市政工程隧道最大纵坡的探讨

摘要：在我国经济条件以及技术条件不断完善的今天，市政公路交通设施的建设越来越重要。在西南地区，市区道路隧道较为常见，在进行隧道建设的过程中，隧道纵坡度设计是一个关键的环节，其设计与行车速度等有着重要的联系，同时对公路纵断面设计有积极的意义，本文就此阐述市政工程隧道最大纵坡的设计。

关键词：市政工程；隧道；最大纵坡

中图分类号： TU997 文献标识码： A 文章编号：

引言：隧道施工是我国经济发展中一个重要的基础设施，在经济以及技术水平不断提升的今天，隧道施工的技术也得到了极大的提升。在市政工程中，长大隧道不断得到应用，在实际的工程当中，缩短隧道长度、减少工程投资是工程建设中重点考虑的一个问题，而这就需要考虑到隧道的纵坡度。

1、隧道纵坡调整的意义

我国目前使用的规范规定，隧道的纵坡不应小于0.3%，同时最大纵坡也不宜大于3.0%。但是在经过经济论证之后，隧道最大的纵度可以在一定程度上加大，但不能大于4.0%。在我国目前的市政工程中，因为隧道工程所在的地理位置以及地质条件的不同；隧道埋深受到很多因素的影响，在工程受条件限制而无法采取规范规定的一般纵坡设计时，可从三个方面进行考虑：(1)对各种影响因素进行拆迁；(2)进行线位移动；(3)加大隧道纵坡度。这三种方法中，线位移动以及拆迁会加大工程投资，而隧道纵坡度的调整可在一定程度上减少投资。

2、边界条件

2.1交通量组成

从我国的城市交通组成来看，客运交通所占据的比例较大，根据我国目前车辆的性能、道路的类别以及行车速度，结合在工程实践中的应用，隧道内纵坡取值如图1。

总体来说，隧道的纵坡小对行车以及通风有利，在隧道纵坡大于5%的时候，车辆排出的烟雾浓度明显增多。隧道纵坡加大，可在很大程度上缩短隧道的长度，从而减少工程投资；但是因为隧道纵坡过大对行车安全有影响，因此为保证行车的安全，纵坡的坡长需严格遵守现行的规范要求。

2.2 平面要求

在设计速度的时候，为保证行车安全，不同的设计速度需取用不同的曲线半径。在条件允许的情况下，隧道内应首先采用不设超高的平曲线；当条件不允许时，应采用设超高的推荐半径，对于超高最小半径需尽量少用甚至不用。根据不同的纵坡条件，隧道内曲线值可参考表2所示数值。

隧道内的曲线半径较小的时候，需要加强配备照明以及视线有道装置，以便保证车辆的安全通行。

2.3 隧道洞口视距要求

因为隧道内外光线差别较大，对行车安全又很大的影响，因此为了保障行车的安全，隧道内外侧不小于3S的设计速度长度范围内，其平面以及纵断面需保持一致。

3、工程中的实际应用

3.1 广州市生物岛-大学城隧道工程该工程位于广州市西南方向，距离广州市约70km。工程北起生物岛，南止大学城中环路，路线全长1.339km。技术标准：1)道路类别：城市主干路；2)荷载等级：城市A级；3)设计行车速度：50km/h；4)车道数：双向4车道。

(1)平面设计

仑头-生物岛隧道工程设计终点、官洲河、大学城26号路、中环路。路线平面设计起点位于仑头-生物岛隧道工程的设计终点(K1+109.981=SK0+000)、R-700m的左偏曲线上，路线顺接此曲线后，沿生物岛规划路向东南直行，以隧道下穿官洲河后，线路以R-1800m右偏曲线顺接26号规划路，然后向南至26号路与中环路交叉口、本工程设计终点。本段共设2处交点，最小平曲线半径700m，最大平曲线半径1800m，路线最短夹直线长679.690m，平曲线占路线总长25.8%。本段设隧道一座，总长810m。

(2)纵断面设计

仑头-生物岛隧道工程设计终点处设计纵坡及高程、官洲河河床的最低高程及航道通航要求、中环路的控制性高程、地下管线埋置深度、隧道的埋深等。为减少起点附近路基开挖工程数量，满足排水要求，路线采用0.3%下坡，最大高程0.26m，最小挖深7.5m；在SK0+300～SK0+583段，为满足官洲河航道通航要求，路线采用3.7311%下坡；在官洲河段，为满足设置沉管要求，路线采用1.0%下坡；在官洲河南岸到本工程终点，为顺接26号路、减少工程投资，路线连续采用4.5%、5.0%、1.0%上坡。

路线纵坡基本呈“V”型，变坡点位置按平纵组合线形要求并结合本工程实际情况选定，竖曲线半径根据工程量合理取值，全段共设6个变坡点。道路最低设计高程-12.76m(SK0+723)；最小纵坡0.3%，最大纵坡5.0%(195m)；最小坡长140m，最大坡长377m；凸形竖曲线最小半径1750m，凹形竖曲线最小半径1300m。路线设计最低高程为-12.769(SK0+723)，工程终点高程14.392(SK1+338.587)，二者之间平均坡度高达4.4%，如采用正常坡度设计，无论如何也不能与中环路衔接。

3.2 广州市新光快速路工程

广州市新光快速路全长15.571km；新光隧道位于该工程的南部，长隆动物园的西侧。技术标准：1)道路类别：城市快速路；2)荷载等级：城市A级；3)设计行车速度：80km/h；4)车道数：双向6车道。

(1)平面设计

工程平面主要控制因素为地铁3号线风井、长隆动物园围墙、220kV输电线铁塔、大学城管线等。

隧道引线北接南大路立交，向南经过礼村礼绿山庄，为避让地铁3号线风井，路线右转从大岗山脚下穿过，由于受长隆动物园围墙、220kV输电线铁塔的影响，路线在张和岗、长隆动物园和龙眼山庄附近连续左转，以左右隧道从动物园围墙和输电线铁塔之间穿过，然后一直向南到达工程终点。在K11+000处，220kV输电线铁塔距隧道4.2m；K11+000～K11+200段，隧道距长隆动物园围墙5～20m。

本段共设2处交点，最小平曲线半径800m，最大平曲线1100m；最小缓和曲线长75m；平曲线占路线总长97.5%。段内设隧道一处两座，右线657m、左线643m，总长1300m；为保证道路在紧急情况下车辆仍能正常通行，在隧道进出两端各设有一宽度为10m的应急迴头车道；为保证行车安全，隧道进出口均位于3S的曲线上。

(2)纵断面设计

纵断面设计主要控制因素为长隆动物园围墙、220kV输电线铁塔、大学城管线、填挖工程量、防洪要求。平纵组合“以平包竖”为原则，以求坡线平缓，尽量避免急弯与陡坡重合的线形，在隧道进出口保持洞内外线形一致(3S)，确保行车条件安全。

受上述控制因素影响，同时考虑不影响隧道中部地表排水，隧道采用2.8%的坡度，隧道长度910m。工程投资较大。由比较方案纵断面可以看出，隧道最低点高程已没有调整的余地，为减小隧道长度，只有加大两侧纵坡。

为减少工程起点附近路基开挖工程数量，路线采用2.5%上坡，最大高程为28.9m，最小挖深1.3m；在大岗山K10+365至长隆动物园K11+060段，为避免破坏长隆动物园联络通道、破坏地表自然排水，路线以3.9%的下坡以隧道穿过，在动物园围墙处，路线高程为6.7m，挖深11.4m；在长隆动物园K11+060至龙眼山庄、工程终点，为缩短隧道，降低工程造价，采用3.9%上坡。

变坡点位置按平纵组合线形要求，结合工程量选定，竖曲线半径根据工程量合理取值，全段共设2个变坡点，最小凸型竖曲线半径3500m，最小凹型竖曲线半径3200m，路线最大纵坡3.9%。为保证行车安全，隧道进出口均位于3S的3.9%的纵坡上。该方案与比较方案相比，单洞隧道缩短253m，投资减少4000万元。

结束语

综上所述，隧道纵坡的调整必须考虑到行车的安全，然后再根据工程实际的情况来进行最大纵坡设计，从而缩短隧道施工的长度，减少工程投资，从而促进我国隧道建设的健康发展。

参考文献

[1] 赵永平,杨少伟.高速公路单向交通隧道内最大纵坡设计研究[J].现代隧道技术. 2007.

[2] 石飞荣,杨少伟,赵永平,戴经梁.山区高速公路车辆上坡最大纵坡及坡长限制[J].长安大学学报(自然科学版). 2004.