導(dǎo)語(yǔ)：透析公路隧道平面線形設(shè)計(jì)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、前言

近年來(lái)，隨著國(guó)家公路網(wǎng)建設(shè)的逐漸推進(jìn)，高速公路通車?yán)锍炭焖僭鲩L(zhǎng)，并不斷向山區(qū)延伸。由于山嶺區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，公路隧道的平面線形采用曲線已不可避免，但因老的設(shè)計(jì)規(guī)范的局限，公路隧道常常因線形組合的不合理而出現(xiàn)行車安全事故。針對(duì)以往在隧道線形設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，2004年交通部實(shí)施的新的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）和《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-2004）中對(duì)老的規(guī)范中一些模糊性較大的規(guī)定進(jìn)行了補(bǔ)充和明確，如隧道洞口的平縱線形以及洞口與洞外的路線線形連接等都進(jìn)行了較詳細(xì)的說(shuō)明，使得隧道的線形設(shè)計(jì)更趨于合理性，但對(duì)于隧道平曲線的一些規(guī)定仍然不能滿足實(shí)際的需要，尤其是對(duì)于山區(qū)高速公路，在展線存在很大困難的條件下，為了克服地形高差帶來(lái)的大縱坡，設(shè)置半徑較小的隧道平曲線往往很難避免，以至于在特殊路段不得不做出突破現(xiàn)行規(guī)范的一些設(shè)計(jì)。這些在設(shè)計(jì)工作中不斷凸顯出來(lái)的問(wèn)題表明，山嶺區(qū)隧道的線形設(shè)計(jì)還存在著許多值得商榷的地方。

二、山嶺區(qū)隧道平面線形設(shè)計(jì)的原則及現(xiàn)狀

1．一般原則一般而言，隧道線形設(shè)計(jì)除了服從路線走向外，還要著重考慮地形、地質(zhì)及水文條件，而后者往往對(duì)隧道平面線形的設(shè)計(jì)起著決定性作用。如在選線時(shí)，隧道通常選擇在埡口或“竹筍”形穩(wěn)定的山體中，盡量避免穿越不良地質(zhì)帶，同時(shí)還要顧及到隧道的進(jìn)出口位置，盡量使路線走向與地形等高線垂直，且左右兩側(cè)山體基本對(duì)稱等，這些都是由地形、地質(zhì)條件所決定。其實(shí)，在以往的隧道線形設(shè)計(jì)中這些也是一貫遵循的原則。為了更好的貫徹執(zhí)行這些原則，在很多情況下就須將隧道的平面線形設(shè)計(jì)成曲線。盡管在隧道平面線形設(shè)計(jì)中不提倡使用曲線，但在很多情況下，它的設(shè)置確實(shí)能使一些選線原則得到更好的貫徹。

2．設(shè)計(jì)現(xiàn)狀目前，在隧道線形的設(shè)計(jì)上，多數(shù)設(shè)計(jì)人員偏重于服從路線的總體布置和走向，即在平面線形設(shè)計(jì)上多采用直線形，致使隧道進(jìn)出口位置不理想，常出現(xiàn)嚴(yán)重的偏壓現(xiàn)象，洞口的失穩(wěn)破壞時(shí)有發(fā)生；除此之外，在路線高差較大時(shí)，直線形也不易緩和路線縱坡，常導(dǎo)致長(zhǎng)大縱坡出現(xiàn)，對(duì)行車，尤其是重車非常不利。很多行車安全事故之所以發(fā)生在隧道進(jìn)出口處，除了因?yàn)樵谒淼肋M(jìn)出口處存在的視覺(jué)和心理的不適應(yīng)外，在下坡段長(zhǎng)大縱坡導(dǎo)致的車速過(guò)快也是一個(gè)重要原因。隨著我國(guó)公路隧道建設(shè)尤其是山嶺區(qū)隧道建設(shè)的發(fā)展，隧道施工技術(shù)水平有了很大的提高。對(duì)于曲線隧道方案而言，在隧道施工方面存在的困難已不再難以克服。因此，在隧道平面線形設(shè)計(jì)中，為了避開(kāi)不良地質(zhì)地段、克服路線高差、改善線形指標(biāo)，消除更多的安全隱患，曲線隧道方案已越來(lái)越多的被采用。就國(guó)外來(lái)講，如美國(guó)及歐洲國(guó)家，修建公路隧道時(shí)，隧道平面線形大多數(shù)設(shè)計(jì)為平曲線，特別是在洞口段盡量設(shè)置為曲線，以利于光線的過(guò)渡，解決隧道進(jìn)出口處視力和心理的不適應(yīng)問(wèn)題，同時(shí)避免因出口“白洞”影響而導(dǎo)致的駕駛?cè)藛T加速出洞的現(xiàn)象，從而預(yù)防進(jìn)出口處事故的發(fā)生。

三、隧道內(nèi)設(shè)置平曲線的可行性和必要性

1．設(shè)置平曲線的可行性在隧道內(nèi)設(shè)置平曲線的不利因素主要有三個(gè)，一是通風(fēng)問(wèn)題，二是能否滿足停車視距的問(wèn)題，三是施工技術(shù)問(wèn)題。

（1）通風(fēng)問(wèn)題曲線隧道對(duì)通風(fēng)的影響已經(jīng)有很多人進(jìn)行過(guò)探討，得出的結(jié)論大都一致：因曲線而增加的通風(fēng)阻力很小。通常我們所說(shuō)的通風(fēng)阻力是由沿程阻力和局部阻力組成，對(duì)于曲線半徑百米以上的隧道，其沿程阻力增加是很小的，而局部阻力又主要由隧道急轉(zhuǎn)彎或斷面變化所引起，曲線是不產(chǎn)生局部阻力的，故因曲線而增加的阻力不會(huì)造成通風(fēng)設(shè)備和費(fèi)用的顯著增加。這說(shuō)明，對(duì)于采用機(jī)械通風(fēng)的隧道來(lái)說(shuō)，通風(fēng)問(wèn)題對(duì)隧道的平面線形設(shè)計(jì)方案影響不大。

（2）視距問(wèn)題停車視距是目前影響曲線隧道方案的一個(gè)最重要的因素，相對(duì)于隧道外，隧道內(nèi)的停車視距受到了較大的限制。現(xiàn)行規(guī)范已對(duì)各等級(jí)公路隧道的停車視距作了明確規(guī)定?！豆匪淼涝O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-2004）對(duì)隧道設(shè)平曲線及超高進(jìn)行了規(guī)定：“當(dāng)設(shè)為曲線時(shí)，不宜采用設(shè)超高的平曲線，并不應(yīng)采用設(shè)加寬的平曲線。當(dāng)由于特殊條件限制隧道平面線形設(shè)計(jì)為需設(shè)超高的曲線時(shí)，其超高值不宜大于4%”。除規(guī)范的規(guī)定外，近年來(lái)，在隧道線形設(shè)計(jì)上也已基本形成了一個(gè)共識(shí)，即位于平曲線上的中、短隧道可采用較小的半徑值，但從安全角度考慮最小不宜小于500~600m，一般不要出現(xiàn)為確保視距而增加隧道寬度的情況。因此，就高速公路項(xiàng)目而言，在施工圖階段只要隧道設(shè)計(jì)平曲線半徑不小于500m就能滿足現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，這在實(shí)施上也有著很大的可行性。當(dāng)然，隧道平曲線線形的設(shè)計(jì)是要與隧道縱斷面、橫斷面設(shè)計(jì)一并進(jìn)行綜合考慮的。盡管如此，由于各工程中地形、地質(zhì)條件的千差萬(wàn)別，根據(jù)具體情況做出的一些突破規(guī)范的設(shè)計(jì)也是不可避免的，前提是必須進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)論證，在認(rèn)為可行后方可實(shí)施。

（3）施工技術(shù)問(wèn)題在施工技術(shù)方面，隨著科技的發(fā)展和我國(guó)隧道工程建設(shè)的快速進(jìn)步，施工設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，測(cè)量定位精度越來(lái)越高，施工上也已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，雖然曲線隧道的施工工藝及工序較直線隧道復(fù)雜，但存在的問(wèn)題已經(jīng)不再難以克服。這些都可以從近年來(lái)我國(guó)的隧道建設(shè)上得到驗(yàn)證。如已經(jīng)貫通的秦嶺特長(zhǎng)隧道，以及即將通車的長(zhǎng)度為亞洲第一、世界第二的秦嶺終南山隧道（18.02km），無(wú)論是施工精度、施工速度，還是施工質(zhì)量都已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中，終南山隧道貫通精度高程誤差僅為1mm，中線誤差僅為12mm，最高月掘進(jìn)達(dá)509m，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)、外特長(zhǎng)隧道施工的新水平。

總之，在隧道內(nèi)設(shè)置平曲線具有很大的可行性，況且在以往很多的隧道建設(shè)中已經(jīng)對(duì)曲線隧道方案進(jìn)行了實(shí)施，實(shí)踐驗(yàn)證其是可行，而且是有效的。從原《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026-90）“隧道內(nèi)應(yīng)避免設(shè)置平曲線”到現(xiàn)行規(guī)范（JTGD70-2004）“應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形、路線走向、通風(fēng)等因素確定隧道的平曲線線形”這一條文變化也可以看出，在隧道線形設(shè)計(jì)中，曲線隧道方案已經(jīng)得到了認(rèn)可和肯定。

2．設(shè)置平曲線的必要性盡管現(xiàn)行規(guī)范已認(rèn)可在隧道內(nèi)可以設(shè)置平曲線，但在條文說(shuō)明中對(duì)其設(shè)置的理由并沒(méi)有進(jìn)行完全而詳細(xì)的說(shuō)明。為了對(duì)隧道內(nèi)設(shè)置平曲線的必要性有一個(gè)充分的了解，筆者在借鑒以往國(guó)內(nèi)隧道工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)在隧道內(nèi)設(shè)置平曲線的必要性進(jìn)行了總結(jié)，具體歸結(jié)為以下三點(diǎn)：

（1）克服高差、改善線形山區(qū)地形、地質(zhì)復(fù)雜，尤其越嶺段路線選線最為困難。基本是兩種方法，一是通過(guò)展線以增長(zhǎng)線路長(zhǎng)度來(lái)克服高差；二是降低越嶺設(shè)計(jì)高程設(shè)置隧道。第一種方法通常造成“深挖高填”現(xiàn)象，不僅對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重，而且由于較高的路基和路塹，使公路在營(yíng)運(yùn)期間存在著很多隱患。近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)水平的提高，山嶺區(qū)高速公路越來(lái)越多的采用隧道方案越嶺，不僅縮短了路線長(zhǎng)度、保護(hù)了環(huán)境，而且也解決了因高差而帶來(lái)的一系列問(wèn)題，如：迂回展線造成的線形指標(biāo)不滿足規(guī)范要求或線形組合不合理等，這些都能通過(guò)設(shè)置隧道來(lái)改善，特別是曲線隧道，它能使線形更為合理、流暢，從而避免出現(xiàn)更多的行車事故。

（2）避開(kāi)不良地質(zhì)地段，改善洞口穩(wěn)定性山嶺區(qū)公路展線都是依山傍谷而行，使得公路遭受諸如路基或路塹邊坡失穩(wěn)，滑坡、泥石流等災(zāi)害的影響非常嚴(yán)重。為了避免這些災(zāi)害，設(shè)計(jì)時(shí)常常采用隧道方案。但在設(shè)置隧道時(shí)，通常只注重考慮洞身段的安全性，卻輕視洞口位置的選擇，常出現(xiàn)洞口失穩(wěn)事故。尤其是偏壓?jiǎn)栴}，常導(dǎo)致邊、仰坡上的山體土層垮塌到洞口工作面上，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)洞，即使進(jìn)洞，在洞口段范圍也往往由于偏壓而發(fā)生襯砌下沉、洞內(nèi)塌陷冒頂?shù)纫恍┦┕な鹿省Ｈ绻O(shè)計(jì)時(shí)在隧道內(nèi)，特別是在隧道進(jìn)出口段設(shè)置平曲線，使洞門(mén)較好地與地形等高線正交，并避開(kāi)一些容易誘發(fā)滑坡的山體段，這些因偏壓而帶來(lái)的一系列問(wèn)題就很容易避免。

（3）避免“白洞效應(yīng)”所謂的“白洞”是指在隧道出口段，由于線形平直而出現(xiàn)的未出洞就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)看到洞口的現(xiàn)象，由于洞內(nèi)、外光線強(qiáng)度相差很大，所以相對(duì)于洞內(nèi)駕駛?cè)藛T來(lái)說(shuō)，隧道出口以外就成了“白洞”。而由“白洞”所產(chǎn)生的如晃眼或車輛加速出洞等現(xiàn)象就稱為“白洞效應(yīng)”。所以在單向行駛的隧道出口段設(shè)置合適的平曲線，不僅可以避免由于“白洞”現(xiàn)象而帶來(lái)的安全隱患，而且還可以不設(shè)或少設(shè)遮陽(yáng)棚、減光格柵等遮光設(shè)備，以節(jié)省工程造價(jià)，尤其是在洞口正朝東西方向時(shí)，平曲線的設(shè)置更為必要。從以上分析可知，無(wú)論是從環(huán)保角度，還是從安全、經(jīng)濟(jì)的角度考慮，很多情況下，在隧道內(nèi)，尤其是在洞口段，設(shè)置平曲線有其充分的優(yōu)越性，不僅使施工易于進(jìn)洞，降低施工難度、加快施工進(jìn)度，而且還能減少許多運(yùn)營(yíng)時(shí)的安全隱患?？偟膩?lái)說(shuō)，在隧道平面線形的設(shè)計(jì)上，各類線型都有其優(yōu)、缺點(diǎn)，雖然在一般情況下直線線形對(duì)隧道最為有利，但也有很多情形，曲線方案則更為適合，并且切實(shí)、可行。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)具體情況具體分析，根據(jù)地形、地質(zhì)及其他綜合因素對(duì)隧道的平面線形進(jìn)行合理的調(diào)整和組合，以達(dá)到安全、適用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的根本設(shè)計(jì)目的。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)隧道內(nèi)設(shè)置平曲線的闡述旨在說(shuō)明曲線隧道方案在很多情形下是非常必要和可行的。作為設(shè)計(jì)人員，在隧道線形的設(shè)計(jì)上不能一味偏重于服從路線的總體布置，或者只追求直線形，而應(yīng)不拘于固有的模式，結(jié)合地形、地質(zhì)、水文及其他構(gòu)筑物等多方面因素進(jìn)行綜合研究確定，多調(diào)查研究，多分析比較，這樣才能把隧道的平面線形設(shè)計(jì)得更為合理。