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摘要：随着西海岸的高速发展，因各主道路联通能力不足，现有道路拥挤现象频发，在将来更是难以满足交通需求。西海岸新区现阶段东西方向大动脉只有三条，但都位于新区的南侧。目前，滨海大道上下班高峰常见拥堵现象;开城路大型货车较多，常见堵车现象。开城路以北，因为小珠山的存在，是东西向道路的空白，而此宽度南北方向长达接近10公里，对于整个西海岸新区与各地域间的交流造成很大影响。所以，从发展角度考虑，非常有必要开通小珠山隧道。在此，以小珠山的地质、地形走向以及小珠山周围人文环境为依据，浅论小珠山隧道，对其隧道洞口选址、线路走向、长度、埋深，断面及坡道形式及功能进行初步设计及研究。
关键词：小珠山隧道;选址;线路;埋深;断面
1.隧道洞口选址
选择隧道洞口位置有以下几点原则。洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方。洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力。为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不应使山体扰动太多，暴露面太大。
鉴于以上的隧道洞口选址原则及“早进洞、晚出洞”的原则，小珠山西侧有河流穿过，若隧道穿过此西侧处会影响隧道的施工安全;小珠山东半侧南北长度较长，若隧道经东侧则施工难度较大、施工周期过长。为周全施工安全性及施工的难度和周期，综合考虑，小珠山隧道应穿越小珠山东西两侧的中间位置，因此小珠山隧道进洞口可选在小珠山北面的珠山国家森林公园-观光车大小狐仙洞站，隧道出洞口可选在小珠山南面齐长城附近。
图1 小珠山隧道洞口选址位置示意
2.线路走向
隧道位置应选择在稳定的底层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地质地段，当必须通过时，应采取切实可靠的工程措施。公路隧道在选择隧道位置时，必须对隧道所处位置、地形和地质等自然条件进行全方位的调查，这也是隧道结构设计以及计划投资等方面工作的依据。
小珠山为花岗岩山地，整个山脉呈东南、西北走向，因此对于小珠山隧道的线形设计应以小珠山地形特点为主要考虑因素。
小珠山隧道的平面线性原则上采用直线，避免设置曲线。若在某些情况下必须设置曲线时，其曲线半径不宜小于不设超高的平面曲线半径。
隧道纵坡不应小于0.3%，一般情况下不应大于3%[1]。若隧道的纵坡过大，无论是行车还是施工养护都不利。道路隧道的纵坡以不妨碍排水的缓坡为宜。在变坡点处应设置足够的竖曲线，保持线路的良好衔接。小珠山隧道由进洞口至出洞口的长度通过地图的测距功能测得大约为1500m，更加精确的数据需进行现场勘测测量。
线路设计隧道应达到方便地完成北可接灵珠山高速出口，南可接灵山卫、开城路及滨海大道，将小珠山南北两侧地区连接一体，有效地促进双方经济的交流及发展，为小珠山以北地区经济向南边地区经济靠拢提供了重要的前提保证，同时减轻了滨海大道一带交通拥挤频发的程度。
3.埋深
隧道埋深指的是隧道开挖断面的顶部至地面的垂直距离。根据埋深将隧道划分为深埋隧道和浅埋隧道两大类。深埋隧道和浅埋隧道的临界深度以隧道顶部盖层能否形成压力拱（自然拱）为原则确定的。对于山岭隧道H埋深超过50m（保守的估计是100m）的隧道基本上都可以划分为深埋隧道。
根据围岩初始应力状态、围岩变形破坏方式，山岭隧道可以划分为浅埋隧道、深埋隧道和超深隧道三大类。
深埋和浅埋对应于两个不同的力学特点，简单的说，浅埋的力学特点是，隧道开挖后，將承受其上面的全部上覆土所产生的土压力;而深埋隧道，则承受其上面一定范围内的土所产生的土压力。在埋深很大的情况下，当岩土体条件很好的话，也是有可能自稳的，当然这种说法也只是基于结构-荷载分析的方法而言。
对于小珠山来讲，小珠山的岩石主要为花岗岩，岩石的自稳性能较好，而且小珠山地势较高，综合考虑小珠山隧道应采用深埋隧道。具体各段隧道埋深多少米需要具体的地形数据进行参考，可根据真实可靠的地形高度及岩石构造进行深埋米数的确定。
4.断面
小珠山隧道设计为二级公路，设计速度取60km/h，则隧道车道宽度取3.5m，侧向宽度左侧和右侧均取0.5m，人行道宽度取1m。小珠山隧道内轮廓设计除应符合隧道建筑限界的规定外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。公路等级和设计速度相同的一条公路上的隧道断面宜采用相同的内轮廓。隧道内路侧边沟应结合检修道、侧向宽度、余宽等布置，其宽度应小于侧向宽度，并布置于车道两侧[4]。
5.衬砌结构设计
隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。 衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。
衬砌支护各参数的确定：小珠山隧道围岩属于花岗岩， 支护结构的设计要求对地应力进行合理释放， 在保证围岩自承能力的情况下， 尽量增大围岩以形变型式转化掉的工程力从而有效减小支护力， 同时要保证支护结构本身具备足够的刚度;隧道初期支护是保证隧道质量和安全的结构体系， 无论在何种状态下， 隧道的安全必须以初期支护处于质量安全状态为前提， 为达到此目的， 在初期支护外层先设置临时防护罩，以释放围岩压力为主;然后设置刚性初期支护， 提供较强的支护阻力， 防止围岩变形过大， 同时继续释放围岩压力; 最后设置钢筋混凝土二次衬砌。经过分析，小珠山隧道可采用三台阶法开挖， 先施作临时防护罩 （加强锁脚， 使得柔性防护罩与围岩形成整体、协调变形、释放围岩压力） [2] ， 围岩压力释放， 然后施作初期支护， 围岩压力再次释放， 最后施作二衬， 再一次释放围岩压力。
6.小珠山隧道的意义及设计的缺陷
小珠山隧道开通后可方便地将小珠山南北两面地域联结，方便了内区人们的生活出行，加速了人流及经济的循环，有效地促进双方经济的交流及发展，为小珠山以北地区经济向南边地区经济靠拢提供了重要的前提保证，同时减轻了滨海大道一带交通拥挤频发的程度。
但是，隧道的打通还会涉及到更多方面的论证，比如地质条件、山体岩石质量、生态环境等等，如果经过论证打通小珠山隧道收益较低投入较大且破坏小珠山的生态环境，则应该设计别的交通方式或方案进行优化设计。
参考文献：
[1]杨德升.山区高速公路隧道设计探讨[J].工程建设与设计，2017（14）：104-105.
[2]许东风，叶剑可，袁郑棋，祁占锋，黄志义.山岭隧道衬砌用高性能水泥基复合材料加固模拟研究[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（12）：187-189.
关键词：小珠山隧道;选址;线路;埋深;断面
1.隧道洞口选址
选择隧道洞口位置有以下几点原则。洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方。洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力。为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不应使山体扰动太多，暴露面太大。
鉴于以上的隧道洞口选址原则及“早进洞、晚出洞”的原则，小珠山西侧有河流穿过，若隧道穿过此西侧处会影响隧道的施工安全;小珠山东半侧南北长度较长，若隧道经东侧则施工难度较大、施工周期过长。为周全施工安全性及施工的难度和周期，综合考虑，小珠山隧道应穿越小珠山东西两侧的中间位置，因此小珠山隧道进洞口可选在小珠山北面的珠山国家森林公园-观光车大小狐仙洞站，隧道出洞口可选在小珠山南面齐长城附近。
图1 小珠山隧道洞口选址位置示意
2.线路走向
隧道位置应选择在稳定的底层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地质地段，当必须通过时，应采取切实可靠的工程措施。公路隧道在选择隧道位置时，必须对隧道所处位置、地形和地质等自然条件进行全方位的调查，这也是隧道结构设计以及计划投资等方面工作的依据。
小珠山为花岗岩山地，整个山脉呈东南、西北走向，因此对于小珠山隧道的线形设计应以小珠山地形特点为主要考虑因素。
小珠山隧道的平面线性原则上采用直线，避免设置曲线。若在某些情况下必须设置曲线时，其曲线半径不宜小于不设超高的平面曲线半径。
隧道纵坡不应小于0.3%，一般情况下不应大于3%[1]。若隧道的纵坡过大，无论是行车还是施工养护都不利。道路隧道的纵坡以不妨碍排水的缓坡为宜。在变坡点处应设置足够的竖曲线，保持线路的良好衔接。小珠山隧道由进洞口至出洞口的长度通过地图的测距功能测得大约为1500m，更加精确的数据需进行现场勘测测量。
线路设计隧道应达到方便地完成北可接灵珠山高速出口，南可接灵山卫、开城路及滨海大道，将小珠山南北两侧地区连接一体，有效地促进双方经济的交流及发展，为小珠山以北地区经济向南边地区经济靠拢提供了重要的前提保证，同时减轻了滨海大道一带交通拥挤频发的程度。
3.埋深
隧道埋深指的是隧道开挖断面的顶部至地面的垂直距离。根据埋深将隧道划分为深埋隧道和浅埋隧道两大类。深埋隧道和浅埋隧道的临界深度以隧道顶部盖层能否形成压力拱（自然拱）为原则确定的。对于山岭隧道H埋深超过50m（保守的估计是100m）的隧道基本上都可以划分为深埋隧道。
根据围岩初始应力状态、围岩变形破坏方式，山岭隧道可以划分为浅埋隧道、深埋隧道和超深隧道三大类。
深埋和浅埋对应于两个不同的力学特点，简单的说，浅埋的力学特点是，隧道开挖后，將承受其上面的全部上覆土所产生的土压力;而深埋隧道，则承受其上面一定范围内的土所产生的土压力。在埋深很大的情况下，当岩土体条件很好的话，也是有可能自稳的，当然这种说法也只是基于结构-荷载分析的方法而言。
对于小珠山来讲，小珠山的岩石主要为花岗岩，岩石的自稳性能较好，而且小珠山地势较高，综合考虑小珠山隧道应采用深埋隧道。具体各段隧道埋深多少米需要具体的地形数据进行参考，可根据真实可靠的地形高度及岩石构造进行深埋米数的确定。
4.断面
小珠山隧道设计为二级公路，设计速度取60km/h，则隧道车道宽度取3.5m，侧向宽度左侧和右侧均取0.5m，人行道宽度取1m。小珠山隧道内轮廓设计除应符合隧道建筑限界的规定外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。公路等级和设计速度相同的一条公路上的隧道断面宜采用相同的内轮廓。隧道内路侧边沟应结合检修道、侧向宽度、余宽等布置，其宽度应小于侧向宽度，并布置于车道两侧[4]。
5.衬砌结构设计
隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。 衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、围岩级别、工程地质和水文地质条件、隧道埋置深度、结构受力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。
衬砌支护各参数的确定：小珠山隧道围岩属于花岗岩， 支护结构的设计要求对地应力进行合理释放， 在保证围岩自承能力的情况下， 尽量增大围岩以形变型式转化掉的工程力从而有效减小支护力， 同时要保证支护结构本身具备足够的刚度;隧道初期支护是保证隧道质量和安全的结构体系， 无论在何种状态下， 隧道的安全必须以初期支护处于质量安全状态为前提， 为达到此目的， 在初期支护外层先设置临时防护罩，以释放围岩压力为主;然后设置刚性初期支护， 提供较强的支护阻力， 防止围岩变形过大， 同时继续释放围岩压力; 最后设置钢筋混凝土二次衬砌。经过分析，小珠山隧道可采用三台阶法开挖， 先施作临时防护罩 （加强锁脚， 使得柔性防护罩与围岩形成整体、协调变形、释放围岩压力） [2] ， 围岩压力释放， 然后施作初期支护， 围岩压力再次释放， 最后施作二衬， 再一次释放围岩压力。
6.小珠山隧道的意义及设计的缺陷
小珠山隧道开通后可方便地将小珠山南北两面地域联结，方便了内区人们的生活出行，加速了人流及经济的循环，有效地促进双方经济的交流及发展，为小珠山以北地区经济向南边地区经济靠拢提供了重要的前提保证，同时减轻了滨海大道一带交通拥挤频发的程度。
但是，隧道的打通还会涉及到更多方面的论证，比如地质条件、山体岩石质量、生态环境等等，如果经过论证打通小珠山隧道收益较低投入较大且破坏小珠山的生态环境，则应该设计别的交通方式或方案进行优化设计。
参考文献：
[1]杨德升.山区高速公路隧道设计探讨[J].工程建设与设计，2017（14）：104-105.
[2]许东风，叶剑可，袁郑棋，祁占锋，黄志义.山岭隧道衬砌用高性能水泥基复合材料加固模拟研究[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（12）：187-189.