公路隧道工程生態(tài)型洞門設(shè)計分析

彭小慶

(山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心(有限公司)，山西 太原 030006)

1 公路隧道洞口景觀設(shè)計基本原則

以公路隧道洞口為例，在景觀設(shè)計過程中應(yīng)貫徹下述幾點原則：(1)協(xié)調(diào)性與自然性基本原則，隧道洞口景觀設(shè)計應(yīng)消除人工化痕跡，高度重視與現(xiàn)場地形、生態(tài)自然景觀以及綠色植被等的協(xié)調(diào)性，充分表現(xiàn)出洞口景觀的自然性，實現(xiàn)隧道洞口生態(tài)環(huán)境的保護(hù)；(2)簡潔、隱蔽性基本原則，隧道洞口設(shè)計應(yīng)保證簡單，不要追求宏大、醒目，要對隧道洞口進(jìn)行淡化處理，讓車輛自然而然地通過隧道；(3)洞口低亮度基本原則，通過降低公路隧道洞口的亮度，為車輛駕駛?cè)藛T創(chuàng)造良好的視覺條件，保證車輛安全進(jìn)入隧道。

2 公路隧道生態(tài)型墻式洞門設(shè)計

2.1 項目背景

此公路工程項目的全線長度是55.28 km，起訖樁號是K33+200～K61+800，其中設(shè)置的隧道數(shù)量是10座，隧線比接近于42%。以該公路工程項目中的一座短隧道為例，隧道的左洞長度是248 m，右洞長度是212 m，最大埋深是86 m。

公路隧道工程現(xiàn)場地質(zhì)條件比較復(fù)雜，隧道洞口處于山梁斜坡之上，坡度接近于36°，同時陡坡段存在的裸露基巖面積較大，而緩坡段與坡腳區(qū)域大多是崩坡塊石(其最大厚度達(dá)到了12 m)，坡表面沒有出現(xiàn)裂縫以及變形問題，所以斜坡具備良好的穩(wěn)定性能。此外，隧道軸線與巖層的走向大體上處于垂直狀態(tài)，且與地形等高線相交，也沒有偏壓作用，隧道的進(jìn)口巖層朝向洞外。洞口區(qū)域還存在一些崩坡塊石，呈現(xiàn)為散體結(jié)構(gòu)。

2.2 洞口設(shè)計

公路隧道洞口設(shè)計嚴(yán)格落實“早進(jìn)洞與晚出洞”的基本原則，有效控制了邊坡與仰坡開挖高度。

從常規(guī)墻式洞門方面分析，洞門外墻面是傾斜平面(坡度處于1∶0.05～1∶0.25之間)，選用的材料基本是漿砌片石或是混凝土，不具備綠化條件?；诖耍诠匪淼蓝撮T設(shè)計時實施了優(yōu)化與創(chuàng)新，具體如下：(1)端墻順著隧道縱向建立成臺階狀，以減小墻面的坡度，增強(qiáng)墻面的穩(wěn)定性，從而保證洞門結(jié)構(gòu)以及山體不會出現(xiàn)崩塌；(2)各級端墻臺階區(qū)域都要建立一組腐殖土回填式種植槽，以實現(xiàn)各類植物的種植，并在洞門端墻的外墻面實施立體式綠化，促進(jìn)洞門和現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)。

此公路隧道工程生態(tài)型洞門設(shè)計方案不僅能夠優(yōu)化洞口景觀，在一定程度上控制經(jīng)過隧道洞口因光線變化而引發(fā)的“黑洞效應(yīng)”與“白洞效應(yīng)”，保證公路隧道行車，也具有生態(tài)環(huán)保性，有利于保護(hù)隧道洞口周邊的自然環(huán)境。

3 生態(tài)型墻式洞門施工要點

3.1 施工要點

(1)科學(xué)編制隧道洞口施工計劃與進(jìn)度，盡可能地避開雨季、冬季。

(2)全面清理邊坡與仰坡中的碎石以及表土等雜物，尤其是危石必須保證清除干凈。

(3)選擇在隧道洞外邊坡、仰坡的坡頂開挖線5 m之外建立截水溝，同時提高排水的有效性與通暢性。此外，應(yīng)該保護(hù)好仰坡、截水溝中的綠化植被。

(4)洞口邊坡與仰坡需要嚴(yán)格按照由上至下的順序進(jìn)行開挖與支護(hù)，同時對邊坡與仰坡進(jìn)行加固處理，做好排水工程施工。

(5)隧道洞口仰坡施工必須認(rèn)真落實“零開挖”的核心理念，將“不擾動”、“少擾動”山體作為根本性條件，以免隧道洞口開挖而嚴(yán)重影響洞口邊坡的安全性、穩(wěn)定性。與此同時，最大程度上保護(hù)山體原貌，維護(hù)好自然生態(tài)環(huán)境。以公路隧道工程規(guī)定要求為準(zhǔn)，嚴(yán)格把控洞口仰坡的開挖施工高度，從而切實保證隧道山體結(jié)構(gòu)的牢固性。當(dāng)施工結(jié)束之后，盡量恢復(fù)原始地形，消除人工開挖痕跡，重視隱藏防護(hù)結(jié)構(gòu)施工。

(6)針對分離式隧道或者是小凈距隧道而言，需要保留左洞與右洞間仰坡坡腳，主要優(yōu)勢如下：基于安全視角分析，能夠保護(hù)隧道正面山體的安全性；基于環(huán)保視角分析，保護(hù)了地形原貌，能夠降低空氣污染。

(7)明洞襯砌與洞門墻間需要建立具備良好抗震性能的連接筋(其直徑是22 mm，長度是80 cm，而環(huán)向間隔距離是50 cm)。

(8)保證洞門墻測量放樣的精準(zhǔn)性，墻面測量放樣的平順性。在進(jìn)行混凝土澆筑過程中嚴(yán)格控制漏漿等問題。必須保證洞門墻中泄水孔、變形縫以及反濾層達(dá)標(biāo)。

(9)洞門墻基底應(yīng)保證無廢渣、積水以及雜物等，基層的承載力必須≥0.3 MPa，不然就需要加固處治基礎(chǔ)。此外，針對洞門墻基礎(chǔ)的超挖部分需要選擇同級別的混凝土和基礎(chǔ)進(jìn)行同步澆筑。

(10)嚴(yán)格按照對稱性原則實施洞門墻澆筑和回填施工，以免對襯砌造成偏壓作用。當(dāng)洞門墻的混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計基本規(guī)定要求之后，需要及時地完成邊坡與仰坡超挖部分回填施工，盡可能地將地形坡面恢復(fù)原貌。

3.2 隧道洞口施工效果

2018年10月，此公路隧道工程項目已經(jīng)全線竣工。其中隧道洞口施工效果與設(shè)計意圖基本一致，有效控制了隧道洞口山體擾動問題，并在很大程度上保護(hù)了工程現(xiàn)場自然生態(tài)環(huán)境，對原有生態(tài)地貌造成的破壞較小，基本達(dá)成了“零開挖”進(jìn)洞目的。

但此公路隧道工程生態(tài)型洞口施工時也出現(xiàn)了一些問題，方案設(shè)計中左洞與右洞邊坡率皆是1∶1，而實際施工中選擇的是側(cè)墻連接左洞、右洞洞門方法，從而造成側(cè)墻區(qū)不具備綠化條件，且人工痕跡比較嚴(yán)重。

4 總 結(jié)

以公路隧道工程為例，優(yōu)化與創(chuàng)新了公路隧道墻式洞門方案，并提出了外墻面立體綠化生態(tài)型墻式洞門。實踐表明，此洞門不僅具備了墻式洞門與明洞式洞門優(yōu)勢，也保護(hù)了工程現(xiàn)場自然生態(tài)環(huán)境，值得推廣應(yīng)用。