公路隧道設計與施工技術探究

田家生

摘要：隨著經濟的發展，我國公路建設的規模也在逐漸擴大，在制度上提出了設計與施工一體化，由此可以看出設計和施工之間有著較為密切的關系，本文主要分析了公路隧道的設計以及公路隧道的施工技術和施工方法。

關鍵詞：公路;隧道設計;施工技術

目前，隨著國民經濟的快速發展，公路修建質量已經成為整個社會關注的焦點。對此，承擔我國公路隧道修建設計主要責任監管與施工部門必須以規范化施工與設計為基本要求，通過對于地質環境、地理位置、施工技術、設計水準的優化，為我國公路隧道修建躋身國際行列奠基鋪路。本文重點就我國公路隧道施工與設計的具體方法開展了深入的研究，以期為提升我國公路隧道工程的質量提供指導。

1公路隧道設計

1.1公路隧道設計的原則

在進行公路隧道設計中，必須要嚴格按照公路隧道設計的原則進行，確保公路隧道設計與實際情況相符。公路隧道設計的原則主要表現在以下幾個方面：一是公路隧道設計必須要嚴格按照國家的設計規范和要求來進行，確保設計的科學性和規范性。二是隧道洞口需要設置洞門，洞門的結構不受外在因素的限制，可以采用臺階式、柱式或者是端墻式。無論采用哪種設計形式，隧道洞門都需要結合公路隧道工程的實際情況以及洞門所處位置的環境和地質特點。對于諸多特殊情況，諸如在車站、景區等地域修筑隧道時，具體的施工設計則必須關注洞門的實用性、觀賞性，以達到建筑與環境和諧搭配的發展需要。三是如果遇到隧道等高線與中線相交的情況時，對于隧道洞口結構的設計則需要借助斜交式，以確保隧道線路中線與端墻角度>45°。四是進行隧道內部輪廓設計時，應盡量做到規范設計，要求設計要素齊全，對應的排風、照明、通風、排水等符合要求標準。五是設計公路隧道施工圖時，必須嚴格參照具體規范標準。六是必須加強對于公路隧道的監控檢測的設計。

1.2洞門設計

公路隧道洞門的設計要充分考慮所處位置的地形和地貌，避免公路隧道洞門對周圍環境造成的破壞，從而使整體的地形遭受負面影響。同時，根據結合當地的環境還可以種植一些符合當地地質特點的植物，以此來提升洞口的美觀性。

1.3隧道通風照明設計

公路隧道的通風照明設計需要按照相關規范的要求來進行，在設計時還需要充分考慮當地的自然環境和條件，一般情況下，公路隧道的通風照明設計采用射流風機誘導式通風。采用這種方式還需要根據隧道的長度來決定是否需要設置電纜槽。

1.4隧道襯砌設計

通常情況下，隧道襯砌的主要結構基本包括兩種形式：一種是明洞襯砌、淺埋式襯砌;另一種是深埋斷復合式襯砌。就隧道襯砌結構設計的具體效果而言，對于襯砌結構方式的選擇，將直接影響隧道襯砌設計的質量與效果。因此，在具體襯砌方式選擇時，必須以當地圍巖地質的條件情況及施工的實際需求為標準，通過綜合考量，進行具體選擇。目前在隧道襯砌結構施工時，采用較多的方式是礦山法和新奧法。另外，唯有在隧道圍巖土質情況達到V級要求時，礦山法才會得到較為廣泛的使用。對于一般情況而言，基本都采用新奧法實施隧道襯砌結構施工。對于圍巖地質較差的地段，在設計時還需要將襯砌進行適當的延長，并且要在特定的位置設置相應的加強斷襯砌，以此來保證襯砌的穩定性。選擇襯砌材料時一般選用鋼筋混凝土材料。

1.5隧道排水和防水設計

在進行隧道防排水設計時需要充分考慮以下幾個方面：

一是洞內的防排水設計，為了保證洞內的積水能夠徹底排出，在進行洞內防排水設計時需要在隧道內設置一條透水管，并將透水管和墻外的縱向排水管相連接，將洞內的積水排出去，另外，每30米的位置需要設計一條橫向的引水管，將縱向排水管中的引入到側溝中，由于側溝可以將水直接排到隧道外，這種可以很好地排出洞內的積水，避免對隧道內的交通產生影響。

二是洞外的防排水設計。洞外的防排水設計需要在洞外的側溝處設置反坡排水，提升排水的效果。另外，在洞口1～2米的范圍內，設置面積適當的盲溝進行積水的攔截。

三是隧道的防排水設計。隧道的防排水設計相對復雜，設計人員在設計之前，需要首先對隧道工程場地進行勘查，確保隧道防排水設計符合實際情況。其次，還需要對地下水進行深入的分析和測量，根據地下水的情況制定最佳的防排水措施。最后，結合施工需要，在技術層面按照對應標準規定，就隧道內部水量的大小、出水的位置等各類信息開展詳盡而具體的全面性剖析，以確保邊墻、拱部不會出現滲水情況，為隧道防排水質量提供保證。

四是明洞的防排水設計。為了保證明洞的防水效果，在明洞中一般采用黏土隔水層和外貼式防水。

2公路隧道的施工技術和施工方法

2.1公路隧道施工測量技術

在公路隧道施工中需要注意以下幾個方面：首先施工人員在進行測量時，需要繪制出隧道示意圖，并且將隧道內的各個設備以及線路樁點的位置詳細描繪出來。同時，施工人員還需要在每100米的位置處，設置一個臨時的水準基點，150米處設置導線控制點，并且要對線路的中線進行準確性的核實。其次，施工測量中需要設置專門的人員來進行測量儀器的保管和維護，確保測量儀器的準確性。在測量過程中一旦出現測量儀器和標準不符，需要對測量儀器進行及時校準或更換，確保測量數據的準確性。然后，施工單位要將所測得的數據進行整理，并將所有的數據報經工程監理部門。最后，公路隧道施工在做好充分準備且得到相關部門的審批之后，才能進行相應的施工。

2.2隧道開挖技術

隧道開挖技術需要注意以下兩個方面：一是控制隧道進尺和開挖方法。隧道洞口通常情況下都是采用正臺階法的開挖方式。這種開挖方式在施工中應按照以下步驟來進行，施工要先從上半部分開始，并且上部臺階的長度要保持在5米以上，同時還需要做好防護工作，上部施工完成之后，在進行鉆孔，鉆孔時一般要使用風鉆，下部鉆眼的開挖需要利用鉆孔臺架風鉆，且保證兩者的循環進尺在1米的范圍內。如果在施工中遇到Ⅲ級圍巖，就需要使用全面段的開挖方法，并且在鉆孔時需要使用液壓鑿巖臺車，且循環進尺要保持在3米以內的范圍。二是施工爆破。施工爆破也是隧道開挖中非常重要的一個階段，施工爆破的方法需要根據實際情況來進行選擇，并且每個鉆孔區需要安排專門的人員負責，同時需要安裝爆破裝藥。隧道爆破是一項技術性非常高的技術，對爆破人員的技術水平要求是非常高的，在這種情況下，需要安排專業性強的人員來進行爆破工作，在爆破時要確保有足夠的炸藥和雷管。在進行炸藥裝填之前，需要先將炮孔內清理干凈，盡量避免對其他物體造成的嚴重影響。

2.3隧道襯砌技術

在公路隧道襯砌中，普遍以樣式構架簡單、接縫嚴密的金屬大模板作為輔助，同時結合隧道襯砌設計的實際需求，制作符合要求標準的定檔頭板。在施工過程中，需要對拱墻兩側進行灌注，并且要保證兩側的高度差控制在1米的范圍內。如果隧道圍巖達到了V級的要求，還需要考慮進行防震。全斷面隧道襯砌的方式可以使用鋼筋混凝土，而其他位置則開使用素混凝土。另外，鋼筋的安裝和使用還需要注意以下幾個方面：一是鋼筋混凝土的用量和配比都能夠達到施工的標準和要求。二是對于隧道中的積水或雜質，在安裝之前一定要清理干凈，不能將混凝土導入積水坑中。三是對襯砌要進行相應的養護工作，保證襯砌的質量，一般情況下養護工作需要兩周的時間。

2.4隧道防排水技術

隧道防排水技術分為洞內施工排水和隧道防排水。洞內施工排水是在洞內設置相應的集水坑，然后將水統一匯入到集水坑中，最后利用泥漿泵將集水坑中的水統一排到洞外。隧道防排水中能夠使用的防排水方案較多，在防排水中要注意將“防、排、堵、截”相結合。在進行防水板安裝時，需要先設置相關的軟式透水管盲溝，利用盲溝來排出積水。選擇防水板時要重點關注防水板的質量，禁止將質量不達標、存在一定問題的防水板，帶入到施工場地中。對于防水板需要在邊緣10厘米處設置記號，在邊墻、拱部分斷都需要設置相應的防水板。完成防水板的鋪設工作之后，將防水板的中線和隧道中線進行重合，并且在防水板邊緣5厘米處進行錨定。最后做好防水板的黏接，對于黏縫沒有達到質量要求，要及時進行修補。

3結語

隨著經濟的發展，公路隧道規模在不斷擴大，各種新技術和新材料層出不窮，但是公路隧道設計和施工并沒有實現同步發展，因此，需要進一步解決公路隧道設計和施工中存在的問題，并及時進行相應的改善，進而提升公路隧道的質量。