大坂山隧道施工難點及對策

劉紅娜

(中鐵十八局隧道工程有限公司，重慶 400700)

大坂山隧道起訖里程為DK259+264～DK275+182，總長15 918 m，最大埋深1 085.5 m。洞身經過地帶地形起伏較大，自然坡度20°～40°，工地范圍內山高坡陡，基巖裸露，溝壑縱橫，地形復雜，植被茂密。隧道進出口端只有2 km左右的簡易公路，其余溝內均為人行便道，交通困難，大型車輛難以通行。大坂山隧道進口端穿越青海大通北川河源區省級自然保護區的實驗區。隧道進、出口位于曲線上，洞內縱坡為人字坡。設一貫穿平導，全長16 066 m;進出口各一座防寒泄水洞，總長2 300 m。本工程共設3座斜井，分別為三塘溝斜井、門前溝斜井、頭塘溝斜井。

1 施工難點

1)大坂山隧道地處高原，平均海拔約為3 000 m，最高海拔為4 211 m。年平均氣溫保持在5℃以下，極端最低氣溫可達－34.5℃，積雪厚度最大為23 cm，凍結深度最深可達184 cm，洞口段施工在冬季進行，施工時相應進行保溫措施。施工時洞口搭設保溫棚、安裝保溫門，確保噴混凝土、混凝土、注漿等的施工溫度符合規范及設計要求。

2)在高寒缺氧條件下，施工人員身體機能下降，機械設備功率降低，因此必須提高隧道的施工機械化水平，減輕作業人員的體力勞動強度，盡量使用電力作為動力的機械設備施工。

3)地質條件復雜。a.高地應力。本隧道最大埋深為1 085.5 m，有高地應力現象，表現危害為:在硬質圍巖地段，可能產生巖爆;在軟弱圍巖地段可能產生流變變形、大變形。b.斷層破碎帶多。隧道有區域斷裂構造4條，次級斷裂構造7條，施工中可能存在塌方、涌水、冒泥。c.松散坡積層。隧道進出口松散坡積層，施工中可能形成塌方冒頂。

4)生態脆弱、環境保護要求高。大坂山隧道進口的地理位置處于黑泉水庫及其水利水電工程附近，并穿過北川省級自然保護區，因此施工中必須采取有效措施，避免因隧道施工對周圍生態環境資源造成破壞。施工中產生的廢料、生活垃圾應設點集中處理，不得隨意丟棄。要嚴格按設計要求棄渣，設擋墻堆砌，渣頂整平綠化。隧道施工的污水必須處理達標后才能排放，確保本地區地下水不受污染。

5)施工通風復雜、難度大。a.本工程正洞最大施工長度3 550 m;施工工作面多，通風布置復雜。b.區內地下水發育，施工排水困難。c.隧道不良地質多，主要有斷層破碎帶和高地應力，隧道埋深達1 085 m，埋深大產生高地應力，軟弱圍巖(主要指斷層破碎帶)，存在發生較大變形的風險。d.區內地下水發育，巖石富水性好，隧道施工可能會產生突、涌水。e.特長隧道超前地質預測預報及圍巖量測在保證施工方面意義重大。f.特長隧道施工測量控制。g.必須制定特長隧道的防災、減災救災措施。

2 工程施工對策

1)洞口保溫大棚及保溫門。根據高原嚴寒地區隧道施工特點，洞門、明洞及洞口段施工，在各隧道洞口利用型鋼和毯布搭設保溫大棚，四周密閉，留門掛棉門簾，以減少內、外熱交換。

2)混凝土生產系統加熱保溫。混凝土拌合站設保溫棚，墻體采用磚砌結構，屋頂設石棉保溫層。站內設蒸汽鍋爐，蒸汽的主、支加熱管加熱棚內氣溫和一次拌合的水、砂、石料。保溫棚出入口處設保溫簾幕，車輛出入時打開，平時關閉。利用蒸汽地槽，對一批混凝土拌合料的砂、石料進行預熱加溫，拌合用水依靠鍋爐水，水溫不超過60℃。若水溫過高，添加冷水調節溫度。混凝土攪拌時，先將加熱的骨料和水泥攪拌均勻，后加水攪拌，以減少熱量損失，混凝土出爐溫度一般為12℃。利用泵送運輸車運送混凝土，減少混凝土等待時間，保證混凝土入模溫度不低于5℃。

3)平導先行，盡早貫通，為通風排水創造條件，為突發事件逃生提供更多路線。合理確定每個工作面隧道開挖長度，以便通風布置更加合理。加大隧道內通風量，選用大風量風機、大直徑通風管道，確保工作面空氣流動量。采取施工人員縮短工時、輪休等措施降低勞動強度，提高機械化水平。

4)順坡設自然排水溝，對排水不暢的斜井工區采用機械協助排水，井底設泵站水倉，在斜井內設多級泵站，接力將水抽至井外沉淀池，經沉淀后再排放。備用大功率抽水泵，以備安全。

5)用不同參數的施工技術對不同的地層進行施工，使其能更好地控制圍巖變形。在隧道施工中采用中長錨桿(管)圍巖加固技術時，通過加強隧道的初期支護參數如:鋼架的間距、型鋼的型號等來控制變形。發生擠壓大變形時，則采用多重支護、分次施工支護技術來控制變形。

6)加強地質超前預報工作，采取超前探水措施，并在施工中配備足夠的抽水設備。當涌水及含水量較大影響到隧道圍巖的穩定時，則需要加強支護措施來保證隧道施工安全。

7)采用超前地質預報，指導隧道開挖支護。圍巖量測以洞內外觀察、水平收斂量測、拱頂下沉量測為必測項目，洞外在進出口洞頂附近布置測點，進行地表下沉量測;斷層破碎帶必要時進行隧道底部上鼓量測。

8)認真復測設計給定的控制點;制定合理的測量控制方案;選派有豐富經驗的測量專業人員;配備精良的測量設備;對布設的導線點進行嚴密復測。

9)建立突發性災害應急救援組織，配備應急救援物資與裝備，從多方面制定合理防災救援預案。