高峪咀隧道的辅助坑道设计研究.pdf

142 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 高峪咀隧道的辅助坑道设计研究徐 超（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030012）摘要：为解决隧道建设中的辅助坑道设计问题，结合高峪咀隧道实际情况，对其辅助坑道设计进行深入分析，提出具体的设计内容及要点，以期为相关人员提供参考，保证辅助坑道设计质量。关键词：高峪咀隧道；隧道设计；辅助坑道设计中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1673-8098（2023）03-0142-020 引言辅助坑道作为隧道重要组成部分之一，在隧道建设中起到至关重要的作用，必须根据工程的实际情况，并结合施工要求编制合理可行的设计方案。以下结合高峪咀隧道实际情况，对其辅助坑道设计进行深入分析与探讨。1 工程概况高峪咀隧道左洞长 6416m，右洞长 6400m。由于项目所处地形复杂，特别是高峪咀隧道的线形，隧道平面线形主要采用直线，进出口段由于地形的限制，采用了半径 1450m 左右和3000m 左右的圆曲线。隧道左右设计线净间距 16 25m。隧道的平纵指标如表 1 所示。2 隧道辅助坑道设计2.1 斜井布置高峪咀特长隧道右线沿路线前进方向为上坡方向，左线沿路线前进方向为下坡方向，根据隧道通风计算，右线需要设置 1处通风井，左线需要设置 1 处排烟道。结合通风需要、施工要求、地形和地质条件，高峪咀隧道设斜井 1 处。斜井地面道路情况较好，地形条件修养护道路工程规模不大，采用地面风机房。斜井位于隧道南侧，斜井的送风道和排风道穿过左线主洞后与右线主洞相接，连接处底面高程同隧道检修道高程；同时设排烟道为左线排烟，排烟道与左线隧道相接，连接处底面高程同隧道检修道高程。斜井陡坡到达底部后，设置缓坡与主洞相接，具体标高根据排水要求确定1。斜井布置情况如表 2 所示。2.2 斜井衬砌结构斜井衬砌结构的设计按照新奥法原理进行，其设计原则与隧道主洞衬砌结构设计遵循的原则相同，均采用复合式衬砌结构。对于斜井的中隔板，为厚度为 30cm 的钢筋混凝土。斜井采用的是曲墙式衬砌，其内部轮廓的总面积为 59.89m2。2.3 隧道地下通风风道与洞室隧道斜井地下风机房的设计与施工均按照新奥法的原理进表 1 高峪咀隧道平纵指标隧道名称测点位置起讫桩号长度(m)净空（宽高）(cm)洞内路线线型坡度（%)坡长（m)平曲线半径（m)平曲线长度（m)高峪咀隧道分离隧道K48+520K54+920640010755001.975/64001450/619.623直线/4730.3332900/1050.044分离隧道ZK48+514ZK54+93064161075500 1.969/64161432.276/660.96直线/4696.1223200/1058.918表 2 斜井布置基本情况斜井长度井底对应主线里程主线高程井口位置井口高程井底高程平均坡度斜井1006.962mK52+4501337.266K53+343.159 左侧 501.856m14601339.512.567%143NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 行。在施工过程中，为与隧道整体施工安排良好配合，将斜井施工至井底部后，在排风道中对斜井与主洞相交的部分进行开挖，以此完成主洞部分开挖，因工程需要，该隧道没有考虑在斜井中进行主洞施工。在开挖过程中，除了送排风口以外，其他风道都为全断面开挖施工。在开挖施工中，应密切注意各项爆破装药参数确定，具体施工爆破参照公路隧道施工技术规范（JTG/T 36602020）中小净距隧道施工的相关要求进行钻爆作业。考虑到地下风机房段结构交叉相对较多，在施工中需加强围岩监控量测，在围岩变形达到基本稳定后即可进行二次衬砌施工，如果围岩的变形过大，且初支支护能力不足，则应立即反馈，及时对初支予以加强，或对二衬设计参数进行调整，并提前进行混凝土模筑。对带仰拱的二衬进行施作时，应先对仰拱进行浇筑，然后再对洞身墙拱二衬进行浇筑。二衬混凝土浇筑采用泵送的方法，并通过振捣达到密实，对于风道段二衬，为减小摩阻力，施工单位必须精心施工，确保二衬保持平滑，使壁面的粗糙度不超过 0.3mm。2.3.1 断面拟定地下联络风道有送风联络道、排风联络道、送风口、排风口、与送排风口连接过渡段，在与其他洞室交叉处，应进行加强处理。风道断面采用直墙割拱、直墙圆拱断面。风道断面的拟定按风道内控制风速在满足通行能力交通量时设计，考虑到施工和后期运营等因素将风道断面部分统一，尽量采用相同断面尺寸设计2。排风口应采用大断面直交的形式。送风口为使结构上顺接，同时提高风速设计为变断面形式，渐变断面采用先同断面施工，后期通过混凝土回填来实现断面的变化。2.3.2 斜井底风道为了使风流保持顺畅，斜井和风道之间的连接应使用不小于90的夹角，同时在必要的情况下增设导流板。井底斜井和风道之间的连接结构属于空间结构，不仅空间较大，而且受力较为复杂，因此应加强连接部位的风道，具体加强措施为采用钢筋混凝土。2.3.3 排风道口因排风道口和主隧道之间的夹角为 90，设计采用同一断面和主隧道相交，这一部位的跨度相对较大，且结构复杂，设计主洞交叉口采用钢筋混凝土结构。2.3.4 送风道口送风道口充分利用隧道拱顶建筑限界之外的部分，对无法满足送风口风速要求的，对主洞拱顶实施加高处理，同时以断面要求为依据在横隔板处增设竖向隔板，实现对拱顶面积的适当调节3。2.4 防排水设计在隧道的防排水设计过程中应严格遵循防、排、截、堵相结合的基本原则，并做到因地制宜与综合治理，妥善处理地表水与地下水，形成完整且有效的防排水体系，增强隧道的防水能力，使排水始终保持畅通，避免在隧道运营过程中发生渗漏，进而保障隧道结构与设备设施正常安全运行4。2.5 斜井施工斜井施工组织按照新奥法实施，所有主要工序均为机械化作业，出渣采用无轨运输，二衬浇筑采用模板台车进行，开挖过程中，拱部采用光面爆破的方法，边墙部采用预裂爆破的方法，以此最大程度保护岩体完整，并减少或避免超挖，保证初支承载力。洞身级围岩段采用台阶分部法进行施工，级围岩段则采用台阶法进行施工。在施工中应充分结合监控量测结果，制定有效的针对性措施5。在施工中借助轴流风机实施压入式通风，确保掌子面有良好的能见度，并及时对掌子面围岩产生的变化进行观测，保证施工安全。2.6 动态设计根据超前地质预报结果和围岩监控量对围岩产生的收敛变形进行研究，确定拱顶下沉量、仰拱底鼓量、围岩压力值、钢拱内力值，进而确定不同分步施工中斜井衬砌所处受力状态，通过对各项量测数据进行的分析与论证，对各项支护技术参数进行适当的调整，从而优化整个设计，保证工程的经济性与安全性均能达到最佳。3 结语综上所述，辅助坑道设计是隧道设计的一项重要内容，决定了辅助坑道能否在隧道施工和使用中发挥出预期作用，该隧道辅助坑道设计经过实践的验证确认质量合格、效果良好，值得类似隧道工程借鉴，提高隧道辅助坑道设计水平。参考文献1 彭学军，傅鹤林，李一萍，等.大坪山特长隧道重难点工程施工方案优化 J.黑龙江交通科技，2021，44（12）：135-137.2 李春磊.浅谈辅助坑道在山区隧道施工中的应用 J.中华建设，2018（4）：118-119.3吴建福，樊浩博，赖金星.特长隧道辅助坑道方案比选及分析J.公路交通科技（应用技术版)，2014，10（2）：173-175+180.4 王勇，吴建福.肖家梁隧道辅助坑道变更方案的比选与分析J.路基工程，2010（6）：184-187.5张健儒.龙厦铁路象山隧道辅助坑道优化设计J.隧道建设，2010，30（1）：33-36.