公路隧道設計階段的問題與對策研究

古浩

摘 要：設計工作在公路隧道工程中具有重要地位，其能夠對公路隧道施工效率及質量等產生直接影響。因此為加強公路隧道施工質量及促進我國公路隧道建設發展，本文通過分析相關資料及實際調查，對公路隧道設計階段中存在的問題及對策進行深入研究，以期可以為公路隧道設計人員開展工作提供可靠依據。

關鍵詞：公路隧道設計階段;問題;對策

引言：在公路隧道建設重要性不斷提升的背景下，其設計工作逐漸受到社會的關注。因此為加強公路隧道設計科學性，相關人員必須對設計階段給予高度重視，充分明確其存在的問題，并及時采取針對性處理措施，以此達到加強公路隧道設計質量的目的，該點對我國公路事業實現高質量發展具有重要意義。

1.公路隧道設計階段的問題

從現實角度出發，可發現目前我國部分公路隧道設計階段中存在許多問題，該點對公路隧道建設質量及效率等方面具有直接影響。針對公路隧道設計問題而言，其主要包括以下幾個方面：

1.1.圖紙設計問題

圖紙設計是公路隧道設計階段重要組成部分，其與設計工作整體質量具有密切聯系[1]。因此公路隧道施工單位必須對其給予高度重視。目前公路隧道勘察與圖紙設計工作分別由不同單位負責，該種工作模式對勘察單位與設計單位之間的協同性具有極高的要求，但通過實際調查可以發現，勘察單位與設計單位在協同工作的過程中，普遍存在以下問題：首先，正式進行圖紙設計工作時，部分設計人員不僅未積極與勘察人員進行溝通，而且責任意識欠佳。因此在公路隧道圖紙設計過程中，設計人員極有可能在未對勘察資料進行深入研究的情況下，盲目開展設計工作。以此為基礎，公路隧道圖紙合理性與可行性將顯著下滑，并對后續施工產生嚴重影響。其次，部分設計單位未積極與施工單位進行溝通，致使設計人員對施工能力及技術手段缺少了解，從而導致公路隧道施工圖紙標準較高，不具備可操作性。在此基礎上，設計人員必須對施工圖紙進行重新設計。該點不僅對施工進度具有嚴重影響，而且還會損害工程經濟效益。因此在實際設計工作中，設計單位必須對該方面問題給予高度重視。

1.2.地下水因素

在公路隧道實際施工過程中，極有可能與地下水發生接觸。因此在實際設計過程中，必須對地下水問題進行深入研究，充分明確其可能對施工產生的影響，并根據實際情況對圖紙進行科學設計，從而實現為公路隧道施工順利進行及質量提供保障。但本文通過實際調查后發現，目前多數公路隧道工程設計單位對施工圖紙進行設計的過程中，未對地下水因素形成正確認知，致使施工圖紙可行性及全面性顯著下滑，從而對公路隧道施工進度及科學性產生嚴重影響，并造成嚴重公路隧道病害。該點對保障工程基本效益極為不利。

2.公路隧道設計原則

為加強公路隧道設計合理性與可靠性，設計人員在實際工作過程中，必須嚴格遵循設計原則，從而實現為公路隧道順利進行及建設質量提供保障[2]。針對設計原則而言，其主要包括以下幾點內容：①必須對我國公路隧道設計規范及要求進行明確，并嚴格依照規范及要求開展公路隧道設計工作，以此達到加強設計規范性及合理性的目的;②首先，設計人員應根據實際情況，采取柱式或端墻式設計形式對隧道洞口進行設計。其次，在洞口設計過程中，設計人員必須充分結合公路隧道工程實際情況，并對洞口所處位置的環境及地址特點進行深入分析，從而實現為洞口設計合理性提供保障。最后，若公路隧道施工地點較為特殊，例如景區以及車站等，設計人員必須嚴格遵循觀賞性及實用性原則，以此加強洞口觀賞價值與實用性，該點對顯著提高公路隧道與周圍環境和諧性具有重要意義;③在公路隧道施工過程中，若出現隧道等高線與中線相交的現象，設計人員可選擇將隧道洞口結構設計為斜交式，從而實現為公路隧道洞口實用性提供保障;④在隧道內部輪廓實際設計過程中，設計人員應盡可能進行規范化設計，確保設計要素具備完整性且隧道內排風以及通風等系統符合相關標準[3]。在此基礎上，公路隧道施工質量將明顯加強;⑤對公路隧道施工圖紙進行設計時，必須嚴格依照相關規范標準，以此避免施工圖紙與設計規范不符，從而對公路隧道施工進度與質量產生影響;⑥必須對公路隧道監控檢測形成正確認知，并對其進行設計，從而實現為施工合理性提供保障。

3.公路隧道設計對策

針對上述問題，本文通過結合設計原則及分析相關資料，對公路隧道設計對策進行總結，其具體內容如下：

3.1.明確設計特點

通過對公路隧道設計階段進行深入研究，可發現該項工作具有多樣性特點，其具體內容如下：針對地面結構工程而言，其能夠在平地進行施工作業，并在工程結構形成后，通過結構達到承受荷載的目的;針對公路隧道工程而言，由于其多是在巖土體中進行施工作業，故而必須承受巖土體荷載，并在施工作業結束后形成隧道工程結構。由于巖土體圍巖級別、斷層厚度、地下水實際情況以及圍巖風化程度等存在明顯差異，故而在實際施工過程中，工程荷載極有可能發生變化，并對后續施工產生影響。因此為避免該種現象發生，應適當參考以下幾項措施：首先，設計人員在實際施工過程中必須對各方面因素進行深入分析，綜合考慮施工中可能出現的質量問題，并以此為基礎對公路隧道進行計算與設計。該點對保障公路隧道施工質量具有重要意義。其次，為全面提高公路隧道設計合理性與可靠性，設計單位必須加強設計人員培訓力度，促使其具備良好的責任意識及專業能力水平[4]。針對設計人員而言，其必須形成良好的自主意識，并積極對國內外公路隧道先進設計方法及理念進行學習，例如MUIR WOOD設計方法以及CURTIS設計方法等。最后，目前大數據以及人工智能技術手段已趨向于成熟，故而設計人員必須與時俱進，積極對該項技術手段進行利用，從而實現詳細分析及研究勘察資料，并為公路隧道設計可靠性及合理性提供保障。

3.2.應用型軟件

在現代科技技術水平不斷提升的背景下，各類應用型軟件已逐漸進入公眾視野。通過對該種軟件進行科學利用，不僅公路隧道設計效率將顯著提升，而且設計人員將實現及時明確公路隧道設計中存在的問題，并采取相應措施[5]。針對應用型軟件而言，其具有極強的多樣性，目前在公路隧道設計中應用率相對較高的軟件主要有以下幾種：

對上述軟件進行應用前，設計人員必須對公路隧道設計要求進行充分明確，以此達到最大化應用型軟件功能性的目的。

3.3.新奧法及隧道襯砌設計

針對公路隧道設計工作而言，經常出現施工圖紙與實際施工情況嚴重不符的現象，從而導致公路隧道施工無法順利進行。因此為有效解決該點問題，設計人員必須對新奧法給予高度重視，并積極對其進行利用，從而實現為公路隧道設計與施工提供保障。針對新奧法而言，其與巖體力學具有密切聯系，在應用該種方法進行施工時，應適當參考以下幾項措施：首先，應盡可能采取光面爆破以及預裂爆破法，并采用大斷面開挖法進行作業，以此達到避免開挖作業對圍巖產生干擾的目的。其次，工作人員必須充分掌握圍巖特征，并以此對支護類型進行選擇，從而實現構建以圍巖、噴射混凝土以及錨桿為基礎的承載結構。目前，應用率相對較高的支護類型主要有錨桿以及噴射混凝土等。在此基礎上，不僅圍巖變形及松弛現象將得到控制，而且承載結構將共同承載巖土體荷載，以此為后續施工奠定良好基礎。最后，在實際施工過程中，必須對圍巖與支護進行實時監測，詳細記錄其力學動態及變化信息，并及時將信息數據反饋至設計單位，從而實現為公路隧道工程施工及設計提供可靠依據。

此外，在采用新奧法的過程中，工作人員必須對圍巖實際情況進行明確，并以此對開挖斷面方法進行選擇[6]。若經過分析后發現圍巖屬于Ⅳ、Ⅴ類，應采取分部開挖法進行施工。針對全斷面法而言，其主要指對設計斷面進行一次性開挖成型，并在該項工作結束后進行修筑襯砌作業。在實際開挖過程中，首先工作人員必須對移動式鉆孔臺車進行利用，并沿全斷面進行一次性鉆孔作業。在該項工作結束后，應及時開展裝藥連線工作，并根據工程實際情況進行起爆作業。其次，在一次性爆破成型后，應立即對石渣與土渣進行清除，并將鉆孔臺車推進至開挖面進行后續作業。通過實際調查可以發現，采取該種開挖方法對提高施工效率具有重要意義。此外，為避免對爆破質量及人員身心健康構成威脅，對全斷面法進行使用時，必須對工作面進行全面檢測，確保其空氣含量充足;若經過分析后發現圍巖屬于Ⅱ、Ⅲ類，應采取全斷面法進行施工。在采用該種開挖方法的過程中，施工人員應對以下幾種方法給予高度重視：臺階分布開挖法、單側壁以及雙側壁導坑法。從現實角度出發，可發現采取該種分部開挖法不僅能夠減少坑道跨度及加強圍巖穩定性，而且還能幫助施工人員明確地質情況。

針對隧道襯砌設計而言，其主要包括以下兩種形式：淺埋式襯砌以及深埋段復合式襯砌，在隧道襯砌設計工作中，襯砌結構方式與其設計質量具有直接關系，因此設計人員必須對襯砌方式進行謹慎選擇[7]。在實際選擇過程中，應充分明確圍巖地質條件情況及施工實際要求，并通過對其進行綜合考量，以此達到選擇科學襯砌方式的目的。

結束語：

綜上所述，設計工作與公路隧道施工質量具有密切聯系。因此相關人員必須對公路隧道設計階段給予高度重視，充分明確其存在的問題，并積極采取針對性措施，從而達到加強設計質量的目的。基于此，公路隧道建設質量將得到保障。

參考文獻：

[1]岳林博.公路隧道設計階段的問題與對策研究[J].工程建設與設計，2020，33（23）：89-91.

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[6]楊新武，何山青.研究公路隧道設計施工的問題及對策[J].交通世界，2017，47（Z1）：82-83.

[7]袁玉林.淺談公路隧道設計中存在的問題及其對策[J].低碳世界，2018，26（09）：275-276.