隧道設(shè)計(jì)中存在的問題及其對(duì)策

劉春峰

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013)

1 隧道設(shè)計(jì)問題及設(shè)計(jì)要求

1.1 隧道設(shè)計(jì)主要問題

(1)缺乏對(duì)施工工藝及水平的了解

由于隧道設(shè)計(jì)所涉及到的內(nèi)容比較多，這就要求在設(shè)計(jì)當(dāng)中相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)施工的工藝以及水平有詳細(xì)全面的了解，這樣才能有助于結(jié)合實(shí)際現(xiàn)狀來進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。但從實(shí)際的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀能發(fā)現(xiàn)，有的設(shè)計(jì)工作人員對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖以及通用圖的依賴性比較大，而沒有對(duì)施工工藝和水平充分詳細(xì)的了解，這就使得設(shè)計(jì)方案和實(shí)際的操作施工之間存在不契合之處，可操作性不強(qiáng)，以及安全性和經(jīng)濟(jì)性也受到了影響，阻礙整個(gè)工程的推進(jìn)。

(2)設(shè)計(jì)和勘察沒有緊密的結(jié)合

保障隧道設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)工作和勘察工作緊密結(jié)合。由于隧道勘察設(shè)計(jì)通常是整體招標(biāo)，而鐘表單位把勘察任務(wù)分包以及本單位專業(yè)勘察人勘察的過程中，沒有和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行加強(qiáng)溝通，所以會(huì)在認(rèn)識(shí)層面存在偏差，設(shè)計(jì)工作人員對(duì)實(shí)際工程的了解認(rèn)識(shí)不足，沒有和勘察的相關(guān)數(shù)據(jù)緊密的聯(lián)系起來，造成了設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量不高。

(3)設(shè)計(jì)規(guī)范和具體操作不相符

隧道設(shè)計(jì)中規(guī)范和操作不符的問題現(xiàn)象比較常見，如在設(shè)計(jì)規(guī)范要求是隧道位需要選擇穩(wěn)定地層，避免穿越工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)復(fù)雜的抵制地段。而具體的設(shè)計(jì)當(dāng)中，隧道洞口位置常常服從整體線路平縱橫向定位，對(duì)洞口位置地形以及地質(zhì)條件設(shè)計(jì)施工影響沒有充分的考慮，采用提高支護(hù)等級(jí)的方式達(dá)到結(jié)構(gòu)受力平衡。這樣的問題出現(xiàn)就會(huì)增加技術(shù)難度以及風(fēng)險(xiǎn)和成本。

1.2 隧道設(shè)計(jì)遵循的要求

隧道設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制，需要按照相應(yīng)的要求落實(shí)，從不同的角度進(jìn)行考慮優(yōu)化，促進(jìn)隧道設(shè)計(jì)工作的有效開展。要注重：(1)隧道洞口設(shè)置洞門，結(jié)構(gòu)可是柱式或端墻式，或臺(tái)階式。洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合隧道施工特征，以及要參考相應(yīng)地理?xiàng)l件，這樣才能保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量。(2)隧道設(shè)計(jì)要充分注重依照國家對(duì)隧道的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，從整體上提升設(shè)計(jì)規(guī)范水平。(3)隧道洞門依照地質(zhì)條件以及施工的特征，和洞門周邊建筑物以及隧道所在地科學(xué)化設(shè)計(jì)。如果隧道是在風(fēng)景區(qū)以及車站附近等，設(shè)計(jì)時(shí)候就要從美觀度的角度進(jìn)行考慮，并要能和環(huán)保協(xié)調(diào)。(4)隧道中線和洞口等高線相交，洞口結(jié)構(gòu)運(yùn)用斜交式，中線和端墻交角要大于45°。

2 隧道設(shè)計(jì)要點(diǎn)和具體設(shè)計(jì)

2.1 隧道設(shè)計(jì)要點(diǎn)把握

隧道的設(shè)計(jì)過程中要注重從設(shè)計(jì)的要點(diǎn)方面加強(qiáng)重視，隧道設(shè)計(jì)要保障合理以及耐久，這是比較基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。隧道設(shè)計(jì)需要有完整勘測(cè)以及調(diào)查資料等，并要在設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)水文以及地形和地震等諸多層面因素詳細(xì)分析，保障隧道設(shè)計(jì)的安全實(shí)用以及經(jīng)濟(jì)合理。

設(shè)計(jì)中對(duì)隧道合理以及耐久性充分重視，由于設(shè)計(jì)手法不同，預(yù)設(shè)計(jì)是在過去工程實(shí)例經(jīng)驗(yàn)的方法應(yīng)用下開展，主觀上力圖達(dá)到合理設(shè)計(jì)，而在斷面形狀以及支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)方面是不是和所在地層相適應(yīng)，以及穩(wěn)定性等方面的情況難以量化把握。隧道的形狀以及支護(hù)結(jié)構(gòu)建成后就難以再度的改編，所以設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要對(duì)隧道合理性以及耐久性充分重視。

對(duì)于復(fù)雜地形以及氣象等條件，就要勘察地質(zhì)以及測(cè)量路線和沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)交通調(diào)查，對(duì)各個(gè)方案的優(yōu)劣進(jìn)行比較。如采用低線方案，行駛條件最好，發(fā)揮作用也比較高，占地少，能夠保護(hù)自然環(huán)境，但是隧道比較場(chǎng)，造價(jià)就比較高，運(yùn)行的費(fèi)用也會(huì)大大提高。通過高線方案就會(huì)與之相反，而功能作用也相對(duì)比較差。所以設(shè)計(jì)方案的選擇就要能綜合性的考量。除此之外，還要注重做好地質(zhì)勘察的工作，和具體狀況緊密結(jié)合起來，分析本區(qū)地勢(shì)以及地形的起伏變化等。收集完善的地表勘察所需要提供的資料，確定物探位置以及和設(shè)計(jì)要求相契合。

2.2 隧道的具體設(shè)計(jì)

(1)隧道線形設(shè)計(jì)

隧道的設(shè)計(jì)中在線形設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這就需要以便捷和減少繞道為基礎(chǔ)，線位以及地形和地勢(shì)要相適應(yīng)，最大程度避免山區(qū)環(huán)境高填深挖的大規(guī)模破壞發(fā)生。隧道在選址的過程中，需要和路線總走向相契合，隧道的布設(shè)要能對(duì)洞口位置選擇相結(jié)合，洞口內(nèi)外線形加強(qiáng)重視。我國在隧道平面線形通常是直線為主，這對(duì)隧道通風(fēng)以及整體施工較為方便，而如果是山區(qū)的隧道就會(huì)受到地形地質(zhì)條件等諸多因素的影響，隧道內(nèi)或者是進(jìn)出口需要設(shè)置平曲線，設(shè)置的時(shí)候盡量設(shè)置大半徑曲線，小半徑曲線會(huì)有比較大的超高橫坡，影響隧道同斷面施工。

(2)隧道洞口設(shè)計(jì)

隧道洞口的設(shè)計(jì)是比較重要的部分，在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中就要和隧道自身特征緊密結(jié)合起來，以及和路基、進(jìn)出口地形地貌、水文條件等諸多的要素相結(jié)合。通過對(duì)隧道進(jìn)出口綜合排水狀況的考慮基礎(chǔ)上，減少洞口開挖，以及對(duì)施工開挖邊仰坡穩(wěn)定性加強(qiáng)重視，要按照“早進(jìn)晚出”要求確定隧道進(jìn)口位置。對(duì)于洞門型選擇應(yīng)保持結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，和洞口地形地貌能相協(xié)調(diào)，和隧道進(jìn)出口處的地形地形以及地質(zhì)狀況相聯(lián)系，選擇適應(yīng)的洞門形式。選定隧道洞口位置，要最大化保持山體自然狀態(tài)，減少擾動(dòng)山體，避免洞口有高邊坡以及仰坡，保障行車安全和環(huán)境協(xié)調(diào)性。進(jìn)出洞口需要設(shè)置明洞，開挖后邊仰坡通過錨桿以及噴射混凝土等進(jìn)行防護(hù)。洞口中線的設(shè)計(jì)中要和地形等高線為垂直的狀態(tài)，不穩(wěn)定巖層開挖后容易造成坍塌以及滑動(dòng)等，所以要提早進(jìn)洞，隧道比來堆積層有困難的時(shí)候，不能采用清方的方式縮短洞口，要維護(hù)山體穩(wěn)定以及洞口施工安全，運(yùn)用接長(zhǎng)明洞以及洞口大管棚和洞口地表注漿加固方式來應(yīng)對(duì)，從這些基礎(chǔ)層面得以重視，保障洞門設(shè)計(jì)的質(zhì)量，才能為后續(xù)的施工打下基礎(chǔ)。

(3)隧道防排水設(shè)計(jì)

隧道設(shè)計(jì)涉及到的內(nèi)容比較多，要保障每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都要能控制好質(zhì)量，其中在對(duì)防排水設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是比較重要的。防排水設(shè)計(jì)就要按照防排截堵相結(jié)合的方式，能夠因地制宜綜合治理的落實(shí)，保障隧道建成后能達(dá)到洞內(nèi)干燥要求，結(jié)構(gòu)以及設(shè)備正常使用。防排水設(shè)計(jì)當(dāng)中，襯砌防水是比較重要的，初期支護(hù)以及二次襯砌間需要進(jìn)行敷設(shè)防水卷材以及土工布，為首道防水措施，通常襯砌段鋪設(shè)的范圍是拱部和邊墻。二次襯砌使用防滲等級(jí)防水混凝土為第二道防水措施。隧道環(huán)向施工縫使用中埋式止水帶進(jìn)行止水以及背貼式的止水帶，地下水量比較豐富的地段運(yùn)用全封閉或者是采用半封閉的襯砌結(jié)構(gòu)，也就是在結(jié)構(gòu)外側(cè)采用周邊注漿的方式降低靜水壓力，而后于隧道初期支護(hù)以及二次襯砌間全斷面設(shè)置防水卷材和土工布，控制速調(diào)周邊地下水肌肉怒隧道無限制排泄，最大化的降低隧道施工對(duì)山體水文環(huán)境所產(chǎn)生的不利影響，以及最大程度的減少隧道中心溝排水的壓力。

3 結(jié) 語

綜上言之，隧道的設(shè)計(jì)中涉及到的環(huán)節(jié)比較多，由于設(shè)計(jì)的情況多樣，需要和實(shí)際工程的現(xiàn)狀相結(jié)合，所以這就要能在設(shè)計(jì)過程中綜合性的考慮，保障隧道設(shè)計(jì)的規(guī)范，提高設(shè)計(jì)的安全。通過上文對(duì)隧道設(shè)計(jì)的理論，能夠進(jìn)一步豐富相關(guān)設(shè)計(jì)理論，為實(shí)際的設(shè)計(jì)工作開展起到促進(jìn)作用。