品質(zhì)樂西 隧通涼山

文/圖 四川樂西高速公路有限責(zé)任公司 黃軍 文燕 賴琳 張國強(qiáng) 本刊特約記者 唐浩

這里，既有高聳入云的崇山，也有狂野奔騰的河流；這里，既匯聚著中國最美的彝族風(fēng)景線，也撕裂出難以跨越的天塹。作為第一條深入大小涼山腹地的高速公路，樂西高速公路項(xiàng)目具有工程規(guī)模大、橋隧比例高、地質(zhì)地形復(fù)雜、進(jìn)場通道差等特點(diǎn)，如何將其高質(zhì)量建設(shè)成為一條“暢、安、舒、美”的高速公路？樂西高速建設(shè)者本著“精心設(shè)計(jì)、匠心施工、機(jī)械減人、信息增效”的初衷，加大科技攻關(guān)力度，克服一道道難題，最終造就了由“兩隧（大涼山1號(hào)、2號(hào)隧道）與“一區(qū)段隧道群”組成，總長105公里、隧道比66%的隧道長廊等一系列高品質(zhì)建設(shè)成果。

樂西高速馬邊至昭覺段是《四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》8條縱線中的第7條，起于四川省樂山市馬邊彝族自治縣境內(nèi)，經(jīng)涼山州的雷波縣、美姑縣，止于昭覺縣南側(cè)，與G7611西昌至昭通高速公路相接，穿越嘛咪澤省級(jí)保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)與雷波境內(nèi)30公里無人區(qū)，深入大小涼山腹地。為了規(guī)避生態(tài)林區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、小氣候多變區(qū)及國家級(jí)保護(hù)植物密集分布區(qū)，項(xiàng)目方在初步設(shè)計(jì)及施工圖階段，結(jié)合安全環(huán)保、地質(zhì)選線和營運(yùn)管理等情況，通過“壓頂抬底”的方式，將線路里程由工可的169.69公里優(yōu)化為151.75公里，縮短率達(dá)10.6%，共設(shè)隧道100.508公里/36座，隧道比重大、數(shù)量多。在環(huán)保要求高、要素保障難、限制因素多、施工難度大等多重高難度工況下，四川樂西高速公路有限責(zé)任公司（以下簡稱“樂西公司”）的建設(shè)者們本著“精心設(shè)計(jì)、匠心施工、機(jī)械減人、信息增效”的初衷，相繼克服無進(jìn)場道路、無通訊信號(hào)、無電力保障等難題，建造出一條由“兩隧（大涼山1號(hào)、2號(hào)隧道）與“一區(qū)段隧道群”組成，總長105公里、隧道比66%的隧道長廊，并取得一系列高質(zhì)量建設(shè)成果。

樂西高速馬邊至昭覺段

精心設(shè)計(jì)筑品質(zhì)

為避免隧道建設(shè)出現(xiàn)“千隧一面”，以及方便長大隧道運(yùn)營后的養(yǎng)護(hù)管理，項(xiàng)目方自前期勘察設(shè)計(jì)階段伊始，便結(jié)合隧道工程平縱、建筑界限等設(shè)計(jì)情況，在大涼山1、2號(hào)隧道及大風(fēng)頂隧道群范圍內(nèi)規(guī)劃了多功能交通轉(zhuǎn)換帶，提高防災(zāi)救援及隧道維修時(shí)的交通轉(zhuǎn)換能力，并將隧道分為多段，實(shí)現(xiàn)“長隧短運(yùn)”，提高行車舒適度和安全性。

適當(dāng)擴(kuò)大隧道建筑界限

在初步設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目方聯(lián)合設(shè)計(jì)單位、咨詢審查單位，積極研究行車時(shí)速80公里隧道建筑界限，最終確定采用對隧道左右側(cè)的側(cè)向?qū)挾雀骷訉?.25米（總加寬0.5米）的方式，實(shí)現(xiàn)了《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（04規(guī)范）和《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（14標(biāo)準(zhǔn)）對于設(shè)計(jì)行車時(shí)速100公里的規(guī)定，且單洞雙向通行符合《14標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)公路設(shè)計(jì)行車時(shí)速80公里的規(guī)定，極大提高了山區(qū)隧道行車安全性和隧道養(yǎng)護(hù)維修期間的單洞雙向通行能力。

隧道品質(zhì)建筑界限

隧道品質(zhì)內(nèi)輪廓對比示意圖

強(qiáng)化隧道總體設(shè)計(jì)

在初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目方結(jié)合國內(nèi)公鐵市政等隧道工程中曾出現(xiàn)的一些通病，強(qiáng)化項(xiàng)目隧道總體設(shè)計(jì)，努力減少和規(guī)避隧道在運(yùn)營階段可能出現(xiàn)的問題，為高質(zhì)量建設(shè)打下基礎(chǔ)。

針對《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中“隧道縱坡不應(yīng)小于0.3%”的標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目方因地制宜，做出“全線隧道（尤其是特長隧道）縱坡原則上不小于0.7%”的適度調(diào)整，增強(qiáng)了隧道中央排水溝的排水能力，減少了因積水導(dǎo)致各類病害的發(fā)生率。

在強(qiáng)化地勘方面，項(xiàng)目方盡量規(guī)避不良地質(zhì)，如在張家山隧道初設(shè)階段，因及時(shí)發(fā)現(xiàn)了張油坊古滑坡，及時(shí)優(yōu)化了隧道平縱設(shè)計(jì)。另以項(xiàng)目控制性工程大涼山1號(hào)隧道為例，隨著對隧址區(qū)地質(zhì)的深入認(rèn)識(shí)，項(xiàng)目方對施工工藝進(jìn)行了再研究，不僅提出了公路超特長隧道“單斜井兩區(qū)段送排+貫通平導(dǎo)縱向式+四橫洞補(bǔ)風(fēng)”通風(fēng)模式，還將平導(dǎo)由進(jìn)口單側(cè)8168米調(diào)整為貫通的15310米；工法由進(jìn)口單側(cè)TBM工法調(diào)整為“進(jìn)口側(cè)鉆爆法4622米+出口側(cè)TBM工法10688米”；隧道縱坡由0.8%/1127米、0.5%/6810米、-1.93%/7370米調(diào)整為0.8%/1127米、0.5%/2810米、-1%/11343米。調(diào)整后，位于隧道出口端的黃果洛向斜段隧道拱頂與灰?guī)r層之間的泥巖隔水層最薄處由27米增加到65米，有效降低了出口端涌突水風(fēng)險(xiǎn)，提高了隧道運(yùn)營后的救援效率。

通過深入研究大涼山1、2號(hào)隧道及大風(fēng)頂隧道群范圍內(nèi)的交通轉(zhuǎn)換方案，項(xiàng)目方在隧道內(nèi)規(guī)劃了多功能交通轉(zhuǎn)換帶，不僅可提高防災(zāi)救援及隧道維修時(shí)的交通轉(zhuǎn)換能力，還可兼作景觀帶，緩解司乘視覺疲勞，提高行車舒適度和安全性。

匠心施作護(hù)品質(zhì)

傳統(tǒng)模式下，新奧地利隧道施工方法（新奧法）由于監(jiān)控預(yù)報(bào)手段落后，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等幾方存在各自為政、信息溝通不暢等情況，對此，項(xiàng)目方從信息化平臺(tái)建設(shè)、信息化機(jī)制建設(shè)等方面著手，強(qiáng)化項(xiàng)目的信息化設(shè)計(jì)施工。

隧道信息化平臺(tái)

信息化平臺(tái)建設(shè)

信息化平臺(tái)在隧道動(dòng)態(tài)施工中發(fā)揮著舉足輕重的作用。為克服傳統(tǒng)監(jiān)測手段不足的弊端，項(xiàng)目方利用當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)手段，打造監(jiān)控量測信息系統(tǒng)、超前預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)和圍巖自動(dòng)判別系統(tǒng)，以及對現(xiàn)場實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（超前鉆探、物探）的隧道信息化綜合平臺(tái)。

信息化機(jī)制建設(shè)與優(yōu)化

項(xiàng)目方成立了由業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理組成的隧道信息化設(shè)計(jì)施工小組，同時(shí)借助監(jiān)控量測信息系統(tǒng)、超前預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)和圍巖自動(dòng)判別系統(tǒng)，分析納總現(xiàn)場實(shí)施的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（超前鉆探、物探）、掌子面地質(zhì)素描和監(jiān)控量測工作，及時(shí)反饋指導(dǎo)隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工的主要內(nèi)容包括動(dòng)態(tài)調(diào)整圍巖級(jí)別、及時(shí)修正開挖工法及施工工序、有效修改和確認(rèn)襯砌支護(hù)參數(shù)。

設(shè)計(jì)單位 作為隧道信息化設(shè)計(jì)施工小組牽頭納總方，主要負(fù)責(zé)歸納審查第三方超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案，并結(jié)合設(shè)計(jì)方案完善第三方超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案；統(tǒng)一、分析、歸納和考評第三方隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告，不定期抽查預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和報(bào)告，核查預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；結(jié)合隧道圍巖判別系統(tǒng)和原設(shè)計(jì)方案，綜合提出隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)參數(shù)；對預(yù)報(bào)的不良地質(zhì)及隱伏的重大地質(zhì)問題提出設(shè)計(jì)預(yù)處治方案；與監(jiān)理單位、業(yè)主單位通報(bào)信息化設(shè)計(jì)施工存在的問題，遞交綜合分析報(bào)告；充分利用隧道信息化管理系統(tǒng)、中圍巖自動(dòng)判別系統(tǒng)與超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等先進(jìn)手段，實(shí)現(xiàn)信息化判別，每月提交總報(bào)告，包含針對第三方物探預(yù)報(bào)、施工單位鉆孔、圍巖自動(dòng)判別情況等方面的評價(jià)與信息化總結(jié)。

施工單位 作為隧道信息化設(shè)計(jì)施工小組主要實(shí)施方，主要負(fù)責(zé)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中超前鉆孔部分工作的實(shí)施和報(bào)告編制；隧道圍巖自動(dòng)判別系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及上傳工作；初評超前地質(zhì)預(yù)報(bào)物探工作與實(shí)際開挖吻合程度；建立健全本標(biāo)段隧道變更臺(tái)賬，并提交給設(shè)計(jì)單位。

第三方監(jiān)測單位 主要負(fù)責(zé)隧道信息化設(shè)計(jì)施工超前預(yù)報(bào)物探數(shù)據(jù)的采集與分析，并向施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、業(yè)主單位提交周報(bào)及月報(bào)；采集與分析隧道信息化設(shè)計(jì)施工監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，并提交周報(bào)及月報(bào)；充分借助隧道信息化管理系統(tǒng)中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測等系統(tǒng)，將實(shí)測數(shù)據(jù)上傳。

第三方監(jiān)理單位 主要負(fù)責(zé)第三方監(jiān)測單位現(xiàn)場協(xié)調(diào)工作、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)督工作；參與隧道信息化設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場變更方案的制定。

業(yè)主單位 主要負(fù)責(zé)參與隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案審批，并監(jiān)督和檢查地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的實(shí)施情況；項(xiàng)目隧道信息化設(shè)計(jì)與施工統(tǒng)籌管理；負(fù)責(zé)對隧道重大變更方案合理性把關(guān)。

技術(shù)創(chuàng)新出品質(zhì)

大涼山1號(hào)隧道全長15366米，是樂西高速公路項(xiàng)目的重要控制性工程之一。項(xiàng)目方首次在高速公路領(lǐng)域采用TBM工法施工，面對瓦斯、涌突水、高地應(yīng)力等不良地質(zhì)，施工期間持續(xù)開展科技創(chuàng)新研究。針對傳統(tǒng)預(yù)報(bào)技術(shù)在TBM施工隧道場景下，成果獲取時(shí)效性差、影響施工、智能化程度不高等難題，開展TBM不停機(jī)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)與快速判識(shí)技術(shù)研究，準(zhǔn)確且快速預(yù)報(bào)掌子面前方不良地質(zhì)情況，及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)信息反饋，達(dá)到隨掘、隨探、隨報(bào)的效果，保證施工安全；建立平導(dǎo)TBM施工的隧道圍巖分級(jí)指標(biāo)體系及方法，指導(dǎo)平導(dǎo)TBM安全快速施工和確定平導(dǎo)合理支護(hù)體系；解決多個(gè)掌子面同時(shí)開挖通風(fēng)難題，改善隧道內(nèi)部施工作業(yè)環(huán)境，保障施工作業(yè)安全；研究基于“斜井+貫通平導(dǎo)”的運(yùn)營通風(fēng)及控制技術(shù)，優(yōu)化通風(fēng)布置，降低后期運(yùn)營成本；解決平導(dǎo)排煙可靠性、基于平導(dǎo)的快速疏散救援等難題，提升運(yùn)營安全保障。

由于大涼山1號(hào)隧道斷層、涌突水等問題突出，施工風(fēng)險(xiǎn)極大，項(xiàng)目方創(chuàng)新采用“TBM平導(dǎo)+主洞鉆爆法”施工方案，有效提高建管效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)，將建設(shè)工期由7年縮短為5年，同時(shí)填補(bǔ)了國內(nèi)高速公路利用TBM施工工藝輔助隧道施工的空白，便于今后的營運(yùn)管理和應(yīng)急救援，目前TBM已順利掘進(jìn)9500米。

大力推廣大型隧道機(jī)械裝備

安全生產(chǎn)是樂西高速公路項(xiàng)目建設(shè)的生命線。為壓緊壓實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任，提高施工人員作業(yè)安全，項(xiàng)目方施工中應(yīng)用了一系列大型隧道機(jī)械裝備，在減少作業(yè)人數(shù)、降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的同時(shí)，極大提高了施工效率。

多臂鑿巖機(jī)有效解決了傳統(tǒng)隧道開挖中光面爆破效果差、超欠挖嚴(yán)重、拱部錨桿角度偏差大、人工耗時(shí)長、耗能高、粉塵多、噪音大等問題，減少了掌子面作業(yè)人員數(shù)量，極大提高了作業(yè)安全。

噴射混凝土采用濕噴機(jī)械手精準(zhǔn)控制速凝劑添加量、噴射角度、距離，有效降低回彈量及粉塵，提升初支表面平整度和密實(shí)度，確保隧道初期支護(hù)內(nèi)實(shí)外美。

自行式移動(dòng)棧橋通行長度長、坡度大、操作簡便，能有效保護(hù)仰拱填充成品，減少工序間施工干擾、加快施工進(jìn)度、確保施工安全。

數(shù)字化二襯臺(tái)車配備了一套完整的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測澆筑狀態(tài)、澆筑壓力、澆筑流量及襯砌混凝土溫度的變化情況，可全程記錄襯砌施工數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與傳輸。

拱架安裝車可加大拱架節(jié)段，提高了安裝效率，減少了不利受力點(diǎn)數(shù)量。

長期以來，隧道較橋梁與路面工程，機(jī)械化發(fā)展較緩，樂西公司利用自身優(yōu)勢，在項(xiàng)目建設(shè)中大力推廣TBM全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)、三臂鑿巖臺(tái)車等大型隧道設(shè)備，在提高施工效率的同時(shí)，加大科技攻關(guān)力度，并利用信息化手段構(gòu)建超特長隧道建設(shè)運(yùn)營新模式，為實(shí)現(xiàn)公路隧道跨越發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。