一种公路隧道布置方法与流程

1.本发明涉及公路隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种公路隧道布置方法。


背景技术：

2.近年来中国基础建设蓬勃发展，不少高等级公路、铁路修入山区，如成昆铁路、川藏铁路、沿金沙江高速公路等，隧道的路线占比均超过50％，遇水架桥，遇山钻洞，越来越多的隧道被修建，导致隧道越来越多，隧道越来越长，雅西高速泥巴山隧道长度突破10km，大凉山1号隧道长度突破15km，秦岭终南山隧道长度突破18km，新疆天山隧道长度突破22km。长度大于15km的这些隧道均设置了救援通道，送风及排烟通道。这些隧道大多位于崇山峻岭中。伴随的是越来越多的超长隧道被修建。这些隧道大多位于崇山峻岭中，洞口地形狭窄，施工场地布置及其困难。目前，狭窄山谷洞口布置存在如下问题：一是多洞口同高程平行布置占用大量土地；二是多洞口整体平行布置永久工程和临时工程数量巨大。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：现有的狭窄山谷洞口布置技术存在占用大量土地和施工工程量大的问题，目的在于提供一种公路隧道布置方法，将洞外分线调整至洞内分线，并将服务通道与主线隧道错位布置，实现相较于传统的多洞口等高程布置方式而言，大幅减少土地占用和洞口临时工程及永久工程的工程量。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种公路隧道布置方法，包括以下步骤：
7.按照整体式布置要求布置主线隧道洞口段路线的平纵；
8.从主线隧道洞口开始，按照分离式布置要求进行洞内分线；
9.采用将永久性功能与临时辅助功能相结合的方式，将服务通道的洞口与主线隧道洞口进行错位布置；
10.确定主线隧道和服务通道的进洞方式；
11.布置主线隧道洞口和服务通道洞口的施工场地，完成隧道多洞口错位布置。
12.作为对本发明的进一步描述，
13.所述洞内分线包括以下步骤：按照分离式隧道间距要求布置分线距离，并将服务通道居中布置，将隧道左线和隧道右线分别布置在所述服务通道的两侧。
14.作为对本发明的进一步描述，
15.所述服务通道包括：送风排烟通道和救援通道；
16.所述将永久性功能与临时辅助功能相结合的方式包括：将所述送风排烟通道和所述救援通道兼做施工辅助通道。
17.作为对本发明的进一步描述，
18.所述将服务通道的洞口与主线隧道洞口进行错位布置，包括以下步骤：
19.将所述送风排烟通道布置在高于主线隧道高程的侧面洞身位置；
20.根据现场地形地质条件，将所述救援通道布置在主线隧道的左线一侧或右线一侧。
21.作为对本发明的进一步描述，
22.所述将服务通道的洞口与主线隧道洞口进行错位布置，还包括以下步骤：
23.将所述救援通道洞口的高程设置为低于所述主线隧道洞口的高程。
24.将所述救援通道的下穿主洞布置在所述主线隧道的左线后右线之间。
25.将救援通道的洞口通过明线与主洞左线和主洞右线相接。
26.作为对本发明的进一步描述，
27.所述确定主线隧道的进洞方式包括以下步骤：采用无中墙单洞施工法进洞。
28.作为对本发明的进一步描述，
29.所述服务通道的进洞方式包括零开挖进洞。
30.作为对本发明的进一步描述，
31.布置主线隧道洞口和服务通道洞口的施工场地包括以下步骤：
32.将混凝土和钢材进行集中加工并运算至每个洞口；
33.在每个洞口布置相应的人、机和材料。
34.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
35.1、本发明实施例提供的一种公路隧道布置方法，将洞外分线调整为洞内分线，即采用对主线隧道洞口段路线的平纵面整体式布置，对主线隧道洞内按照分离式布置要求进行分析，从而大幅缩减了主线隧道的左线和右线的间距，减小了洞外用地。
36.2、本发明实施例提供的一种公路隧道布置方法，将服务通道的洞口与主线隧道洞口进行错位布置，并采取零开挖进洞，大幅缩减了洞口临时工程和永久性工程的工程量；
37.3、本发明实施例提供的一种公路隧道布置方法，采用将送风和排烟通道布置在高于隧道主线高程的侧面洞身位置，一方面能缩短送风和排烟通道长度，降低建设成本，另一方面使排烟道可以通过气压差，在烟囱效应的作用下，能达到自然排烟的效果，降低运营成本，再一方面能缩短施工工期和通道长度，并能辅助主洞施工；
38.4、本发明实施例提供的一种公路隧道布置方法，将救援通道洞口的高程设置为低于主线隧道洞口的高程，可方便施工期间和运营期间排水，减少主动地下水的渗流；将救援通道的洞口通过明线与主洞左线和主洞右线相接，能够确保运营期间的安全救援；
39.5、本发明实施例提供的一种公路隧道布置方法，将主线隧道的宽度设置为仅为主洞结构的宽度，并采用无中墙单洞施工法进洞，大幅降低了主线隧道空口对宽度的需求，便于主线隧道选择位置。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1为本发明实施例提供的狭窄沟谷处超特长公路隧道多洞口错位布置方法流程
图；
42.图2为本发明实施例提供的洞口总体示意图；
43.图3为本发明实施例提供的救援通道洞身横断面示意图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
45.实施例
46.目前，公路隧道的多个洞口通常并排在同一高程，导致占用大量土地。例如，三个洞口并排布置时，占地宽度最窄需要近70m，最宽可达百米。主线隧道左右线中间布置一个服务通道，导致隧道左右线间距较大，当布置两个服务通道时，左右线间距将更宽。分线后，主线隧道左右线之间的土地将形成一个封闭的空间，导致洞口至分线之间的土地浪费较多。此外，由于传统方法是将多个洞口并排布置在同一高程，导致挖填方工程及防护工程巨大，这也将导致洞口临时工程和永久性工程的施工工期长，进而伴随着施工及运营风险增加。
47.对此，本实施例提供了一种公路隧道布置方法，通过将传统方法采用的在洞口以为1km处就由整体式布置开始分线的方式调整为洞内分线，以大幅缩减主线隧道左右线之间的间距，大幅节约洞外用地；同时采用将服务通道与主线隧道错位布置及服务通道零开挖进洞的方式，以大幅缩减洞口临时工程和永久性工程的工程量，进而保障施工安全和运营安全。洞口总体示意图参考图2。
48.图1示出了一种公路隧道布置方法的方法流程。如图1所示，该方法通过顺序执行以下步骤实现本发明的目的：
49.步骤1：按照整体式布置要求布置主线隧道洞口段路线的平纵。
50.主线隧道洞口端路线平纵按照整体式布置，与洞外其他路段布置方式一致。改变了传统超特长隧道一到洞口就按照分离式布置的方式，将传统的洞外分线调整为洞内分线。
51.需说明的是，整体式布置指路线左右线不分线，左右线之间的中间带按照规范规定的最小间距布置，隧道左右洞最小净距为零。
52.步骤2：从主线隧道洞口开始，按照分离式布置要求进行洞内分线。
53.需说明的是，分离式布置指左右线进行分线，由原来的一根线分为左右两根线。并行双洞之间距离较大，在隧道设计施工中不必考虑双洞相互影响的隧道设置形式。
54.隧道整体式进洞后立即分线，按照分离式隧道间距要求布置分线距离，并将服务通道居中布置，将隧道左线和隧道右线分别布置在所述服务通道的两侧。
55.步骤3：采用将永久性功能与临时辅助功能相结合的方式，将服务通道的洞口与主线隧道洞口进行错位布置。
56.服务通道分为永久性服务通道和辅助临时施工的服务通道。其中，永久性服务通道又包括送风排烟通道和救援通道。
57.本实施例采用的是将永久性功能与临时辅助功能相结合的方式来布置服务通道
的平纵。
58.对于送风排烟通道而言，传统的布置方式是使送风排烟通道的洞口与主线隧道的洞口齐平且并排布置。这种布置方式没有考虑考虑烟雾特性，即隧道内烟雾温度高、质量轻，且分别在洞内空间的上层。针对这一缺陷，本实施例采用将送风排烟通道布置在高于主线隧道高程的侧面洞身位置，而避免将其布置在与主线隧道同一高程的位置或在主线隧道的正上方。
59.这样布置的好处有以下几点：一是能缩短送风排烟通道的长度，降低建设成本；二是使送风排烟通道可以通过气压差，在烟囱效应的作用下，能达到自然排烟的效果，降低运营成本；三是可缩减低洞口永久性和临时性工程，降低建设成本的同时可以提供工程安全性；四是能缩短施工工期和通道长度短，而且能辅助主洞施工，缩短施工工期。
60.对于救援通道而言，由于超特长隧道救援通道一般需要贯通设置，同时需要辅助施工。因此，根据现场地形地质条件，将所述救援通道布置在主线隧道的左线一侧或右线一侧。另外，为方便施工期间和运营期间排水，本实施例采用将救援通道洞口的高程设置为低于所述主线隧道洞口的高程；采用在进洞后，将救援通道的下穿主洞布置在主线隧道的左线后右线之间，并将救援通道的洞口通过明线与主洞左线和主洞右线相接，可确保运营期间的安全救援；此外，施工期间其进度超前于主洞，同时高程低于主洞，便于施工排水，减少主洞施工时地下水的渗流。救援通道洞身横断面示意图参考图3。
61.需说明的是，永久性指满足隧道设计基准期(25年、50年、100年)的隧道设计期限；临时辅助施工指的是为缩短隧道施工工期，增开工作面而新增的施工支洞的功能。
62.步骤4：确定主线隧道和服务通道的进洞方式。
63.由于山区地形地质复杂，传统布置方法要求隧道左右线的宽度较宽，导致在施工过程中很难在狭窄山区找到地形和地质条件好且施工场地宽的地方。对此，本实施例在确定主线隧道和服务通道的进洞方式方面，采用以下实施步骤：
64.对于主线隧道的进洞方式的确定，采用将主线隧道的宽度设置为仅为主洞结构的宽度，整体式布置，双向四车道宽度为26m左右，从而大幅降低了布置隧道左右线时对宽度的需求，便于主线隧道位置的选择。并采用无中墙单洞施工法进洞，隧道左右洞洞口段零距离。
65.对于服务通道的进洞方式的确定，采用根据地形地质条件选择进洞方式，原则上选择零开挖进洞。
66.布置5：布置主线隧道洞口和服务通道洞口的施工场地，完成隧道多洞口错位布置。
67.由于多个洞口分散布置，服务通道线形指标要求低，服务通道的洞口布置灵活，根据地形地质条件择优选择。为确保施工质量，混凝土、钢材集中加工，运输至每个洞口。每个洞口均只考虑本洞口必要的人、机、材布置即可，洞口施工场地面积需求较小。
68.本实施例提供的一种公路隧道狭窄沟谷多洞口错位布置方法，解决了传统隧道洞口布置占地过多的问题，减少了洞口永久和临时防护工程巨大的问题，缩短了工期，节约了工程造价，提高了隧道施工及运营安全。本方法有益效果主要体现在以下几个方面：
69.一是本发明技术方案实用性广，广泛适用于超特长隧道的洞口布置，不仅适用于两个洞口的布置，也适用于三个、四个、五个甚至更多的洞口布置，解决了超特长隧道解决
现行多洞口同高程平行布置占地多的问题。
70.二是本发明施工简单，大幅降低永久和临时工程数量，本发明将超特长隧道洞口化整为零，分散布置，单个占地小，便于洞口位置的选择，使得洞口更加容易的选择在地形地质条件好的地方，施工更加简单方便，洞口工程数量大幅降低。
71.三是本发明缩短施工工期，大幅降低工程造价，本发明不需要像传统隧道洞口那样建立超大的洞口施工平台，而且洞口选择灵活，更加容易选择在地形地质较好的位置，容易快速进洞，缩短工期，大幅降低工程造价，有效的促进生产力的提高，降低工程成本，节能环保，并有利于降低碳消耗。
72.由此可见，本发明可以广泛的运用在狭窄山区高速公路超特长隧道，其设计方法简便，且不需要额外的特殊设计，施工简便，适用性广，处治效果明显，能有效提高山区高速公路的运营安全保障，降低了山区高速公路全寿命周期运营成本，节约用地，也保障了人员及结构安全，节能环保，并有利于降低碳消耗。
73.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。