摘要：基础设施建设是推动我国经济向前发展的重要工程项目之一，探索现代化的公路隧道设计及施工工艺，是提高我国基础设施建设水平的重要方式。基于此，本文首先介绍了，公路隧道设计与施工工艺的重要作用。其次，分析公路隧道设计及施工过程当中需要注意的施工要点。最后，分析公路隧道施工的具体方式。
关键词：公路隧道；设计；施工
引言：我国幅员辽阔，地形地貌复杂，公路在修建的过程当中，不可避免的要开穿过地势起伏较大的地区。因而，隧道建设施工路是基础设施建设当中的重要组成部分，探索现代化技术在公路隧道施工中的应用，可以提升公路基础设施的科学性，在保障工程施工质量的同时，尽量的控制施工的成本，缩短施工的周期，为民众提供更加方便的公路出行方式。
一、隧道设计在公路施工中的作用
隧道施工是公路施工当中比较特殊的一部分，一些隧道要施工，在山体结构比较松散的地区，容易造成山体滑坡，隧道坍塌等工程事故。因而，隧道施工有别于普通的公路施工，要尤其重视安全性与快捷性[1]。既要避免施工过程过长，导致山体结构在施工的过程当中发生变化，也要避免工程的施工周期过短，对山体的稳定结构造成破坏性的负面影响。因而，施工设计人员要尤其注重设计的规范性与施工工艺的流畅性，遵循安全原则与经济性原则，不断提升施工设计的水平与施工工艺的科学性。
设计人员要根据《国家公路隧道工程施工规范》中的相关规定，控制好隧道施工中的中线结构、斜线结构与交点结构、支撑结构、防护结构，保障隧道中线极端墙角角大于45°。总的来看，这样的隧道施工设计和施工工艺的优化，主要有以下几方面的意义。第一，提高工程的整体施工质量。保障车辆在通过山体隧道过程当中，不会受到明显的坡度变化影响。为通过路桥的车辆，创造良好的交通环境。第二，降低隧道施工的成本。优化隧道内部的排水、照明、管道、通风等工程设备的安装，保障公路隧道具有良好的物理结构功能，提高隧道的美观程度、便利程度。第三，提高隧道整体施工的安全性，降低隧道坍塌和山体滑坡对工程施工造成的影响，保障施工人员的生命财产安全。
二、公路隧道设计及施工工艺的要点
工程人员要做好隧道施工的设计工作，进行充分的地质勘探，按照区域科学测绘原则，认真核对工程施工计划当中规定的隧道位置、类型、施工方式、环境保护等级与后期运营维护难度等信息。充分利用工业互联网与智能制造的发展成果，利用大数据技术当中的数据挖掘技术与数据可视化技术，对公路隧道地域的地貌进行还原。将地质勘探中获取到的各种信息，展现在可视化的数据分析结果当中，帮助施工人员理解设计人员的施工意图。例如，设计人员可以将隧道施工地段的围岩类型，标注在可视化的数据分析结果当中，帮助施工人员了解各种围岩类型，在山体中的分布范围、分布方位，提高施工人员对于围岩条件的掌握，从而选择更加合适的隧道稳定施工方案。并根据围岩的等级与类型，选择合适的施工设备，计划施工的科学周期。
三、公路隧道设计及施工工艺的具体应用
（一）优化公路隧道的选线设计
在进行充分的地质勘探和隧道施工准备之后，技术人员要根据公路施工的预算造价，对公路的隧道进行选线设计。
第一，设计人员要确定线路的走向，在深入调查施工地段的地下结构之后，对地下的断层、软土结构、岩体走向、岩石断面分布位置，进行综合的分析。在综合调查上述信息内容之后，确定隧道线路的开挖深度。如果开挖的深度超过30米，技术人员就要相应地，对隧道开挖的施工等级进行升级。技术人员要与工程方的施工人员，充分地进行沟通，对施工的难度成本，进行重新衡量，再确定好各项施工设备都可以有效的支撑施工结构的情况下，再最终确定线路的开发方案。
第二，设计人员要利用工作页制度，将隧道的起点、中点、中线点，落实到施工工作页当中。依照线路最短原则，对隧道施工中结合区进行优化设计，保障整个公路的隧道线路没有重复点，减少施工过程当中的交叉结构，保障隧道的总长最少，以降低工程施工的成本，减少隧道开挖的体量，降低整体的施工难度。
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第三，遵守经济成本最低的原则，对当前的线路，地形和地质进行优化分析，保障各项施工设备与人员可以顺利进入到施工现场，充分考虑到山体的稳定性结构对于施工成本造成的影响，将仰坡稳定保护成本，计算到整体施工成本当中去，提高整个施工的经济性。
（二）优化公路隧道的内部设计
设计人员在线路选定之后，还要对隧道中面进行优化设计，保障隧道纵坡满足施工计划的工程要求。首先，采用单坡或人字坡施工的方式，减少施工过程当中的高度落差。方便后期工程施工过程中的废水排出。
其次，施工人员要注意公路隧道施工的环境保护性能，对工程施工产生的废水和配渣，进行无害化处理之后，才可以排出，减少隧道施工对于河流和山体植被造成的负面影响。
再次，在这个过程当中，设计人员与施工人员，要注意——平面纵线应顺应地势，并与隧道的内外线型相一致。避免由于方向不一致，对整个身体的结构造成负面影响，保障隧道内部景观与外部景观相协调。
最后，施工人员要根据工程计划当中的难度等级，确定最终的隧道开挖平面曲线参数。并根据可视化数学模型当中的行车模型，对隧道内部的通风、照明、排水结构进行优化，避免隧道受地形和地质的限制。
整个隧道的工程施工等级要与公路的等级、车道数、测向宽度相适应，设计人员要根据实际的经济性状况，设置人行道的位置和检修道的位置。隧道内部的公路施工，要与整体公路的施工工艺一致，方便维修人员进行后期运行管理，避免隧道施工对公路的整体美观度造成负面影响。
（三）加强对隧道掘进施工的管理
施工设计人员在施工的过程当中，要对隧道的掘进施工进行优化。按照《国家公路隧道掘进安全管理规范》，对掘进施工后的隧道部分进行支护设置。
第一，施工人员要重视地质情况的超前管理，对掘进过程当中的每一次施工搅动，进行地质影响分析，通过可视化的监控设备，对施工可能出现的风险进行预判，保障山体结构在掘进过程中的稳定性。
第二，施工人员要采用最先进的施工设备，例如手掘式掘进机、半掘式掘进机、以及机械式掘进机等施工设备，根据山体的岩体类型以及挡土形式，确定掘进开挖的方式。
例如，明挖方式适合山体结构较小的城市浅埋隧道施工案，暗挖方式适合山体结构高大的户外环境隧道施工。设计人员要根据具体的设计情况，选用适合的掘进方式与掘进器械，并做好施工技术人员的技术交底与安全交底工作。保障工程方充分理解掘进施工的工程意图，避免掘进施工的过程当中，由于安全保护不当，造成山体滑坡等事故，对施工人员的生命财产安全造成影响。
（四）加强隧道中线与高程控制
在施工的过程当中，设计人员要控制好中线及高程，保障公路隧道的中线测量，适合公路的实际施工方案，减少中线及高程控制过程当中的误差。设计人员可以采用平面形状描绘方法，将具体的测量点，以及预计贯通点，标注在平面形状图当中。施工人员可以充分利用人工智能设备的发展，按照电子描绘定位仪显示的数据，减少中线及高程控制过程当中的侧角机测量误差。通常情况下，4000米以内的隧道中线贯通极限误差，要小于100mm。
结论：综上所述，技术人员要通过施工设计的优化，以及施工工艺的提升，来提高公路隧道施工的有效性与科学性，降低施工的成本。从本文的分析可知，研究公路隧道设计及施工工艺，有助于工程施工人员，从发展的角度出发，看待目前公路隧道施工过程当中存在的不足。因而，设计施工人员要加强对公路隧道施工理论的重视，并在实践当中探索提高公路隧道施工科学性的对策。
参考文献：
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[3]王明年，王旭，于丽，邓涛.翔安海底隧道运营环境及污染物分布规律研究[J/OL].西南交通大学学报：1-10[2019-04-10].
论文作者:李苏全
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签：隧道论文; 公路论文; 山体论文; 结构论文; 设计人员论文; 施工人员论文; 过程论文; 《基层建设》2019年第10期论文;