雅康高速二郎山隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與實踐

鄭建國，鄭金龍, *，黃 兵，陳 行，林國進

(1. 四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610041；2. 四川雅康高速公路有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

1 概述

1.1 工程意義

雅安至康定高速公路(簡稱雅康高速)是國家公路網(wǎng)G4218聯(lián)絡(luò)線“雅安—葉城”的重要組成部分，其作為川藏高速公路的一段，是通往藏區(qū)的重要國防及生命通道。雅康高速起于雅安市草壩，接樂雅高速公路，設(shè)對巖樞紐互通式立交與雅安至西昌高速公路相接，經(jīng)天全縣、新溝、二郎山隧道、瀘定、瓦斯溝，止于康定，路線全長134 km。其中二郎山隧道長13.4 km，是雅康高速控制性工程，項目地理位置如圖1所示。

圖1 雅康高速二郎山隧道地理位置

“千里川藏線，天塹二郎山”，二郎山是成都平原進入青藏高原的第一道天然屏障。雅康高速公路二郎山隧道于2010年開始勘察設(shè)計，2012年開工建設(shè)，2017年建成通車，在整個建設(shè)過程中，充分利用研究形成的創(chuàng)新成果，實現(xiàn)了“零傷亡”，成為四川省乃至全國隧道建設(shè)的典范。二郎山隧道建成后，大大改善了進入甘孜藏區(qū)的交通條件，海拔高度比國道318線二郎山隧道降低約700 m，路程縮短40 km，通行時間由2 h縮短至15 min，消除了冬季結(jié)冰帶來的安全隱患，結(jié)束了甘孜藏區(qū)不通高速的歷史，打通了藏區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的主動脈，是通往地震災(zāi)區(qū)的生命大通道、穩(wěn)藏安康的政治大走廊、扶貧攻堅的民生大通道。二郎山隧道及方案圖如圖2和圖3所示。

圖2 二郎山隧道

二郎山隧道建設(shè)形成的超預(yù)期抗震設(shè)計理念、多功能交通轉(zhuǎn)換帶防災(zāi)救援措施、消防水池及節(jié)能風(fēng)道綠色環(huán)保技術(shù)等隧道勘察設(shè)計和施工成套技術(shù)，為保障二郎山隧道的順利施工、竣工以及長期的通車運行奠定了堅實的基礎(chǔ)，取得了國內(nèi)外領(lǐng)先的多項創(chuàng)新性技術(shù)成果，在類似公路隧道工程中進行了廣泛的推廣應(yīng)用。

1.2 工程概況

二郎山隧道左線長13 459 m，右線長13 406 m，被譽為“川藏第一隧”, 工程造價21.66億元；設(shè)計速度80 km/h，隧道建筑限界10.25 m×5.0 m。二郎山隧道平縱示意圖如圖4所示。

(b) 縱斷面圖

隧道軸線充分考慮隧址區(qū)地質(zhì)條件、地形條件、保護區(qū)環(huán)境保護及工程造價等因素，二郎山隧道洞身左右測量線間距約40 m，縱坡設(shè)置為人字坡，坡度為+2%/-0.5%。洞身平面設(shè)置大半徑S曲線，曲線半徑分別為8 020 m和7 980 m。

隧道通風(fēng)采用三區(qū)段送排式通風(fēng)，通風(fēng)分段長度為3 680 m+5 320 m+4 406 m；雅安端采用地面風(fēng)機房，送風(fēng)、排風(fēng)共用1個斜井，斜井內(nèi)設(shè)置中隔板，右線斜井長2 246 m、坡度為+12.96%，左線斜井長2 305 m、坡度為+12.49%；康定端采用地下風(fēng)機房，送風(fēng)、排風(fēng)各1個斜井，送風(fēng)斜井長1 716 m、坡度為+10.56%，排風(fēng)斜井長1 734 m、坡度為+11.09%。

1.3 工程特點與難點

二郎山隧道建設(shè)面臨“五個極其”的嚴峻挑戰(zhàn)： 地形條件極其復(fù)雜、地質(zhì)條件極其復(fù)雜、氣候條件極其獨特、環(huán)境條件極其敏感、工程施工極其困難。

1.3.1 地形條件極其復(fù)雜

二郎山為青衣江與大渡河的分水嶺，呈南北向展布，山勢陡峭、層巒疊嶂、山體渾厚，隧道最大埋深1 500 m，海拔2 000～4 000 m，相對高差1 000～2 000 m，為深切高山峽谷區(qū)。

1.3.2 地質(zhì)條件極其復(fù)雜

二郎山隧道位于龍門山斷裂、鮮水河斷裂和川滇斷裂3條活動性斷裂組成的“Y”字形構(gòu)造體系交匯部位，穿越13條斷裂、11套地層、12種巖性。隧道雅安端以三疊系、泥盆系、志留系和奧陶系的板巖、灰?guī)r、粉砂巖等沉積巖為主；隧道康定端以花崗巖、安山巖、閃長巖等巖漿巖為主。隧道主要不良地質(zhì)包括區(qū)域活動斷裂、高地應(yīng)力巖爆及大變形、高壓涌突水、瓦斯及洞口巨厚覆蓋層等，其中龍門山斷裂帶西南段尾支(二郎山東支、中支、西支斷裂)、保新廠—凰儀斷裂、瀘定東支斷裂為中更新世區(qū)域活動斷裂，為“高地震烈度、高地應(yīng)力、高壓涌突水”隧道，被譽為“地質(zhì)博物館”。隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造如圖5所示。

圖5 隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖

1.3.3 氣候條件極其獨特

二郎山位于四川盆地亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候與青藏高原大陸性干冷氣候的過渡地帶，兩端氣候差異非常明顯，是著名的“川西雨屏”。雅安端屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年降雨量約為2 000 mm；康定端屬亞熱帶季風(fēng)干熱氣候，年降雨量僅660 mm，生態(tài)植被極其脆弱。

1.3.4 環(huán)境條件極其敏感

世界自然遺產(chǎn)——大熊貓棲息地保護區(qū)橫亙南北，劃分為核心區(qū)、保護區(qū)、外圍區(qū)，實行分區(qū)保護。二郎山隧道洞身下穿大熊貓棲息地保護區(qū)，隧道選線受到極大限制，通風(fēng)井設(shè)置困難，施工環(huán)保要求高。

1.3.5 工程施工極其困難

二郎山隧道為超特長隧道，受保護區(qū)的限制，不具備新增工作面的條件，超長距離施工困難； 施工環(huán)保要求高，隧道巨量棄碴困難； 地質(zhì)條件復(fù)雜，瓦斯、巖爆、大變形、高壓涌突水、區(qū)域斷裂等不良地質(zhì)和施工地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，施工安全風(fēng)險高。

二郎山隧道建成通車時，其主洞長度為全國公路隧道第4，斜井長度為全國第1，工程規(guī)模大，技術(shù)復(fù)雜，建設(shè)難度大；面臨“自然保護區(qū)內(nèi)復(fù)雜深埋隧道勘察、穿越活動斷裂帶隧道抗減震結(jié)構(gòu)設(shè)計、超特長隧道運營安全、超特長隧道節(jié)能環(huán)?！钡燃夹g(shù)難題。

2 開展的科技攻關(guān)工作

針對二郎山隧道的特點和難點，樹立頂層設(shè)計理念，系統(tǒng)構(gòu)建目標明確、層次清晰、主線突出、理念先進的技術(shù)攻關(guān)框架。圍繞“安全、經(jīng)濟、生態(tài)、便捷”的科技攻關(guān)目標，按照“專題論證與研究、科技成果推廣與應(yīng)用、科學(xué)研究與試驗”3個技術(shù)攻關(guān)層次，解決“勘察與設(shè)計、建設(shè)與施工、運營與養(yǎng)護”過程中的關(guān)鍵技術(shù)難題，為二郎山隧道安全順利建設(shè)提供堅實的技術(shù)支撐。科技攻關(guān)框架體系如圖6所示。

圖6 科技攻關(guān)框架體系

2.1 專題設(shè)計與專題研究

勘察設(shè)計階段，開展了8個專題設(shè)計，涉及路線方案、重大不良地質(zhì)、運營安全、防災(zāi)救援、安全風(fēng)險等方面，通過專題設(shè)計與專題研究，基本解決了二郎山隧道設(shè)計與施工關(guān)鍵性技術(shù)難題。具體如下： 1)隧址和軸線方案選擇； 2)隧道場地地震安全性評價及隧道抗震專題； 3)隧道綜合水文地質(zhì)勘察及涌突水防治專題； 4)隧道地應(yīng)力場及巖爆、大變形預(yù)測及防治專題； 5)隧道通風(fēng)及防災(zāi)救援專題； 6)隧道安全風(fēng)險控制專題； 7)隧道施工組織專題； 8)隧道通風(fēng)與照明節(jié)能專題。

2.2 科技成果應(yīng)用與示范

二郎山隧道建設(shè)圍繞“安全”，應(yīng)用最新科技成果，進一步優(yōu)化驗證設(shè)計方案，降低安全風(fēng)險，解決建設(shè)及運營重大安全風(fēng)險技術(shù)難題。具體如下： 1)富水多斷層條件下隧道涌突水災(zāi)變預(yù)測與控制技術(shù)研究； 2)高地應(yīng)力隧道巖爆和大變形預(yù)測預(yù)報及綜合處治技術(shù)研究； 3)公路隧道信息化施工及動態(tài)設(shè)計應(yīng)用研究； 4)超特長公路隧道運營安全及防災(zāi)救援技術(shù)研究； 5)超特長隧道獨頭掘進施工通風(fēng)技術(shù)研究； 6)超特長隧道施工安全風(fēng)險動態(tài)控制與管理研究。

2.3 科研攻關(guān)

通過專題設(shè)計與專題研究，運用與借鑒已有科技成果，仍然存在部分問題需要通過科研攻關(guān)解決，以保障隧道施工安全，減少環(huán)境影響，實現(xiàn)運營節(jié)能。具體如下： 1)公路隧道地下水限量排放技術(shù)指標及對策措施研究； 2)大高差超長公路隧道運營節(jié)能控制技術(shù)研究。

3 工程建設(shè)創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)二郎山隧道面臨的工程難度，圍繞“安全、綠色、節(jié)能”的建設(shè)理念，克服了地形條件復(fù)雜、地質(zhì)條件復(fù)雜、氣候條件獨特、環(huán)境條件敏感及工程施工困難的工程特點及難點，成功解決了隧址及軸線方案、保護區(qū)內(nèi)深埋長大隧道勘察、隧道抗震、高地應(yīng)力、地下水環(huán)境保護等技術(shù)難題，取得了多項創(chuàng)新成果，實現(xiàn)了穿越環(huán)境敏感區(qū)復(fù)雜地形地質(zhì)條件超特長隧道安全、優(yōu)質(zhì)、高效的建設(shè)目標。

1)隧址及軸線方案。提出高線和低線等多個隧址方案，經(jīng)過綜合比選，選擇路線直捷、運營便捷、造價節(jié)省、無長大連續(xù)下坡及積雪結(jié)冰的F線低隧址方案。結(jié)合風(fēng)井布設(shè)、地質(zhì)條件、運營安全，提出I、J、K線3個軸線方案，最終確定隧道主洞最短、風(fēng)井較短、高地應(yīng)力問題相對輕微、與各斷裂更近于正交、平縱各線元及組合均勻、更利于洞內(nèi)行車安全的J線方案。

2)高地應(yīng)力問題。通過工程類比、實測地應(yīng)力、數(shù)值模擬分析綜合確定隧道地應(yīng)力場，采用以地質(zhì)綜合分析為主的方法，預(yù)測巖爆及大變形的等級及段落，在此基礎(chǔ)上，提出巖爆“以防為主，加強結(jié)構(gòu)支護與施工措施相結(jié)合”的處治原則，防止巖爆發(fā)生或降低巖爆發(fā)生的等級。軟巖大變形采用“主動適應(yīng)+強支撐”的“雙層支護體系”。

3)高壓涌突水。通過水文地質(zhì)專項勘察，詳細查明地下水分布發(fā)育特征，多方法綜合預(yù)測分段涌水量，結(jié)合構(gòu)造發(fā)育特征，對高壓涌突水段落及風(fēng)險進行綜合評估。堅持“超前預(yù)報、以堵為主、堵排結(jié)合、限量排放”的原則，對大型涌突水進行注漿封堵，對小型涌水進行排放，避免地下水大量流失。

3.1 基于構(gòu)造損傷分區(qū)的隧道下穿自然保護區(qū)綜合勘察技術(shù)

結(jié)合保護區(qū)環(huán)保和長大深埋隧道地質(zhì)勘察的需要，運用基于構(gòu)造損傷分區(qū)綜合勘察技術(shù)，在保護區(qū)內(nèi)長達8.3 km段落無法實施鉆孔的情況下，準確查明了隧道工程地質(zhì)，最大限度地保護了保護區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，解決了保護區(qū)內(nèi)復(fù)雜艱險山區(qū)長大深埋公路隧道勘察技術(shù)難題。

針對二郎山隧道深埋特長的特點，提出了基于構(gòu)造損傷分區(qū)的勘察技術(shù)方法。根據(jù)隧道的構(gòu)造特征，將隧道劃分為4個構(gòu)造分區(qū)(見圖7)，將深孔布設(shè)于各個構(gòu)造分區(qū)的結(jié)合部位，全隧道共布設(shè)深孔4個，孔深共計1 536.5 m，達到了對隧道構(gòu)造格架的有效控制和驗證。以此為基礎(chǔ)的深孔方案布設(shè)，既滿足二郎山森林公園和自然遺產(chǎn)保護區(qū)的環(huán)保要求，又能有效地對隧址區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征進行控制和揭示，提升了深孔利用效率和布設(shè)合理性，節(jié)約了勘察成本和工期。

圖7 二郎山隧道構(gòu)造分區(qū)

通過施工驗證，隧道的整體構(gòu)造格架與勘察成果一致，主要斷裂均得到了揭示與驗證，其差異性主要體現(xiàn)在洞身大深埋段構(gòu)造格架分界面向進口偏移200～300 m，這是由于斷裂的空間走向并非完全按平面展布，而是曲面，因此通過地表露頭推測的斷裂構(gòu)造在深部位置存在差異。通過施工地質(zhì)及超前預(yù)報，對這種差異進行了修正。經(jīng)統(tǒng)計，隧道勘察設(shè)計與實際施工不同級別圍巖對比見表1。

表1 不同級別圍巖對比表

3.2 超預(yù)期抗震設(shè)計理念及設(shè)防技術(shù)

充分考慮地震風(fēng)險，采用超預(yù)期抗震設(shè)計理念與方法，區(qū)域斷裂段隧道斷面整體加大40 cm，為震后加固預(yù)留空間，實現(xiàn)“快速搶通、快速加固”的目標，并保證加固后不降低隧道的服務(wù)水平。將隧道抗震設(shè)防劃分為洞口段、軟硬巖交界段及斷層破碎帶段，根據(jù)區(qū)段地震響應(yīng)特點進行針對性抗震設(shè)防。隧道擴大抗震斷面如圖8所示。

3.3 4車道大斷面洞內(nèi)景觀帶及交通轉(zhuǎn)換通道防災(zāi)救援技術(shù)

首次設(shè)置了2處4車道大斷面洞內(nèi)景觀帶及交通轉(zhuǎn)換通道，長120 m，左右兩側(cè)各加寬1個3.5 m車道。將隧道分為3段，當(dāng)其中一段發(fā)生事故或維修時，其余路段通行方式不受其影響；交通轉(zhuǎn)換通道采用2車道斷面、“八”字形布設(shè)，提高了左右洞交通轉(zhuǎn)換能力及隧道防災(zāi)救援能力。交通轉(zhuǎn)換通道平面布置如圖9所示，交通轉(zhuǎn)換通道4車道內(nèi)輪廓如圖10所示。

首次采用LED動態(tài)視覺系統(tǒng)打造洞內(nèi)景觀帶，布設(shè)了4.3萬個LED點光源，從而形成“飄揚的五星紅旗”、“搖曳的楓葉”等動態(tài)圖案，有效緩解了司乘人員的視覺疲勞和心理壓抑感，實現(xiàn)了“長隧短運”，提高了行車舒適度和安全性。洞內(nèi)景觀帶實際效果如圖11所示。

圖9 交通轉(zhuǎn)換通道平面布置圖

3.4 綠色施工及節(jié)能綜合技術(shù)

3.4.1 斜井內(nèi)設(shè)高位自流水消防水池

首次在隧道斜井內(nèi)設(shè)置高位自流水消防水池，解決了傳統(tǒng)洞外高位消防水池施工困難、養(yǎng)護難度大、冬季結(jié)冰可靠性差、需要大量抽水設(shè)備等技術(shù)難題，利用施工期左右斜井之間的救援橫通道作為消防水池，提高了消防可靠性，并實現(xiàn)了節(jié)能。消防水池如圖12所示。

3.4.2 穿越大熊貓棲息地保護區(qū)的生態(tài)環(huán)保選線

隧址區(qū)為世界自然遺產(chǎn)——大熊貓棲息地保護區(qū)，采用生態(tài)環(huán)保選線，路線避開保護區(qū)的核心區(qū)，利用隧道下穿保護區(qū)。隧道風(fēng)井采用工程規(guī)模較大的斜井方案，舍棄保護區(qū)內(nèi)的豎井方案，隧道洞口及斜井口均位于外圍保護區(qū)，以保護生態(tài)環(huán)境。二郎山隧道軸線與保護區(qū)關(guān)系如圖13所示。

圖13 二郎山隧道軸線與保護區(qū)關(guān)系圖

3.4.3 隧道洞碴全部綜合利用，實現(xiàn)隧道“零棄方”的綠色建造技術(shù)

隧道洞碴方量達338萬m3，全部進行了綜合利用，未設(shè)置專用永久性棄土場，實現(xiàn)了隧道“零棄方”的綠色建造技術(shù)，節(jié)約了土地資源。結(jié)合洞外地形、地質(zhì)、環(huán)境條件，充分利用隧道兩端新溝互通綜合體(見圖14)、瀘定互通綜合體(見圖15)結(jié)構(gòu)物布設(shè)，合理采用高填路基和場坪，大量消化隧道洞碴，其中新溝互通消化棄碴約135萬m3、瀘定互通消化棄碴約150萬m3；巖漿巖洞碴作為機制砂、碎石的母材，變廢為寶，用于路基及隧道低強度混凝土母材約53萬m3。

圖14 新溝互通

3.4.4 斜井采用全程反打技術(shù)

為保護生態(tài)環(huán)境，康定端長距離斜井采用全程反打技術(shù)(見圖16)，成功解決了斜井反打施工中的重車運輸防溜車、上坡爆破滾石、超長距離多掌子面施工通風(fēng)等技術(shù)難題，避免了在外圍保護區(qū)修建5 km長的臨時便道及4.3萬m2的生態(tài)植被破壞，最大程度保護了環(huán)境，同時減小了工程規(guī)模，節(jié)約了工程造價。

3.4.5 斜井引水發(fā)電的綠色節(jié)能新舉措

在公路交通行業(yè)首次創(chuàng)造性地利用康定端斜井引水發(fā)電進行節(jié)能減排(見圖17)，將水電和公路交通建設(shè)聯(lián)系起來，解決了超特長公路隧道運營用電成本高的難題，具有較大的社會經(jīng)濟效益，為公路交通行業(yè)節(jié)能減排提供了新思路、新舉措。康定端斜井井口位于五里溝上游支溝，斜井高差192 m，將沖溝水引入斜井地下風(fēng)機房進行發(fā)電，發(fā)電尾水通過隧道中央排水溝排出洞外。斜井引水發(fā)電工程實現(xiàn)裝機容量730 kW，年發(fā)電量400萬kW·h。

3.4.6 以自然節(jié)能風(fēng)道為輔助動力的超特長隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)

充分利用二郎山隧道各洞口氣象差異形成的氣壓差，在隧道內(nèi)設(shè)置自然節(jié)能風(fēng)道，建立了以自然風(fēng)為動力的通風(fēng)節(jié)能技術(shù)體系，形成了以自然節(jié)能風(fēng)道為輔助動力的超特長隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)，實現(xiàn)通風(fēng)節(jié)能效率達15%，年節(jié)電約210萬kW·h。隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)如圖18所示。

3.5 施工網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)和精密測量控制技術(shù)

3.5.1 超長距離多通道施工網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)技術(shù)

將斜井雙線的通風(fēng)融入到主隧道巷道式通風(fēng)系統(tǒng)中，二者共用新鮮風(fēng)輸送通道與污風(fēng)排出通道。根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)合理布置送、排風(fēng)通道，巧妙利用風(fēng)流形成的負壓差，完成4條隧道的送、排風(fēng)系統(tǒng)布置，從而改進了巷道式通風(fēng)系統(tǒng)，形成超長距離多通道施工網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)技術(shù)。在新鮮風(fēng)輸送通道布設(shè)多臺軸流風(fēng)機和多條風(fēng)管分別向主隧道和斜井的多個掌子面送風(fēng)；在污風(fēng)排出通道增加射流風(fēng)機，局部加壓，不斷將污風(fēng)向洞外方向輸送。多通道網(wǎng)絡(luò)施工通風(fēng)布置如圖19所示。

3.5.2 研發(fā)完善水幕降塵系統(tǒng)

在隧道掘進過程中，利用濕式除塵機制，研發(fā)完善水幕降塵系統(tǒng)，爆破后20 min左右即可將粉塵濃度降至規(guī)范要求，大大縮短了爆破后出碴等待時間。水幕降塵系統(tǒng)由高壓射流式水炮裝置、移動式水幕支架和固定式環(huán)向水幕(見圖20)3道水幕組成，分別布置在開挖臺車上、基層端頭、二次襯砌段(每隔200 m設(shè)置1道)。

圖19 多通道網(wǎng)絡(luò)施工通風(fēng)布置圖

3.5.3 長大隧道洞內(nèi)自由測站邊角精密測量控制施工技術(shù)

創(chuàng)新形成了長大隧道洞內(nèi)自由測站邊角精密測量控制施工技術(shù)，每個控制點被連續(xù)4個自由測站通過不同方向和距離觀測，多余觀測數(shù)多，可靠性強；而常規(guī)導(dǎo)線網(wǎng)的多余觀測數(shù)和可靠性，均無法與自由測站邊角交會法相比。通過該技術(shù)的應(yīng)用，二郎山隧道左右洞貫通誤差分別為9 mm和12 mm。洞內(nèi)自由測站邊角測量控制網(wǎng)如圖21所示。

圖21 洞內(nèi)自由測站邊角測量控制網(wǎng)

3.6 公路隧道機械化施工綜合配套技術(shù)

形成了完善的特長公路隧道機械化配套快速施工技術(shù)。采用雙三臂鑿巖臺車+濕噴機械手+自行式液壓模板臺車+斜井中隔墻模板臺車等一系列機械化配套設(shè)備，提高施工效率，降低安全隱患，質(zhì)量控制良好。

3.6.1 三臂鑿巖臺車+濕噴機械手機械化配套施工技術(shù)

隧道采用雙臺車微臺階法開挖，臺車一前一后，提高臺車的三臂利用率。下臺階采用左右錯開平行流水跟進法施工。結(jié)合雙臺車現(xiàn)場操作特點，上臺階高度4 m、長度4 m，每循環(huán)開挖進尺1.6～2.4 m；下臺階左右側(cè)錯開3榀拱架施工，上、下臺階同時開挖同時響炮。下臺階出碴與上臺階立拱平行作業(yè)，機械手上下臺階噴漿。三臂鑿巖臺車如圖22所示，濕噴機械手如圖23所示。

圖22 三臂鑿巖臺車

3.6.2 隧道整體式模板臺車施工技術(shù)

1)形成符合高速公路隧道特點的電纜溝槽整體施工技術(shù)。經(jīng)過現(xiàn)場施工，隧道日均施工電纜溝槽雙側(cè)12 m，月完成360 m。施工后外表光潔、線形順直，模板搭接處錯臺不大于5 mm，大大提高了施工質(zhì)量和進度。電纜溝槽模板臺車如圖24所示。

2)形成一套大坡度斜井中隔墻混凝土一次成型施工技術(shù)。在坡度大、斷面小的隧道斜井應(yīng)用效果明顯，具有施工安全、優(yōu)質(zhì)、高效等優(yōu)點。斜井中隔墻模板臺車如圖25所示。

圖24 電纜溝槽模板臺車

4 主要技術(shù)創(chuàng)新及推廣應(yīng)用

通過一系列專題論證與設(shè)計、科技成果應(yīng)用與示范、科技攻關(guān)，二郎山隧道形成的主要創(chuàng)新成果如下：

1)創(chuàng)立了基于構(gòu)造損傷分區(qū)的自然保護區(qū)內(nèi)綜合勘察技術(shù)，在保護區(qū)內(nèi)長達8.3 km段無法布設(shè)鉆孔的情況下，準確查明了隧道工程地質(zhì)。

2)首次采用超預(yù)期抗震設(shè)計理念與方法，充分考慮地震風(fēng)險，活動斷裂段隧道斷面加大40 cm，為震后加固預(yù)留空間，實現(xiàn)“快速搶通、快速加固”的目標。

3)首次設(shè)置了2處交通轉(zhuǎn)換通道，首次采用LED動態(tài)視覺系統(tǒng)打造洞內(nèi)景觀帶，實現(xiàn)了超特長隧道洞內(nèi)快速交通轉(zhuǎn)換及長隧短運，提高了運營的安全性和舒適度。首次在斜井內(nèi)設(shè)置高位自流水消防水池，提高了消防可靠性。

4)采用生態(tài)選線理念，合理確定隧道軸線，338萬m3洞碴全部綜合利用，實現(xiàn)“零棄方”。首次采用斜井全程反打技術(shù)，避免在外圍保護區(qū)修建臨時便道工程，實現(xiàn)對保護區(qū)的“零影響”。

5)首次利用隧道斜井引水發(fā)電，年發(fā)電400萬kW·h，解決了隧道照明用電難題。設(shè)置自然風(fēng)道，建立了以自然風(fēng)為動力的輔助通風(fēng)節(jié)能技術(shù)體系，實現(xiàn)通風(fēng)節(jié)能15%，年節(jié)電約210萬kW·h。

6)創(chuàng)新了超長距離多通道施工網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)技術(shù)，研發(fā)了長大隧道自由測站邊角精密測量控制技術(shù)工法，鉆爆法施工獨頭掘進達7 333 m，為全國之最。形成了完善的公路隧道機械化施工綜合配套技術(shù)，確保長大隧道安全、快速、高效施工，在5年的建設(shè)期實現(xiàn)“零傷亡”。

創(chuàng)新技術(shù)有效指導(dǎo)了二郎山隧道的建設(shè)，整個施工過程中未發(fā)生安全事故，質(zhì)量優(yōu)良率達100%，已經(jīng)成為復(fù)雜艱險山區(qū)長大公路隧道建設(shè)的典范，其成功經(jīng)驗正在大涼山隧道(15.3 km)、獅子坪隧道(13.1 km)、白馬隧道(13 km)、小高山隧道(13 km)等大批山區(qū)長大隧道中推廣和應(yīng)用，有效指導(dǎo)了工程的安全綠色高效建設(shè)。二郎山隧道創(chuàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用情況如圖26所示。

圖26 二郎山隧道創(chuàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用情況

5 工期及獲得榮譽

5.1 工期

二郎山隧道于2010年8月開始立項研究，歷經(jīng)工程可行性研究、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計與施工圖設(shè)計，自2012年9月開工建設(shè)，于2017年12月建成運營。

5.2 獲得榮譽

獲得四川省建設(shè)工程質(zhì)量安全與監(jiān)理協(xié)會2018年四川省建設(shè)工程天府杯金獎、中國中鐵股份有限公司2020年中國中鐵杯獎、中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設(shè)質(zhì)量管理分會及中國鐵建股份有限公司2019年中國鐵建杯獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會綠色建造工作委員會2020年工程建設(shè)項目綠色建造設(shè)計水平二等成果獎等。

6 工程參建單位

建設(shè)單位： 四川雅康高速公路有限責(zé)任公司。

設(shè)計單位： 四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司。

監(jiān)理單位： 四川省公路院工程監(jiān)理有限公司。

施工單位： 中鐵隧道局集團有限公司、中鐵十二局集團有限公司。

科研單位： 西南交通大學(xué)、成都理工大學(xué)等。