4.1隧道洞门选型影响因素概述
隧道洞门形式的分类方法很多，在不同方式的划分下，隧道洞门形式多种多样，姿态万千，但其全部形式，总可以总结为以下几种：端墙式洞门、翼墙式洞门，环框式洞门、遮光棚洞门。
端墙式洞门适用于岩质稳定的IV类以上围岩和地形开阔的地区，是最常适用的形式。 翼墙式洞门适用于地址较差的III类以下围岩，以及需要开挖路堑的地方。翼墙式洞门由端墙和翼墙所组成，翼墙有增加端墙的稳定性及防护边破的作用。
当洞门岩层坚硬，整体性好，节理不发育，且不易风化，路堑开挖后仰坡稳定时候，常采用环框式洞门。当洞口岩层松软时候，如要要采用环框式洞门，需要注意：避免大刷仰、边坡，洞门常常如要接长。注意：此种洞门环框两翼和翼墙一样的作用，能保护边破稳定的作用。 遮光棚洞门当洞门光线强烈时候，需要采用遮光棚来协调驾驶员对光线的落差。此种洞门有两种，一种开放式，一种封闭。一般采用开发式，因为封闭式容易弄脏，不易清洗。还有些变化形式，如：柱式洞门，在端墙两端增加两个柱子。美观，雄伟，而且能使端墙局部加强，增加洞门稳定性。
4.3环保性对洞门选型的影响
环保性对洞门选型的影响，是指主要从环境保护的角度出发，分析不同洞门型式对环境所造成的影响。这里所指的环境保护，应理解为广义的环保，不仅仅是指减少对环境的破坏，对花草树木，绿植被的损坏，对大气水土的污染，还包括洞门和整个地理环境、自然景观和人文景观是否和谐，彼此之间能否相互映衬，相得益彰。因此，环保性对洞门选型影响，主要从以下两个方面展开分析：1.洞门造型和自然环境的协调性关系；2.洞门景观和自然景观及人文景观的协调性关系。一般来说，隧道洞门的造型越大，所要对山体的开挖量也越大，对周边环境造成的损伤也就越显著，环保性也就越差，造型较小，对环境的影响较小，环保性一般较好。
4.3.1洞门与自然环境的协调性
本文认为：洞门与自然环境的协调性，是指洞门的型式与地形地貌的统一性，彼此之间能否相互映衬。《公路隧道设计规范》（JTG－2004）指出，洞门的型式和洞口所处的位置密切相关，洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、运营要求，通过经济、技术比较确定；隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定；洞门设计应与自然环境相协调。
一般来说，洞口位置受地形条件、气象、路线控制的影响，通常存在以下几种形式，如图4.31所示：
1）坡面正交型—隧道轴线与坡面正交，是隧道洞门最为理想的形式。
2）坡面斜交型—隧道轴线与坡面斜交进入，边坡切面与洞门为非对称，往往存在偏
压。
3）坡面平行型—这是—种极端的斜交情况，隧道在较长区段的单边覆盖层较薄，特别应考虑偏压，往往容易出现文件，应尽量避免这种形式。
4）山脊突出部进入型—山脊突出部一般是稳定的，但山脊突出部的背后侧可能存在断层，应高度注意。
5）沟谷部进入型—存在岩堆等不稳定堆积层，地下水位较高，泥石流、雪崩等自然灾害容易发生，应特别注意。
图4.31 隧道洞口轴线与地形关系示意图
Fig4.31 Schematic diagram of the axis and the terrain
坡面正交型是最为理想的形式，隧道纵坡与坡面正交。这种情况下可供洞门选择的型式较多。既可以选择“墙式”洞门，也可以选择“洞式”洞门。具体选择时要依据洞门的安全性、环保性和经济性，以及地形地貌条件综合考虑。当山体纵坡坡度较陡、洞口外比较开阔时，宜采用“墙式”洞门，根据洞门位置处地形的横断面情况，又可对端墙的顶部进行修改，常见的作法有：如果洞门横断面处地形较平坦时，可以将端墙顶部设置成一直线形的型式，形成一字式；如果地形呈一中间拱起、两端缓慢下降的弧形时，可将端墙顶部设置成弧形、拱形等以协调地形起伏，形成拱翼式；如果地势开阔，山体雄伟，仰坡高度较高时，应选择气势宏伟的柱式洞门，与山势配合，相得益彰，彰显大气；而当洞口外较狭窄，边坡不稳定时，洞门形式选择还要考虑边坡的影响，一般宜采用翼墙式洞门。当山体纵坡坡度较缓时，一般宜选择“洞式”洞门，依据坡度的大小和地形情况，在顺切、直切和倒切形式简选择，做到因地制宜，与周围环境协调统一，对于暗挖法施工受限情况，采用明洞接长洞口的方式，此时洞门形式可采用环框式、削竹式等，然后按原地面坡度对地表进行恢复，是目前采用较多的一种洞门形式。
隧道纵坡与坡面斜交的情况比较复杂，但这种情况下，隧道洞门形式比较单一，主要考虑山体横坡和地质条件对洞门的影响。如果洞口横断面呈单向坡或双向坡型，并且有一定的坡度，洞口有一定的埋
深时，洞口宜选择台阶式洞门或拱翼式洞门，台阶的高度与个数在整体上应和地势相协调，拱翼的弧度及长度应和地形的起伏状态相统一。台阶式洞门可以减少仰坡土石开挖量、仰坡高度及外露坡长，与周围环境的统一性较好。如果洞口处的横坡较大，隧道轴线两侧的埋深相差较大时，洞口应选择偏压式洞门。通常情况下，台阶式洞门与偏压衬砌配合使用。如果斜交，山体的横坡较缓，洞口处的埋深又不大，明洞法施工时，可以采用棚式明洞门或拱式明洞门的形式，在横坡外侧，采用立柱支撑，进行自然采光。
4.3.2洞门与自然、人文景观的协调性
环保性对洞门选型的影响，除了要考虑洞门与自然环境的协调性外，还应考虑洞门与自然景观、人文景观的协调性，洞门能否体现出当地风土人情。
隧道洞口与自然环境紧密相连，除功能作用外，对周围的自然景观和人文景观有一定的符号和象征意义。随着社会的发展，科学技术的进步，洞门型式的艺术性越来越受到重视，一方面要对传统的洞门型式进行改进，另一方面要结合地形情况、地理位置、时代特征、地区和民族特点，有所创新和突破。
“墙式”洞门，由于端墙的面积较大，给设计人员相对较大的创作空间，在对洞门的塑造上方法较多，样式多种。首先，端墙的形状应和洞口位置处的环境背景条件融合在一起。洞门不能仅仅作为隧道结构
的一部分，或作为隧道入口的摆设，而应该上升到文化艺术的高度，应该体现当地环境、文化和民俗民族传统的关联性，体现人造景观与区域文化、人文景观的和谐统一。例如：位于国道213线郎川公路上的日尔郎山隧道。日尔郎山隧道处于藏羌少数民族地区，隧道的洞门采用了具有藏式风格的柱式洞门，并且增加了藏羌风格的洞门外装饰，洞门端墙彩、墙面、端墙顶部无不体现藏羌民族特，与当地的环境、人文景观浑然一体，十分和谐，让人一看到就立刻明白，正进入藏羌少数民族聚居区。其次，洞门墙在材料的选择和修筑工艺上有所突破。例如，混凝土预制块材料，横平竖直错位安放，给人的感觉陈旧呆板，用白瓷砖镶面，反光强烈，对驾驶人员不利，因此，材料选择和砌筑工艺要求高，材料在就地取材的基本原则下，宜选用有光泽但反光较弱，易于清垢而又不伤质感的材料，同时应注意与周围的融合。然后，端墙的彩也是体现洞门与周围环境协调的手段。应在保证行车安全的前提下，让视觉效果趋于自然，使得隧洞内外的光线反差不宜太大。洞门墙上的彩宜选用冷调，整体暗化和柔化墙体，减轻墙面反射光对驾驶员的刺激以适应光线变化的影响。隧道洞口所用材料的彩和肌理，带给司乘人员的视觉感觉是突出而明显的。隧道洞口的彩可以是多样化的，最常用的彩是材料的本，如混凝土的青灰、毛石的自然泽、砖砌体的彩等，但材料的这些颜和周围自然环境并不协调。因此，石材、涂料等新型材料的不断创新应用，出现了各种颜，打破了隧道洞口灰秃秃的旧貌。一般说来，彩的使用宜单纯，不麻采用纯度高的明亮，避免视觉上的突兀感，颜的使用宜控制在二种左右。材料的文理可以通过人工方式进行改变，主要体现在材料表面纹饰的变化。文理的设计应尽可能降低亮度并减轻洞门的压迫感。常用的方法有：对水泥衍生品采用
塑面、剁斧、凿毛、横向线条和曝向线条等，这些既可以起到造景的作用，又能够缓解隧道对驾驶员的心里影响。
“洞式”洞门，目前来讲，是一种较环保的洞门型式。倡导的是“弱化”或无洞门的设计。这种设计不是为了人为的增加建筑物，与周围环境相协调，而是要融入自然风景。和“墙式”洞门相比，“洞式”洞门造型小，形状简单，给人简约的感觉。一般来说，“洞式”洞门要比“墙式”洞门在外部造型上小很多，不可能像“墙式”洞门那样，依靠对端墙的处理，来实现与自然景观和人文景观和谐统一的目的。这就给洞门设计提出了更高的要求。思小高速[23]高速公路上的野象谷隧道，通过艺术手法适当装点洞门，使得洞口景观独具匠心。野象谷隧道洞门装饰为傣族公主的冠冕（如图所示），金光灿烂，入口的弧形刚好和帽檐的弧度一致，而且，为使这一文化象征发挥更大的作用。人口一侧的休息场地建盖了傣族竹楼、凉亭等，更形象地展现了西双版纳独特的傣族文化，使该洞门充分吸取地方民族文化符号，融合到当地文化氛围中，营造出“虽为人工，宛自天成”的隧道景观，充分体现地域特，乡土风情，和人文景观融为一体。
图4.32 野象谷隧道黄牛坳隧道梅州端
Fig4.32 typical design of road tunnel portal landscape domestic
此外，“洞式”洞门一般修建在，仰坡高度较小，自然坡度较小的地形条件下，常常采用明洞开挖，然后再回填、恢复成原有地貌的施工方法，因此，可以采用园林景观的作法，通过对边仰坡的园林化设计，达到洞口景观与周围自然、人文景观协调的目的，例如黄牛坳隧道梅州端，如图所示，以夸张变形的装饰手法，将隧道口及中间间隔设计成大海波浪形象，上空飞翔着众多矫健的海鸥，显得十分和谐自然，令游客心情舒畅，备感轻松。
“洞式”洞门还有一个突出特点，通过对“洞式”洞门，或明洞段在造型的设计，达到调节光线的效果，不
管是突出的喇叭口，还是镂空的接长明洞，或是阶梯型过渡的棚式、半棚式明洞，其出发点都是通过设置光过渡段，从而缓和洞内外光线的差异，在起到洞口调光作用的同时，常常也会构成一道亮丽的风景。
图4.33 基于调光功能的洞口景观
Fig4.33 Tunnel portal landscape based on lightness adjustment
4.3.3不同洞门形式的环境影响特征
公路隧道不同洞门型式对环境的影响主要从下面两个方面进行考虑：
①隧道洞口施工对自然环境的破坏；
②隧道洞门及其它构造物与环境的协调。
根据“洞门型式分类及特点”，不同型式洞门对生态环境影响特征如下：
一字式洞门对生态环境影响特征
一字式洞门对洞口山体要产生一定开挖，对洞口顶部植被有一定程度的破坏，对洞口顶部植被的影响相对于其它“墙式”洞门相对较小；但是，一字式洞门与周围地形协调性较差，仅适用于洞门横断面地形接近于水平的情况，通用性较差，洞口结构形式比较呆板、单
一，缺乏美感，对车辆行驶易产生压迫感，视觉景观性较差。
台阶式洞门对生态环境影响特征
台阶式洞门适用于地面横向坡度为单面坡的地形，洞门一侧边坡较高，并且另一侧边坡高度大于洞身高度，洞口外挖方段较长，对洞口植被开挖较大，对隧道洞口植物落有较大的破坏；同时由于洞口型式呈台阶状，洞门造型相对繁琐，体量大，与周围地形的协调性较差，无法满足视觉环境的连续性，视觉景观效果较差。
柱式洞门对生态环境影响特征
柱式洞门适用于地面较陡、地质条件较差的地形，柱式洞门对洞口山体有一定的开挖，对洞口植被落有一定的不利影响；柱式洞门在两柱之间可布设建筑造型，美学价值较高，适用于风景区、少数民族聚居区或长大隧道的洞口，但是，柱式洞门有一定的重量感，体积较大，易对过往车辆产生压迫感。视觉景观性较好。
城堡式洞门对生态环境影响特征
城堡式洞门一般应用于城市、风景区等区域。城堡式洞门型式结构复杂，对洞口地表扰动较大，对洞口植被的不利影响相对较大。由于这种洞门结构复杂，造型繁琐，体量大，洞门的修筑不仅改变了周边的自然环境，破坏了既有坡体的自然平衡状态，同时附属突出的构筑物对地区局部景观产生极大的影响，于周围山体协调性差，有一定的景观效果，但是整体性较差。
拱翼式洞门对生态环境影响特征
拱翼式洞门适用于地势较为平坦、横断面呈弧线变化的地形，该洞门型式对洞口山体有很大的开挖，洞口顶部山体开挖量大，对洞口植被影响较大；该洞门型式中的拱形曲线和周边地形不易协调，对隧道区域山体局部景观产生不利影响。
扩张式洞门对生态环境影响特征
扩张式洞门对车辆行驶影响较小，与周围自然环境协调性好，与洞口周边地形易于配合，洞门结构比较简单，可产生一种渐变的效果，给人一种空间增大各感觉，使驾驶员在进入隧道时随着洞口的渐变，在心理上舒适过渡，景观价值较高，同时，这种洞门型式对洞口山体开挖较小，对洞口植被影响轻微，对洞口野生动植物落影响较小，较好地贯彻了“尽量不对山体造成扰动”的原则。
非扩张式洞门对生态环境影响特征
非扩张式洞门主要是指削竹式洞门和棚洞式洞门，这种洞门型式对山体基本没有开挖，对洞口顶部山体植被不产生破坏作用，对洞口植被落没有不利影响，同时，该洞门型式不破坏洞口山体地貌，与周围地形易于配合，与山体的景观协调性最好。
综合所述，不同地域洞门型式对环境的影响程度迥异。分析可以得出不同洞门型式对环境影响的评级
等级：非扩张式洞门环境影响评价等级好（对环境几乎没有影响），扩张式洞门环境影响较好，一字式洞门和拱翼式洞门环境影响一般，台阶式洞门和柱式洞门环境影响较差，城堡式洞门的环境影响最差。
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