长大隧道施工技术探析

摘要：随着我国铁路、公路等基础设施的不断发展，长大隧道也越来越多。本文以吕梁山隧道为例对长大隧道施工中主要技术进行了探析。

关键词：长大隧道；施工；技术

一、工程概况

吕梁山隧道长达20785米，横穿吕梁山脉，是太中银铁路全线最长隧道，施工工艺标准要求高，施工条件非常恶劣，同时它也是国内第二长隧道。吕梁山隧道为一级风险隧道，是全线工期控制性工程。工期紧，地质条件复杂，斜井长，坡度大，进正洞后通风难度大，作业面多，施工组织复杂，后期施工制约因素多，难度大。在隧道DK129+255至出口DK139+930设计为双洞隧道，管段内设置3#、4#、5#三座斜井。

二、工程主要技术

（一）工程实施进度控制方法

施工单位在施工进度落实方面制定了有力措施，（1）实行工期目标管理，作业队长目标责任制；（2）合理配置资源，满足进度要求；（3）优化施工方案，科学组织施工；（4）抓关键环节，加快工程进度；（5）加强机械设备管理与维护；（6）加强材料供应及物资储备工作，避免因停工待料而影响工期。

（二）斜井断面方案的确定

吕梁山隧道斜井断面设计为5m×5.68m，采用无轨运输。出碴车根据设计断面也只能采用单行道行驶。罐车高度为3.8m，其要与出碴车高，在洞内通风采用直径为1.5m的通风布向洞内供风，通风排烟困难。针对这一问题，对斜井断面变为6.5m×6.43m，并每个200米设置一倒车洞，因此就解决了上述问题。

（三）通风技术

1、施工通风难点

首先，无轨运输，车辆机械尾气污染严重；其次，上下边坡在沿掘进方向纵向存在，对于空气流通有不利的影响；再次，隧道较长，通风与排风的距离较长；最后，每洞都有扩大断面，具有较大的风阻。

2、施工通风方案

在左洞都布置有轴流和射流风机，左洞引入新鲜空气。由轴流风机通过软式风管压入新鲜空气，这是左右掌子面都要进行的，左洞掌子面经过横向通道流向右洞，其都由右洞排出。离掌子面最近的横洞以外布置轴流风机布置，而在轴流风机以外布置有射流风机，离轴流风机最近的射流风机距轴流风机要小于200m，其他的则要小于400m。风机布置位置随着隧道开挖进尺加深其向洞内移动，可以根据具有情况适当的增加射流风机数量。射流风机作用有：（1）向洞内引入新鲜空气；（2）阻止左洞掌子面返回的污风通过左洞向外排放。

3、实施预防及调整措施

（1）对现场施工人员的管理和教育进行不断地加强，放炮前一定要做好风筒的保护工作，同时，风筒维护班组成立是非常有必要的，他们对风筒的日常维护和维修进行全面地负责，从而保证漏风损失降低到最低程度。（2）对通风方案中行车线路的重要性进行进一步的明确，要规定各班组的司机在行走时一定要按照要求进行，从而避免扰乱风路。（3）还要建立路面养护班组，对洞内路面定期进行洒水，从而保证路面没有尘土飞扬，确保洞内空气的新鲜度。（4）把一台射流风机设置在右洞通风通道口处，向洞外吹风。

4、通风方案的实施效果

现场施工通风效果由于方案的调整和优化得到了明显的改善。尤其引入了射流风机，使得轴流风机送风距离得到了大大的缩短，通风效果得到了较明显的提高，通风时间缩短了，能耗减少了。经过现场的检测得到：一氧化碳浓度为20mg/m3，二氧化碳体积含量0。5%，二氧化氮浓度为3 mg/m3，风速为0.3 m/s~0.5 m/s，隧道内温度28℃~30℃，漏风率基本在0.25%左右。有毒有害气体浓度和粉尘浓度以及洞内风速和温度等均达到了作业环境要求,从而为洞内优质、安全、高效的施工提供了良好的作业环境。

（三）排水方案

吕梁山隧道地下水类型分为四种，分别是：第四系孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水、断层水。赋存于沟谷或山坡中的是第四系空隙潜水，沟谷中有小股泉水涌出。区内分布较为广泛的碳酸盐岩，其厚度较大，是主要的含水岩系的泉水涌出。隧道施工过程中，3#、5#裂隙水发育，每个洞口都要超过400m3/h的出水量，对于长隧道而言，隧道施工技术难题之一就是在最短时间内排除作业面的水，通过排水的研究，在吕梁山隧道施工中形成了一套完善的施工排水方案。斜井内排水为：该隧道斜井平均坡度为12%，在斜井内每隔550~600m出设置一个泵站，其容量大约400m3，泵站水池在斜井一侧打一个长为20m、宽为6m、高度为3.5m的导洞，水池顶面与高出斜井底50cm为一宜，并把平台搭设在水池上面，安防水泵，其采用55kW的渣浆泵，其扬程为80m，流量为80m3/h,。把水排出洞外采取泵站与泵站间逐级抽排的方式。3#、4#斜井采用三级抽排，5#斜井采用二级抽排。正洞内的排水为：

正洞设计坡度为11‰，反坡排水时，水池设置在正洞420m横洞道位置，水池顶面与隧道隧底面一致，把型钢以及钢板铺在上面，这样做的目的就是为了方便过车。采用13kW的污水泵进行逐级抽排，最终排入斜井内一级泵站，再通过斜井内其它泵站逐级排出洞外。

三、长大隧道施工发展趋势

随着机械设备的设计制造能力的不断发展，隧道施工机械也得到了极大的提升，在发达国家隧道施工别重视设备的合理配置。随着信息技术的迅猛发展，在隧道施工中已经引入了信息化管理。我国长大隧道施工加强了新技术和新设备的应用研究，对施工地质勘测和超前预报工作进行了加强，使得施工机械化配套得到了改进和完善，总而言之，在实际应用中，要努力提高隧道建设组织管理水平，从而才能推动长隧道施工技术的发展。

参考文献：

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[3] 陈炳祥,易国华. 长大隧道快速施工管理技术应用研究[J]. 铁道工程学报, 2004, (03) .