山岭隧道选址对两端公路线形的影响与对策

1、山岭隧道选址对两端公路线形的影响与对策徐积江1 郭春林2(1.江西省赣州市公路局诚正监理公司 赣州 341000)(2.江西通威集团公路建设有限公司上犹分公司 上犹 341200)摘 要：山岭隧道选址一般考虑穿越垭口的标高、进出口位置和隧道长度等因素的影响，而隧道对两端的公路线形考虑得不多，事实上，隧道位置对两端公路的影响较大。本文分析了赣丰线茶亭坳隧道对进出口平纵线形等因素的影响，提出了相应的对策，具有一定的参考价值。关键词：交通工程；隧道选址；两端线形；影响；对策0 前 言需要修建隧道的公路多为山区公路，山岭隧道选址时，一般考虑穿越垭口的标高，标高太高，两端越岭公路线形改善不大，标高太低，

2、隧道太长，增加造价太多。同时对地质、水文、长度、进出口位置、两端接线、施工难易程度、工程造价和养护成本等因素考虑得较多，而隧道对进出口线形的影响考虑得不多。公路工程技术标准对隧道两端平面线形与路线线形相一致的最小长度为距洞口3s设计速度行程长度，且50m的过渡段，以保持横断面过渡的顺适。在此以外两端公路的线形根据公路等级和路线总体设计方案确定。事实上，隧道位置对进出口越岭公路的平纵线形技术指标、越岭线长短、土石方数量大小和展线段工程造价等因素均有较大的影响，隧道选址时应把这些因素加以综合考虑。1 茶亭坳隧道及两端线形设计情况茶亭坳隧道位于赣丰线上犹与崇义二县交界的崇山峻岭路段，二级路山岭重丘标

3、准，桩号K61+944.85=K62+020-K62+652，原设计长610m，后因出口仰坡坍方，隧道加长22m，全长为632m。隧道建筑界参照二级平原微丘标准拟定。隧道内平面为直线，纵面设置-2%的纵坡，坡长774 .85m。隧道进口一侧自K54+600至隧道进口K61+944.85=K62+020为越岭线，展线长7.4km，展线路段老路8.9km全不利用，展线比老路缩短1.5km。出口一侧自隧道出口K62+652至K67+400为越岭线，展线长4.8km，展线路段老路5.6km全不利用，展线比老路缩短0.8km。隧道及进出口平、纵设计线形见图1、图2。图1 茶亭坳隧道及进出口平面

4、图 图2 茶亭坳隧道及进出口纵断面图2 隧道位置对公路平面线形的影响2.1进口接线平面进口弯道终点至隧道进口的直线距离为20.73m。与要求的最小长度差距较大，说明设计指标低于标准，只是基本达到公路隧道设计规范的要求。而且隧道进口平面接线为反向复曲线，一个半径100m，另一个接近隧道的弯道半径102.83m，等于或基本等于二级路山岭重丘区的一般最小半径100m。设计标准明显偏低，接近隧道的弯道半径为小数半径，说明地形复杂，展线到隧道进口时，为了满足二曲线间夹直线的距离要求，必须反算半径才能达到技术标准，即隧道位置对进口接线平面线形影响较大。2.2进口一侧越岭线平面进口一侧越岭线展线长7.4km

5、，共设17个弯道，每km2.3个，与一般最小半径100m相等的弯道有3个，占展线路段弯道的18%；一般最小半径的有1个，半径为70m，仅比极限最小半径60m多10 m，占展线路段弯道的6%；比一般最小半径稍大，半径在100m150m的有6个，占展线路段弯道的35%，和稍一般最小半径的弯道累计占59%，且有多个同向复曲线和反向复曲线，说明展线路段平面线形较差，从某种意义上说隧道位置对进口越岭线平面线形影响较大。2.3出口接线平面出口方向曲线起点至隧道出口的直线距离为22.38m，负号表明曲线伸入隧道内，说明地形条件复杂，出口接线平面设计无法保证要求的最小长度，设计指标低最低标准很多，甚至连公路隧

6、道设计规范最小长度二级路山岭重丘区20m的要求都无法达到，即隧道位置对出口接线平面线形影响较大。2.4出口一侧越岭线平面出口一侧越岭线展线长4.8km，共设10个弯道，每km2.1个，比一般最小半径稍大，半径在100m150m的只有1个，占展线路段弯道的10%，其他均为200m的半径，说明展线路段平面线形较好。3 隧道位置对公路纵面线形的影响3.1进出口接线纵面隧道内纵断面为2%的单面纵坡，符合隧道内的纵坡应0.3%，并3%，且隧道内纵坡形式一般可设置成单面坡的规定。进口纵坡自K61+220至K61+850为+6%的上坡，坡长630m，接近最大坡长700m的要求。出口自K62+700至K63+

7、100为-7%的下坡，坡长400m，接近最大坡长500m的要求。采用的指标低于或接近低限指标，纵断面线形较差，说明隧道位置对公路纵面线形的影响较大。3.2进口一侧越岭线纵面进口一侧越岭线7.4km，4%的纵坡有9段，长4.669km，占展线段的63%；6%的纵坡有7段，长3.44km，占展线段的46.5%；采用最大纵坡7%的有4段，长1.87km，占展线段的25.3%。4%的纵坡路段均设有3%缓和纵坡，但缓和纵坡采用最小坡长120m的有4段。6%的纵坡大于最大坡长500m的有1段，长0.63km，7%的纵坡大于最大坡长300m的有4段，长2.87km，累计大于最大坡长的有5段，长3.5km，占

8、展线段的47 .3%。从最大纵坡、缓和纵坡最小坡长和大于最大坡长所占展线段的比例，可以看出设计时采用的技术指标偏低，尤其是大于最大坡长的路段占展线段的47.3%，严重低于规范要求。从某种意义上说，隧道位置严重影响了进口越岭线的纵面线形。3.3出口一侧越岭线纵面出口一侧越岭线4.8km，4%的纵坡有7段，长3.43km，占展线段的71.5%；6%的纵坡有5段，长2.49km，占展线段的51.9%；采用最大纵坡7%的有3段，长1.3km，占展线段的27.1%。4%的纵坡路段均设有3%缓和纵坡，但缓和纵坡采用最小坡长120m的有1段。6%的纵坡接近最大坡长500m的有2段，长1.19km，7%的纵坡

9、接近最大坡长300m的有3段，长1.3km，累计接近最大坡长的有5段，长2.49km，占展线段的51.9%。从最大纵坡、缓和纵坡最小坡长和接近最大坡长所占展线段的比例，可以看出设计时采用的技术指标偏低，尤其是接近最大坡长的路段占展线段的51.9%，严重低于规范要求。从某种意义上说，隧道位置严重影响了出口越岭线的纵面线形。4 对策4.1对策1：隧道选址时应把越岭公路的平纵线形等作为重要指标考虑经过上述分析，现以茶亭坳隧道为例，通过调整隧道进出口的位置、隧道长度和越岭标高，来说明隧道选址对两端公路平纵线形技术指标等因素的影响。如果在进口接线的反向复曲线上作适当调整，取消JD58弯道，在进口只设一个

10、较大半径的弯道，出口位置不变，如图3所示方案I。隧道长度只需增加30m左右，经费增加97万元。取消JD58后，进口填方由23.1万方变成5.3万方，减少填方17.8万方，按A3清单计算减少经费81万元。这样，只需增加16万元，则可使隧道线形与进口接线比较顺适，进口平面线形标准将大大提高，可见隧道进口位置对接线平面线形的影响有多大。图2 茶亭坳隧道调整进出口位置后平面图如果在上述取消JD58后作进一步调整，把JD57与JD60相连，再取消JD59弯道，把隧道出口定在K63+100处，JD60移至能保证足够的相适用段即可，如图3所示方案II。隧道长度只需增加500m左右，按清单计算增加1618万元

11、，则进出口平面线形与隧道线形更加顺适，技术标准大大提高，纵面可减少出口一个7%的最大纵坡。同时，避免了出口左侧路段因路堑边坡与单斜构造同向，造成大面积坍方增加的施工难度、施工时间和处治经费。坍方造成工期延期10个月，处治经费增加865万元，另加减少500m的路基、路面经费，按清单计算469万元，二项合计1334万元，与隧道增加500m的1618万元相比只少284万元。但技术标准大大提高、安全隐患相对减少，因避免了隧道出口路段大面积坍方而施工难度相对减小、施工工期大大缩短。如果在隧道进出口选择时，把上山老路越岭线的展线起点作为隧道的进口，把下山越岭线的展线终点作为隧道的出口，隧道越岭标高大大降低

12、，隧道长度2km左右，属长隧道。这样，隧道经费需7000万元，比原来增加5000万元左右，且长隧道施工难度、养护成本将大大增加。但基本上不需越岭线，老路全部可以利用，技术标准大大提高、土石方数量大大减小（隧道前后展线路段A3、B1标平均：22.6万m3/km，B4标利用老路：6.3万m3/km）。进口可减少里程3km左右，出口可减少里程2km左右，比现在展线的缩短里程2.3km翻一番，路基、路面经费和车辆营运成本减少，且无深路堑造成边坡坍方等影响，环境保护效果较好，社会效益大大提高。4.2对策2：选择合理的外业测量次序对一般地形来说，外业测量次序为路线前进方向，需设计山岭隧道的地形肯定复杂。如

13、果按一般的外业测量次序，则容易产生类似茶亭坳隧道进口平面线形差的情况，即展线到隧道进口时，为了满足二曲线间夹直线的距离要求，必须反算半径才能达到技术标准。因此，有必要改变正常的外业测量次序，在隧道位置确定后，必须以隧道为控制点，往山下进行外业测量。这样，将弥补隧道选址后带来的不足，使进出口连接线与隧道线形相配合的难度大大减小。4.3对策3：采用先进的软件技术采用先进的软件技术，可以在电子地图上进行平、纵、横设计，由于已经把各级公路的技术指标全部编入软件，在进行设计时，如果技术指标达不到规范要求，则软件会自动提示。且可以进行三维模拟现场，能直观地立即发现设计中存在的问题，便于及时纠正。山岭隧道一般处在地形复杂的山区，在拟定隧道方案时，要对隧道或深挖等多个不同方案进行论证。采用先进的软件技术，则可以很快得出平、纵、横技术指标和工程量等有关数据，特别是隧道进出口位置、隧道长度、越岭标高作调整时，能最快地提供隧道或越岭线的有关比较数据。为方案的快速论证、决策提供了极大的便利，同时可方便快捷地减少设计误差。对设计任务紧的隧道或越岭线工程，采用先进的软件技术显得更为重要。5 结 语山岭隧道位置选择时，进出口位置、隧道长度和越岭标高对两端越岭公路的平纵线形技术指标、越岭线长短、土石方数量大小、施工难易程度和展线段工程造价等因素均有较大影响。采用先进的软件技