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隧道工程的优缺点范例(3篇)

栏目:报告范文

隧道工程的优缺点范文篇1

关键词:围护桩;新意法;旋喷桩;桩拱复合衬砌

中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:

1、引言

地质条件是制约隧道设计施工的决定性因素,隧道穿越地段工程地质条件的优劣直接影响隧道的设计施工难度及工程造价,但随着我国山区高速公路的蓬勃发展,隧道在公路工程中所占的比例也越来越高,由于山区地质条件复杂多变,路线展线较为困难,因此隧道洞口穿越不良地质地段就难以避免。尤其在路线纵坡受到限制,路线从山脚选择隧道方案越岭时,往往会遇到洪冲积粉质粘土、粉砂地层,该地层一般地形平缓,且穿越长度较短。隧道埋深浅,隧道进洞及暗挖施工设计难度较大,是隧道设计中的难点,下面笔者结合国内隧道设计施工情况,对粉质粘土、粉砂地层隧道进洞方案设计进行简要介绍。

2、粉质粘土、粉砂的工程地质特点

地下工程的开挖对周边岩土体会产生扰动,岩土体初始应力平衡状态被破坏后,岩土体自身应力流将会发生改变并进行调整,以达到另一种平衡状态。应力调整的过程也是岩土体变形的过程,这种变形一般会出现三种状态,弹性稳定状态、弹塑性稳定状态和塑性变形过大引起破坏的状态[1]。由于粉质粘土、粉砂一般较为松散且粘聚力低,不连续、不均匀、各项异性是其重要工程地质特点,尤其在地下水发育的情况下在不采取有效的工程措施的情况下基本没有自承能力,从新意法的观点出发,粉质粘土、粉砂的成拱效应将不能自然形成,隧道施工过程中岩土体将会发生过大的塑性变形并失稳。

3、明挖方案

明挖是粉质粘土、粉砂地层应用较多的方案,一般为敞口明挖,是将洞口边仰坡开挖、防护,形成露天的基坑,根据洞口的地质情况,待挖至洞顶基岩或埋深达到一定的厚度后再进行暗洞施工。洞口基坑可根据地质情况选择路堑方案或明洞回填方案。明挖法的优点是施工方法简单,技术成熟,工程进度快,根据需要可分段同时作业,工程造价和运营费用低,能耗较少,缺点是外界气候条件对施工影响较大,开挖对自然环境破坏大,洞口边仰坡普遍偏高,边仰坡的稳定常常是威胁工程安全的重大问题,结合以往经验,对于洞口粉质粘土、粉砂厚度不超过20米,且洞口对环保要求不高的情况下可考虑采用该方案。采用该方案是应加强边仰坡的防护,同时路线纵坡应使洞内标高高于洞外,以保证基坑范围内地表水向洞外顺流。

4、地表注浆加固暗挖方案

地表加固暗挖方案一般用于隧道上方粉质粘土、粉砂地层较厚、地表有较重要地物或其他原因,不宜明挖挖施工的情况,目前国内应用较多的是地表注浆加固方案。其主要优点是施工工序少,操作简单,安全性高,对原地表基本无破坏,采用地表注浆,可较好的控制注浆范围,确保了暗洞开挖过程中山体的稳定。但地表加固的缺点也是相当突出的,地表注浆注浆质量难以控制,如果采用一般低压渗透注浆,浆液的渗透性和结石体强度难以保证;同时工程量难以控制,性价比较差,在粉质粘土、粉砂地层中不如石质松散体中优势明显。

隧道地表注浆方案在我国应用较多,在此不再累述。

5、地表旋喷桩加固暗挖方案

旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水成为20~70MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,同时钻杆以一定的速度上拔,将浆液和土颗粒强制搅拌混合,并通过物理、化学变化形成不同形状的胶结体。地表旋喷桩主要起到置换、压密和固结土体的作用。在隧道开挖时,开挖轮廓线外侧桩体亦可起到限制两侧土体变形的作用。

青海省共和至玉树公路通天河隧道进口端洞口浅埋段,隧道上覆坡积粉质粘土及坡积碎石土,下部为冲洪积粉质粘土、粉砂;粉质粘土为灰褐色,土质不均匀,含5%碎石,可塑;粉砂为黄色,分选较好,砂质较纯,砾石约占5%,土质不均匀,潮湿,中密。现场采用的地表旋喷桩加固方案。

6、公路隧道桩拱复合衬砌方案

公路隧道桩拱复合衬砌是考虑粉质粘土、粉砂工程地质特点并结合隧道设计施工实际提出的一种公路隧道结构,该结构综合了明挖及盖挖法的优点,地基加固桩体与现浇混凝土拱相结合组成结构,混凝土拱即可保护施工安全,又可利用其两侧水平推力作为两侧桩体横撑使用。洞顶开挖深度较明挖方案可减少6~8米,同时可节省隧道主洞初期支护及临时支护工程量,可大大降低工程造价。

方案的关键是两侧桩体的选型及相关计算,考虑到施工期间的不确定因素,桩体设计计算中可不考虑混凝土拱的横撑作用,桩体建议优先选择SMW桩,该法是采用相互咬合的水泥土搅拌桩加插H型钢后形成的围护结构,具有挡土承载、防渗止水作用。根据实践经验,在透水性较大、含砂量多的地层使用时,其抗渗性能优于地下墙,还具有对主体结构的约束小,使主体结构的收缩裂缝较易控制和施工速度快、泥浆污染少等优点。桩体型钢应在桩顶外露一定尺寸,以便于型钢与混凝土拱中钢筋有效连接,增强结构的整体性。若地下水位较高,应根据地下水发育情况做好相关降水工作。

河北省北京-新疆高速公路胶泥湾至冀晋界段工程尖头山2号隧道北京端洞口段,发育有20~30米厚风积砂层,风积沙层地段隧道埋深5~25米,设计拟采用明挖及桩拱复合衬砌方案通过该路段,该工程计划于2012年开工。

7、结语

粉质粘土、粉砂地层在山区高速公路隧道设计中是时常遇到,浅埋段隧道设计施工方案往往是几种处理措施的综合体。对周边岩土体的加固、洞口管棚的设置、开挖方法的选择,爆破强度的控制等,无不对隧道的安全有着直接影响。但对隧道周边岩土体的预加固,有效控制施工期间围岩变形,保证施工及结构安全是粉质粘土、粉砂地层隧道设计施工的核心。灵活运用隧道、地下结构、基坑等地下工程的既有技术,采用桩拱复合衬砌对日后松散围岩浅埋隧道的设计施工有一定的积极意义。

参考文献

[1]隧道设计与施工—岩土控制变形分析法(ADECO-RS)PietroLunardi著.铁道部工程管理中心、中铁西南科学研究院有限公司译.北京:中国铁道出版社.2011

[2]公路隧道施工技术规范JTJ042-94.北京:人民交通出版社.1995

隧道工程的优缺点范文

关键词:隧道施工超前地质预报不良地质

中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:

中图分类号:

0引言

近几十年来,中国国民经济发展迅速,公路、铁路、城市轨道交通等工程大规模地建设,需要开挖的隧道数量越来越多,隧道施工进度经常控制整个工程进展的瓶颈。作为深埋于山体中的公路隧道、铁路隧道等在施工过程中,由于前方地质条件复杂,受地质勘探技术水平限制,施工中存在许多潜在和不确定的地质因素。容易引发塌方、沉陷、泥石流、涌水等地质灾害这些灾害的发生,往往会影响施工进度,造成人员伤亡,给施工单位、国家和人民带来严重的经济损失。隧道超前地质预报是指在隧道开挖时,利用一定的技术方法和手段对掌子面前方的围岩与地层情况做出超前预报。对可能引发隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模和性质做出预测,为隧道动态设计提供可靠依据,减少地质灾害的发生,确保隧道工程施工的质量与安全。

1隧道超前地质预报分类

对不良地质体的位置、规模、性质及其成灾可能性的预报,分类方法多种多样,总结起来主要有七种。按使用分类,可以分成常规预报和成灾预报;按手段分类,可以分成直接法预报、间接法预报、经验预报、推理法预报和综合法预报;按精度分类,可以分成定性预报和定量预报;按方法分类,可以分成地质法、地球物理方法和综合法;按内容分类,可以分成界面预报、灾害预报和涌水水压及水量预报;按距离分类,可以分成短距离预报、中距离预报、中长距离预报和长距离预报;按学科分类,可以分成物理数学法、地下水动力法、地下水化学法和数学模拟法。

2隧道超前地质预报常用方法及其优缺点

目前国内常用于隧道施工超前地质预报的技术方法大致可归纳为地质调查法、超前导坑法、超前钻孔法和地球物理探测法4类。

2.1地质调查法

地质调查法是隧道超前地质预报采用的一种基本方法,也是任何其它隧道超前地质预报方法的基础,缺少了这个基础环节,采用任何超前探测方法都很难取得好的效果。它主要预报掌子面前方存在的断层、不同岩类间的接触界面特别是火成岩与沉积岩间的接触界面、隧道围岩的稳定性及失稳破坏形式等。

(1)地面地质调查:核对前期资料中的不良地质及其附近地质,为进一步预报工作奠定基础;搜集资料,查探是否存在前期勘测遗漏的不良地质。

(2)隧道地质素描:利用地质理论和作图法,将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出漏点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表,结合已有勘测资料,进行隧道掌子面前方地质条件的预测预报。

(3)物理力学测试:必要时的岩石物理力学性质测试、岩石成分测试、地下水水质实验。

2.2超前导坑法

超前导坑或平行导坑是超前地质预报的一种直观、精确度高的方法,根据超前施工的平行隧道或导坑所揭露的围岩地质情况,能了解并较准确地预测隧道开挖工作面前方相应地段围岩的工程地质及水文地质条件,特别是当两平行隧道或导坑间距较小时预报效果更佳。

2.3超前钻孔法

超前水平钻孔法是最直接的超前预报方法,能得到前方不良地质较为准确可靠的信息。

超前水平钻孔法是在隧道内安放地质钻机进行水平钻进,根据隧道轴线水平方向上钻孔资料来推断隧道前方的地质情况。超前水平钻孔对不良地质的针对性较强,可以反映岩体的大概情况,比较直观;并且能对TSP和电法探测、地质雷达探测等手段探测到的不良地质体进行确认。但缺点是在复杂地质条件下预报效果较差,很难预测到钻探范围外存在的不良地质体,往往以一孔或几孔代表工作面前方的整体,具有局限性,而且其成本高,对施工影响大,钻孔的方向控制和钻探工艺也有一定的技术难度。

2.4地球物理探测法

采用地球物理方法作为超前地质预报的手段,根据对隧道施工掌子面前方地质情况的探测结果或隧道地表地球物理探测结果,进行隧道超前地质预报。主要方法有弹性波反射法、地质雷达法、电法、红外探测法等。采用地球物理探测法进行超前地质预报的优点是:快速,超前探测距离大,对施工干扰相对小,可以多种方法组合运用。并且地球物理探测是一种间接的、无损的测试手段,可以提供较大范围内地质体的物理性质,如地层结构、埋深、不良地质体的位置、规模等方面的信息。缺点是:物探往往具有局限性,主要表现为:(1)不同的物探方法受限于不同场地和地质条件,各种方法都有一定的局限性,(2)对物探资料的地质解释,需要与地质分析资料深入结合,有一定的技术难度。所以,地球物理探测方法的应用原则是,应选择两种以上的物探方法并与地质调查相结合,多种方法相互验证,以提高预报的准确性。

3结语

隧道超前地质预报是保证隧道安全施工的重要环节和重要技术手段,应将其作为施工工序纳入施工组织管理,针对不同地质特点,遵循“洞内外结合,以洞内为主。长短结合,以短为主”的原则,采用多种合理的方法和手段相互印证进行综合预报,取长补短,提高预报准确性。系统采用隧道超前地质预报综合技术,也会在一定程度上影响隧道施工的工期,增加施工费用。施工中应根据工程的具体情况,选择适当的超前地质预报方案,确定合理的预测方法组合,以保障隧道施工的安全、质量和进度。

参考文献:

隧道工程的优缺点范文

关键词:隧道不良地质平导竖井岩溶富水高瓦斯优化

1概况

南充~大竹~梁平(川渝界)高速公路(以下简称南大梁高速公路)起于南充市高坪区谭家沟,接南充至广安高速公路,经蓬安县、营山县、达州渠县,止于大竹县石桥铺镇川渝界,与重庆规划的梁平至忠县高速公路相接,全长142.226km,是四川高速公路路网规划的重要出川通道成都至万源至陕西及成都至大竹至湖北、上海高速公路的组成部分,设计时速80km,道路等级为双向四车道高速公路。

图1项目线位

全长8168m的华蓥山隧道为南大梁高速公路最长隧道,其正穿北北东向的华蓥山山脉,距两端洞口各1km范围为非可溶岩,中部为可溶岩,从洞口至洞身依次穿越侏罗系中下统自流井组(J1-2z)、珍珠冲组(J1z)泥岩、页岩夹砂岩;三叠系上统须家河组(T3xj)砂岩、泥岩夹煤层;三叠系中、下统雷口坡组(T2l)和嘉陵江组(T1j)灰岩、白云岩等地层(见图2),该隧的修建使从渠县至大竹的行车时间由1.5小时缩短为15分钟。

图2隧道地质剖面示意图

华蓥山隧道含10余种不良地质,主要有煤层、采空区、岩溶断层破碎带、岩溶洞穴、岩溶涌突水(泥)、硬石膏、盐溶角砾岩、软弱围岩、瓦斯、H2S等,瓦斯等级为高瓦斯。隧道穿越的煤系地层和采空区长度分别为1929m和157m,岩溶段长度为6082m,断层破碎带和盐溶角砾岩长度分别为105m和350m,稳定涌水量为19万方/天,开挖初期最大总涌水量为59万方/天。调查资料表明华蓥山隧道地下水由南向北流,即由隧道右侧流向左侧,受隧道两端接线高程限制,隧道只能处于地下水水平循环带内。

总体而言,隧道具有施工工期短、施工组织复杂、施工安全风险高、营运通风复杂、防灾救援困难等特点。

2辅助坑道比选

根据国内施工设备、施工技术水平及隧道特点,若只靠隧道进、出口两个工区施工,则华蓥山隧道施工期约为6.5年。而南大梁高速公路控制工期为4年。因此,仅凭进、出口两个工区施工无法满足4年工期要求,必须开辟新的工区,采取长隧短打方式来缩短隧道施工期,而要实现长隧短打就必须增设辅助坑道。结合隧道地形、地貌和地质,可供选择的辅助坑道主要有平导、斜井和竖井等。

考虑到隧道洞身大部分位于地下水发育的三叠系中下统雷口坡组(T2l)和嘉陵江组(T1j)可溶岩地层,采用斜、竖井辅助施工可能会因新增工区排水困难而导致施工进度缓慢,也有可能发生大量涌突水(泥)而淹没施工区,甚至导致斜竖井施工区报废,施工安全和投资风险高,因此不能采用斜、竖井辅助施工方案。

排除斜、竖井辅助施工方案后,只能利用平导辅助施工,但对其设置位置、净空断面大小、支护方式、施工运输量大小和方式、能否作为隧道营运通风、防灾救援和排水通道等方案必须加以论证。

2011年5月笔者根据《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)进行通风计算,计算结果表明隧道必须采用分两段送排式通风,而送排式通风风道既可考虑平导,也可新建通风竖井予以解决。为此,笔者根据平导功能不同拟定三个比选方案,比选结果见表1。

表1辅助坑道不同功能方案比较

方案名称方案一方案二方案三

不贯通平导+竖井分两段送排式通风贯通平导兼作防灾救援通道+竖井分两段送排式通风平导贯通兼做通风、防灾救援通道

压入式通风两段送排通风四段送排通风

方案简述平导仅作辅助施工和排水,此时需增设两座通风竖井。平导除辅助施工和排水外,还兼做防灾救援通道使用,此时需增设两座通风竖井。平导除辅助施工和排水外,还兼做通风和防灾救援通道使用,此时不需设通风竖井。

平导支护面积平导作为临时设施,以喷锚支护为主,净空面积24.85m2。平导作为永久设施,采用复合式衬砌,净空面积24.85m2。平导作为永久设施,采用复合式衬砌,净空面积65.78m2。

火灾通风三段排烟通风根据火灾位置采用压入或吸出式通风

防灾救援左右隧道互为防灾救援通道,平导不做为防灾救援通道使用,车辆人员只能撤离到非事故隧道内。防灾救援通风必须利用竖井进行。左右隧道和平导同时作为防灾救援通道,车辆和人员撤离到非事故隧道或平导内均可,防灾救援通风必须利用竖井进行。左右隧道和平导同时作为防灾救援通道,车辆和人员先撤离到兼做风道的平导内,防灾救援通风不需要竖井。

建安费1.722亿(含通风竖井)2.639亿(含通风竖井)6.20亿6.11亿6.17亿

优缺点优点:

1、满足平导缩短隧道施工工期要求;

2、平导充分起到了施工超前地质预报和施工营运期间截排水功能;

3、隧道营运通风方案技术简单,风道最短,通风能耗最少,风机功率最小,火灾排烟时效性好;

4、建安费最省。

缺点:

1、平导未起到防灾救援通道作用。优点:

1、满足平导缩短隧道施工工期要求;

2、平导充分起到了施工超前地质预报和施工运营期间排水功能;

3、隧道营运通风方案技术简单,风道最短,通风能耗最少,风机功率最小,火灾排烟时效性好;

4、平导兼做防灾救援通道,降低了火灾事故情况下人员撤离的安全风险。

缺点:

1、平导位于两隧道之间,不能充分截断隧道主要地下水来源(右洞右侧),截排水能力较低。

2、建安费较方案一多0.917亿元。优点:

1、节省了地下风机房、通风竖井和联络风道等通风土建工程费用;

2、平导兼做防灾救援通道,降低了火灾事故条件下人员安全风险。

缺点:

1、不满足平导缩短施工工期、超前地质预报要求;

2、建安费最大,较方案一多4.4亿元;

3、因营运通风需要,平导内需设置通风隔墙,人为切断了左右隧道间联系,人员和车辆需先撤离到平导内后再通过平导撤出洞外,平导净空有限,人员车辆撤离和救援效率较低;

4、平导位于两隧道之间,不能充分截断隧道主要地下水来源(右洞右侧),截排水能力较低;

5、隧道营运通风方案技术复杂,影响因素众多,特别是分两段和分四段营运通风控制复杂,风道长,通风能耗大,风机功率大,火灾发生时烟流在隧道内流过的距离长。

比选结果表明:方案一建安费最省,既满足缩短隧道施工工期、超前地质预报和排水要求,又满足营运通风和防灾救援要求,且相对简单,便于管理,因此设计选择方案一,即平导仅作辅助施工和排水方案,营运通风通过单独设置竖井予以解决。

3平导设计

平导位置主要考虑三个方案,方案A是平导设在华蓥山隧道右洞测设线右侧45m处,即地下水来源方向,平导终点坑底高程较隧道路面低2.2m左右;方案B是平导设在隧道左、右洞中间,坑底高程较隧道路面低8m以上;方案C是平导仍设在隧道左右中洞之间,但坑底高程较隧道路面低1m左右。三方案相比较,方案A的优点是平导充分截排了来自右侧(南侧)的地下水,使隧道位置地下水大为减少,有助于隧道施工,营运期间隧道地下水也较少,降低因岩溶水及季节性降水不均衡性可能造成淹没隧道和破坏隧道结构的风险,使隧道发生渗漏水的可能性较小。对于隧道右洞而言,方案B、C截排地下水作用不大,且方案B的坑底较隧道路面低很多,不利于平导辅助隧道施工,方案C的平导和连接隧道左、右洞之间的车行、人行横通道相互贯通,导致通道太多,不利于隧道发生灾害事故时左、右洞之间互为疏散救援和火灾条件下的通风管理。因此设计选用了方案A,即平导设在华蓥山隧道右洞测设线右侧45m处,综合考虑工期及竖井地下水疏排等因素,确定在隧道进、出口端分别设置3150.5m和2612m平导。

平导断面大小由施工运输方式及运输量大小决定。其除承担隧道左、右洞两个工作面施工外,同时还要承担自身工作面施工,因此出碴进料量大,加之隧道为高瓦斯工区,应选用安全防爆型、污染小、装碴能力强、出碴运行平稳、安全高效的运输设备,且平导断面应满足双向行车,在此条件下,设计选用SS(D)B16梭矿作为平导有轨运输设备,结合通风、排水管路及人行安全等因素综合拟定平导内轮廓为5.41m×6.36m(宽×高、有仰拱)和5.02m×6.03m(宽×高、无仰拱)。

4竖井设计

(1)原施工图设计

综合考虑施工便道、地表场坪、运营维护、工程投资、风险管控等因素,本着解决营运通风、防灾救援的目的,分别于华蓥山隧道左洞左侧和右洞右侧设置一座竖井。其中左洞竖井距隧道进口4481m,与左洞设计线距离为87.25m,内径7.5m,井深461m;右洞竖井距隧道进口3181m,与右洞设计线距离为87.25m,内径8m,井深393m。左、右洞竖井分别通过联络风道与地下风机房连接。

目前常用的竖井施工方法有正井法和反井法。正井法是从井口开始全断面开挖,采用罐笼提升运输洞碴及材料。这种方法国内采用最多,但效率相对较低,也存在一些安全隐患,诸如在施工过程中可能出现岩溶涌突水(泥)而造成淹井乃至人员伤亡事故。反井法优点是施工费用较低,山上施工场地以及机械设备相对较少,不需要在山上弃碴,有利于环境保护,缺点是一方面需要进口扩孔设备,另一面是只有在主洞施工至竖井时方能开始竖井施工。

本隧竖井均位于沟谷深切、山高坡陡的华蓥山上,大规模修建施工便道较困难,再者本隧不需利用竖井加快主洞施工进度,因此竖井具备反井法施工最基本的条件。加之本隧竖井施工还存在岩溶涌突水(泥)风险,因此本隧竖井要求采用反井法施工。

(2)优化设计

交通运输部分别于2014年5月29日和2014年7月14日新颁布了《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》(JTGD70/2-2014)和《公路隧道通风设计细则》(JTG/TD70/2-02-2014)。考虑到新规范和细则在CO设计浓度卫生标准、机动车有害气体基准排放量、隧道最小通风换气次数和换气风速、隧道机械防烟与排烟标准等方面均较老规范作了较大的调整,同时考虑到华蓥山隧道的竖井和地下风机房均尚未施工,因此有必要对华蓥山隧道运营通风进行优化设计。

结合换气通风论证分析,按公路隧道通风新规范和细则参数进行通风计算后的结论表明:取消华蓥山隧道左洞竖井、改竖井分两段送排式通风为全射流通风是可行的,隧道右洞近期和中期也可采用全射流通风,远期采用竖井分两段送排式通风。优化后的运营通风系统取消了原设计的左洞竖井(深464m)和地下风机房、4台轴流风机及其相应控制设备;优化后的竖井距隧道进口3209m,设置于右洞设计线左侧145m处,内径7m,井深341m。优化后的竖井方案较原施工图节约土建工程费用约3200万元,节约机电设备费约240万元。

5值得思考的问题

华蓥山隧道于2011年3月开始动工,但直至2011年12月中旬,由于洞口征地拆迁困难等原因,致使隧道主洞在施工200多米后而平导尚未施工,因此建设方及施工组织评审专家就当时的现状认为再施工平导对展开施工作业面、缩短工期等作用不大,并提请行政主管部门取消了平导。

截至目前,华蓥山隧道进口在施工过程中已不同程度地发生了8次涌水,其中有两段为隧道后方底板冒水,最大冒水量多达9.4万方/天,这给隧道施工带来了极大的困难和风险,堵水工作也极大地占据了宝贵的施工时间,施工进度尤其缓慢,断层破碎带及其影响带平均月进尺约30m。截至目前,施工方对隧道底板冒水的治理已经投入大量的人力及物力,但处治效果依然不理想。由此看来,华蓥山隧道(尤其是进口)设置平导是很有必要的,其至少可以起到以下作用。

(1)加快施工进度,缩短工期。

(2)解决施工期间和运营期间排水,降低因岩溶水及季节性降水不均衡性可能造成淹没隧道和破坏隧道结构的风险。

(3)本隧通过岩溶水平循环带,岩溶管道水发育,施工中揭穿岩溶管道水的可能性极大。施工中若遇岩溶管道水,平导可对其进行开放式处理,即通过平导排水使隧道侧岩溶水处于泄压状态,平导对隧道岩溶水发挥着释能降压的作用。

(4)尽管平导的实施增加了遇到岩溶的次数和风险,但平导可以提前探明隧道前方岩溶管道水及管道充填情况,对隧道相应不良地质处理更具有指导性和针对性,降低了隧道大断面处理岩溶施工安全风险及难度。即使平导在施工过程中遇到岩溶管道水或管道充填物,但因其断面小也比较容易处理。

(5)平导采取的超前地质预报措施可以充分预测其掌子面前方瓦斯、H2S等有毒有害气体赋存情况,使隧道瓦斯、H2S等有毒有害气体处治更有的放矢。平导在施工中即使遇到瓦斯和H2S等有毒有害气体,但因其单位时间内溢出的瓦斯、H2S较少(断面小的缘故)和断面风速较大,瓦斯和H2S不易聚集,更易将平导范围内的有毒有害气体降至安全浓度以下,施工中平导可以在不增加瓦斯和H2S等风险的条件下通过煤层瓦斯段。

6结语

(1)华蓥山隧道目前为四川省在建的最复杂高风险隧道,其风险等级为Ⅳ级和Ⅲ级,笔者通过梳理本隧的难点及对不同辅助坑道方案进行抽丝剥茧的比选分析,提出了平导与竖井组合的辅助坑道解决方案。就设计而言,其对缩短隧道施工工期、降低安全风险、满足营运通风及防灾救援等具有积极作用。

(2)本隧施工实践证明,平导对降低岩溶富水高瓦斯隧道施工、运营风险和加快施工进度均具有举足轻重的作用。因此,在以后类似隧道的设计和施工中,对平导的取舍问题应持谨慎态度。

(3)本隧切实结合新规范、细则对通风竖井进行了优化,节约投资约3440万元,达到了既满足运营通风和防灾救援通风,又减小工程规模、降低工程风险和节约工程投资的效果。

(4)值得一提的是,华蓥山隧道在设计别强调“以超前地质预报为基础和核心”、“针对具体不良地质制定针对性处理措施”、“建立施工过程中环境监控和应急报警系统”、“制定施工阶段专项应急预案”、“建立施工阶段风险评估与管理制度”和“重视隧道运营安全、可靠性”等一系列设计思路,要求施工中充分贯彻“动态设计、动态施工、动态管理”理念,同时要求将超前地质预报、信息化设计施工、风险管理、环境监控等手段落到实处并贯穿于隧道施工全过程。至此,截至目前,华蓥山隧道施工未发生一起安全事故,这在一定程度上佐证了设计指导思想的正确性。因此本隧设计理念对类似高风险隧道具有一定指导意义。

参考文献

[1]铁建设【2008】105号,《铁路隧道超前地质预报技术指南》[S].

[2]DB42/T561-2009,《湖北省公路隧道地质超前预报规程》[S].

[3]TB10120-2002,《铁路瓦斯隧道技术规范》[S].

[4]JTJ026.1-1999,《公路隧道通风照明设计规范》[s]

[5]JTGD70/2-2014,《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》[s]

[6]JTG/TD70/2-02-2014,《公路隧道通风设计细则》[s]

[7]《国家突发公共事件总体应急预案》[S].

[8]《四川省安全生产事故灾难应急预案》[S].

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