山区公路隧道洞口设计新理念探讨

于海龙，王飞

（安徽省交通规划设计研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

0 前 言

隧道是路线在山岭区克服高程障碍，减少对地表植被破坏，保护生态环境，避免因开挖过多造成危害程度大的有效手段。随着我国公路建设的快速发展，公路隧道修建的也越来越多，隧道洞口环保问题也逐步受到重视。如何使隧道洞口景观和环保设计更加完善，使设计和施工达到完美的协调配合，隧道洞口设计的理念等问题值得研究和探讨。

1 工程概况

黄山至塔岭和小贺至桃林高速公路是国家高速公路网中北京至台北高速公路、杭州至瑞丽高速公路的重要组成部分，绩溪至黄山（歙县呈村降）高速公路是安徽省高速公路网规划扬州—绩溪—黄山—千岛湖高速公路的重要组成部分。以上项目均处在安徽省黄山地区，项目附近有著名的黄山风景区、西递和宏村古村落，自然景观奇特，徽派文化底蕴丰富，是中国旅游资源最丰富的地区之一。

黄塔桃高速公路设置隧道共计16座，其中分离式隧道14座，连拱隧道2座，单洞总计约24km。绩黄高速公路共设置隧道4座，其中分离式隧道1座，连拱隧道3座，目前安徽省最长的公路隧道——佛岭隧道就处在本项目上。在以上项目的设计过程中，隧道技术人员结合沿线景观资源和地形地貌特色，提出了项目设计目标：“融入山水间、承载徽文化、构筑新走廊”。在设计过程中坚持“以人为本，全面、协调、可持续”的科学发展观，严格控制沿线隧道洞口的边仰坡开挖高度，尽量避免对山体自然植被的破坏，较好的保护了沿线隧道洞口的生态环境，基本体现了“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念。

2 洞口位置及洞门形式

2.1 洞口位置确定

洞口位置的选择对隧道施工和运营安全非常重要。隧道洞口位置应根据地形、地质条件，结合环境保护、洞外工程、施工条件及营运要求等，通过经济、技术综合比较后确定。隧道的设置对自然环境起着极大的保护作用，但洞口段是个弱点，洞口位置与周边环境密切相关。在工程设计阶段，如果不分地质及水文条件优劣，过分地偏重考虑经济问题，片面缩短隧道长度，采取大挖大刷的方案，将会造成洞口边仰坡过高过陡，甚至出现边仰坡坍塌或顺层滑动现象，给施工带来很大的困难。

黄塔桃高速与绩黄高速隧道洞口位置拟定从施工和运营安全的角度出发，服从路线总体设计要求，遵循“早进晚出”，倡导“零埋深”、“少开挖”的原则，结合洞口地形地貌、地质状况、水文条件等多种因素综合确定。洞口布局依山就势，防止大挖大填，避免过多人工装饰，减少人工痕迹，保护和最大限度地恢复原有地形地貌。

2.2 洞门形式确定

隧道洞门形式应结合洞口地形综合选定，洞门形式应贴近自然与环境条件，遵循“安全、简单、实用”的原则。目前国内公路隧道洞门主要采用端墙式、台阶式、斜切式以及削竹式等几种形式。端墙式与台阶式洞门适用于地形较为陡峭、偏压较大或横断面地形复杂条件下的洞口；削竹式洞门适用于洞口地段较为平缓处，该形式能修饰洞口周围景观，与自然环境协调较好；斜切式洞门适用于洞口地形较为陡峭且两侧挖方较少的地方，并能与以上几种洞门形式较好地协调。

黄塔桃高速与绩黄高速隧道洞门形式的选择，积极与地形、环境协调，倡导洞口综合设计理念，优先采用了不受力洞门，如削竹式、斜切式。针对洞口地形极为陡峭以及横断面起伏较大的洞口，设计时遵循洞门形式与防护方案相结合的设计理念，淡化洞门处理，如长干、五城隧道均采用了贴壁进洞方案，洞门设计在洞口仰坡防护方案的基础上采用了假山塑石装饰方案，避免了洞口的大挖大填，与周边自然环境融合较好。

3 洞口段设计与施工

洞口段设计是隧道设计的重要组成部分，它关系到隧道施工的安全和难易程度以及自然地形的保护和人文景观的协调组合。洞口段设计应最大限度的保护山体的自然状态，洞口仰坡根据围岩情况宜控制在3.0m以内，避免洞口出现高仰坡和深拉槽，洞口临时边坡坡率及高度应结合洞口地形及洞外路基边坡综合确定。在正常条件下，隧道洞口施工开挖坡率一般控制在1∶0.3～1∶1较为合适，并采用喷锚挂网进行防护。对于特殊条件下的隧道洞口，比如浅埋偏压、不良地质等条件下，应结合地形地质状况，采取前置式洞口、接长明洞、半明半暗施工、设置护拱、回填反压、地表加固等技术措施进行处理，以减少边仰坡开挖高度和降低施工风险。

隧道洞口坡顶的环向截水沟设置应根据地形地貌以及汇水面积等因素综合确定。若山顶坡长不大或地面山坡与隧轴线有夹角时，地面水对洞口基本无危害或影响较小，洞门排水沟即可满足排水要求，设置截水沟既破坏山体表面又不美观，并且损坏了自然水土的保持。洞门排水沟设置时要能满足大雨时的排水能力，并与路基排水工程、天然沟渠共同组成有效的综合排水系统。

图1 塔岭隧道零开挖洞口效果

图2 通透肋式异型结构隧道

图3 月山隧道假山塑石洞门

图4 竹下隧道徽派马头墙洞门

黄塔桃高速和绩黄高速隧道洞口设计与施工在传统的洞口设计理念上进行了创新，采用了“零开挖”进洞模式。洞口段设计结合洞口地形地质状况，取消了环向截水沟设置，采用地表锚杆、地表注浆、反压护拱回填等方案，确保隧道洞口段在保持原有自然风貌的前提下的施工安全。洞口段施工时，将隧道断面由大化小，分部开挖，逐层消蚀。在洞口段施工开挖过程中，严格控制爆破强度，防止洞口地表自然植被以及古建筑遗迹受震开裂或坍塌，并要求多次重复工序，延缓施工进度，完整保持了洞口段的原有风貌。洞口段回填方案以恢复洞口原始地形为出发点，与周边自然环境进行融合，应真正体现“零开挖”效果。在黄塔桃高速公路设计中，为减少高大边坡对原始山体及自然景色的破坏，创意出国内最新型的隧道结构形式-通透肋式异型结构，较好地保护了沿线的自然风景。

4 洞口景观设计

洞门的修筑不仅改变了周边的自然环境，同时修筑的洞口及附属的构筑物对地区局部景观也会产生一定的影响。因此，隧道洞口景观设计不但要融自然环境于一体，还要体现地方人文特点和时代特征，以减少或避免隧道建设对景观环境产生负面的影响。

黄塔桃高速与绩黄高速隧道洞口景观设计以乡土人情、人文精神、自然景色与洞门的交融等方面为立足点，采用了自然环境与人文艺术相融合的洞门景观设计新理念。对隧道端墙式洞门装饰融入徽派文化元素，采用了牌坊、马头墙、鹊尾墙以及雕塑等徽派文化特色，美化了呆板的圬工结构，达到天人合一的效果。对削竹式及斜切式洞门，结合洞口“零开挖”效果，采用植草进行绿化护坡，并辅以当地特色植物点缀，覆盖了人工开挖痕迹，较好的恢复了洞口原始地貌，与周边自然环境融合完美。对于洞口贴壁进洞的，设计时根据洞口地质地形状况，并结合洞口仰坡防护方案，灵活采用了假山塑石洞门，既能保证洞口的稳定，又能完美与洞口环境相融合，大大改善了洞口景观，提高了工程品味。

这种新颖的隧道洞口景观设计理念，把隧道洞门的安全作用和景观艺术结合起来，实现洞门结构“稳”与“美”的统一。黄塔桃高速与绩黄高速隧道洞口景观设计不仅维护了山坡的自然平衡状态，还与当地闻名遐迩的“徽文化”艺术完美融合，可以让旅客在旅途中欣赏美景，忘却旅途疲劳，又可以宣传黄山美景，促进旅游资源竞争力。

5 结 论

黄塔桃高速是安徽省隧道建设史上首次采用洞口景观设计新理念，该设计成果对公路隧道洞口景观艺术研究有重要的指导意义，这也是未来公路隧道规划设计的重要内容，该设计理念在绩黄高速公路进行了成功的推广应用。黄塔桃高速与绩黄高速公路自通车以来获得交通部门专家以及各界人士的好评，隧道洞口设计新理念成果更为该项目增添了一道靓丽的风景，真正体现了“生态路、旅游路、文化路”的设计特点。

[1]JTG D70-2004，公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.

[4]关向群.隧道洞口景观设计的要素和手法[J].中国勘察设计，2001(8).

[5]熊世龙.浅议公路隧道洞门设计[J].公路，1999(10).

[6]柏松平,李德宏.山区公路隧道洞门美学效果设计[J].公路隧道，2005(2).