秦岭终南山特长公路隧道安全快速施工技术探析

【摘要】秦岭终南山特长公路作为我国重要的交通枢纽，其地位的重要性不言而喻。在对秦岭终南山特长公路隧道进行施工时，我国采用了先进的爆破与通风技术，良好的解决了因为隧道过长而导致挖掘和通风困难这一主要问题。本文就针对秦岭终南山特长隧道的安全快速施工技术进行了深入的探讨分析。

【关键词】秦岭终南山；特长隧道；安全；快速；技术

一、工程概况

秦岭终南山特长公路隧道位于陕西省长安市县与柞水县之间的秦岭山区，秦岭铁路二号线隧道的右侧。全长为18.02公里，隧道内路面设人字坡，变坡点为K79+370，隧道的最大埋深为1.64公里。

秦岭终南山特长公路隧道的东线出口段，全长3公里，除了洞口具有缓和曲线以外，其余都是呈直线。隧道穿越了8条大小断层，围岩类型变化频繁。地下水的结构为裂隙水，呈现出网状分布结构。其中地下水基本没有侵蚀性，只有极少部分含硫酸钙的地下水呈现出弱酸性。隧道工期为13个月。

二、施工技术要点

在进行秦岭终南山特长公路隧道施工时，针对其隧道长度长，且地质条件较为复杂这一特点，主要采用了光面爆破技术，以确保在进行隧道的开挖施工时不会对岩体造成过大的损害，从而导致隧道岩体坍塌事故。开挖施工时主要采用了滑轮式移动作业平台，先对横通道以及正洞进行施工，施工完毕后对其进行了初期的支护。在对隧道进行爆破开挖以及正洞施工以后，对隧道内的通风方案进行了试验，以确保其可行性。隧道内试验通风布置如下图所示。

同时在进行施工时，该工程使用了大量的先进设备和仪器，比如激光断面仪、地质雷达、铰接自卸车等。

三、爆破技术施工

本工程在进行隧道的开挖时主要应用了光面爆破技术，其技术特征和预裂爆破技术相似，在进行爆破开挖以后对岩体内部的损害较小，且爆破后边坡比较平整、好看，主要是进行周边眼的爆破工作。其他还应用了炸药和雷管进行爆破。

（一）爆破参数确定

炮眼的直径大小在38～42毫米范围内，采用人工手风钻进行打眼。

炮眼装药系数为：

（二）爆破技术的改进

工程使用光面爆破技术进行开挖爆破具有许多的好处。因为光爆药卷的不耦合系数比较大，所以在进行填装是相对容易，能提高施工效率。同时它对岩体内壁面的冲击系数很小，能有效的保护岩体结构，防止岩体的坍塌。并且光面爆破的可操作性很强，在针对不同地质岩体爆破需求时可以及时对炸药量进行更改。

在对光面爆破技术进行改进方面，针对以往人们对光面爆破的认识进行了试验分析，发现光面爆破技术不仅仅是在低威力、低爆速下才能取得良好的爆破效果，在爆速为每秒6公里已上时仍然具有较好的爆破开挖效果。同时高爆速的导爆索也能在光面爆破中予以应用，具有良好的光爆效果。

（三）光面爆破施工管理

在进行隧道内光面爆破时，对隧道内的地质岩体情况做出了充分的了解以后实行了全断面或者上下断面开挖的方式。在进行爆破时，经过严格的计算，使得每个炮眼的利用率都高于85%以上。爆破前光爆药卷都要进行小心的置放，最好是在使用时才进行炸药的填装。

同时在进行光面爆破工程施工时，还注意到了其地质结构对爆破的影响。根据不同的地质情况，在进行光面爆破时随时进行炮眼位置的调整以及炮眼数量的调整，改进钻爆设计。

（四）隧道爆破中的问题处理

虽然光面爆破对于岩体的损害比较小，但是在爆破中随时都还是会发生安全事故。针对这一问题，秦岭终南山特长隧道工程在进行隧道的爆破开挖工作时是以循序渐进的方式进行爆破开挖的，并且在进行每一处爆破施工时都要经过详细的计算和分析，对地质情况进行分析后确认施工的安全才进行爆破开挖工作的。

在进行光面爆破后，因为对其岩体内的爆破效果无法用肉眼进行直观的了解，所以采用了超声波检测技术，对超声脉冲在岩体介质内的传播速度进行分析计算，以了解岩体内光面爆破的效果。

在进行光面爆破施工时，最令人担忧的问题便是实施爆破时的安全问题。因为爆破具有难以把控的特性，所在在秦岭终南山隧道爆破施工时多安排了大量的技术人员对爆破技术进行分析。并且在爆破时所有施工人员都撤离到安全的范围内，以此保证爆破施工的安全性。

秦岭终南山特长公路隧道因为运用了光面爆破法进行隧道的开挖，其威力低、爆速低的特点极大地降低了在进行爆破施工时对人员造成的安全威胁，同时又因为光面爆破同样具有良好的开挖功能，并且炸药的填装和安放都十分容易进行，使得隧道开挖工程能够迅速安全的完成开挖施工。

四、通风技术

（一）秦岭终南山隧道通风施工方式

秦岭终南山特长公路隧道的通风施工主要采用了长管路混合式通风方式，这种通风方式具有通风速率高且不容易被自然风所干扰的优势，在考虑到秦岭终南山隧道极长的特点，在隧道中的通风必须要具有高强性能的优点，利用长管混合式通风，可以保证隧道内每一段的通风都相互循环，以此保证隧道内的通风性能的良好。

（二）隧道内施工中通风量的计算

为了确保隧道内通风性能的良好性，保障隧道施工人员顺利完成施工，在进行隧道内通风系统施工时必须要对其通风量进行试验计算。

（三）施工技术特点

秦岭终南山特长公路隧道通风施工中由于对通风系统根据其工程特点进行了合理的安排，运用了长管路混合式通风方式取得了良好的通风效果，有效的减少了隧道内的污风循环。同时在通风施工中制订了科学合理的施工方式，进行了严格的施工监管，使得在施工过程中保证施工质量的同时，又提高了施工的速率，解决了施工中新鲜空气浓度低对施工人员安全的影响。

五、终南山隧道施工时良好的地质灾害预防措施

在终南山特长公路隧道施工时对地质灾害的预防主要是针对在爆破施工时以及隧道内施工时进行的。

（一）爆破时地质灾害的预防

因为终南山隧道地理位置复杂，其地质情况多为不稳定地质，隧道岩洞主要是由混合片麻岩和混合花岗岩为主，可能会发生轻微的岩爆，周边局部位置可能会发生强烈的岩爆。并且在进行爆破时可能会因为勘测的疏忽，造成岩体内突然地涌水情况，淹没隧道，还有可能发生断层以及围岩失去稳定性而坍塌的现象，对施工造成严重的影响。

所以在终南山隧道爆破施工时对可能发生岩爆的等级还进行了详细的分类。

在经过对岩爆详细分类以后，就开始着手计算在爆破施工时隧道各部位可能发生的岩爆等级。经计算后得出部分地段有轻微至强烈的岩爆情况，所以在作业时施工人员先对隧道进行了高强度混凝土的喷筑施工，然后每次对隧道进行光面爆破以后，都先进行爆炸后烟雾的排出工作，待烟雾完全排出后立即进行对爆破地段的检查，找出拱顶，排出爆破后的危石，对拱顶喷筑一次厚约5厘米的高强度混凝土，以此保证爆破后岩体的稳定，确保施工的安全。

同时在进行爆破时还进行了系统锚杆的处理，系统锚杆具有挂网方便，有效防止大块岩爆岩石爆裂松脱，剥离掉块的特点。

并且在进行爆破时，根据不同等级的岩爆进行了不同的处理方法。比如对轻微岩爆，施工人员采取了对表面进行高压水喷射冲洗的方法，保持岩体的湿润，而对中等岩爆则采取了在爆破时进行超前钻孔以释放岩体内能量应力的方法。这样一来就有效的减少了进行爆破时发生岩体坍塌的安全事故。

（二）隧道内施工时对地质灾害的预防措施

在进行隧道内施工时，因为隧道很长，所以隧道内岩体一旦发生坍塌事故就会导致不可估量的严重后果。而在隧道内进行通风机安装，隧道路面施工以及隧道电缆沟槽水沟施工时都将运用到许多高振动频率的机械，也会造成断层松落、岩体坍塌等安全事故的发生。

所以在进行隧道内施工时，对隧道内的地质情况进行了超前的地质勘擦和预报，来预测隧道内岩体松散以及破碎带的位置，在这些位置施工时安排了详尽科学的快速施工法方法，以保证施工进行中的安全。并且施工完毕以后，对隧道进行了整体的维护与加强，最后经过严格的检验，以确保工程的质量。

六、总结

秦岭终南山特长隧道在极短的时间内就完成了隧道的施工，可以说是隧道工程上的奇迹，而其工程之所以能在如此短的时间内完成施工，主要是因为隧道工程在施工时运用了大量先进的技术来处理隧道的爆破开挖以及隧道通风施工这些极为消耗隧道施工工期的项目，使得施工能够快速有效的进行，同时工程管理人员还对施工安全尤为重视，积极进行施工安全防范工作，以保证在隧道进行快速施工时的安全，从而打造出了质量极高并且施工极为快速安全的隧道工程项目。秦岭终南山特长公路隧道快速安全施工方法是值得以后各个隧道施工工程借鉴的。