紅豆山隧道專項(xiàng)施工方案

韓楊軍

摘 要：結(jié)合紅豆山隧道工程實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹了該隧道施工的基本工序，著重對(duì)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V級(jí)圍巖，斜井、平導(dǎo)圍巖等施工方法進(jìn)行了闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：紅豆山；隧道；施工方案

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(nèi)，進(jìn)口位于鳳慶縣復(fù)興村西南側(cè)2.5km落仙河與天生橋河交匯地帶，出口位于云縣茂蘭鎮(zhèn)溫崩河左岸坡麓地帶，隧道起訖里程DK114+497～DK125+113，全長(zhǎng)10616m，其中進(jìn)口DK114+497～DK114+961段長(zhǎng)464m為三線，出口DK124+764～DK125+113段長(zhǎng)349m為雙線，其余段落為單線隧道。全隧Ⅴ級(jí)圍巖2656m，占隧道總長(zhǎng)25%，Ⅳ級(jí)圍巖3240m，占隧道總長(zhǎng)30.5%，Ⅲ級(jí)圍巖4630m，占隧道總長(zhǎng)41.1%，Ⅱ級(jí)圍巖360m，占隧道總長(zhǎng)3.4%。隧道最大埋深1020m，最小埋深14m。

隧道內(nèi)設(shè)置“人”字坡，依次為6‰（2203m長(zhǎng)）、18‰（1400m長(zhǎng)）、21‰（4700m長(zhǎng)）、11‰（1500m長(zhǎng)）的上坡，其后為1‰（813m長(zhǎng)）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(jìn)方向左側(cè)設(shè)置無(wú)軌運(yùn)輸雙車道斜井兩座，線路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左側(cè)30m處交叉設(shè)置兩座長(zhǎng)1124m、990m無(wú)軌運(yùn)輸單車道平導(dǎo)。

2.施工準(zhǔn)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(nèi)，在紅線內(nèi)分段拉通縱向施工便道；施工便道充分利用鄉(xiāng)間道路改造及新修便道至隧道洞口及棄碴場(chǎng)，形成完善的道路系統(tǒng)。紅豆山隧道進(jìn)口及1#斜井施工便道從G214國(guó)道K136+400處引入，利用既有4.5m寬瀝青路至腰街鄉(xiāng)，過(guò)腰街鄉(xiāng)后繼續(xù)向西新建便道9.8km至一工區(qū)駐地，以一工區(qū)駐地為起點(diǎn)新建盤山路引入至隧道洞口。紅豆山隧道2#斜井從G214國(guó)道G153+300處引入，新建便道5.71km；紅豆山隧道出口從G214國(guó)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(yīng)，其中第一拌合站距離該隧道進(jìn)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(yīng)。

2.3 鋼構(gòu)件加工場(chǎng)

隧道所需鋼構(gòu)架由1#鋼構(gòu)件加工場(chǎng)、2#鋼構(gòu)件加工場(chǎng)集中供應(yīng)。

2.4 施工用水、用電

（1）施工用水

本隧道附近流經(jīng)的河流為落仙河及其支流等，沿線河流地表水質(zhì)優(yōu)良，可直接作為生產(chǎn)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(gè)隧道施工洞口上部設(shè)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(hào)、2號(hào)蓄水池。從洞口高山水池抽水到1號(hào)、2號(hào)蓄水池，再?gòu)?號(hào)、2號(hào)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(wèn)題。

（2）施工用電

施工供電采用統(tǒng)一架設(shè)的電力線路，各工點(diǎn)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組備用。根據(jù)重點(diǎn)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(tái)，其中6臺(tái)400kVA、6臺(tái)800kVA。同時(shí)，各工點(diǎn)配置300kW發(fā)電機(jī)組作為備用電源。形式接互聯(lián)與建設(shè)單位實(shí)現(xiàn)網(wǎng)信息傳輸，配合建設(shè)單位對(duì)工程實(shí)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。

3.施工方案

本隧道共分進(jìn)口、1#、2#斜井、出口4個(gè)作業(yè)面（斜井進(jìn)入正洞后大小里程同時(shí)施工），進(jìn)口工區(qū)施工紅豆山隧道進(jìn)口2400m正洞；1號(hào)斜井工區(qū)施做紅豆山隧道2763m正洞、1799m斜井、1124m平導(dǎo)；2號(hào)斜井工區(qū)施做紅豆山隧道3445m正洞、1657m斜井、990m平導(dǎo)；出口工區(qū)施做出口2008m正洞。

本隧道為單線鐵路隧道，兩個(gè)車站分別伸入隧道進(jìn)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(yù)支護(hù)進(jìn)洞。三線隧道Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖地段均采用3臺(tái)階法施工，Ⅴ級(jí)圍巖地段采用CRD法施工詳見(jiàn)“表1紅豆山隧道三線施工方法”；雙線隧道Ⅳ級(jí)圍巖地段采用3臺(tái)階法施工，Ⅴ級(jí)圍巖地段采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工詳見(jiàn)“表2紅豆山隧道雙線施工方法”；單線隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面法施工，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法施工詳見(jiàn)“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(hù)

初期支護(hù)采用噴錨網(wǎng)為主的支護(hù)方式，三線隧道Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖地段全環(huán)型鋼（格柵鋼架）、鋼筋網(wǎng)片及拱部φ42超前小導(dǎo)管加強(qiáng)支護(hù)，Ⅴ級(jí)圍巖地段全環(huán)型鋼、鋼筋網(wǎng)片及拱部φ42超前小導(dǎo)管、φ127超前管棚加強(qiáng)支護(hù)；雙線Ⅳ級(jí)圍巖地段拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片及拱部φ42超前小導(dǎo)管加強(qiáng)支護(hù)，Ⅴ級(jí)別圍巖地段全環(huán)型鋼、鋼筋網(wǎng)片及拱部φ60中管棚施工；單線V級(jí)圍巖拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片及φ42超前小導(dǎo)管加強(qiáng)支護(hù)；單線Ⅳ級(jí)圍巖拱墻采用格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)片及超前錨管聯(lián)網(wǎng)錨噴施工；單線Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖采用光面爆破鋼筋網(wǎng)噴錨施工。

3.3 二次襯砌

二次襯砌按新奧法原理根據(jù)圍巖收斂情況及時(shí)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(tái)車配置雙鉸接可翻轉(zhuǎn)式鋼端模進(jìn)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(hù)完成后，為有效地控制其變形，仰拱盡量緊跟開挖面，并進(jìn)行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作業(yè)平臺(tái)人工鋪設(shè)防水板，綁扎鋼筋后，采用液壓整體式襯砌臺(tái)車進(jìn)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(yùn)輸車運(yùn)至洞內(nèi)，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(dǎo)施工

線路DK117+500、DK122+200前進(jìn)方向左側(cè)設(shè)置無(wú)軌運(yùn)輸雙車道斜井兩座，雙車道斷面內(nèi)凈空尺寸為7.5m×6.2m（寬×高）。于線路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左側(cè)30m處交叉設(shè)置兩座長(zhǎng)1124m、990m無(wú)軌運(yùn)輸單車道平導(dǎo)，單車道斷面內(nèi)凈空尺寸為5m×6m（寬×高）。

斜井采用光面爆破開挖，Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面法開挖，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖；平導(dǎo)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面法開挖，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖。

①斜井出碴方案

斜井?dāng)嗝鎯艨粘叽鐬?.5m×6.2m（寬×高），為了滿足斜井會(huì)車及調(diào)頭寬度要求，每隔200m設(shè)置調(diào)頭平臺(tái)1處，平臺(tái)長(zhǎng)度15m，調(diào)頭平臺(tái)處對(duì)斜井?dāng)嗝孢M(jìn)行加寬處理，每側(cè)加寬3m，加寬高度4m。

②平導(dǎo)出碴方案

單車道斷面凈空尺寸為5m×6m（寬×高），裝載機(jī)與出碴車總寬度5.6m，車輛中間保證30cm間距，出碴時(shí)需要斷面寬度6.5m，為了滿足出碴要求，同時(shí)考慮輸送泵停放空間，每隔50m對(duì)平導(dǎo)斷面雙側(cè)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(zhǎng)距離緩坡段，為了保證行車安全，每隔200m設(shè)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(shè)置于下坡方向右側(cè)。

3.5 風(fēng)、水、管路布置

隧道開挖前施作洞口排水系統(tǒng)，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(shè)泵站水倉(cāng)，掌子面積水采用移動(dòng)潛水泵將水抽至就近泵站內(nèi)，由工作泵將泵站內(nèi)水經(jīng)管路抽排至下一級(jí)泵站，如此接力抽排至洞外經(jīng)凈化處理后排放。

隧道進(jìn)、出口采用壓入式通風(fēng)方式；風(fēng)管均采用大口徑軟質(zhì)風(fēng)管和硬質(zhì)風(fēng)管，以減少接頭漏風(fēng)。在隧道進(jìn)出口及兩座斜井口各配置4臺(tái)20m3/min空壓機(jī)組成的壓風(fēng)站，進(jìn)出口采用φ150mm風(fēng)管供風(fēng)，斜井采用φ200mm風(fēng)管供風(fēng)。為儲(chǔ)存風(fēng)量，緩解風(fēng)壓損失，在主管線上隔段增設(shè)風(fēng)包，在管線最低和末端處加設(shè)油水分離器，經(jīng)常排放高壓風(fēng)管和風(fēng)包中的積水、油污，保證供風(fēng)質(zhì)量和風(fēng)量。

（1）通風(fēng)方案

本隧道進(jìn)、出口及斜井工區(qū)各設(shè)置兩臺(tái)2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)管道采用φ1.5m風(fēng)管，斜井與正洞交叉處各設(shè)置1臺(tái)110kW抽風(fēng)機(jī)。在DK124+600淺埋處設(shè)置1處豎井輔助通風(fēng)。

斜井施工時(shí)，利用貫通平導(dǎo)，以正洞和平導(dǎo)之間橫通道貫通情況，靈活采用壓入式通風(fēng)、混合機(jī)械通風(fēng)、風(fēng)室接力通風(fēng)等技術(shù)，引入射流風(fēng)機(jī)導(dǎo)流，分階段動(dòng)態(tài)調(diào)整通風(fēng)方案，解決長(zhǎng)距離獨(dú)頭通風(fēng)和多作業(yè)面通風(fēng)難題。

（2）高壓供水方案

施工用水采用高位水池供水結(jié)合普通泵增壓的方式。隧道進(jìn)出口、斜井附近抽取地下水作施工用水，每個(gè)正洞洞口建150m3高山水池一座，用高揚(yáng)程水泵抽水至隧道頂?shù)母呱剿?，再用?50mm鋼管從高山水池分別引入隧道內(nèi)，供洞內(nèi)各個(gè)作業(yè)面高壓用水。

（3）施工排水、排污方案

順坡排水：為及時(shí)排除洞內(nèi)滲水，保持洞內(nèi)干燥，將洞內(nèi)積水排至側(cè)溝，分別在隧道兩側(cè)各設(shè)排水側(cè)溝，順坡排水至洞外污水處理池中。

反坡排水：采用高揚(yáng)程大流量分段逐級(jí)接力機(jī)械抽排方式。洞內(nèi)路面設(shè)橫坡，一側(cè)設(shè)0.4m×0.2m的縱向排水溝，間距200m設(shè)一臨時(shí)集水井，水井的大小和間距根據(jù)地下水滲流情況適當(dāng)調(diào)整。掌子面積水采用多臺(tái)小型移動(dòng)潛水泵將積水抽至集水井內(nèi)，再由潛污泵抽至下一級(jí)泵站水倉(cāng)，如此接力抽至洞外污水處理池。在隧道進(jìn)出口及斜井口各設(shè)一座污水處理池。

（4）供電照明方案

在隧道進(jìn)出口分別安裝兩臺(tái)800kVA變壓器。兩座斜井口附近分別安裝兩臺(tái)800kVA變壓器供洞外設(shè)備及洞內(nèi)照明用電。為預(yù)防電力供應(yīng)系統(tǒng)故障停電，隧道進(jìn)出口及斜井口配兩臺(tái)300kW發(fā)電機(jī)組。

（5）逃生通道設(shè)置方案

隧道施工時(shí)應(yīng)在邊墻腳處預(yù)先設(shè)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(nèi)的適當(dāng)位置，管內(nèi)預(yù)留工作繩，方便逃生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)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(shí)將鋼管沖脫。

（6）機(jī)械配套方案

施工時(shí)根據(jù)隧道具體情況選用以鑿巖機(jī)、多功能作業(yè)臺(tái)架、挖裝機(jī)、噴漿設(shè)備、注漿設(shè)備、襯砌模板臺(tái)車、大型出碴運(yùn)輸機(jī)械為主要特征的大型機(jī)械設(shè)備配套，組成鉆爆、裝運(yùn)、超前支護(hù)、噴錨支護(hù)、襯砌等機(jī)械化作業(yè)線的有機(jī)配合，嚴(yán)格機(jī)械設(shè)備管、用、養(yǎng)、修制度，科學(xué)管理，達(dá)到快速施工的目的。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上文章實(shí)例分析，可以看出在進(jìn)行隧道施工時(shí)，要在安全、有序、優(yōu)質(zhì)、高效的指導(dǎo)思想下，努力控制隧道施工質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)化。不斷地更新隧道的施工技術(shù)，針對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)，有針對(duì)性地采取合適的施工技術(shù)，確保隧道施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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