高速公路隧道与桥梁连接段的路基工程关键技术研究

引言

随着我国高速公路建设向山区、复杂地形区域延伸，隧道与桥梁连接段工程占比持续攀升。这类连接段因地形起伏大、地质条件复杂、受力状态特殊，路基工程面临多重技术挑战。传统路基施工技术在应对高填方、陡坡、软土地基等特殊工况时，常出现沉降超限、边坡失稳等问题，难以满足现代化高速公路建设的高标准要求。

一、高速公路隧道与桥梁连接段路基工程特性分析

1.1 地形地貌与地质条件

高速公路隧道与桥梁连接段常位于复杂地形区域，山地、丘陵及峡谷地貌显著增加路基工程难度。在山地环境中，地势起伏大导致路基开挖与填筑高度差悬殊，易形成高填方或深挖方路段，如川藏高速部分连接段填方高度超 50 米，土体自重与边坡稳定性控制成为关键。丘陵地区则因岩层风化破碎、土层分布不均，导致地基承载力差异大，若未妥善处理易引发路基不均匀沉降。峡谷地貌中，连接段常伴随陡峭边坡，爆破开挖产生的振动可能诱发山体滑坡，威胁施工安全与路基长期稳定性。

1.2 水文气象条件

降雨与地下水是影响路基稳定性的核心水文因素。强降雨引发的地表径流冲刷路基边坡，易造成坡面坍塌；持续降雨使地下水位抬升，弱化地基土力学性能。如南方多雨地区，季节性降雨常导致路基边坡滑坡，地下水的侵蚀作用还会加速路基材料劣化，尤其是含盐地下水会腐蚀混凝土结构，缩短路基使用寿命。气象条件中的冻融循环与强风作用同样不可忽视。在高寒地区，路基土体反复冻融导致体积膨胀收缩，形成翻浆、裂缝等病害。

1.3 工程力学特性

路段路基受力复杂并具有动态性。施工过程中，车辆荷载经过路面加载到路基上，高速、重载交通易使路基长期受到重复应力的作用，使路基产生疲劳破坏。隧道和桥梁结构加载下路基受力变形及引起的路基动力作用更易造成路基受力不均衡，洞口段在隧道内的围岩压力释放，加之洞口路基与隧道连接处易造成应力集中。由于桥梁台背填土刚度较小，在车辆荷载的作用下导致出现“跳车”，致使路基加速损坏。

二、高速公路隧道与桥梁连接段路基设计理论与方法

2.1 路基结构设计

隧道和桥梁之间所衔接的高速公路路基应是稳定的以及过渡性的。横断面设计中，除了应对公路通常的路面和路肩的宽度进行设计外，还要注意路基与隧道或者桥梁之间的衔接过渡性。高填路基也要通过缩短坡度的边坡，按等级的放坡的方式，同时要在边坡上设置平台，减缓土体自重引起的路基压力。路基的填料直接决定了路基的稳定性，以透水性强并且具备强度的砂砾石和碎石土作为路基填料为主要选择，切忌使用淤泥及腐殖土等不稳定地基。一些特殊的路段可以使用工业废渣改良土基的方式来实现。

2.2 地基处理技术

就连接段复杂的地质状况来说，相应的地基处理要“因情制宜”。软土地区应用较多的排水固结法，比如采用砂井、塑料排水板等竖向排水体来将孔隙水排放，加快土体的固结过程，减少固结所需要的时间。换填法应用在深度较浅的软土，是将碎石、灰土等优质的材料替代软弱土，加快地基的承载能力。在岩溶区使用注浆加固法，即对溶洞、溶蚀裂隙等通过水泥-水玻璃浆液加以填充并灌注，变成结石体填充溶洞，从而起到加固的效果。地基处理方面，与路基的沉降计算相结合，用分层总和法、有限元法去预计所发生的路基沉降量，合理地控制路基地基的处理深度及范围，切忌因不必要的过大而引发铺张浪费。

2.3 路基防护与排水设计

在路基防护上，以“防冲、抗风化、保边坡”作为设计原则。坡面防护宜选用植物防护和工程防护联合方式，土质边坡采取种草皮、种灌木等措施，既可以护坡固土，又能起到美化环境的作用；对于岩石边坡或陡坡，则使用浆砌片石护坡、混凝土框架梁护坡等工程措施，必要时还需设置锚杆、锚索对边坡进行加固。在挡土墙上，作为经常性支挡结构，必须根据边坡的坡高以及土的性质，选用重力式、悬臂式或扶壁式挡土墙，保障边坡的稳定安全。

三、高速公路隧道与桥梁连接段路基施工关键技术

3.1 路基开挖与填筑技术

路基开挖方式必须结合地质情况和设计情况灵活选取，沿石路基开挖采用控制爆破的施工方法，应用预裂爆破、光面爆破等技术，做好开挖轮廓控制，尽量减小周边岩体的扰动。在临近隧道洞口的石方开挖中，采用微差爆破法施工，将单位响药量控制在相对比较安全的范围内，尽量避免因爆破振动对隧道结构造成的损害。路基填筑是分层填筑，分层压实，填料运至现场后，先对其进行含水量测定，通过洒水或者晾晒的办法调整到最佳含水量时再进行水平分层填筑，且每层的松铺厚度控制在30cm 以下，粘性土应用羊角碾或者凸块碾来增加压实度，每层完成压实后用灌砂法、环刀法来测试压实度是否达到预期，当压实度满足设计要求后方可进行下一层填筑。

3.2 特殊路基施工技术

对特殊路基如高填方、陡坡等，必须采取专项施工技术予以保证路基稳定性。高填方施工路基时每 2\~3 层进行一次观测沉降，使用水准仪、全站仪进行路基顶面的沉降观测与位移观测，同时施工中设置土工格栅，通过格栅对土体的挤压达到与土体的摩擦作用，提高土体整体性，降低土体不均匀性沉降。某高速连接段路基采用高填方，通过施工中铺设双向土工格栅方式，控制高填方路基的沉降，路基差异沉降量控制在 10mm 以内。陡坡路基采取台阶开挖与反压护道的施工方式，先开挖原路基面形成宽度不少于两米的台阶，台阶面向内倾斜，形成对新填土与老填土的连接力，填方坡脚易失稳的位置，设置反压护道，护道宽度根据边坡高度及土质确定。

3.3 路基与隧道、桥梁连接部位施工技术

路基与隧道接口部位的施工，应以隧道洞口段路基为重点。首先在隧道洞口段路基施工时，洞口段路基先作洞顶截水沟，把地表水挡在洞外，再在施工之前施工。路基填筑时，靠近隧道洞口侧先用小型压实设备夯实，避免大吨位机械作业对隧道结构产生影响。在路基与隧道的仰拱之间施工一个过渡段，施工过渡段时采用级配碎石或水泥稳定碎石填筑，分层压实后铺设土工格室，加强衔接位置的刚度过渡。路基与桥梁接口部位的台背回填也是施工的难点，其回填材料应是透水性较好的砂砾、碎石土，禁用膨胀土、腐殖土等，回填范围：从桥台背后到路基边缘。采用对称回填分层压实，采用小型振动压路机或蛙式打夯机进行压实，边角部位采用人工夯实。

结语

高速公路隧道与桥梁连接段路基工程关键技术研究有效攻克了复杂地形地质条件下的工程难题。通过创新设计理论、优化施工技术及完善管控体系，显著提升了连接段路基的稳定性与耐久性。随着新材料、新技术的不断涌现，持续深化该领域研究，将为高速公路建设的智能化、绿色化发展注入新动能，进一步推动交通基础设施建设迈向更高水平。

参考文献

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