紅豆山隧道專項施工方案

韓楊軍

摘 要：結合紅豆山隧道工程實例，簡單介紹了該隧道施工的基本工序，著重對Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V級圍巖，斜井、平導圍巖等施工方法進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：紅豆山；隧道；施工方案

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A

1.工程概況

紅豆山隧道位于云南省臨滄市鳳慶縣及云縣境內，進口位于鳳慶縣復興村西南側2.5km落仙河與天生橋河交匯地帶，出口位于云縣茂蘭鎮溫崩河左岸坡麓地帶，隧道起訖里程DK114+497～DK125+113，全長10616m，其中進口DK114+497～DK114+961段長464m為三線，出口DK124+764～DK125+113段長349m為雙線，其余段落為單線隧道。全隧Ⅴ級圍巖2656m，占隧道總長25%，Ⅳ級圍巖3240m，占隧道總長30.5%，Ⅲ級圍巖4630m，占隧道總長41.1%，Ⅱ級圍巖360m，占隧道總長3.4%。隧道最大埋深1020m，最小埋深14m。

隧道內設置“人”字坡，依次為6‰（2203m長）、18‰（1400m長）、21‰（4700m長）、11‰（1500m長）的上坡，其后為1‰（813m長）的下坡。線路平面DK115+096.325～DK116+422.169段位于R-1500m的左偏曲線上，DK123+146.437～DK124+714.984段位于R-1600m的右偏曲線上，其余段落均位于直線上。

線路DK117+500、DK122+200前進方向左側設置無軌運輸雙車道斜井兩座，線路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左側30m處交叉設置兩座長1124m、990m無軌運輸單車道平導。

2.施工準備

2.1 施工便道

本工程施工便道分段利用既有道路改造引入紅線內，在紅線內分段拉通縱向施工便道；施工便道充分利用鄉間道路改造及新修便道至隧道洞口及棄碴場，形成完善的道路系統。紅豆山隧道進口及1#斜井施工便道從G214國道K136+400處引入，利用既有4.5m寬瀝青路至腰街鄉，過腰街鄉后繼續向西新建便道9.8km至一工區駐地，以一工區駐地為起點新建盤山路引入至隧道洞口。紅豆山隧道2#斜井從G214國道G153+300處引入，新建便道5.71km；紅豆山隧道出口從G214國道G154+550引入，拓寬便道5.33km。

2.2 拌和站

紅豆山隧道混凝土由第一拌合站、第二拌合站集中供應，其中第一拌合站距離該隧道進口洞口2.897km、距離1#斜井洞口4.05km，第二拌合站距離該隧道出口洞口0.387km、距離2#斜井洞口2.121km。噴射混凝土由第一濕噴站、第二拌合站集中供應。

2.3 鋼構件加工場

隧道所需鋼構架由1#鋼構件加工場、2#鋼構件加工場集中供應。

2.4 施工用水、用電

（1）施工用水

本隧道附近流經的河流為落仙河及其支流等，沿線河流地表水質優良，可直接作為生產用水；紅豆山隧道2#斜井洞口河溝水量小，需打井取水，以滿足施工需要。每個隧道施工洞口上部設高山水池，高山水池高于洞口30m，采用功率為550kW潛水泵從蓄水池抽水，上水管采用ф100mm鋼管，下水管采用ф150mm鋼管，高山水池容量為150m?。為滿足施工用水需要，在1#、2#斜井與正洞交叉處增加1號、2號蓄水池。從洞口高山水池抽水到1號、2號蓄水池，再從1號、2號蓄水池抽水到工作面。采用加壓泵加壓方式解決水壓力不足的問題。

（2）施工用電

施工供電采用統一架設的電力線路，各工點設置柴油發電機組備用。根據重點工程及其他大臨工程的分布情況，在隧道各洞口安裝變壓器，共安裝變壓器12臺，其中6臺400kVA、6臺800kVA。同時，各工點配置300kW發電機組作為備用電源。形式接互聯與建設單位實現網信息傳輸，配合建設單位對工程實行計算機網絡管理。

3.施工方案

本隧道共分進口、1#、2#斜井、出口4個作業面（斜井進入正洞后大小里程同時施工），進口工區施工紅豆山隧道進口2400m正洞；1號斜井工區施做紅豆山隧道2763m正洞、1799m斜井、1124m平導；2號斜井工區施做紅豆山隧道3445m正洞、1657m斜井、990m平導；出口工區施做出口2008m正洞。

本隧道為單線鐵路隧道，兩個車站分別伸入隧道進出口，部分隧道斷面為鐵路三線、雙線斷面。隧道洞口采用大管棚超前預支護進洞。三線隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖地段均采用3臺階法施工，Ⅴ級圍巖地段采用CRD法施工詳見“表1紅豆山隧道三線施工方法”；雙線隧道Ⅳ級圍巖地段采用3臺階法施工，Ⅴ級圍巖地段采用三臺階臨時仰拱法施工詳見“表2紅豆山隧道雙線施工方法”；單線隧道Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面法施工，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法施工詳見“表3紅豆山隧道單線施工方法”。

3.1 施工方法（表1～表3）

3.2 初期支護

初期支護采用噴錨網為主的支護方式，三線隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖地段全環型鋼（格柵鋼架）、鋼筋網片及拱部φ42超前小導管加強支護，Ⅴ級圍巖地段全環型鋼、鋼筋網片及拱部φ42超前小導管、φ127超前管棚加強支護；雙線Ⅳ級圍巖地段拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網片及拱部φ42超前小導管加強支護，Ⅴ級別圍巖地段全環型鋼、鋼筋網片及拱部φ60中管棚施工；單線V級圍巖拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網片及φ42超前小導管加強支護；單線Ⅳ級圍巖拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網片及超前錨管聯網錨噴施工；單線Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用光面爆破鋼筋網噴錨施工。

3.3 二次襯砌

二次襯砌按新奧法原理根據圍巖收斂情況及時施工，本隧道均采用曲墻帶仰拱襯砌，仰拱及填充混凝土采用組合式鋼模板先行施作，采用液壓整體式襯砌臺車配置雙鉸接可翻轉式鋼端模進行二次襯砌。

隧道襯砌要遵循“仰拱超前、拱墻整體襯砌”的原則，初期支護完成后，為有效地控制其變形，仰拱盡量緊跟開挖面，并進行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作業平臺人工鋪設防水板，綁扎鋼筋后，采用液壓整體式襯砌臺車進行二次襯砌，采用拱墻一次性整體灌注施工，混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運至洞內，泵送混凝土澆筑，插入式搗固棒配合附著式振搗器搗固。

3.4 斜井、平導施工

線路DK117+500、DK122+200前進方向左側設置無軌運輸雙車道斜井兩座，雙車道斷面內凈空尺寸為7.5m×6.2m（寬×高）。于線路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左側30m處交叉設置兩座長1124m、990m無軌運輸單車道平導，單車道斷面內凈空尺寸為5m×6m（寬×高）。

斜井采用光面爆破開挖，Ⅲ級圍巖采用全斷面法開挖，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法開挖；平導Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面法開挖，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法開挖。

①斜井出碴方案

斜井斷面凈空尺寸為7.5m×6.2m（寬×高），為了滿足斜井會車及調頭寬度要求，每隔200m設置調頭平臺1處，平臺長度15m，調頭平臺處對斜井斷面進行加寬處理，每側加寬3m，加寬高度4m。

②平導出碴方案

單車道斷面凈空尺寸為5m×6m（寬×高），裝載機與出碴車總寬度5.6m，車輛中間保證30cm間距，出碴時需要斷面寬度6.5m，為了滿足出碴要求，同時考慮輸送泵停放空間，每隔50m對平導斷面雙側加寬至6.5m，加寬高度為水溝底以上3m。

③斜井行車安全措施

斜井至正洞為長距離緩坡段，為了保證行車安全，每隔200m設置一處混凝土防撞墩，防撞墩前堆碼沙袋及廢舊輪胎，起到緩沖作用。防撞墩寬度不小于3m，厚度不小于2m，高度不小于1.5m，靠墻設置于下坡方向右側。

3.5 風、水、管路布置

隧道開挖前施作洞口排水系統，排水方式為順坡施工地段，以自然排水為主，利用潛水泵將開挖面水抽至襯砌段排水溝自然排水至洞外污水處理池凈化后排放；反坡施工地段，設泵站水倉，掌子面積水采用移動潛水泵將水抽至就近泵站內，由工作泵將泵站內水經管路抽排至下一級泵站，如此接力抽排至洞外經凈化處理后排放。

隧道進、出口采用壓入式通風方式；風管均采用大口徑軟質風管和硬質風管，以減少接頭漏風。在隧道進出口及兩座斜井口各配置4臺20m3/min空壓機組成的壓風站，進出口采用φ150mm風管供風，斜井采用φ200mm風管供風。為儲存風量，緩解風壓損失，在主管線上隔段增設風包，在管線最低和末端處加設油水分離器，經常排放高壓風管和風包中的積水、油污，保證供風質量和風量。

（1）通風方案

本隧道進、出口及斜井工區各設置兩臺2×110kW軸流風機，通風管道采用φ1.5m風管，斜井與正洞交叉處各設置1臺110kW抽風機。在DK124+600淺埋處設置1處豎井輔助通風。

斜井施工時，利用貫通平導，以正洞和平導之間橫通道貫通情況，靈活采用壓入式通風、混合機械通風、風室接力通風等技術，引入射流風機導流，分階段動態調整通風方案，解決長距離獨頭通風和多作業面通風難題。

（2）高壓供水方案

施工用水采用高位水池供水結合普通泵增壓的方式。隧道進出口、斜井附近抽取地下水作施工用水，每個正洞洞口建150m3高山水池一座，用高揚程水泵抽水至隧道頂的高山水池，再用φ150mm鋼管從高山水池分別引入隧道內，供洞內各個作業面高壓用水。

（3）施工排水、排污方案

順坡排水：為及時排除洞內滲水，保持洞內干燥，將洞內積水排至側溝，分別在隧道兩側各設排水側溝，順坡排水至洞外污水處理池中。

反坡排水：采用高揚程大流量分段逐級接力機械抽排方式。洞內路面設橫坡，一側設0.4m×0.2m的縱向排水溝，間距200m設一臨時集水井，水井的大小和間距根據地下水滲流情況適當調整。掌子面積水采用多臺小型移動潛水泵將積水抽至集水井內，再由潛污泵抽至下一級泵站水倉，如此接力抽至洞外污水處理池。在隧道進出口及斜井口各設一座污水處理池。

（4）供電照明方案

在隧道進出口分別安裝兩臺800kVA變壓器。兩座斜井口附近分別安裝兩臺800kVA變壓器供洞外設備及洞內照明用電。為預防電力供應系統故障停電，隧道進出口及斜井口配兩臺300kW發電機組。

（5）逃生通道設置方案

隧道施工時應在邊墻腳處預先設置逃生管道。管道采用Φ800mm的承插鋼管，從襯砌工作面至距離開挖掌子面12m以內的適當位置，管內預留工作繩，方便逃生、搶險、聯絡和傳輸各種物品。管道隨正洞開挖不斷齊前移。承插鋼管縱向連接處采用鏈條等措施，防止坍塌時將鋼管沖脫。

（6）機械配套方案

施工時根據隧道具體情況選用以鑿巖機、多功能作業臺架、挖裝機、噴漿設備、注漿設備、襯砌模板臺車、大型出碴運輸機械為主要特征的大型機械設備配套，組成鉆爆、裝運、超前支護、噴錨支護、襯砌等機械化作業線的有機配合，嚴格機械設備管、用、養、修制度，科學管理，達到快速施工的目的。

結語

通過以上文章實例分析，可以看出在進行隧道施工時，要在安全、有序、優質、高效的指導思想下，努力控制隧道施工質量達到最優化。不斷地更新隧道的施工技術，針對各個控制點，有針對性地采取合適的施工技術，確保隧道施工的質量。

參考文獻

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