瑞士隧道設(shè)計理念與施工技術(shù)探討

1、33瑞士隧道設(shè)計理念與施工技術(shù)探討彭愛紅1羅淑芬2楊為德3（1、江西省公路橋梁工程局南昌330009）（2、江西省交通廳外經(jīng)辦南昌330006）（3、江西省高等級公路管理局南昌330005）摘要：通過作者2006年7月至8月，隨江西省交通廳2號項目歐洲考察團對瑞士近半個月的實地考察，考察團走訪了瑞士的公路建設(shè)、設(shè)計、咨詢、監(jiān)理、施工等部門，走遍了瑞士近90%的國土，行程近4000km，對瑞士的工程師們的建設(shè)、施工理念有了一個比較詳細的了

2、解，由于瑞士是一個多山國家，隧道在其交通中扮演了重要的角色，而該國在隧道建設(shè)方面也是聞名于世。在這半個月中重點參觀了該國的隧道設(shè)計與施工及建設(shè)方面的內(nèi)容，本文主要介紹瑞士隧道的設(shè)計與施工方面的理念。相信這其中的理念值得我國隧道建設(shè)的同行們學(xué)習(xí)與探討。關(guān)鍵詞：隧道工程；瑞士；隧道；設(shè)計；施工；理念0前言0.1瑞士簡介聞名世界的阿爾卑斯山脈穿越風(fēng)景優(yōu)美的瑞士，作為一個多山的國家，瑞士在隧道及地下工程建設(shè)方面積累了豐富的經(jīng)驗，早在100多年前

3、就修建了一條15km長的圣哥達鐵路隧道，而現(xiàn)在正在修建世界上最長的隧道—57km的安格達隧道。瑞士的公路交通非常發(fā)達，40年來已累計建成160多座高速公路隧道，隧道總長度接近130km。1980年建成的圣哥達公路隧道長度17km，位居世界公路隧道之首位。在100多年的隧道建設(shè)歷史中，瑞士逐步形成了自己的風(fēng)格和特色，并積累了豐富的經(jīng)驗，其技術(shù)和工藝始終處于世界的領(lǐng)先位置，其很多全新的設(shè)計理念和成熟的施工技術(shù)和經(jīng)驗值得我們公路建設(shè)者們借鑒和

4、學(xué)習(xí)。下面就從兩個方面來談?wù)勅鹗克淼廊碌脑O(shè)計理念與先進的施工技術(shù)。1瑞士隧道的全新設(shè)計理念1.1全新的隧道結(jié)構(gòu)斷面瑞士隧道結(jié)構(gòu)斷面到底新在哪里呢？我們先來看看下面兩張隧道斷面比較圖，即目前我國公路隧道的典型斷面圖(圖1)和瑞士公路隧道的典型斷面圖（圖2）。從上面兩張隧道橫斷面圖可以看出，中國現(xiàn)行隧道與瑞士現(xiàn)行隧道應(yīng)當(dāng)存在較大的差別，而瑞士隧道結(jié)構(gòu)斷面新在哪里呢？下面就兩者的不同處進行對比、分析：1.1.1從斷面外形比較：新在結(jié)構(gòu)受力好

5、我國的隧道典型橫斷面外形，近似于一個橢圓，而瑞士的隧道典型橫斷面外形，更接近于一個圓；這種設(shè)計的優(yōu)點是隧道扁平率（高與最大跨度之比）較大，結(jié)構(gòu)受力更加均勻；從整個隧道運營來說，具有更好、更長的使用壽命。圖1我國公路隧道典型橫斷面圖圖2瑞士公路隧道典型橫斷面圖1.1.2從各部位功能分區(qū)比較：新在各部位功能齊全、界線明顯我國公路隧道凈空包括公路建筑限界、通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控及內(nèi)裝等附屬設(shè)施，各附屬設(shè)施都不能侵入隧道建筑限界之內(nèi)。隧道建筑限

6、界由行車道寬、側(cè)向?qū)挾?、人行道寬度或檢修道（圖3）寬度等組成。除照明、通訊、監(jiān)控等管線內(nèi)置在行車到右側(cè)管線溝里外，其他如照明燈、通風(fēng)機等設(shè)備從順隧道方向看去都一覽無余，它們35時因地形或地質(zhì)原因可能還會設(shè)計超規(guī)范的小半徑曲線，但只要條件允許，瑞士的設(shè)計師們敢于創(chuàng)新，為了避免不良地質(zhì)，他們敢于大膽設(shè)計，并不拘泥于規(guī)范的呆板限制。線形設(shè)計考慮的因素通常包括下面幾個方面的內(nèi)容：1、線路銜接的需要；2、避開不良地質(zhì)帶；3、減小偏壓及其它地質(zhì)災(zāi)害

7、的影響（見圖8、圖9）。圖8虛線為隧道平面線形圖9曲線隧道1.3先進的防、排水設(shè)計瑞士的雙向兩車道隧道與中國典型的雙向兩車道隧道在橫斷面的設(shè)計上考慮的因素有所不同，瑞士在設(shè)計中除考慮經(jīng)濟合理、行車安全、方便維修等諸因素外，還重點考慮了環(huán)境保護方面的因素。瑞士的公路隧道通常采用復(fù)合襯砌，隧道一般以排為主，防、排、堵相結(jié)合。噴混凝土要求同時滿足支撐和防水的需要。隧道橫坡都是按單向坡設(shè)計的，路面水先匯集在右側(cè)邊溝，再通過主排水管排出洞外，隧道

8、基巖排水通過兩側(cè)縱向和橫向盲溝以及側(cè)壁排水管來完成，這種考慮是基于隧道路面污水、廢油必須先處理后排放的環(huán)保意識。使用的防水材料等級很高，防水板材由內(nèi)至外由油毛氈、塑料布和PVC板三層粘結(jié)組成，其厚度、硬度、強度等物理力學(xué)指標非常高，抗拉和抗老化能力非常強，阻水防水性能非常優(yōu)越（見圖10、圖11）。圖10鋪設(shè)整齊的防水材料圖11防水板鋪設(shè)中1.4形式多樣的洞門設(shè)計瑞士的工程師們在洞口、洞門的設(shè)計上真是煞費苦心，他們并不機械的采用端墻式、削

9、竹式等固定的洞門形式，而是總能采用不同的洞門形式讓洞門能夠充分的溶入自然。同時，環(huán)保設(shè)計概念體現(xiàn)在任何工程設(shè)計中，隧道也不例外。隧道洞口盡量避免大開挖，爭取“早進洞，晚出洞”。為了減少對植被的破壞，多處采用明洞、棚洞或其它明挖后回填的形式，洞門形式極為簡明又貼近自然。許多開挖深度在10m左右的路段亦以隧道的形式(明挖或暗挖)處理。洞口處及其它開挖邊坡一般很緩并植草植樹。隧道所屬通風(fēng)機房結(jié)合洞門情況設(shè)置在地下，除洞門外幾乎看不見任何混凝土

10、痕跡。讓你感覺到隧道與實際的環(huán)境如此的相協(xié)調(diào)，你行車在如畫的自然中有時根本感覺不到有隧道的存在（見圖12、圖13）。圖12新穎獨特的洞門圖13形式多樣的洞門1.5完善的照明和周密的監(jiān)控設(shè)計為了能夠使隧道安全的運營，并讓行車能夠更加順暢和舒適，工程師們對隧道采用了完善的照明設(shè)計，其公路隧道照明標準大多按CIE標準執(zhí)行，照明設(shè)計速度采用100kmh的瑞士國家標準不折減。大多數(shù)洞口加強過度段采用逆光照明配光，高壓鈉燈光源，照明控制已經(jīng)根據(jù)洞外

11、情況實現(xiàn)實時全自動控制，洞內(nèi)設(shè)置光度傳感器，一般單洞內(nèi)裝備4個，進口3個，出口1個。公路隧道運營和監(jiān)控設(shè)施的完備程度直接關(guān)系到隧道的社會服務(wù)功能和服務(wù)水平，因此，公路管理部門考慮問題的出發(fā)點是如何最大限度地滿足公眾對行車安全、高效和舒適的需要。瑞士對運營監(jiān)控設(shè)施的設(shè)計、安裝和維護非常重視，在選擇運營監(jiān)控設(shè)施時，充分論證設(shè)備投資與運營維護費用之間的關(guān)系。長大隧道基本都有專門的監(jiān)控設(shè)計和計算機程控管理，加之完善的標志和安全設(shè)施，使駕駛員沒有