收藏 分销(赏)

大凉山1号隧道设计与施工关键技术.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:2584469 上传时间:2024-06-01 格式:PDF 页数:9 大小:5.87MB
下载 相关 举报
大凉山1号隧道设计与施工关键技术.pdf_第1页
第1页 / 共9页
大凉山1号隧道设计与施工关键技术.pdf_第2页
第2页 / 共9页
大凉山1号隧道设计与施工关键技术.pdf_第3页
第3页 / 共9页
亲,该文档总共9页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024收稿日期:2024-01-15修回日期:2024-01-31作者简介:李玉文(1966-),男,硕士,教授级高级工程师,主要从事公路隧道的设计和研究工作,E-mail:.通讯作者:蔚艳庆(1979-),男,硕士,正高级工程师,主要从事隧道及地下工程方面的设计和研究工作,E-mail:.大凉山1号隧道设计与施工关键技术李玉文 蔚艳庆(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司,

2、成都 610041)摘要:乐西高速大凉山1号隧道地质条件复杂、气候条件恶劣,受自然保护区限制选线困难。文章提出最大限度降低越岭高程的设计思路,以保障运营安全。通过设置贯通平导、选择隧道掘进机法与钻爆法组合的施工工法、优化隧道通风方案,解决超特长隧道施工工期、防灾救援等难题,降低了施工风险,提高了防灾救援效率,项目总体功能和施工运营安全性达到较优。通过项目实施及研究表明,超特长隧道采用主线隧道+贯通平导的建设方案是可行的,对于西部山区超特长高速公路隧道的建设具有一定的借鉴意义。关键词:总体设计;特长隧道;贯通平导;敞开式掘进机;设备改造中图分类号:U452;U455文献标志码:A文章编号:100

3、9-6582(2024)02-0232-09DOI:10.13807/ki.mtt.2024.02.021引文格式:李玉文,蔚艳庆.大凉山1号隧道设计与施工关键技术J.现代隧道技术,2024,61(2):232-240.LI Yuwen,WEI Yanqing.Key Technologies for Design and Construction of the Daliangshan No.1 TunnelJ.Modern Tunnelling Technology,2024,61(2):232-240.1工程概况大凉山1号隧道位于乐西高速马边至昭觉段,隧道全长15.324 km,设计速度8

4、0 km/h,隧道设置1座贯通平导+1座斜井,是我国西南地区在建项目最长的高速公路隧道,是国内首条平导采用敞开式掘进机、主洞采用钻爆法施工的高速公路隧道,也是国内首条采用单斜井+贯通平导通风模式的超特长公路隧道,隧道掘进机开挖直径为7.93 m。项目地理位置如图1所示。图1 项目地理位置图Fig.1 Project location map2项目特点与难点大凉山1号隧道位于云贵高原与川西南山地过渡带,紧邻大风顶国家级自然保护区、四川省嘛咪泽自然保护区,东北部与四川盆地毗连,地势西高东低,呈北东向倾斜,属大凉山系。隧道主要受哈都洛背斜、黄果洛向斜和斯依阿莫倒转背斜控制,地层岩性主要以玄武岩、砂岩

5、、粉砂岩、灰岩为主,隧道穿越F1断层、F2断层,不良地质有涌突水、瓦斯、断层破碎带、大变形和岩溶等,黄果洛向斜核部和F1、F2断层破碎带为富水地层,预测最大涌水量达32 179 m/d,隧道地质图如图2所示。(1)建设规模超大,建设风险极高。大凉山1号隧道是我国西南地区在建项目最长的高速公路隧道,在环境敏感区修建15 km的超特长隧道面临施工作业面少、环境敏感、地质条件复杂等难题,项目建设条件极其艰难。(2)地质条件复杂,不良地质发育。隧道穿越背斜、向斜、断层等构造,不良地质有断层破碎带、涌水、瓦斯、软岩、岩溶、岩爆等,其中黄果洛向斜四周高、中间低,似一口“平底锅”,是储水构造,涌突水风险极高

6、。232大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版(3)生态环境敏感,环保要求极严。隧道紧邻大风顶国家级自然保护区、四川省嘛咪泽自然保护区等大熊猫栖息地保护区(图3),环保要求极其严格,隧道选线、施工受限极大。图3 自然保护区与隧道的关系Fig.3 Relationship between nature reserves and thetunnel(4)防灾救援困难,运营风险极大。隧道受嘛咪泽自然保护区的影响,

7、进口端约8 km范围内无法设置斜竖井,隧道发生火灾等紧急情况后,救援车辆通行时间长、人员逃生距离长、火灾烟气蔓延范围大,大大增加了防灾救援难度(图4)。图4 特长隧道常规救援模式示意Fig.4 Schematic diagram of conventional rescue mode forextra-long tunnels3总体设计3.1降低越岭高程,减轻冰雪集中等小气候灾害影响乐西高速线路由北向南随地形起伏较大,大凉山1号隧道的海拔高度达到2 000 m以上,设计阶段开展了大高差艰险山区高速公路线形方案比选研究,通过降低隧道越岭高程最大程度地绕避冰雪灾害地段,减轻全线海拔最高区域“暗冰”

8、危害,将积雪冰冻路段降低为轻度影响程度,保证运营期间准全天候通行。乐西高速路线由北向南随地形起伏形成两条越岭线(黄茅埂越岭线、昭觉北上山线)、三段连续长纵坡,海拔高度按照坡底坡顶坡底坡顶的顺序依次为马边河特大桥约640 m、穿越黄茅埂的大凉山1号隧道村约2 290 m、子莫格尼特大桥约1 564 m、昭觉县菩提村约2 090 m,大凉山1号隧道为乐西高速全线海拔最高的一段,因此大凉山1号隧道进出口标高的选择与越岭线越岭标高的选择相关联。为深入研究大凉山1号隧道的越岭高程,设计团队拟定了高线、中线、底线等多个路线方案进行比选。从全线连续长纵坡坡度、积雪冰冻情况、环境保护要求、互通设置、环境因素等

9、多方面进行比选,提出了最优方案。结合省内雅安至西昌高速公路的运营情况,该高速公路海拔最高的拖乌山路段冬季常常受积雪灾害影响,无法全天候行车。因此,大凉山1号隧道轴线方案的选择首先考虑后期的运营安全,最终选择了海拔最低、隧道最长的轴线方案。该方案有效地降低了全线的平均纵坡,减小了积雪冰冻路段的长度,消除了中度影响积雪路段,同时明线路段布置在阳山坡,有利于运营安全(图5)。图2 大凉山1号隧道地质简图Fig.2 Geological map of the Daliangshan No.1 Tunnel233大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING T

10、ECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024图5 乐西高速全线纵断面示意Fig.5 Schematic diagram of longitudinal profile of theLeshan-Xichang Expressway3.2贯通平导与单斜井组合的隧道通风方案3.2.1交通量及交通组成乐西高速谷堆美姑段近、远期交通流量预测见表1。3.2.2辅助通风通道的边界条件大凉山1号隧道全长15.3 km,隧道前段约8.2 km表1 交通量预测结果(单位:pcu/d)Table 1 Traffic vol

11、ume forecast results(Unit:pcu/d)路段谷堆美姑2022年7 0702025年9 0432030年12 6792041年22 1562051年32 327位于四川省嘛咪泽自然保护区试验区。由于环境保护的严格限制,除隧道主洞洞口外,洞身穿越嘛咪泽自然保护区试验区,不能设置其他通风井口。结合隧道排烟长度要求,隧道进口至少要设置一处排烟平导,长度大于3.2 km。(1)隧道进口8 km范围隧道前段穿越龙头山,山体浑厚,属于四川省嘛咪泽自然保护区。由于环境保护的严格要求,除隧道主洞洞口外,在保护区无法再设置其他通风井口。因此隧道进口端约8 km范围内只能设置平行导坑,平行导

12、坑的洞口与主洞设置在同一处(图6)。图6 自然保护区与隧道的关系(红色虚线范围内无法设置斜竖井)Fig.6 Relationship between nature reserve and tunnel(no inclined or vertical shafts can be set within the red dashed line range)(2)隧道出口7 km范围隧道出口7 km位于嘛咪泽自然保护区范围外,同时隧道轴线距离县道X163距离较近,斜井洞口施工条件较好,具备设置斜井的条件。3.2.3通风斜井方案比选结合大凉山1号隧道的地形及地质条件,拟定了3个通风方案进行经济技术比选。

13、(1)方案一:进口端设置3 km平导,出口端设置2座斜井,组成3区段斜井送排式通风系统(图7)。(2)方案二:进口端设置8 km平导,出口端设置2座斜井,组成3区段斜井送排式通风系统(图8)。(3)方案三:全隧道设置15.3km贯通平导,出口端设置1座斜井,组成2区段斜井送排式通风系统(图9)。大凉山1号隧道为超特长隧道,隧道通风斜井方案应兼顾规模、工期、防灾救援等方面进行综合比选(表2)。图7 3 km平导+斜井分段通风示意Fig.7 Schematic diagram of 3 km parallel heading+inclinedshaft sectional ventilation由

14、表2可知,方案一(3 km平导)投资节约,但黄果洛向斜涌突水风险高、工期不可控。方案二(8 km平导)利用超前平导降低了工期风险,但平导利用效率较低。方案三(贯通平导)投资最高,但降低了工期风险,同时隧道平均纵坡较小,社会能耗更低。在234大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版图8 8 km平导+斜井分段通风示意Fig.8 Schematic diagram of 8 km parallel heading

15、+inclinedshaft sectional ventilation图9 贯通平导+斜井分段通风示意Fig.9 Schematic diagram of full-length parallel heading+inclined shaft sectional ventilation表2 大凉山1号隧道通风方案比较Table 2 Comparison of ventilation schemes for theDaliangshan No.1 Tunnel方案隧道纵坡/%斜井规模/m平导规模/m施工工期/月工期风险排烟距离防灾救援投资/亿元方案一(3 km平导)0.8/1 160 m,0.

16、5/6 790 m,-1.93/7370m1 655+7723 00084黄果洛向斜涌突水风险高、工期不可控最短3 km,最长5 km左右洞互为救援27.9方案二(8 km平导)0.8/1 160 m,0.5/6 790 m,-1.93/7 370 m1 655+7728 16860工期可控平导段排烟距离750 m,其他段约3.3 km设置平导段可就近救援32.9方案三(贯通平导)0.8/1 160 m,0.5/2805m,-1/11 343 m1 51915 32460工期可控全隧道排烟距离750 m全隧道利用平导快速救援34.8隧道左右线之间设置贯通平导,救援车辆能快速到达事故地点,将救援

17、车辆到达事故地点时间缩短到常规模式的四分之一,排烟距离由5 000 m缩短至750 m,极大地提升了应急救援能力。经综合比较,推荐采用方案三。3.3贯通平导设置位置根据平导的位置关系,平导可设置在主线隧道中间或一侧。平导设置在主线隧道中间有利于辅助主洞施工、逃生救援,且检修养护较为便捷、应急救援能力强,但平导与行车横通道会形成多次十字交叉口,施工难度大。平导设置在主线隧道一侧,沿袭了常规高速公路左右洞互为救援的传统模式,未能充分发挥平导的防灾救援功能。综合考虑左右洞辅助施工、防灾救援、检修养护及辅助通风等方面的因素,平导布设在主线隧道中间优势明显(图10)。图10 大凉山1号隧道断面布置Fig

18、.10 Cross-sectional layout of the Daliangshan No.1 Tunnel3.4平导兼具应急交通和排烟功能平导在施工期作为辅助施工通道。未施作二次衬砌前,平导断面大小为5.9 m4 m,具备施工车辆双向通行的能力。在运营期利用隔板将平导断面分割为上下2个部分,上方作为排烟通道,下方作为交通及辅助送风通道(图11、图12)。4工程技术创新基于大凉山1号隧道地质条件复杂、环境敏感、气候条件恶劣等重难点,秉承“安全、快捷、绿色”的建设理念,项目积极开展科技创新,在设计和施工中开展了多项具有行业引领性的探索和实践。235大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧

19、 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024图11 平导辅助施工期断面示意Fig.11 Cross-sectional schematic of the parallel headingduring construction图12 平导运营期断面示意Fig.12 Cross-sectional schematic of the parallel headingduring operation4.1安全设计创新(1)主洞+贯通平导结构布置型式,破解特长隧道

20、防灾救援难题大凉山1号隧道受四川省嘛咪泽自然保护区的布线制约,进口端约8 km范围内无法设置斜竖井等辅助通道,项目创新设计“一隧三洞”隧道型式,在隧道中间设置贯通平导,平导与主洞相互联通,利用平导实现快速救援,救援时间可缩短为左右洞互为救援模式的1/4,排烟距离由5 000 m缩短至750 m。(2)多功能交通转换带,提高特长隧道防灾救援能力大凉山1号隧道设置2处多功能交通服务带,均匀将隧道分为3段,当其中一段发生事故或维修时,其余段交通通行能力不受其影响,提高防灾救援能力,实现“长隧短运”(图13)。4.2建设创新(1)优化隧道内轮廓断面,提高隧道通行能力图13 多功能交通转换带示意Fig.

21、13 Schematic diagram of multi-functional traffic transitionzones目前常规高速公路隧道与路基衔接处的左右侧存在突变,造成明显的隧道内墙效应,降低了通行能力,增加了安全隐患。乐西高速大凉山1号隧道左右侧进行加宽设计,消除了左侧洞内外行车的突变,提高了洞内外运行速度协调性,隧道断面可满足100 km/h的运行速度,行车右侧侧向宽度满足消防摩托车行驶空间,提高了防灾救援的能力(图14)。图14 路面加宽设计Fig.14 Road pavement widening design(2)积极推进机械化施工技术,加快特长隧道施工进度大凉山1号隧

22、道地质条件复杂、涌突水风险高,施工作业面少,根据工期测算,采用传统钻爆法施工,工期长达89 a。建设团队首次在高速公路隧道领域提出平导采用隧道掘进机法、主洞采用钻爆法施工的设计方案,填补了国内高速公路采用敞开式掘进机辅助主线隧道施工的空白,将建设工期缩短为5 a。平导于2020年10月正式开始掘进,2023年9月底平导贯通,其中钻爆法工区累计掘进2 995 m,掘进机工区累计掘进12 321 m。“月城凉山号”掘进机先后创造了国内隧道掘进机独头日掘进49.12 m、月236大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.61

23、,No.2(Total No.415),Apr.2024第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版掘进723.82 m的全国纪录,并多次刷新全国高速公路隧道掘进机最快掘进施工纪录,连续6个月掘进3 680 m、连续12个月掘进6 387 m、连续18个月掘进8 825 m,创造了多项“全国之最”。敞开式掘进机在平导施工中的应用,实现了特长隧道的快速掘进,隧道掘进机平均工效达到常规钻爆法施工的45倍,施工工期节约34 a(图15、图16)。图15 平导掘进机法施工进度Fig.15 Progress of parallel heading excavation using TBM图16 大

24、凉山1号隧道平导施工工法示意Fig.16 Schematic diagram of construction methods forDaliangshan No.1 Tunnel parallel heading(3)三洞并行施工通风,实现节能减排项目建设期间,依托高等院校研发的“风洞实验室”模拟大凉山1号的隧道施工通风,影响通风效率的因素主要有风管直径、风管出口端距掌子面的距离、风管挂设位置、风管贴壁程度等,经研究优化了主洞及平导的通风参数。根据测算,采用优化的通风参数进行独头压入式通风可节约能耗10%以上,采用巷道式通风可节约能耗15%左右(图17)。图17 主洞与平导组成巷道式通风系统(

25、平导送风、两侧主洞排风)Fig.17 Main tunnel and parallel heading forming a gallery-style ventilation system(parallel heading for supplying air,maintunnels on both sides for exhaust)4.3绿色环保(1)优化环境敏感区的轴线方案,减轻对保护区的影响大凉山1号隧道穿越四川省嘛咪泽自然保护区,为将工程建设对保护区的影响降至最低,采用了“不改移河道、尽量减少明线、尽量减少挖方边坡、不得已时则以低填浅挖且加强防范措施”的环保选线原则。以隧道方式通过嘛咪

26、泽自然保护区试验区,取消了保护区内的斜井工程,路线范围内设置了多道动物通道。同时,项目建设期间根据项目的特点投入了大型污水处理器、砂石分离器、生活油污分离处理一体机、料仓、隧道口自动喷淋系统等环保设施。(2)设置自流水消防水池,实现节能减排大凉山1号隧道斜井内设置自流水节能消防水池,提高消防水池的可靠性,高位水池始终充满水,且洞内不会结冰,减小日常养护难度,节约抽水设备及抽水耗能,降低建设及运营成本,实现节能减排(图18)。图18 大凉山1号隧道斜井自流水消防水池Fig.18 Artesian fire water tank in the inclined shaft of theDalian

27、gshan No.1 Tunnel5项目建设大凉山1号隧道采用主洞+平导的断面布置型式,主洞采用钻爆法施工,平导进口端采用钻爆法施工,平导出口端采用敞开式掘进机施工,平导于2023年9月实现贯通,目前已进入辅助主洞施工阶段,预计2025年年底主线隧道建成通车。5.1隧道掘进机设备改造设计大凉山1号隧道首次采用国产再制造隧道掘进机,实现持续、均衡、快速施工,并增强隧道掘进机的适应性。掘进机再制造包括多项技术的自主创新,提高了敞开式掘进机的适应性和通过性,保证了掘进机掘进效率和施工质量。改造后隧道掘进机开挖237大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLIN

28、G TECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024直径为7.93 m,整机长度176 m,重量1 400 t,总装机功率达5 200 kW。在适宜地质条件下,隧道掘进机施工实现长期稳产高产。在恶劣地质条件和施工环境下,通过改进施工工艺、改善设备功能、提升设备性能,提高隧道掘进机的工程适应性,尽量减少和避免隧道掘进机长时间停机,努力实现隧道掘进机持续稳步施工。(1)改造扩挖刀刀座,应对软岩大变形通过改造超挖刀座、预留仿形刀接口等手段,通过在边滚刀刀座结构中添加不同厚度的超挖垫块,改变刀具布置轨迹,实现隧道

29、掘进机刀盘掘进直径的扩大,达到50100 mm半径的超挖。油缸控制超挖滚刀扩挖,从洞内最低点至最高点之间随角度的变化逐渐增加/减少超挖量,提高掘进机通过软岩大变形段的地质适应性。掘进机扩挖时,在底护盾下方安装防栽头装置,防止掘进机掘进期间一直向下栽头(图19)。图19 隧道掘进机扩挖示意Fig.19 Schematic diagram of TBM enlarging construction(2)增加主驱动减速机扭矩,提高刀盘驱动能力和脱困能力隧道掘进机刀盘驱动减速机减速比由18改造为26,额定扭矩提高至9 433 kNm3.2 rpm,脱困扭矩提高至14 150 kNm,扭矩提高40%以上

30、。(3)配置应急喷混凝土系统,实现及早封闭裸露围岩在护盾后方配置应急喷混凝土系统,及时喷锚、封闭围岩,减少落渣量,提高支护效率,减少人员设备安全风险。(4)提高主机皮带机运载能力主机皮带宽度由原1 m增加至1.2 m,单马达驱动改为双马达驱动,增加了主机皮带承载力,增大主机皮带驱动力。(5)增大钢筋排覆盖范围钢筋排防护范围扩大至侧护盾,可实现240钢筋排支护,减少围岩塌落、清渣量,提高设备利用和支护效率。(6)前置式超前管棚在护盾处设置管棚孔,分布角度约为144,插入角约为4;配置管棚钻机和超前支护锚杆钻机,加固护盾及刀盘区域松散体。(7)系统喷混凝土区域前移,减少围岩裸露时间和施工风险将喷混

31、凝土系统前置于连接桥上,相对于改造前设备前置10 m,缩短喷混凝土滞后时间。5.2隧道掘进机施工情况平导掘进机施工期间穿越了哈都洛背斜、黄果洛向斜、F2断层、F1断层、斯依阿莫倒转背斜,揭示了玄武岩、泥岩、粉砂质泥岩及砂岩、灰岩等多套地层,成功通过了涌突水、瓦斯、软岩大变形、断层破碎带、玄武岩破碎地层、H2S气体等特殊地段或不良地质段(表3)。(1)地层岩性对掘进机施工进度的影响表3 大凉山1号隧道平导掘进机施工情况Table 3 TBM construction situation in Daliangshan No.1 Tunnel parallel heading地质条件较完整玄武岩泥岩

32、及玄武岩接触带粉砂质泥岩及砂岩泥岩及玄武岩接触带较完整玄武岩较破碎玄武岩灰岩月均进度/m317148471224712125171施工长度/m9502978 4802247125011 029主要不良地质涌突水、破碎地层瓦斯、大变形、高地应力水平岩层,总体较完整F1断层、破碎地层断层破碎带影响带、破碎地层涌突水、岩溶发育、H2S气体其他因素试掘进春节放假反坡238大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.61,No.2(Total No.415),Apr.2024第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版在较完

33、整玄武岩段,考虑试掘进的影响,施工进度达到317 m/月,最高月进度达到712 m/月;在较破碎玄武岩段,由于玄武岩柱状裂隙发育,护盾后方掉块、塌方较为严重,平均月进度仅为125 m/月;在泥岩与玄武岩接触带,岩体较为破碎,发生多次塌方,泥岩段受高地应力影响发生了大变形,施工进度较为缓慢,平均月进度为148 m/月;在灰岩段受岩溶、涌突水、H2S气体、反坡施工影响,平均月进度约为171 m/月;在粉砂质泥岩及砂岩段,岩体总体较为完整,无地下水,平均施工进度达到471 m/月,最高月进度达到了701 m/月。(2)岩体强度、完整性对掘进机施工进度的影响根据平导掘进机施工进度,围岩完整性、自稳性等

34、指标对掘进机施工进度影响最大。在较完整的围岩段,由于支护工作量较少,可实现快速掘进。抗压强度小于5 MPa的泥岩、黏土岩等围岩,受地应力、地下水的影响较大,需要加强初期支护,局部需对撑靴处采用模筑混凝土进行预加固以满足承载力要求,施工进度缓慢。粉砂质泥岩抗压强度一般为78 MPa,砂岩抗压强度一般为1828 MPa,粉砂质泥岩与砂岩的组合地层总体较完整,抗压强度适中,隧道掘进机的适应性较好。玄武岩抗压强度为5762 MPa,灰岩抗压强度为49 MPa,角砾灰岩抗压强度为19 MPa,此类地层抗压强度总体较高,若围岩较为完整隧道掘进机的适应性较好;若围岩较为破碎,初期支护时间较长,同时护盾后方掉

35、块、塌方现象严重,需要人工清渣,隧道掘进机的适应性较差。(3)不良地质及特殊地段对掘进机施工进度的影响软岩段受高地应力影响较大,发生了大变形,硬岩段仅局部发生了轻微岩爆,影响较小。本隧道为低瓦斯地层,施工期间实测为微瓦斯,因此瓦斯对掘进机施工影响较小。F1断层宽度约为3050 m,但其影响范围较大,对应段落岩体较为破碎,隧道掘进机适应性较差。玄武岩涌突水段,为顺坡施工,对隧道掘进机有一定影响,但影响有限,富水段施工进度仍然达到了290300 m/月。灰岩段岩溶发育,发生多次涌突水,同时该段为反坡施工,掘进机适应性较差。灰岩段发生H2S气体溢出,推测为经岩溶裂隙远程补给而来,最高浓度达到18 p

36、pm,H2S对电气设备具有腐蚀性,H2S浓度在6.620 ppm之间时,作业人员需配备防护用品,影响隧道掘进机施工效率。6结 语(1)乐西高速是大小凉山地区首条高速公路项目,也是国内首次采用掘进机法辅助主线隧道施工的高速公路。“月城凉山号”掘进机平均施工工效达到常规钻爆法施工的45倍,在施工实践中证明了平导采用掘进机辅助主线隧道施工和掘进机设备再制造的可行性,有利于推进公路隧道的机械化施工。(2)受黄茅埂越岭高程的限制,大凉山1号隧道的轴线选择综合考虑了地形条件、运营安全、环境条件等方面因素,最终选择了超特长隧道方案,减小了积雪冰冻路段的长度,消除了中度影响积雪路段,既保障了乐西高速的运营安全

37、,也遵循了绿色交通可持续发展理念。(3)大凉山1号隧道进口端需穿越8 km的自然保护区,无法设置斜竖井。施作贯通平导,可利用先行平导增加辅助作业面,缩短施工工期,并可提前探明前方地质条件,降低施工风险。运营期间贯通平导可作为防灾救援通道,救援车辆到达事故地点时间缩短到常规模式的四分之一,排烟距离由5 000 m缩短至750 m,逃生救援及检修养护较为便捷、应急救援能力强。(4)为实现隧道掘进机持续、均衡、快速施工,应尽可能查明隧址区的地质条件,为掘进机选型及设备改造提供基础数据,针对可能穿越的不良地质或特殊地段需要谨慎对待。基于大凉山1号隧道地质条件复杂、环境敏感、气候条件恶劣等重难点,建设团

38、队提出了“安全、快捷、绿色”的建设理念,可供类似工程建设借鉴。参考文献References1 冯欢欢,洪开荣,杨延栋,等.极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用J.现代隧道技术,2022,59(1):42-54.FENG Huanhuan,HONG Kairong,YANG Yandong,et al.Research and Application of Key Construction Technologies for TBM-Driven Tunnels under Extreme Complex Geological ConditionsJ.Modern Tunnellin

39、g Technology,2022,59(1):42-54.2 王帅帅,毛锦波,张斌斌,等.乌尉高速天山胜利隧道总体施工技术方案J.现代隧道技术,2022,59(1):55-68.WANG Shuaishuai,MAO Jinbo,ZHANG Binbin,et al.General Construction Technology Scheme of Tianshan Shengli Tunnel onUrumqi-Yuli ExpresswayJ.Modern Tunnelling Technology,2022,59(1):55-68.239大凉山1号隧道设计与施工关键技术现 代 隧 道

40、技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第61卷第2期(总第415期),2024年4月出版Vol.61,No.2(Total No.415),Apr.20243 杨继华,郭卫新,闫长斌,等.基于掘进能耗的TBM掘进参数优化研究J.现代隧道技术,2021,58(1):54-60.YANG Jihua,GUO Weixin,YAN Changbin,et al.Study on Optimization of TBM Driving Parameters Based on the Energy ConsumptionJ.Modern Tunnelling Technology

41、,2021,58(1):54-60.4 唐 锐,向 龙,王 俊,等.基于远、近期合建的折多山公路隧道总体设计方案研究J.隧道建设(中英文),2019,39(增1):340-345.TANG Rui,XIANG Long,WANG Jun,et al.Overall Design Scheme for Zheduoshan Tunnel in Both Long-Term and Short-TermPerspectivesJ.Tunnel Construction,2019,39(S1):340-345.5 乔青松.高速公路总体设计简述J.黑龙江交通科技,2009,32(8):50-50+52

42、.QIAO Qingsong.The Compendium of the Expressway Overall DesignJ.Communications Science and Technology Heilongjiang,2009,32(8):50-50+52.6 周栋梁,周树金,张鸿鸣.怀通高速公路江市段总体设计理念及路线方案探索J.公路工程,2013,38(6):146-150.ZHOU Dongliang,ZHOU Shujin,ZHANG Hongming.The Overall Design Concept and Route Program Exploration of H

43、uaitong Expressway Jiangshi SectionJ.Highway Engineering,2013,38(6):146-150.7 张雄兵,孙海平.复杂地形条件下山区高速公路总体设计的分析J.公路交通科技(应用技术版),2019,15(1):139-142.ZHANG Xiongbing,SUN Haiping.Analysis of the Overall Design of Mountainous Expressways under Complex Terrain ConditionsJ.Highway Transportation Technology(Appli

44、ed Technology Edition),2019,15(1):139-142.8 李泳伸,高世军,王 联.九绵高速公路白马隧道总体设计J.四川建材,2020,46(8):105-106+116.LI Yongshen,GAO Shijun,WANG Lian.Overall Design of Baima Tunnel on Jiumian ExpresswayJ.Sichuan Building Materials,2020,46(8):105-106+116.9 吴剑男.山区高速公路总体设计的理念研究J.黑龙江交通科技,2019,42(6):73-74.WU Jiannan.Rese

45、arch on the Concept of Overall Design of Mountain ExpresswayJ.Communications Science and Technology Heilongjiang,2019,42(6):73-74.10 宋法亮,赵海雷.高黎贡山隧道复杂地质条件下敞开式TBM施工关键技术研究J.隧道建设,2017,37(增1):128-133.SONG Faliang,ZHAO Hailei.Study of Key Construction Technologies of Open TBM in Complex Geological Conditi

46、ons:Case Studyof Gaoligongshan TunnelJ.Tunnel Construction,2017,37(S1):128-133.Key Technologies for Design and Construction of the Daliangshan No.1 TunnelLI Yuwen WEI Yanqing(Sichuan Highway Planning,Survey,Design and Research Institute Co.,Ltd.,Chengdu 610041)Abstract:The geological conditions of t

47、he Daliangshan No.1 Tunnel on the Leshan-Xichang Expressway are complex,and the climate conditions are harsh,making it difficult to select the road alignment due to restrictions fromthe nature reserves.This paper proposes a design concept to minimize the elevation of the ridge crossing section toens

48、ure operational safety.By setting up a fulllength parallel heading,selecting a combination of tunnel boring machine(TBM)method and drilling and blasting method for construction,and optimizing the tunnel ventilationscheme,the challenges regarding construction period and disaster prevention and rescue

49、 of the ultra-long tunnel areaddressed,reducing construction risks and improving disaster rescue efficiency.The overall function,the construction and operation safety of the Project are optimized.The relevant research and implementation of the Project showthat the construction scheme of the main tunnel+full-length parallel heading for ultra-long tunnels is feasible andhas certain reference significance for the construction of ultra-long expressway tunnels in western mountainous areas.Keywords:Overall design;Extra-long tunnel;Full-length parallel heading;Open TBM;Equipment modification240

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服