談公路特長(zhǎng)隧道施工方案

羅 雪 峰

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

1 項(xiàng)目概況

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

根據(jù)JTG B01—2014公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、JTG D70—2004公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范及JTJ 026.1—1999公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)要求，隧道建筑限界及通風(fēng)照明參數(shù),主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下：

1)設(shè)計(jì)速度80 km/h。2)隧道主洞內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhǎng)隧道)，隧道內(nèi)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(nèi)路面設(shè)計(jì)荷載：設(shè)計(jì)計(jì)算路面荷載：公路—Ⅰ級(jí)。

2 斜豎井設(shè)置方案

兩斜井加三豎井方案(2個(gè)緩坡斜井、3個(gè)豎井)，設(shè)3處地下風(fēng)機(jī)房見圖1；隧道斜、豎井一覽表見表1。

情況說(shuō)明：兩個(gè)斜井是為了施工時(shí)出渣土用，三個(gè)豎井是為了隧道里面通風(fēng)用。兩個(gè)斜井的平均縱坡分別為10.50%和10.72%，長(zhǎng)度分別為1 689 m和1 470 m，都使用沒有軌道的運(yùn)輸運(yùn)渣方式。施工斜井完成后，不再用來(lái)做隧道通風(fēng)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(shù)標(biāo)規(guī)定為特長(zhǎng)隧道(長(zhǎng)度大于3 km為特長(zhǎng)隧道)，隧道通風(fēng)的方法是用段落豎向通風(fēng)，就通風(fēng)的區(qū)域上來(lái)說(shuō)，左側(cè)主洞(向上爬坡的方向)將豎井分為3個(gè)段落，基本為隧道的3個(gè)等分段，分段的長(zhǎng)度都小于4 500 m；右側(cè)主洞(向下坡度的方向)將豎井分成2段，兩段長(zhǎng)度相等。

通風(fēng)計(jì)算結(jié)果及費(fèi)用計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 通風(fēng)計(jì)算結(jié)果

兩斜井加三豎井方案左側(cè)右側(cè)主洞互不干擾進(jìn)行各自的送風(fēng)及排風(fēng)功能，通風(fēng)可以單獨(dú)完成工作，對(duì)抗洞內(nèi)發(fā)生的火災(zāi)及其他自然災(zāi)害等等不正常情況的能力比較強(qiáng)，降低了自然火災(zāi)等排煙的長(zhǎng)度，安全的等級(jí)性比較高。并且，3個(gè)豎井的通風(fēng)效果都比較明顯的高，運(yùn)營(yíng)的成本比較低，2個(gè)斜井只是用來(lái)施工，橫斷面面積相對(duì)較小，建筑施工費(fèi)用相對(duì)于豎井低，施工的工期短，項(xiàng)目完工以后一般都用來(lái)當(dāng)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(dān)通風(fēng)任務(wù)，整個(gè)隧道需增加兩豎井用于通風(fēng)，豎井施工成本加大。

3 施工組織計(jì)劃

結(jié)合以往的隧道施工經(jīng)驗(yàn)以及省內(nèi)外正處于施工階段項(xiàng)目的施工組織計(jì)劃，結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，初步確定了本隧道主洞及斜井施工的進(jìn)度表如表3所示。

表3 主洞、斜井施工進(jìn)度表 m/月

主洞與斜井同時(shí)掘進(jìn)，施工進(jìn)度如圖2所示。

本項(xiàng)目隧道施工的進(jìn)度安排如表4所示。

表4 隧道施工工期安排表 d

4 突發(fā)事件應(yīng)急、便道的布置以及棄渣的方案

4.1 突發(fā)事件應(yīng)急

4.1.1預(yù)防措施

當(dāng)隧道部分地段圍巖自穩(wěn)性較差，易出現(xiàn)坍塌或冒頂現(xiàn)象時(shí)。施工中必須高度重視隧道施工安全，確保施工順利進(jìn)行。為最大程度減少突發(fā)事故危害程度，應(yīng)以預(yù)防為主，主要措施為：

1)施工單位應(yīng)成立應(yīng)急預(yù)案領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的各種情況提前預(yù)研，如隧道洞口段Ⅴ級(jí)淺埋段施工控制；對(duì)塌方、涌水等的預(yù)防及處理等，確保施工時(shí)遇到緊急情況有章可循。2)施工現(xiàn)場(chǎng)始終保證有足夠的應(yīng)急物資儲(chǔ)備，以確保在隧道出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)可及時(shí)組織搶救，根據(jù)本項(xiàng)目隧道不同地質(zhì)情況應(yīng)儲(chǔ)備高壓注漿設(shè)備、抽水機(jī)、通風(fēng)軟管、焊接鋼管、水泥、輕質(zhì)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(shù)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(yán)格執(zhí)行地面、洞內(nèi)的監(jiān)控量測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況立即施作加強(qiáng)支護(hù)措施，如采用注漿加固、掛雙層鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴混凝土等措施，增加初期支護(hù)剛度，防止圍巖局部突變引起塌方。4)制定嚴(yán)格的防坍塌措施，在施工過程中，切實(shí)保證各部位初期支護(hù)、臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，強(qiáng)化鋼拱架鎖腳錨桿打設(shè)，保證開挖面平整度，防止初支背后出現(xiàn)空洞。5)隧道內(nèi)必須在施工掌子面設(shè)置逃生通道。通道可采用長(zhǎng)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(fēng)管作為救生管，該段風(fēng)管采用鋼管，長(zhǎng)度應(yīng)不小于80 m。6)洞內(nèi)設(shè)置無(wú)線電話，施工照明采用UPS供電照明。7)掌子面附近準(zhǔn)備食品、緊急醫(yī)用藥物及相關(guān)設(shè)備。

4.1.2應(yīng)急預(yù)案

一旦出現(xiàn)坍塌事故，應(yīng)采取以下技術(shù)措施：1)隧道內(nèi)掌子面立即停止作業(yè)，所有人員立即撤離，等待命令。2)立即對(duì)掌子面掛網(wǎng)、噴射混凝土，當(dāng)出水較大時(shí)應(yīng)集中排水，及時(shí)架設(shè)鋼架，對(duì)坍體進(jìn)行封堵和反壓。3)從封堵墻位置打設(shè)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?shù)降孛?，則采用C15片石混凝土或碎石土分層夯實(shí)，從地面將塌陷處進(jìn)行回填，回填至地面處平整順暢，在其上鋪設(shè)一層彩條布，并做好地面排水。5)破除封堵墻上臺(tái)階，開挖掘進(jìn)隧道上臺(tái)階部分，架設(shè)鋼架，形成初期支護(hù)，如果仍有塌方、涌水、涌泥現(xiàn)象，緊跟打設(shè)超前注漿小導(dǎo)管，開挖后，支護(hù)緊跟。

隧道施工場(chǎng)地設(shè)于隧道兩側(cè)洞口附近，與路基結(jié)合起來(lái)設(shè)置，并采取排水防護(hù)措施。

4.2 便道布置

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

4.3 隧道棄渣

特長(zhǎng)隧道棄渣量大，棄渣場(chǎng)的選擇，主要是受周邊地形控制，設(shè)在隧道洞口附近沖溝，或斜豎井口附近的沖溝，隧道棄渣應(yīng)按相關(guān)規(guī)定堆放整齊，并適當(dāng)壓實(shí)，完善排水、防護(hù)和綠化措施，棄渣場(chǎng)頂面要培土綠化，栽種適宜當(dāng)?shù)氐母蛋l(fā)達(dá)的樹種。隧道的棄渣棄到棄渣場(chǎng)，或就近作為路基填料，或經(jīng)加工作為路面底基層骨料、機(jī)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J(rèn)TG D30—2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范第3.8條填石路堤執(zhí)行，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低。

5 結(jié)語(yǔ)

本文從斜豎井設(shè)置、施工安排、突發(fā)事件應(yīng)急、便道布置和棄渣方案等方面，對(duì)特長(zhǎng)隧道實(shí)施方案進(jìn)行了論述，隧道斜豎井設(shè)置應(yīng)從施工、救援、通風(fēng)、安全、造價(jià)等方面綜合考慮，選擇最優(yōu)方案，便道布置、棄渣方案與環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)，在制定實(shí)施方案時(shí)應(yīng)充分重視自然生態(tài)問題。