山区高速公路隧道设计关键技术.pdf

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1、轨道交通与地下工程山区高速公路隧道设计关键技术宋艳彬（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京100082）摘要：在北京市兴延路高速公路工程方案设计的基础上，对山区公路隧道设计进行分析研究，认为高速公路隧道设计应在支护设计、衬砌设计、防排水设计等常规设计的基础上，重点考虑隧道线形问题、桥隧相接问题、与路桥主要专业间的衔接问题；同时依据山区的自然特征，需重点考虑不良地质条件下的隧道设计、特长隧道的通风设计等问题；针对近期国内隧道运营中出现的重大交通事故，需重点考虑隧道防灾与救援措施设计。笔者尝试从工程整体高度，以不同角度诠释了公路隧道设计的几个关键技

2、术。关键词：山区；高速公路；隧道；设计；关键技术中图分类号：U452.22文献标志码：B文章编号：1009-7767（2015）02-0085-05KeyTechnologyofFreewayTunnelDesignforMountainAreasSongYanbin随着北京区域经济的快速发展及首都居民车辆拥有量的快速攀升，城区与周边郊区县间的现有连接道路普遍拥堵严重，需要修建新的交通出行通道，以加强远郊区县与中心区的联系，为郊区县的经济快速发展提供更好的基础保障。北京郊区县特别是西部地区多为山岭地貌，与平原区高速公路项目建设相比，山区高速公路建设

3、具有：工程建设制约因素多、桥隧比重大、水文地质条件复杂、技术复杂、造价高、工期长、后期养护困难等特点。笔者结合北京市兴延路道路工程的前期研究成果，在公路隧道支护设计、结构设计、防排水设计、附属设计等常规设计的基础上，着重考虑了山区高速公路隧道的线形设计、桥隧相接设计、不良地质条件下的隧道设计、特长隧道通风设计、隧道防灾疏散与救援管理等内容。1工程概况兴延路道路工程位于北京市西北部山区，南北走图1兴延路规划线位示意图向，途径延庆、昌平和海淀3个区县，为北京市西北方向和中心城联系的又一条干线高速道路。该工程建设目道路南起西六环路土城村桥，远期与上庄路相

4、接，的为：分流现状西北通道京藏高速及其辅路进出京的北至延庆县延康公路附近，与规划世园会外围道路西车流，缓解京藏高速频繁拥堵的交通状况，为2019年玉路相接。路线总长约47km，道路等级为高速公路，世界园艺博览会的召开提供交通保障，并满足延庆县设计车速80km/h，双向六车道，整体路基宽33m；桥可持续发展的需要（见图1）。梁设计荷载为公路-I级，路基及桥梁洪水频率1/100，轨道交通与地下工程特大桥设计洪水频率1/300，桥隧比54%；隧道单洞长的过渡段长度宜按4s设计速度行程长度考虑。21km，最长隧道长约5km；工程造价约126亿元（不4）纵断

5、面线形设计。长、特长隧道最大纵坡宜控制含征地拆迁）。在2.5%以下；中短隧道最大纵坡宜控制在3%以下，采2隧道整体设计思路用安全措施后最大纵坡可加大到4%。短于100m的隧道作为路线上的重要构筑物，不仅应满足“安全隧道，纵坡可与隧道外路线纵坡相同。隧道内纵坡宜采与功能并重”的基本原则，还要考虑“经济合理、自然和用单向坡，地下水发育的长、特长隧道可采用双向人字[1]谐”的理念。根据该项目的特点及功能定位，隧道的坡（注意做好人字坡顶处的通风设施设计），纵坡变化设计思路主要有以下几个方面：处应设置大半径竖曲线平缓过渡，以保证驾驶员有足1）隧道布线综合考虑

6、地形、地质因素，本着“短隧够的视线。间隔100m以内的短隧道群，其平、纵线形道服从线位、长隧道控制线位”的理念。山区段选线充技术指标应整体考虑。分考虑隧道线位，尽量提高隧道段线位指标。5）长下坡起点区域的桥梁、隧道方案要进行技术2）隧道进、出口位置确定遵循“早进洞、晚出洞”比选，以合理降低长下坡起点高程。根据沪蓉西高速[4]的理念，避免大开挖，尽量保持原状山体的地形地貌，公路的比较结果，大跨高墩桥梁与隧道相比，具有工最大限度地减少对生态环境的破坏。期长、造价高、技术难点大、施工困难、环保性差、占地3）隧道洞口设计应体现“顺应自然、尊重历史、发展多、

7、抗震性能差的特点。该情况下，合理减少桥梁规模、特色、整体设计、长期发展”的20字方针，根据现有地形增加隧道规模，可有效地缓解道路纵坡、造价、工期等条件合理选择洞口形式，实现与洞口周边环境的融合。一系列问题。4）隧道支护结构应具有足够的强度和耐久性，综3.2桥隧相连隧道设计要点合受力安全、经济合理、功能满足等因素，选择恰当的山区高速公路桥隧相接地段一般山体较为陡峭，线扁平率和矢跨比。位较高，施工场地紧张，桥隧结合部处置困难。在横断面5）隧道运营管理、监控设施本着“技术可行、安全上主要有整幅式桥梁与连拱隧道相连、单幅式桥梁与分可靠、经济合理、以人为本”

8、的理念。离式隧道或小间距隧道相连等2种情况；在纵断面上主[5-6]3隧道设计要分为桥梁伸入隧道和桥梁不伸入隧道2种情况。针