談公路特長隧道施工方案

羅 雪 峰

(山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012)

1 項目概況

該特長隧道右洞長11 180 m，最大埋深686 m；左洞長11 150 m，最大埋深677 m。

根據JTG B01—2014公路工程技術標準、JTG D70—2004公路隧道設計規范及JTJ 026.1—1999公路隧道通風照明設計規范的有關要求，隧道建筑限界及通風照明參數,主要設計標準如下：

1)設計速度80 km/h。2)隧道主洞內輪廓采用三心圓曲墻斷面，其凈寬10.25 m，凈高5.0 m；人行橫通道內輪廓采用直墻拱形斷面，其凈寬2.0 m，凈高2.5 m；車行橫通道內輪廓采用直墻拱形斷面，其凈寬4.5 m，凈高5.0 m；緊急停車帶橫斷面內輪廓采用三心圓曲墻斷面，其凈寬13.0 m，凈高5.0 m。3)隧道縱坡：1.75%。4)路面照明基本亮度：4.5 cd/m2。5)CO允許濃度：200 ppm(特長隧道)，隧道內煙霧允許濃度：0.007 m-1。6)左右線隧道橫向間距35 m。7)洞內路面設計荷載：設計計算路面荷載：公路—Ⅰ級。

2 斜豎井設置方案

兩斜井加三豎井方案(2個緩坡斜井、3個豎井)，設3處地下風機房見圖1；隧道斜、豎井一覽表見表1。

情況說明：兩個斜井是為了施工時出渣土用，三個豎井是為了隧道里面通風用。兩個斜井的平均縱坡分別為10.50%和10.72%，長度分別為1 689 m和1 470 m，都使用沒有軌道的運輸運渣方式。施工斜井完成后，不再用來做隧道通風以及竣工以后的隧道救援工作等。

表1 隧道斜、豎井一覽表

該隧道按照公路工程技術標規定為特長隧道(長度大于3 km為特長隧道)，隧道通風的方法是用段落豎向通風，就通風的區域上來說，左側主洞(向上爬坡的方向)將豎井分為3個段落，基本為隧道的3個等分段，分段的長度都小于4 500 m；右側主洞(向下坡度的方向)將豎井分成2段，兩段長度相等。

通風計算結果及費用計算結果見表2。

表2 通風計算結果

兩斜井加三豎井方案左側右側主洞互不干擾進行各自的送風及排風功能，通風可以單獨完成工作，對抗洞內發生的火災及其他自然災害等等不正常情況的能力比較強，降低了自然火災等排煙的長度，安全的等級性比較高。并且，3個豎井的通風效果都比較明顯的高，運營的成本比較低，2個斜井只是用來施工，橫斷面面積相對較小，建筑施工費用相對于豎井低，施工的工期短，項目完工以后一般都用來當作隧道日常的救援通道等，大大提高了隧道的救援效果。由于斜井不承擔通風任務，整個隧道需增加兩豎井用于通風，豎井施工成本加大。

3 施工組織計劃

結合以往的隧道施工經驗以及省內外正處于施工階段項目的施工組織計劃，結合本項目的特點，初步確定了本隧道主洞及斜井施工的進度表如表3所示。

表3 主洞、斜井施工進度表 m/月

主洞與斜井同時掘進，施工進度如圖2所示。

本項目隧道施工的進度安排如表4所示。

表4 隧道施工工期安排表 d

4 突發事件應急、便道的布置以及棄渣的方案

4.1 突發事件應急

4.1.1預防措施

當隧道部分地段圍巖自穩性較差，易出現坍塌或冒頂現象時。施工中必須高度重視隧道施工安全，確保施工順利進行。為最大程度減少突發事故危害程度，應以預防為主，主要措施為：

1)施工單位應成立應急預案領導小組，對施工過程中可能出現的各種情況提前預研，如隧道洞口段Ⅴ級淺埋段施工控制；對塌方、涌水等的預防及處理等，確保施工時遇到緊急情況有章可循。2)施工現場始終保證有足夠的應急物資儲備，以確保在隧道出現險情時可及時組織搶救，根據本項目隧道不同地質情況應儲備高壓注漿設備、抽水機、通風軟管、焊接鋼管、水泥、輕質填充材料、方木、鋼材、防水、防滲材料、編織袋、備用工字鋼、方木及成品鋼拱架等，數量必須滿足二排扇形排架支撐和掌子面支撐所需材料，在任何情況下不得隨意挪作它用。3)嚴格執行地面、洞內的監控量測，發現異常情況立即施作加強支護措施，如采用注漿加固、掛雙層鋼筋網、復噴混凝土等措施，增加初期支護剛度，防止圍巖局部突變引起塌方。4)制定嚴格的防坍塌措施，在施工過程中，切實保證各部位初期支護、臨時支撐結構工程質量，強化鋼拱架鎖腳錨桿打設，保證開挖面平整度，防止初支背后出現空洞。5)隧道內必須在施工掌子面設置逃生通道。通道可采用長度大于50 m，至于大于600 mm的鋼管，壁厚不小于10 mm，也可將靠近掌子面的通風管作為救生管，該段風管采用鋼管，長度應不小于80 m。6)洞內設置無線電話，施工照明采用UPS供電照明。7)掌子面附近準備食品、緊急醫用藥物及相關設備。

4.1.2應急預案

一旦出現坍塌事故，應采取以下技術措施：1)隧道內掌子面立即停止作業，所有人員立即撤離，等待命令。2)立即對掌子面掛網、噴射混凝土，當出水較大時應集中排水，及時架設鋼架，對坍體進行封堵和反壓。3)從封堵墻位置打設超前管棚，并壓注水泥—水玻璃雙液漿加固周圍土體。4)如果隧道冒頂到地面，則采用C15片石混凝土或碎石土分層夯實，從地面將塌陷處進行回填，回填至地面處平整順暢，在其上鋪設一層彩條布，并做好地面排水。5)破除封堵墻上臺階，開挖掘進隧道上臺階部分，架設鋼架，形成初期支護，如果仍有塌方、涌水、涌泥現象，緊跟打設超前注漿小導管，開挖后，支護緊跟。

隧道施工場地設于隧道兩側洞口附近，與路基結合起來設置，并采取排水防護措施。

4.2 便道布置

隧道進出口均有小路、縣道及村村通公路與國道、省道相通，可將隧道進出口小路擴建后作為隧道進出口便道，并將其作為棄渣場便道，方便棄渣。該隧道共設8條便道，均利用原有小路進行改建，便道總長25.285 km，路面寬度4.5 m，采用碎石路面。

4.3 隧道棄渣

特長隧道棄渣量大，棄渣場的選擇，主要是受周邊地形控制，設在隧道洞口附近沖溝，或斜豎井口附近的沖溝，隧道棄渣應按相關規定堆放整齊，并適當壓實，完善排水、防護和綠化措施，棄渣場頂面要培土綠化，栽種適宜當地的根系發達的樹種。隧道的棄渣棄到棄渣場，或就近作為路基填料，或經加工作為路面底基層骨料、機制砂，或從中挑選片石、塊石作為干砌和漿砌工程使用。因隧道棄渣為石方，參照JTG D30—2004公路路基設計規范第3.8條填石路堤執行，質量控制標準可適當降低。

5 結語

本文從斜豎井設置、施工安排、突發事件應急、便道布置和棄渣方案等方面，對特長隧道實施方案進行了論述，隧道斜豎井設置應從施工、救援、通風、安全、造價等方面綜合考慮，選擇最優方案，便道布置、棄渣方案與環境保護息息相關，在制定實施方案時應充分重視自然生態問題。