高速公路隧道環(huán)保進洞新理念的設計應用

王輝

【摘 要】在山區(qū)復雜地形和地質條件下，合理選擇隧道洞口位置與進洞方式是保護環(huán)境、保證施工順利、安全運行、節(jié)約工程造價的重要條件。隧道進口洞口應注意各種安全措施，并注意隧道內的環(huán)境保護?；诖耍恼潞喴f明了隧道環(huán)保進洞設計理念含義，列舉了高速公路隧道環(huán)保進洞施工要點，最后說明了環(huán)保進洞方案的設計應用。

【關鍵詞】公路隧道；進洞方案；環(huán)境保護；新理念

在設置人工構造物時，應考慮減少隧道環(huán)境因素，隧道洞口開挖必須減少土石方的開挖，在隧道洞口施工中，應避免大型人工槽，隧道洞口應盡早進入洞口，有效解決隧道洞口病害，保護隧道自然環(huán)境，施工結束后隧道洞口要看不到較大的邊坡，才能夠認為達到了環(huán)防護爆破的預期目的。作為土木工程設計者，應從多個方面考慮隧道環(huán)境入口的設計理念。

一、隧道環(huán)保進洞設計理念含義

我國是一個有著獨特國情的發(fā)展中國家，施工項目準備時間短，進度緊湊，環(huán)保理念主要體現(xiàn)在施工過程和施工方案上采取環(huán)保措施上，這對于隧道環(huán)保隧道的設計和施工技術來說也是同樣的。如何確定隧道環(huán)保隧道的設計理念，通過以往高速公路設計與施工中許多單位的探索和實踐，認為環(huán)保隧道的設計理念是尋找合適的工程措施和交流，通過連貫的設計和施工理念來保護環(huán)境，主要體現(xiàn)在對建筑污水的有效控制、噪聲等方面，隧道洞口邊仰坡高度在可接受的區(qū)域內，在隧道開挖輪廓以外無多余的開挖甚至于零開挖，自然環(huán)境的破壞被減少到最低程度隧道開挖外沒有開挖過多，甚至沒有開挖，減少自然環(huán)境的破壞。

二、高速公路隧道環(huán)保進洞施工要點

（一）隧道平縱線形與地形的協(xié)調性

隧道主要位于山區(qū)，地形復雜多變。隧道的位置與多個因素有關：相鄰端的土石方平衡，避免了惡劣的地質條件，隧道洞內外的線型一致，自然排水方向，洞內最大縱坡限制及彎道半徑限制等。隧道平縱線形與地形的協(xié)調性主要是指隧道洞口位置最好與地形等高線正交或基本正交，在可能條件下從山坡的坡面進洞，避開從山谷進洞。隧道與地形等高線正交，則左右側進洞前路基邊坡開挖高度基本相近，進洞后隧道結構受力均衡，開挖方便；隧道在山坡，高出山腳可以避免水的危害，同時可以保持自然水系的完整。這種前提下，實施環(huán)保進洞施工比較容易達到目標。

（二）隧道洞口區(qū)域的地形坡度

隧道洞口區(qū)的地形坡度是隧道施工的一個重要考慮因素。隧道地形坡度大，則確定隧道暗洞進洞位置明確，在進洞前路基邊坡少開挖，甚至零開挖的情況下就有可能考慮隧道進洞，這種地形一般地質條件較好，邊坡穩(wěn)定性強，但需要防止突然性崩塌等自然災害。如果地形的坡度小，隧道需要穿過一個長的切割區(qū)域以具有一定厚度的覆蓋物，一般來說，其地質條件不是很好，隧道暗挖成洞困難，需要進行地表加固。對于環(huán)境保護設計，可以在路塹段修建較長的開路塹，然后填筑洞頂，恢復自然景觀，但工程造價高。

（三）隧道洞口區(qū)域的地質條件

隧道洞口區(qū)地質條件是隧道施工中需要考慮的關鍵因素。如果地質條件好，無論建設單位如何建設，都不會有大問題。在不增加工程造價的情況下，實現(xiàn)環(huán)境保護的設計理念是可能的。然而，如果地質條件較差，環(huán)境保護建設和開挖困難。在這種情況下，隧道的結構安全是建設單位需要首要考慮的，在設計中需要采取許多措施，如邊坡卸荷、注漿加固、回填，以確保隧道結構的安全。

三、環(huán)保進洞方案的設計應用

（一）明半暗進洞方式

結合地形、地質條件，在多個洞口采用半明半暗的進洞方式，圖1所示為半明半暗襯砌結構，施工工序為：第一，鋼拱架與路線方向垂直，即半明半暗進洞；第二，先開挖一半明洞，對邊、仰坡進行防護；第三，立鋼拱架（拱架與路線方向垂直），拱架一端抵住基巖，并在基巖面打設3根鎖腳錨桿（或小導管）與鋼拱架焊接牢固，拱架另一端（拱腳）落于完整基巖上；拱架之間用縱向連接筋連接；第四，澆筑護拱，在拱架內側搭設小模板，拱架外側澆注鋼筋混凝土耳墻，與鋼拱架整體澆注，形成鋼筋混凝土護拱；第五，反壓回填，當混凝土護拱達到一定強度后，在耳墻內回填碎石土，在表面做好放排水，同時加強護拱底部的臨時支撐；第六，最后進行隧道暗洞部分的開挖，開挖注意分上下臺階開挖，短進尺，弱爆破，管超前，鋼拱架及時封閉成環(huán)。

（二）接斜交進洞方式

接斜交進洞方式不修筑露空側混凝土套拱，鋼拱架采取異型斷面，適用于仰坡較陡隧道，且山體與路線交角。施工中要先對坡面進行超前預加固，開挖后第一榀鋼拱架緊貼巖面，通過10到20米過渡段，將斜向布置的異型鋼拱架逐漸調整為與路線正交的標準斷面。

（三）“零開挖”進洞方式

傳統(tǒng)的隧道進洞一般是采用拉槽的方式，在洞口范圍內，自上而下刷邊仰坡，并進行噴錨等措施防護，在保證洞口穩(wěn)定和有一定覆蓋層厚度的情況下，采取開挖上弧導方式進洞，開挖形成的邊、仰坡均較高。“零仰坡”開挖進洞方法是指根據(jù)洞口處山體的自然坡度，確定最小刷坡線或盡量不刷坡，統(tǒng)稱零開挖，利用護拱（在不開挖山坡腳土體的情況下，洞口范圍兩側開槽，在槽內施作工字鋼拱架并澆筑混凝土，作為臨時襯砌支護）創(chuàng)造進洞條件來保證安全快速進洞施工的一種方法。采用這種方法，與傳統(tǒng)方法相比，也并不是完全不刷坡，但其邊仰坡均較低，這樣縱向土壓力大大減?。煌瑫r洞口淺埋段增加了，對淺埋段的處理是此法成敗的關鍵因素之一。

在某些圍巖比較差的情況下，洞口暗挖施工費用很高，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后可采取明挖回填修筑明洞、最后恢復植被的方案，特別適于南方氣候適宜、植被恢復很快的地區(qū)。“零開挖”進洞方式在歐洲比較通用，認為挖深大一些（一般為10到15米），有利于部分垂直荷載的傳遞，地質情況也會變好一些。他們多把精力和工程措施花在洞口前邊仰坡開挖所需的支擋結構上，一般是采用帶錨索的鋼管樁擋墻或長錨桿、錨索加固邊仰坡，明洞較長，最終恢復起來同侶導的零邊坡是一致的，相當于降低了淺埋段開挖風險。

（四）內反向擴挖法

由于地形較陡或臨近公路，為降低邊仰坡開挖高度，避免對既有道路的影響，有些短隧道還采取了單端掘進，由洞內向外擴挖形成洞口；也有由于洞口場地狹小，采用小斷面進洞再反向擴挖形成洞口的進洞方式。不管是由單端掘進由洞內向外擴挖，還是先小斷面進洞，在臨近洞及出洞后均需采取相應的加固支護措施。

四、結束語

綜上所述，隧道設計人員必須具有環(huán)保進洞的設計理念，應用多種多樣的隧道環(huán)保進洞的方式，盡量較小因施工而給環(huán)境帶來的危害，為我國的可持續(xù)發(fā)展目標而不斷奮斗。

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