第３７卷，第１期
公路工程
年２月滬蓉西高速公路象鼻山隧道環保設計理念與措施
餘晶，李東昇，程
勇（中交第二公路勘察設計研究院****，湖北武漢
４３００５６）
［摘要］分析了公路隧道建設中主要的環境影響問題，以滬蓉西高速公路象鼻山隧道為依託工程，結合工程例項闡述公路隧道如何採取合理的勘察設計措施，最大限度地減小對環境的影響，實現公路隧道建設的環保工程。
【關鍵詞】隧道；環保；設計；措施
［中圖分類號】ｕ ４５２．２［文獻標識碼］ａ［文章編號一ｏ１１１—０４
．高速公路的建設和發展是促進經濟和人民生活
１．１．１隧道洞口的環境影響
水平提高的基本條件。當前是我國高速公路建設的隧道洞口施工的傳統方法一般是洞口邊仰坡開
高峰期，在加速公路建設的同時，環境保護問題是一挖、防護，達到一定的進洞條件後再進洞施工，這對個不可忽視的問題。公路建設對環境的影響涉及社洞口環境的破壞是非常嚴重的，而且需要作龐大的會環境、生態環境、水環境、大氣環境、聲環境等方
邊坡防護工程。因為一般情況下，隧道洞口所處的
面。公路隧道的建設投資巨大，使用期長，是高速公地質條件較差，岩石破碎、鬆散、風化嚴重、風化層深路專案中重要的構造物，隧道的建設是百年大計，因
等，所以一般洞口邊坡較緩，需要開挖大量土石方。此其對環境的影響必須加以重視，綜合考慮。
大規模的開挖進洞還會破壞山體原有的平衡狀態，湖北滬蓉西高速公路象鼻山隧道受山區高速公極易產生坍塌、順層滑動、古滑坡復活等現象。同時路線位限制，所處地形極其陡峭，地質條件很差，按
增加了隧道徵地規模和拆遷數量，對隧址區的自然傳統的大挖大填會嚴重的破壞生態環境和自然景環境造成極大破壞。
觀，並易導致坍塌、滾石、滑坡、高邊坡失穩等災害。同時隧道洞門結構是隧道唯一的外露部分，是
故該隧道在勘察設計中引人環保理念，充分考慮了展現在人們面前的最為突出部位，按照「整體協調環境保護問題，從方案擬定、洞口及結構設計、施工性和自然性原則」，公路隧道洞門設計不應強調人工序設計、支護設計、棄渣設計、防排水設計等方面工化，應與周圍環境協調。隧道洞門形式不提倡巨集著手研究，最大限度地減小對環境的影響，取得很好
大、雄偉、醒目，應提倡簡潔、隱蔽、淡化洞口處理，營
的效果，為今後公路隧道的環保設計提供了寶貴的
造」悄悄」進洞氛圍，使車輛自然駛人隧道…。但是經驗。
由於技術上、觀念上的誤區，很多隧道在洞口建設上１公路隧道建設中主要的環境影響問題
都是大興土木，留下了各式各樣非常壯觀的洞門結
構，這種洞門與其周圍的環境極不協調，嚴重破壞自
１．１對生態環境影響
然和諧。
［收稿日期
【作者簡介】餘晶（１９８１一），女，湖北廣水人，碩士，工程師，從事隧道勘察設計工作。
ｌ１２公路工程３７卷
１．１．２隧道棄渣的環境影響
隧道建設必然產生相應的棄渣，建設棄渣不良
棄置會造成植被破壞、環境汙染、水土流失等一系列問題，其主要危害如下：
①所佔土地原有綠色植被受到破壞，自然景觀
受到影響；
②山區陡峻溝谷內的棄渣極易引起泥石流災害；
③山坡坡地的大量棄渣易觸發區域性滑坡；④河道中隨意棄渣會造成河道行洪斷面不足、
堵塞，容易發生洪災；
⑤棄渣不斷的流失會危害農田、抬高河床、妨礙道路交通等 。
１．２對水環境影響
公路隧道建設對水環境的破壞主要表現在２個
方面：①隧道區地下水系的破壞；②施工運營過程中產生的汙水。現行常規做法是將這些汙水收集到路側邊溝，或者引到中心排水溝，然後排到路基邊溝中。
如果隧道較短，洞口地區受汙染的程度可能較小。如果隧道長達數公里，隧道內部的汙水全部由洞口地區的自然環境來承擔，這時的汙染力就可能
遠遠超過自然環境的承受能力，自然環境不僅不能將汙水吸收處理掉，相反還會被汙水汙染 。
２ 象鼻山隧道工程概述
湖北滬蓉西高速公路象鼻山隧道位於恩施土家
族苗族自治州巴東縣野三關鎮平坦村、三叉河北岸，屬野雞包侵蝕溶蝕峰叢「ｖ」型谷地貌。
象鼻山隧道中部為陡岩體，岩層幾乎水平並略傾向於隧道一側，風化裂隙發育。岩體上方發育兩條沿路線方向卸荷裂隙，傾向３４０～３５０。，傾角８ｏ～
８５。，在地表作用下形成寬１０～１００ ｃｍ的溶蝕裂隙
或溶洞，表層岩石受切割後在自重作用下易與母岩分離，在工程擾動下易導致崩塌和滑坡。進出口兩端表層為坡積碎石土層，厚度約０．５—３ ｍ，基層為強～弱風化含燧石結核灰岩。
象鼻山隧道設計為兩車道的高速公路單洞隧
道，與橋梁同寬（見圖１，圖２）。隧道起訖樁號為ｚｋ
全長３２ ｍ。建築限界淨寬１１．２５ ｍ，淨高５．０ ｍ，採用三心圓曲牆式襯砌，淨空
面積７４．ｏ１ｍ 。
地下水主要為基岩裂隙水，接受大氣降水補給，水量微弱。右側河床第四系堆積層中含孔隙潛水，
水量不大。
圖１象鼻山隧道效果
圖２ 象鼻山隧道建築限界及淨空斷面
３象鼻山隧道設計中的環保措施
３．１ 方案比選
湖北滬蓉西高速公路象鼻山隧道在選線後主要進行了高邊坡方案和隧道方案的比選，高邊坡路基方案相比隧道方案工程造價要低很多，但高邊坡路基方案會導致以下幾個問題：①整個山體坡腳將要全部挖除，土石方開挖量很大、棄方量很大；②會造
成高邊坡，邊坡防護工程巨大，並存在運營安全隱患；③對山體的擾動和破壞很大，易產生坍塌、滾
石、滑坡等災害；④對生態環境和自然景觀破壞嚴重。本著「不破壞是最大的保護」的理念，同時按照
「整體協調性和自然性」原則…，最終選擇了隧道方
案，因為隧道方案可以降低公路建設對原始地形地貌的自然性和穩定性的影響，較好的保持自然景觀的完整性，與周圍環境協調，最大限度地減小對原生
態環境的破壞，也避免了運營安全隱患。
３．２ 洞口及結構設計
在確定隧道方案後，如按照隧道洞口施工的傳
第１期餘晶，等：滬蓉西高速公路象鼻山隧道環保設計理念與措施１１３
統方法：先進行洞口邊仰坡開挖、防護，達到一定的進洞條件後再進洞施工，這對洞口環境的破壞是非常嚴重的，而且需要作龐大的邊坡防護工程。大規
的排放，防止其軟化邊坡坡腳的土體。
３．３施工工序設計
象鼻山隧道全線沿著陡坡坡腳，整個設計分為洞口護拱段和洞身擋牆暗挖段。整個隧道施工都是在護拱或擋牆的保護下進行了，盡可能減少了對山體的開挖，保證了施工安全，也避免了高邊坡。
護拱段施工時採用上**階法施工（見圖４），
模的開挖進洞還會破壞山體原有的平衡狀態，對隧址區的自然環境造成極大破壞。
目前隧道行業較為先進的國家已經摒棄了傳統進洞方法而採取被稱為「綠色洞口」的前置式洞口
工法進行隧道洞口施工，即不切坡進洞，而是在洞外不開挖山腳土體的情況下，採用開槽施工的方法先
施工主要步驟：①沿刷坡線開挖外側土體；②清除坡腳表面浮土及全、強風化巖，再澆築ｃ１５片石砼
修建明洞，然後採用在明洞內暗洞施工，採用震動破碎或小型爆破進洞。這樣可從真正意義上實現「早進洞、晚出洞」的原則，保全洞口山坡及原生植被，
減小洞口仰坡防護工程，是保證仰坡穩定較為理想
的方法 。
象鼻山隧道根據地形條件，以「早進洞，晚出洞」為原則確定洞口位置。該隧道進、出口地形偏壓嚴重，邊坡極其陡峭，幾乎為直立狀，為盡量不破
壞原有地形地貌，同時保證施工運營安全，隧道在洞口段均緊貼邊坡面設定護拱，隧道開挖在護拱保護
下進行。由於隧道跨度較大，淨空較高，為了保證邊仰坡在施工與使用期間的穩定，使隧道建成後盡量恢復洞口自然景觀，設計時在洞口設定了一段棚洞。隧道洞口設定超前大管棚，以保證隧道開挖的穩定與安全。
隧道邊、仰坡都較陡峭，為保證洞口段開挖
時邊坡穩定及開挖暗洞時原自然坡面穩定，在邊坡
面上及原自然坡面清表後根據需要採用１０ ｍ長的２５預應力錨桿進行防護。從而確保了隧道進洞的安全，也最大限度的保護了洞口生態環境（見圖３）。
圖３象鼻山隧道洞口
同時象鼻山隧道洞口段無論在施工期間還是使用期間均注意做好對地表水體的處理。設計要求先期施作河道的改移、加固和防護等，然後進行洞口段的開挖。在開挖過程中要求處理好施工用水與降雨
基礎；③清除全、強風化巖邊坡，再噴錨支護；④護拱底板及護拱澆築；⑤上台階開挖；⑥主洞上半部初期支護；⑦**階開挖；⑧主洞下半部初期支
護；⑨施作主洞邊牆基礎；⑩施作二次襯砌。施工
時嚴格控制炸破用炸藥用量，採用小藥量、多爆次、
短進尺開挖，以減小振動影響。
圖４護拱段施工工序
ｓｅｃｔ
洞身擋牆暗挖段採用雙側壁導坑法開挖，先期
貫通左（內側）導洞，再進行右（外側）導洞開挖；雙側壁導坑施工完成後，拱部採用環形導坑分步開挖，
只有在拱部初期支護鋼支撐完全閉合後，才能拆除側壁導坑的內支撐，最後進行核心開挖，及時封閉仰拱，加強監測，保證施工安全。施工主要步驟（見圖
５）：①施做右側擋牆；②左側導坑開挖；③左側初
期支護；④右側導坑開挖；⑤拱部及核心土第一次開挖；⑥拱部初期支護；⑦核心土第二次開挖；⑧澆注兩￣ａｌ－－次襯砌混凝土基礎；⑨施作拱牆部二次襯砌。施工開挖總體上要求拱部採用光面爆破，邊牆部採用預裂爆破，以最大限度地保護周邊岩體的完整性，減小振動。
１１４３．４支護設計
公路工程３７卷
ｈｃ一３．５半圓軟式透水管（環向），通過橫向引水管，將水引入路面下方 １０ ｃｍ排水盲管排出隧道外，並可直接作為生產生活用水。同時在路面平整層下
象鼻山隧道全線地質較差，岩體極其破碎，初期支護使用普通的單層錨桿穩定加固岩體效果不明顯，故經過研究計算，象鼻山隧道初期支護採用了交叉ｄ２５中空預應力注漿錨桿（見圖６），在實際應用
設定ｍｆ７橫向盲溝以排除隧道底部滲水，橫向盲溝與路面下兩側的 １０ ｃａ盲溝連通。而清洗路面結中取得了良好的效果。
圖５ 擋牆暗挖段施工工序
ｆｉｇｕｒｅ ５
交叉ｄ２５中空
預應力注漿錨桿
圖６交叉預應力注漿錨桿
。ｆｉｇｕｒｅ ６
３．５棄渣環保設計
象鼻山隧道開挖的洞渣盡量縱向調配，優質石渣可經過加工後作為砌體材料和混凝土粗集料，或用於路基填築。對於必須棄方的石渣必須運至全線統一的棄渣場地內，不得隨意堆放。棄渣場地應根
據地形、地貌，合理規劃，並作好坡腳防護，設計專門的防護擋牆以確保穩定防止水土流失，工程完工後應在渣頂覆土，復耕還田或植草綠化。
３．６防排水環保設計
象鼻山隧道排水按照地下水與地面水分開引排的原則進行設計。地下水為清潔水，直接排放不會
對環境造成影響，故隧道開挖後，根據各級圍岩地下
水的發育狀況，在岩面環向布設ｑ型彈簧排水管；
在初期支護與防水層之間每間隔１０ １ｔｉ設定一處
構所產生的水為汙水則由路面外側設定的中ｌ０ ｃｍ排水管排除隧道外，並每６ ｉｎ設定一處地漏將隧道清洗汙水進行沉澱處理，以免對隧道外環境造成汙
染，危及農業及居民的用水安全。
４ 結語
２１世紀是地下空間大開發的世紀，更是可持續發展的世紀，而隧道建設又是地下工程的重要部分，
對於可持續發展來說，環境保護至關重要。在公路
隧道建設中，我們必須結合隧道工程本身的特點採取相應的對策，保護好自然環境，使工程建設與環境保護同時進行，以免後患。
湖北滬蓉西高速公路象鼻山隧道現已順利貫通，其勘察設計中的環保理念和措施取得了很好的
效果。可以為今後公路隧道設計所借鑑的經驗主要
有以下幾點：
①方案擬定上要引入環保理念，應盡可能減小
對生態環境和自然景觀的破壞，避免大挖大填和高
邊坡。②當地形偏壓嚴重，邊坡極其陡峭時，隧道洞口段可緊貼邊坡面設定護拱，隧道在護拱保護下進洞。這樣可從真正意義上實現極陡地形下隧道洞口
「早進洞、晚出洞、零開挖」的原則，減少了對洞口山
坡及原生植被的破壞，減小了洞口邊仰坡防護工程，較好的保證了邊仰坡穩定。
③當隧道全線沿著陡坡坡腳，可根據地形沿整
個隧道縱向設定護拱或擋牆，使隧道施工都在護拱或擋牆的保護下進行，這樣既能夠減少對山體的開挖，又能夠保證施工安全，也避免了高邊坡所帶來的運營安全隱患。
④隧道圍岩岩體極其破碎段，初期支護採用交叉預應力注漿錨桿加固效果良好。
［參考文獻］
［１］交通部公路司．新理念公路設計指南［ｍ］．北京：人良交通出
版社［２］金美海．公路隧道環保施工綜合研究［ｊ］．西部探礦工程，
［３］任毅．公路隧道工程中的環保問題及對策［ｊ］．地下空問與
工程學報
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