持在7.3m左右。值得注意的是復合式曲中墻的連拱隧道兩個洞內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，從而在進出洞口和路基的連接處要設計相對較長的過渡段。

襯砌結構支護參數：在連拱隧道初期支護的設計當中，主要以系統錨桿和噴射混凝土（含鋼架）為主。二次襯砌為鋼筋混凝土結構。

在隧道建成之后的運營初期的時候，主要的承載體系為初期支護，次要的承載體系為圍巖和二襯；在外力的作用之下，初期支護和二襯的作用是相互的，可以對外界的荷載力進行共同承擔；與此同時，承載外界荷載的比例和初期支護和二襯的剛度成正比的關系。在隧道長期運營之后，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。

4、施工注意事項

在進行施工的時候，對于圍巖的擾動應該盡量減少，盡量采用弱爆破施工的方式來進行。在導洞以及左右洞的開挖過程當中，兩個拱腳處以及拱頂的變形情況要保持高度的重視，從而來確保施工的安全。在進行隧道的開挖之后，對于洞口段的二次襯砌，混凝土的強度應該在達到 70%以上的時候，才可以進行拆模，并且洞口段的實時信息應該進行及時的檢測。

結語：綜上所述，連拱公路隧道在進行平面線形和洞口位置的選擇方面的自由度是相當大的，因此在一些國內的中短隧道的設計施工當中，通常都會采取此種形式的隧道結構。值得注意的，此種結構形式的施工工藝是相當復雜的，工期較長，在設計當中需要對結構的安全性和防排水系統的合理性進行充分考慮，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定。

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1007-6344（2016）06-0087-01