西寧至成都鐵路甘青隧道設(shè)計及工程對策

符亞鵬，何永旺，楊木高，靳寶成，徐 沖，趙秋林

(1.中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院)，西安 710043)

引言

甘青隧道位于甘肅省與青海省交界地帶，受區(qū)域構(gòu)造影響，地質(zhì)條件復雜多變，斷裂構(gòu)造發(fā)育，通過的三疊系板巖、板巖夾砂巖地層與鄰近的蘭渝鐵路擠壓變形地層類似，建設(shè)面臨的主要技術(shù)難題有：分合修方案；膨脹巖、高地應(yīng)力巖爆、高地應(yīng)力擠壓變形隧道針對性設(shè)計措施；突涌水；防寒保溫措施；長距離施工通風；防災救援設(shè)施。青藏高原板塊青藏鐵路、蘭新高鐵、蘭渝鐵路等長大干線建設(shè)中，在隧道分合修、復雜地質(zhì)隧道處治對策，防災救援，通風，隧道防寒等方面已取得了一系列成果。

在隧道分合修方面，統(tǒng)計國內(nèi)外長度大于20 km的特長隧道修建概況，可以得出以下結(jié)論[1-2]：歐洲長度大于20 km以上隧道(新圣哥達隧道—57.6 km、布雷納隧道—53.85 km、賽默靈隧道—52.5 km、英法海峽隧道—49.5 km、新勒奇山隧道—34.6 km、瓜達馬拉隧道—28.4 km、Pajares隧道—24.6 km)，考慮運營防災救援、運輸組織等采用了分修方案；日本新干線(青函海峽隧道—53.85 km，八甲田隧道—26.455 km，巖手一戶隧道—25.8 km，大清水隧道—22.23 km)無論隧道長短均采用合修方案；國內(nèi)考慮運營防災救援，通常長度大于20 km的雙線鐵路隧道多采用分修方案，在建的成昆二線小相嶺隧道(L—21 775 m)、成蘭鐵路云屯堡隧道(L—22 943 m)采用合修方案。借鑒已建成的寶蘭高鐵、蘭新高鐵膨脹巖隧道建設(shè)經(jīng)驗，進一步提出優(yōu)化仰拱曲率、取消仰拱填充內(nèi)中心水溝、填充面增設(shè)鋼筋網(wǎng)的針對性處理措施[3-4]；在已建成的蘭渝鐵路、在建的成蘭鐵路隧道建設(shè)中，總結(jié)了變形等級劃分及變形控制技術(shù)，并提出針對性設(shè)計參數(shù)[5]，進一步提出優(yōu)化仰拱曲率的針對性處理措施。在隧道凍害防治方面，吳劍等[6]針對高海拔寒區(qū)低溫環(huán)境中隧道襯砌開裂、掛冰等凍害問題，通過現(xiàn)場測試分析了各種設(shè)防長度方法的優(yōu)缺點，并提出了用于高海拔隧道保溫層設(shè)防長度計算的修正經(jīng)驗公式；于麗等[7]針對設(shè)防長度選取標準問題，給出了襯砌層不出現(xiàn)凍害和圍巖不出現(xiàn)凍害的臨界洞內(nèi)溫度，分析洞內(nèi)通風和圍巖條件對隧道洞內(nèi)溫度場的影響，提出了一種寒區(qū)隧道抗凍設(shè)防長度的計算方法；借鑒寒區(qū)隧道防寒、防凍措施，根據(jù)隧道地下水發(fā)育、隧道縱坡情況，提出采用深埋中心水溝[8]、“仰拱底淺埋中心水溝+泄水洞”[9]等不同的防寒排水措施。在高原寒區(qū)隧道施工問題，諶桂舟等[10]通過現(xiàn)場測試揭示了施工勞動強度與供氧濃度之間的關(guān)系；白永厚等[11]分析了高原環(huán)境下內(nèi)燃機的工作規(guī)律，計算了內(nèi)燃機在高海拔隧道施工中的燃油經(jīng)濟成本；王耀等[12]針對高海拔隧道施工存在的內(nèi)燃施工機械功率下降、排放增加、施工人員缺氧等問題，分析了高海拔隧道施工機械配套與普通隧道機械配套的差異，總結(jié)了高海拔隧道施工機械配套的基本原則。在高海拔隧道通風防災方面，高峰等[13]分析了影響高寒、高海拔螺旋隧道內(nèi)風機參數(shù)的主要影響因素，并提出了適合于高寒高海拔螺旋隧道的施工通風風機設(shè)計參數(shù)計算方法；高菊茹等[14]針對高海拔隧道“低溫、低氣壓、低氧”等特點導致的通風效率低、內(nèi)燃機械排放的有毒有害氣體含量高等問題開展了研究，從施工通風、制氧供氧及內(nèi)燃機械有害氣體減排技術(shù)方面提出了對應(yīng)措施；李琦等[15]推導了高海拔地區(qū)風管漏風率修正系數(shù)，指出高海拔地區(qū)風管漏風率比平原地區(qū)高50%。在防災救援方面，以往防災救援多結(jié)合地方公路交通設(shè)施救援[16]，甘青隧道地處高原、輔助坑道長、坡度大、道路交通條件差，以往借助路外交通救援難度大，提出洞內(nèi)定點救援模式。

通過借鑒既有隧道成功建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合甘青隧道地形地貌地質(zhì)特點，提出針對性設(shè)計方案；為推廣機械化施工[17]、降低人力勞動強度，確保高原寒區(qū)隧道安全快速施工，提出了針對性的機械化配套方案。

1 隧道概況

甘青隧道為西成鐵路控制性工程，進口位于甘肅省甘南州夏河縣甘加鄉(xiāng)，出口位于青海省黃南州同仁市雙朋西鄉(xiāng)，起訖里程DK381+055～DK403+435，全長22 380 m，進口高程為3 248.991 m，出口高程為2 756.581 m，最大埋深670 m。洞內(nèi)縱坡依次為5‰/740 m、-10‰/1 000 m、-25‰/18 600 m、-10‰/2 000 m、-25‰/30 m。

1.1 自然環(huán)境特征

屬秦嶺中高山區(qū)，地面高程2 700～3 750 m，相對高差200～600 m。整體呈南高北低的態(tài)勢，區(qū)內(nèi)溝谷深切，交合隆洼、闊合隆等寬谷分布，無大型河流發(fā)育，植被較為發(fā)育。瓜什則盆地以北沖溝以“V”形溝谷為主，溝谷內(nèi)多見季節(jié)性流水。溝谷兩側(cè)山坡自然坡度30°～60°，大部分地區(qū)基巖出露。大型溝谷內(nèi)有多年流水，植被以草甸、灌木及針葉林為主。瓜什則盆地以南山坡較緩，自然坡度5°～30°，基巖較少出露，可見冰川活動跡象，緩U形冰川槽谷發(fā)育，現(xiàn)多為草原牧區(qū)。

根據(jù)隧址區(qū)氣象資料：年平均氣溫3.7 ℃，年最高氣溫30.7 ℃，年最低氣溫-26.0 ℃，最冷月平均氣溫為-8.8 ℃，最大季節(jié)凍結(jié)深度138 cm。

1.2 地質(zhì)概況

隧道洞身主要通過新近系礫巖夾砂巖、泥巖夾砂巖地層，三疊系板巖夾砂巖、板巖，燕山期閃長巖、花崗閃長巖，構(gòu)造巖，如圖1所示。以Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，其中Ⅱ級圍巖長890 m，占4.0%；Ⅲ級圍巖長4 410 m，占19.7%；Ⅳ級圍巖長8 698 m，占38.9%；Ⅴ級圍巖長8 382 m，占37.4%。隸屬于秦嶺地槽褶皺系的臨潭-天水褶皺帶，受多其次構(gòu)造運動影響強烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育，次生褶皺構(gòu)造極為發(fā)育隧道區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，共通過5條區(qū)域性斷裂，影響最大的為F13、F14斷裂及支斷裂。

預測隧道正常涌水量為Q=50 039 m3/d，可能出現(xiàn)的最大涌水量為150 116 m3/d。

圖1 甘青隧道地質(zhì)分布概況

1.3 特殊地質(zhì)

1.3.1 膨脹巖

隧道進口分布的新近系上新統(tǒng)泥巖夾砂巖地層，泥質(zhì)膠結(jié)，成巖較差，泥巖為主，局部夾砂巖，具膨脹性，屬極軟巖地層，遇水膨脹變形。

通過以往類似地層工程建設(shè)經(jīng)驗，膨脹性泥巖地層，施工階段往往揭示無水，但施工完畢后，易出現(xiàn)仰拱上拱現(xiàn)象。如蘭渝線胡麻嶺隧道、馬家坡隧道基底泥巖段在施工過程中出現(xiàn)仰拱填充面沿中心水溝表面有不同程度開裂，局部隆起變形，如圖2所示。采取封閉初期支護，仰拱填充面布設(shè)鋼筋網(wǎng)等措施，成功解決了仰拱填充面開裂問題；寶蘭客專泥巖隧道施工過程中仰拱出現(xiàn)不同程度的隆起變形，針對異常段落，采用豎向排水及樁基加固措施，成功解決上拱問題。泥巖等膨脹性地層的主要病害在運營期間隧道出現(xiàn)，主要為基底上拱，原因是隧道底部積水軟化泥巖。

圖2 仰拱填充面開裂

1.3.2 高地應(yīng)力

隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜、新構(gòu)造運動強烈、應(yīng)力高度集中、多次巖漿侵入、埋深大的地質(zhì)環(huán)境，存在高地應(yīng)力現(xiàn)象，脆性巖體可能發(fā)生巖爆，軟質(zhì)巖體可能發(fā)生大變形。

(1)巖爆

根據(jù)地勘資料，本隧道可能發(fā)生巖爆的地層主要為燕山期花崗閃長巖，鉆孔揭示如圖3所示，屬硬質(zhì)巖體，主要以輕微和中等巖爆為主。

圖3 燕山期花崗閃長巖

根據(jù)類似工程建設(shè)，輕微、中等巖爆主要破壞特征如圖4所示。

圖4 巖爆典型案例

(2)軟巖大變形

三疊系板巖夾砂巖、板巖地層鉆孔揭示照片如圖5所示，屬軟質(zhì)巖體，具軟巖變形風險，根據(jù)地應(yīng)力測試成果，本隧道最大水平主應(yīng)力為22.88 MPa，最大水平主應(yīng)力方向為N28°～71°E之間，屬于高～極高地應(yīng)力區(qū)，經(jīng)初步判識，變形等級主要以一級、二級變形為主。

圖5 三疊系板巖、板巖夾砂巖

構(gòu)造巖主要分布于斷層破碎帶內(nèi)，原巖由板巖、砂巖及侵入巖組成，以斷層角礫為主，局部為斷層泥巖。根據(jù)地勘資料初步判識，F(xiàn)13-1斷層主要以三級變形為主、F38斷層主要以二級、三級變形為主，鉆孔揭示照片如圖6所示。

圖6 構(gòu)造巖

本隧道毗鄰蘭渝鐵路，相對關(guān)系如圖7所示，同屬于秦嶺褶皺系、松潘甘孜褶皺系，巖性相近，圖中P代表三疊系。蘭渝鐵路建設(shè)過程中普遍存在圍巖應(yīng)力強、施工中發(fā)生圍巖大變形的情況。隧道從構(gòu)造和巖性上與蘭渝鐵路馬家山隧道、哈達鋪隧道、同寨隧道具有相似性。根據(jù)蘭渝鐵路建設(shè)經(jīng)驗，建設(shè)過程中主要出現(xiàn)初期支護擠壓破壞、侵限、鋼架扭曲變形、二襯開裂等，如圖8所示。

圖7 西成鐵路與蘭渝鐵路巖性對比

圖8 擠壓大變形地層隧道開裂情況

2 分合修方案研究

從運營安全、維修養(yǎng)護、建設(shè)因素、對引線工程的影響、工期、投資等角度綜合分析，見表1。由表1可知，從施工風險及風險應(yīng)對處理措施、運營維護、防災救援疏散等因素分析，分修方案具有一定優(yōu)勢，但合修方案具有適合大型機械化施工、施工組織方便、有利于減小毗鄰工程規(guī)模的優(yōu)點，在工程投資方面具有明顯優(yōu)勢。結(jié)合工程投資、對毗鄰引線工程的影響、高效發(fā)揮大型機械化施工的工效等因素，推薦采用合修方案。

表1 分合修方案對比分析

3 施工組織方案研究

結(jié)合隧道勘探資料，分析了TBM適應(yīng)性[18]，瓜什則盆地內(nèi)輔助坑道選址應(yīng)避開盆地內(nèi)水穩(wěn)性差的新近系砂礫巖地層，因此，輔助坑道設(shè)置條件較差，雙洞單線隧道開挖斷面小，機械化作業(yè)空間較小，臨時占地大，結(jié)合工程投資及TBM適應(yīng)性，設(shè)計為單洞雙線隧道，鉆爆法施工。本隧道出口方向為長21.63 km的單面下坡，富水區(qū)多集中在此區(qū)段，施工中突涌水風險高，平導可實現(xiàn)超前探明地質(zhì)，降低施工風險，但洞身局部平導相較于出口局部平導方案，無法實現(xiàn)順坡排水，突涌水風險高，出口局部平導方案優(yōu)勢明顯，下文主要對比分析“斜井”、“斜井+貫通平導”、“斜井+局部平導”方案。

3.1 方案一：單洞雙線隧道+6座斜井

設(shè)雙車道無軌運輸斜井15.97 km/6座，如圖9所示，斜井設(shè)計綜合坡度為10%，每座斜井擔負2個工作面施工，隧道土建貫通工期為66個月。

圖9 輔助坑道示意(方案一)

3.2 方案二：單洞雙線隧道+貫通平導+3座斜井

線路右側(cè)設(shè)貫通平導、洞身設(shè)無軌運輸雙車道斜井8.19 km/3座，如圖10所示，斜井設(shè)計綜合坡度為10%，平導設(shè)計縱坡同線路縱坡，平導、斜井同時最多擔負3個工作面施工，平導、正洞土建貫通工期分別為56.7個月、68.4個月。

3.3 方案三：單洞雙線隧道+出口局部平導+4座斜井

繞避F14和F14-1斷層和洞口淺埋段，于線路左側(cè)增設(shè)長9.03 km的局部平導、洞身設(shè)無軌運輸雙車道斜井10.53 km/4座，如圖11所示，斜井設(shè)計綜合坡度為10%，平導、斜井同時最多擔負3個工作面施工，平導土建貫通工期為50.5個月，正洞土建貫通工期為66.2個月。

圖10 輔助坑道示意(方案二)

圖11 輔助坑道示意(方案三)

3.4 研究結(jié)論

結(jié)合建設(shè)工期、工程投資、施工風險、后期運營養(yǎng)護及防災救援疏散等因素，綜合比選結(jié)果見表2，由表可得以下結(jié)論。

(1)方案二工程投資高、工期風險大，方案一和方案三明顯優(yōu)于方案二。

(2)方案一和方案三相比，工程投資低、工期略優(yōu)，但由于本隧道富水隧道，且富水區(qū)均為單面向下的坡度，全斜井方案施工排水費用及風險高，而方案三設(shè)出口局部平導方案具有以下優(yōu)勢：①出口局部平導可超前探明地質(zhì)，起到超前探洞作用，降低正洞擠壓變形、突涌水風險；②出口局部平導可實現(xiàn)順坡排水，降低施工排水風險；③出口局部平導兼作后期防災救援、檢修及運營排水通道。

表2 鉆爆法施工組織方案比較

綜上分析，設(shè)計推薦方案三，采用單洞雙線隧道+出口局部平導+4座斜井方案，設(shè)斜井10.5 km/4座、出口局部平導9.0 km，同時為防災救援需要，線路右側(cè)增設(shè)救援站平導1.6 km。輔助坑道布置、施工組織示意如圖12、圖13所示。

圖12 甘青隧道輔助坑道布置示意

圖13 甘青隧道指導性施工組織示意

4 甘青隧道工程設(shè)計對策

4.1 巖爆段設(shè)計措施

巖爆段應(yīng)遵循“預防為主、防治結(jié)合、強化管理、實時優(yōu)化”的原則，施工過程中應(yīng)加強監(jiān)測，根據(jù)揭示巖爆等級，實時優(yōu)化支護措施，巖爆段為確保施工安全，采用大型機械化施工，減少洞內(nèi)作業(yè)人數(shù)，降低施工風險。加強支護措施，拱墻增設(shè)消能防護網(wǎng)；增強錨固體系，根據(jù)巖爆等級，系統(tǒng)錨桿加密加長，輕微巖爆段隧道系統(tǒng)錨桿加長至3.5 m@1.2 m×1.2 m、中等巖爆段隧道系統(tǒng)錨桿加長至4.0 m@1.0 m×1.0 m、強烈?guī)r爆段隧道系統(tǒng)錨桿加長至5.0 m@1.0 m×1.0 m。此外，強烈?guī)r爆還采取提高鋼架剛度，采用H150鋼架，間距為1.2 m。

4.2 軟巖大變形段設(shè)計措施

主要采取“調(diào)整仰拱曲率、提高支護剛度、加大預留變形量、長短錨桿結(jié)合、讓抗結(jié)合”措施。

(1)調(diào)整仰拱曲率

調(diào)整仰拱曲率，軌道結(jié)構(gòu)頂面至仰拱底的距離由通用圖中的191 cm加深至231 cm，加深40 cm。

(2)噴射混凝土

采用早高強噴混凝土，Ⅰ級、Ⅱ級變形地層采用C25噴早高強混凝土；Ⅲ級變形地層采用C30噴早高強混凝土。噴射混凝土厚度較一般地層加強型襯砌厚度加大4～7 cm。

(3)型鋼鋼架

Ⅰ級變形：I22a，間距0.8～1.0 m。

Ⅱ級變形：H175，間距1.0～0.8 m。

Ⅲ級變形：H175，間距為0.6～0.8 m。

(4)預留變形量

增大預留變形量，Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級變形對應(yīng)預留變形量分別為20，30，40 cm。

(5)加強錨固體系

Ⅱ、Ⅲ級變形采用“長短錨桿結(jié)合”的錨固體系。

Ⅱ級變形：系統(tǒng)錨桿(拱部組合中空錨桿、邊墻全長粘結(jié)式砂漿錨桿)，邊墻配合鋼架增設(shè)8根R32N自進式錨桿，單根長8 m。

Ⅲ級變形：系統(tǒng)錨桿采用漲殼式錨桿，邊墻配合鋼架增設(shè)8根R32N自進式錨桿，單根長10 m。

(6)加強二襯

采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且厚度隨變形等級依次加厚。

4.3 膨脹性地層設(shè)計措施

(1)調(diào)整仰拱曲率，仰拱加深40 cm。

(2)襯砌支護鋼架封閉。

(3)二襯仰拱采用鋼筋混凝土。

(4)取消仰拱填充內(nèi)中心水溝，并在仰拱填充頂面布設(shè)護面鋼筋網(wǎng)。

4.4 防寒措施設(shè)計

根據(jù)隧道區(qū)氣象資料，隧道進出口一定范圍內(nèi)需考慮抗凍設(shè)防，結(jié)合隧址區(qū)氣溫條件、隧道縱坡，采用的防寒措施有保溫水溝、防寒泄水洞、深埋中心水溝。

(1)隧道進口1 800 m、出口1 500 m采用保溫水溝形式，雙層蓋板之間填充聚氨酯保溫材料。

(2)西寧端洞口1 212 m范圍正洞下方設(shè)置防寒泄水洞及緊貼仰拱底的淺埋中心水溝，隧道內(nèi)上游側(cè)溝水通過防寒泄水洞排走，環(huán)縱向盲管將襯砌背后水直接排入淺埋中心水溝，每隔50 m設(shè)置泄水孔排至泄水洞。

(3)黃勝關(guān)端洞口人字坡段795 m設(shè)置深埋中心水溝。

泄水洞和深埋中心水溝設(shè)置方案分別如圖14、圖15所示。

圖14 仰拱底淺埋中心水溝+泄水洞

圖15 深埋中心水溝

4.5 防災救援設(shè)計

根據(jù)TB 10020—2017《鐵路隧道防災疏散救援工程設(shè)計規(guī)范》[19]要求，優(yōu)化防災救援模式，提出洞內(nèi)列車定點救援模式[20]，于DK394+850～DK396+530區(qū)段設(shè)置緊急救援站，長L=1 680 m。救援站及疏散區(qū)設(shè)置示意如圖16、圖17所示，其中1號、3號及出口局部平導按永久工程設(shè)計，1號斜井設(shè)計為避難所；3號斜井、出口局部平導設(shè)計為洞內(nèi)緊急救援站防災通風及檢修通道。為滿足救援需求，兩側(cè)45 m各設(shè)一座疏散平導，其中疏散區(qū)550 m，過渡區(qū)580 m，待避區(qū)550 m，救援站內(nèi)站臺寬度2.3 m，站臺面高于內(nèi)軌頂面30 cm。發(fā)生事故后，事故列車?？吭诰仍臼枭^(qū)，救援列車停靠在待避區(qū)，人員下車后通過橫通道進入救援站平導內(nèi)，然后步行至救援站待避區(qū)乘坐救援列車駛離隧道。

圖16 防災救援站布置示意

圖17 疏散區(qū)布置示意

5 機械化配套設(shè)計

5.1 概述

甘青隧道軌面高程均在2 500 m以上，除出口、出口局部平導工區(qū)外，其余工區(qū)海拔均在3 000 m以上。傳統(tǒng)的人工臺架法開挖施工方法，所用作業(yè)人員多，作業(yè)人員勞動強度大，工序作業(yè)凌亂，高原地區(qū)，氧氣含量低，高強度作業(yè)對人員造成的傷害較大，且效率低，采用大型機械化配套施工，可減少施工人數(shù)、提高施工進度，確保隧道施工安全和質(zhì)量。

甘青隧道為全線控制性工程，部分工區(qū)施工任務(wù)重、工期可控性差。尤其是1號斜井工區(qū)、2號斜井大里程工區(qū)、3號斜井小里程工區(qū)，獨頭掘進距離長，工期可控性差。

基于甘青隧道上述特點，提出如下配套原則。

(1)結(jié)合施工工法進行配置機械設(shè)備。

(2)存在施工風險的關(guān)鍵工序應(yīng)盡量減少作業(yè)人數(shù)和作業(yè)強度，采用機械設(shè)備作業(yè)。

(3)為減少不同配套轉(zhuǎn)換時的施工干擾，工區(qū)內(nèi)同一個施工作業(yè)面，只采用一種配套方式。

(4)環(huán)境脆弱，長大隧道施工以快速機械化施工為主，盡量減少對周邊環(huán)境的人為影響。

(5)控制工區(qū)、圍巖條件相對較好的地層采用大型機械化配套。

5.2 機械化配套方案

借鑒鄭萬高鐵機械化施工經(jīng)驗[21]，針對隧道開挖、出渣作業(yè)、支護作業(yè)及仰拱鋪底作業(yè)環(huán)節(jié)加強機械化配套設(shè)備，提出了Ⅰ、Ⅱ級機械化配套方案。Ⅰ級配套為高度機械化配套方案，開挖和超前作業(yè)采用三臂鑿巖臺車；Ⅱ級配套方案與傳統(tǒng)人工鉆爆法的區(qū)別在于噴射混凝土時采用濕噴機械手，仰拱作業(yè)采用自行式仰拱棧橋一體化仰拱模板臺車，針對Ⅰ級機械化配套方案開展了針對性設(shè)計。主要機械設(shè)備配置見表3。

表3 機械設(shè)備配置

5.3 Ⅰ級機械化配套方案針對性措施設(shè)計

為充分發(fā)揮Ⅰ級機械化配套方案中各施工機械工效，加快各施工工序間的銜接，主要針對超前支護、工法配置開展了針對性設(shè)計。

(1)超前支護措施

加強超前支護措施，采用小管棚替換φ42 mm小導管；掌子面加固改善圍巖條件，減少作業(yè)工序及作業(yè)臺階，如圖18所示。

圖18 超前支護設(shè)計

①洞身小管棚：φ50 mm(壁厚3.5 mm)、φ60 mm(壁厚4 mm)熱軋無縫鋼管，長15 m/18 m，外插角6°～8°，環(huán)向間距50 cm/40 cm，縱向搭接長度≮3 m，壓注水泥漿液。

圖19 甘青隧道工法示意(單位：m)

②掌子面加固：C25噴混凝土封閉；φ25 mm玻璃纖維錨桿加固。

(2)工法配置

為全面發(fā)揮鑿巖臺車和濕噴機械手的優(yōu)勢，發(fā)揮設(shè)備的性能優(yōu)勢，優(yōu)化后工法見表4，工法示意如圖19所示。

表4 施工工法

5.4 Ⅱ級機械化配套方案

Ⅱ級機械化配套施工方案采用普通全斷面或三臺階法進行施工。

5.5 配套工區(qū)

根據(jù)機械化配套原則，選定圍巖條件好、施工壓力大的控制工期1號斜井工區(qū)、2號斜井大里程工區(qū)，3號斜井小里程工區(qū)采用Ⅰ級機械化配套，其余區(qū)段采用Ⅱ級機械化配套，如圖20所示。

圖20 甘青隧道機械化配套示意

6 結(jié)論及建議

(1)富水、復雜地質(zhì)條件下，平導即可實現(xiàn)超前探明地質(zhì)及順坡排水，降低施工風險及成本。高地應(yīng)力區(qū)平導超前施工又可起到超前釋放地應(yīng)力，降低高地應(yīng)力隧道施工風險的作用，富水、復雜地質(zhì)隧道建設(shè)宜優(yōu)先推廣使用。

(2)高地應(yīng)力區(qū)隧道施工中應(yīng)加強監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時調(diào)整設(shè)計參數(shù)。巖爆隧道應(yīng)加強初期支護，宜增設(shè)消能措施；軟巖大變形隧道采取調(diào)整仰拱曲率、增強錨固體系、加強初期支護及二襯等措施。

(3)膨脹巖隧道基底易出現(xiàn)病害，提出調(diào)整仰拱曲率、初期支護封閉成環(huán)、二襯仰拱采用鋼筋混凝土，取消仰拱填充內(nèi)中心水溝，并在仰拱填充面增設(shè)護面鋼筋網(wǎng)等設(shè)計優(yōu)化措施。

(4)甘青隧道輔助坑道條件差、隧道區(qū)既有交通條件差，借助路外交通救援難度高，提出采用洞內(nèi)救援模式，實現(xiàn)了鐵路系統(tǒng)內(nèi)部救援。

(5)嚴寒隧道防寒宜采用中心深埋水溝或仰拱底淺埋中心水溝+泄水洞方案，排水通道均埋設(shè)于凍結(jié)線以下。