新疆尉烏高速公路某隧道的三洞施工技術探析

潘 政

（山西路橋第五工程有限公司, 山西 太原 030006）

0 引言

G0711 線尉犁至烏魯木齊高速公路（簡稱尉烏高速公路）是新疆維吾爾自治區2022 年重點公路項目，天山勝利隧道全長22.13 km，為目前世界最長高速公路隧道，是烏尉高速公路的全線控制性工程，是烏尉高速項目總工期的關鍵線路。為滿足超長公路隧道合理施工工期要求，通常需增加工作面，縮短工期，加快施工進度，而通過傳統方法開辟新的輔助工作面不能有效控制施工總工期，不能確保烏尉高速全線如期貫通[1]。

1 技術工作原理分析

在雙主洞之間設置中導洞，采用TBM 法施工，TBM 在生產、洞外場地設置和組裝的同時[2]，采用人工鉆爆法施工中導洞洞口段TBM 預備洞室、始發洞室，待TBM 組裝完成后，利用滑板沿預備洞室、始發洞室導向槽空推步進至始發洞室掌子面開始進行掘進[3-4]，后一個工作面完成后轉移至前一個新開辟主洞工作面，依次增加工作面，高峰期至少6 個工作面平行作業[5]。

2 技術的創新性分析

（1）創新性地提出了一種復雜網絡多掘進工作面施工通風技術，隨著洞口段工作面的貫通，主洞和中導洞風機位置不斷向前移動，減少了隧道獨頭通風距離，同時利用成型豎井的煙囪效應排除洞內污濁空氣，解決山嶺特長三洞隧道掌子面通風、排煙難等問題[6]。

（2）創新性地提出主洞車輛分流方案，中導洞TBM 選用連續皮帶和轉渣皮帶機出渣，采用有機動靈活和施工組織調度簡單的無軌運輸方案，連續皮帶機采用隧道洞頂正上方導鏈懸掛式布置方案，避免橫通道開挖對連續皮帶機的影響[7]。

（3）創新性地提出了一種中導洞TBM+雙主洞鉆爆法聯合施工工法，通過中導洞在車行橫洞處開辟主洞輔助掌子面，隧道高峰期也可有多個掌子面平行作業，加快超長隧道施工進度[8]。

3 技術的先進性分析

（1）針對車行橫洞開挖易產生巖石拋擲現象，創新性地提出了一種車行橫洞爆破開挖的防護裝置及爆破開挖方法[9]。

（2）針對洞內無軌物料運輸效率低的問題，創新性地提出主洞車輛分流方案[10]。

（3）針對超長公路隧道施工周期長的難題，創新性地提出了一種中導洞TBM+雙主洞鉆爆法聯合施工工法[11]。

（4）針對山嶺特長三洞隧道掌子面通風、排煙難等問題，創新性地提出了一種復雜網絡多掘進工作面施工通風技術[12]。

（5）針對預制仰拱塊結構尺寸大、重量重以及傳統仰拱塊反向預制存在翻轉工序的問題，創新性地提出了一種三腔空腹薄壁式預制仰拱塊和正向預制工藝[13]。

（6）針對TBM 洞外組裝及步進過程中安全風險大、施工效率低的問題，創新性地提出了隧道TBM 洞外組裝施工場地和步進預制混凝土構件[14]。

4 技術的效益分析

較斜井輔助主洞施工節省工期約20 個月。見表1。

表1 技術效益對比表

5 工程實例分析

天山勝利隧道利用TBM 快速掘進的優勢，通過中導洞在車行橫洞處開辟主洞輔助工作面，以相鄰車行橫洞為施工段，將整條隧道進行“切割”，從而實現“長隧超短打”。高峰期至少保持6 個工作面，后一個工作面完成后轉移至前一個新開辟工作面，依次增加工作面[6]。

5.1 物料配備

按照統一安排、集中管理的原則，兩家隧道隊伍各選擇適當位置獨立設置生活區，獨立配備空壓機房、配電房值班室及門禁系統等。該處隧道進口端屬于全部采用先進的機械化作業示范點，所以計劃對隧道進口端50~70m 范圍內全部監控，方便后期設置、視頻監控室、值班室及門禁系統等。該處隧道出口端建設噴射混凝土拌和站和拱架加工廠各1 座，對拌和站料倉和拱架加工廠場地采用30 cm 石渣墊層+10 cmC15 混凝土進行硬化，道路采用30 cm 石渣墊層+15 cm 厚C20 混凝土進行硬化。見表2、表3。

表2 隧道進口段物料配備表

表3 隧道出口段物料配備表

5.2 試驗配備

試驗室在東側各功能室房后澆筑30 cm×30 cm 的混凝土排水溝，排除雨水至排水系統。對試驗室院內、外場地采取10 cm 厚的C15 混凝土進行硬化處理，并選擇適當場地作為壓碎后的混凝土試塊存放場。見表4。

表4 試驗配備表

5.3 應用效果分析

采用步進混凝土構件在步進施工過程中不必利用工字鋼加工后配套行走軌排作為TBM 后配套前進的支撐體系，通過開辟主洞輔助工作面實現主洞的各個工作面同向開挖，縮短了建設工期，具有安全快速、優質高效、環保節能的特點，使高速公路及早投入使用，惠及群眾出行和當地經濟發展；在隧道建成投產運營后，中導洞可作為逃生救援的通道，有效解決了長大雙洞隧道事故救援難題，實現了工程建設項目的增值。

6 結語

綜上所述，在天山勝利隧道服務隧道出口端探索應用三洞方案，其中雙主洞采用鉆爆法，中導洞采用8.4 m直徑敞開式TBM 掘進機，有效施工工期僅52 個月，較斜井輔助施工可節約工期約20 個月并總結形成了以上施工技術。此項技術具有技術安全可靠、節約工期成本等特點，可為今后長、超長隧道施工提供可復制的經驗。