公路隧道工程生態型洞門設計分析

彭小慶

(山西省交通建設工程質量檢測中心(有限公司)，山西 太原 030006)

1 公路隧道洞口景觀設計基本原則

以公路隧道洞口為例，在景觀設計過程中應貫徹下述幾點原則：(1)協調性與自然性基本原則，隧道洞口景觀設計應消除人工化痕跡，高度重視與現場地形、生態自然景觀以及綠色植被等的協調性，充分表現出洞口景觀的自然性，實現隧道洞口生態環境的保護；(2)簡潔、隱蔽性基本原則，隧道洞口設計應保證簡單，不要追求宏大、醒目，要對隧道洞口進行淡化處理，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，為車輛駕駛人員創造良好的視覺條件，保證車輛安全進入隧道。

2 公路隧道生態型墻式洞門設計

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，其中設置的隧道數量是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。

公路隧道工程現場地質條件比較復雜，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，而緩坡段與坡腳區域大多是崩坡塊石(其最大厚度達到了12 m)，坡表面沒有出現裂縫以及變形問題，所以斜坡具備良好的穩定性能。此外，隧道軸線與巖層的走向大體上處于垂直狀態，且與地形等高線相交，也沒有偏壓作用，隧道的進口巖層朝向洞外。洞口區域還存在一些崩坡塊石，呈現為散體結構。

2.2 洞口設計

公路隧道洞口設計嚴格落實“早進洞與晚出洞”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。基于此，在公路隧道洞門設計時實施了優化與創新，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，增強墻面的穩定性，從而保證洞門結構以及山體不會出現崩塌；(2)各級端墻臺階區域都要建立一組腐殖土回填式種植槽，以實現各類植物的種植，并在洞門端墻的外墻面實施立體式綠化，促進洞門和現場生態環境之間的協調。

此公路隧道工程生態型洞門設計方案不僅能夠優化洞口景觀，在一定程度上控制經過隧道洞口因光線變化而引發的“黑洞效應”與“白洞效應”，保證公路隧道行車，也具有生態環保性，有利于保護隧道洞口周邊的自然環境。

3 生態型墻式洞門施工要點

3.1 施工要點

(1)科學編制隧道洞口施工計劃與進度，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，應該保護好仰坡、截水溝中的綠化植被。

(4)洞口邊坡與仰坡需要嚴格按照由上至下的順序進行開挖與支護，同時對邊坡與仰坡進行加固處理，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重影響洞口邊坡的安全性、穩定性。與此同時，最大程度上保護山體原貌，維護好自然生態環境。以公路隧道工程規定要求為準，嚴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構的牢固性。當施工結束之后，盡量恢復原始地形，消除人工開挖痕跡，重視隱藏防護結構施工。

(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，主要優勢如下：基于安全視角分析，能夠保護隧道正面山體的安全性；基于環保視角分析，保護了地形原貌，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，而環向間隔距離是50 cm)。

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

(9)洞門墻基底應保證無廢渣、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。此外，針對洞門墻基礎的超挖部分需要選擇同級別的混凝土和基礎進行同步澆筑。

(10)嚴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。當洞門墻的混凝土強度符合設計基本規定要求之后，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全線竣工。其中隧道洞口施工效果與設計意圖基本一致，有效控制了隧道洞口山體擾動問題，并在很大程度上保護了工程現場自然生態環境，對原有生態地貌造成的破壞較小，基本達成了“零開挖”進洞目的。

但此公路隧道工程生態型洞口施工時也出現了一些問題，方案設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墻連接左洞、右洞洞門方法，從而造成側墻區不具備綠化條件，且人工痕跡比較嚴重。

4 總 結

以公路隧道工程為例，優化與創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勢，也保護了工程現場自然生態環境，值得推廣應用。