秦岭终南山特长公路隧道快速掘进施工

３ １ 开挖 ．
采用自 制简易轮胎式钻爆台车和国产 Ｙ２ 型 １８ 风钻， 分四层平行作业， 第一层（ 最顶层）第二层各布 、 置６台风钻、 第三、 四层各布置 ８ 台风钻， ８ 共２ 台同
时作业，台２耐 空压机供风， ６ ０ 全断面钻眼时间为３
一． ３５ 左右。设备具有投入少、 ｈ 移动轻便等优点。 台车宽度根据断面宽度适当减小， 两侧装设可移动平 台， 以保证台车能适应不同高度和宽度断面的需要。
秦岭终南山特长公路隧道位于新建西安至安康 高速公路西安至柞水段青岔与营盘镇之间， 隧道全
长 １． ｍ 是世界第二、 ８００ ２ｋ ， 亚洲第一的特长公路隧 道。 里程为Ｋ４ ６出口 进口 ６ ＋ ， 里程为Ｋ２ １， ７ ９ ８ ＋ ８６
设计为双向四车道。中铁五局集团承担了东线北口 Ｋ ４ ７６ Ｋ ７＋ ９ 段、７ ＋ ２ Ｋ ２＋ ２ ６ ＋ ９ 一 ６ ７６Ｉ级 ｋ ０ 围岩堆积体， 因受地形的限制， 洞口施工场地狭窄， 正面进洞施工难度较大。因此， 根据地形在隧道进
证作用。
４ 优化施工组织， 严格工序衔接， 减少 循环时间
优化作业网络图， 提高工效， 压缩关键工序的作 业时间， 这是快速施工组织管理的重点。各工序衔 接紧密， 生产作业不间断， 合理组织各种资源的投人 顺序、 数量、 比例， 组织平行交叉流水作业， 提高对时
根据实施性施工组织的总体安排和工程进度网 络计划， 制定工期目 标责任制， 并将工期目 标按工序 分解到班组和个人， 明确班组和个人的工期目 标责 任（ 即工序作业时限指标） 。把每道工序的作业时 间全部量化， 作业班组必须在规定时间内完成。占 用下道工序时间的， 下道工序班组根据占用时间的 多少向上道工序班组索赔， 对提前规定时间完成工 序的班组， 实行奖励。实行工序指标量化考核， 一天 一计算， 五天一兑现。 ４３ 建立内部考核标准 ． 对附属工序均建立了内部考核标准， 以确保掌 子面正常作业。主要有“ 洞内行车路面标准” “ 、供 风、 供水系统压力标准”“ 、通风系统管理标准”“ 、照 明系统布置标准” 等。
２ｍｎ ０ｉ 。指挥部组建了一个养路班， 负责隧道内道路 养护， 以确保运输道路通畅。
３３ 支护 ．
责任层层分解， 落实到人， 明确工作项目、 工作内容 和工作标准。现场由副指挥长、 技术人员、 领工员全 方位监控、 全过程管理。施工班组实行严格的等班 制度， 从整体部署到工作的各个环节， 都把效率和效 果作为主要考核指标， 坚持“ 一步到位” 的工作作 风。上道工序结束前， 下道工序准备工作提前到位， 避免了工序衔接脱节的弊端， 以推动施工快速、 稳
收稿日期： ０－ － ２ ４８２ ０ ００ 作者简介： 税明东 ， 高级工程师 ． 男，
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现代隧道技术
２０ ０４年增刊
钻爆方案， 为快速掘进创造了 有利条件。
２１ 优化爆破设计， ． 提高爆破进尺 良好的爆破效果是取得掘进进尺的关键因素。 钻爆法快速施工的关键首先应有通过优化设计的合 理的钻爆方案， 要做到炮眼利用率高、 轮廓基本圆 顺、 围岩稳定、 岩块适当、 二次破碎率低、 底板一次到 位； 其次要有熟练的钻眼、 爆破专业队伍， 以便能真 正落实钻爆方案的设计意图， 这样才能缩短工作面
定、 有序地进行。 ４２ 实行工序且化及工序索赔管理 ．
采用国产 Ｔ８型风钻钻锚杆孔， Ｙ ２ 喷射混凝土 与开挖同步进行， 喷混凝土设备采用 Ａ２５ Ｌ８ 喷射机 和 Ｙ Ｐ６ Ｓ－湿喷机、ＪＪ ＨＺ 系列混凝土搅拌站、 台福田 ２
农用运输车。
在终南山， 建立了完善的设备管理、 使用和维修 保养制度以及岗位责任制和操作规程， 这些制度的 建立确保了现场设备的维修保养， 做到了有章可循， 实现了规范管理， 对实施快速掘进起到了重要的保
掏槽设计进尺为３８ ， ． 实际进尺为３５ ３６ ｏ ｍ ． 一． ｍ
（） ２ 可有效地减少雷管、 炸药的使用数量， 具有 较高的经济效益。
（） ３施工的安全度高， 施工工序简单， 便于管 理。便于大型机械作业， 可充分发挥机械效能。
２２ 支护 ．
做好 初期支护是决 速施工的一个重要环节。虽然 初期支护或多或少会对开挖造成一定的影响， 但及时 的支护能限制围岩变形和承载围岩压力， 能有效地防 止坍塌， 保证施工安全， 确保工程按计划完工。 ２３ 以监控且测指导施工 ． 监控量测是对围岩动态监控的主要手段， 是新 奥法的重要组成部分， 包括信息采集、 信息处理和信 息反馈。在工程实施过程中对隧道开挖、 支护实施 全过程的监控量测， 获得围岩地质条件、 隧道净空收 敛、 围岩松驰变形、 支护内力工作状态等各种施工信 息， 并通过数据处理反映出围岩的变形动态， 在最大 限度地发挥围岩自身承载能力的条件下， 及时调整 施工方法和支护形式， 达到安全、 快速、 经济的目的。 终南山隧道东线北口三公里区段有断层 １ 条、 ， ４ Ｉ ｌ级围岩段４３ Ｉ ９ｍ 并处于高地应力下， ， 岩性复杂， 岩 爆频繁。通过监控量测， 及时反馈信息指导施工， 确 保了工程安全和施工的顺利进行。 ２４ 通风措施是快速掘进的辅助手段 ． 对于独头掘进的隧道， 施工通风直接影响施工 进度。大多数施工单位和设计部门在考虑施工设计 时， 没有把通风作为一个需要认真考虑的重要技术 环节来对待。为确保工程顺利施工， 终南山隧道采 用天津通 风机械 厂生产 的加 重型对旋 ９－ ３１型
关键词 终南山公路隧道 快速掘进 经验总结
１ 前
言
面对“ 深、 杂” 长、 硬、 的工程特点， 面对大断面
施工及３ ｍ的独头掘进， ００ ０ 无论是开挖、 还是 运输，
通风、 供电都给施工技术和管理等方面带来了很大 的困难。而工期仅 １ 个月， ３ 平均月掘进 ２０ ， ３ｍ 工程 施工历经两个冬季， 施工难度很大。
轨运输方式， 配备了Ｐ３ －型挖掘机（． ｍ ） Ｃ０６ ０ ０３ ， ３ Ｗ ４０ ｍ） ＣＴ６Ｆ３ ｍ） 载机并行 Ａ７（ ０ ＋ Ａ９ （ ０ 装 ３ ３ ． ６ ． ３ 作
业，台２ｔ ８ ０奔驰汽车 ＋ ６台 １ｔ ５尼桑汽车组成运输
作业线， 出碴 时间比施组控制时间（ｈ 缩短 了 ３）
影响。
（） 隧道围岩以花岗岩和混合片麻岩为主， ３硬： 石英含量高， 石质完整、 坚硬， 岩石抗压强度为 ８ － ２ ３５ ａ绝大部分为 １０一 ０ Ｍ ａ这样大区段的 ２Ｍ ， Ｐ ５ ３０ ， Ｐ
坚硬岩石在国内隧道施工史上是不多见的。 （） 隧道通过的地区经历多期构造、 ４杂： 变质、 岩浆活动及混合岩化作用， 地质构造和地层岩性十 分复杂， 隧道区段内有断层 １ ４条， 地质的复杂多变 性， 给隧道掘进增加了极大的困难。
３ 先进的设备配备和优化配套方案是 快速掘进的关键
隧道施工， 开挖、 运输、 支护三条主要作业线的 设备选型和配套是确保能否快速施工的关键。按照 开挖是龙头、 出碴运输是关键、 支护保安全的原则去 选定设备： 一要从设备功能及适应性考虑； 二要从数 量上满足要求； 三要从匹配配套上考虑。
口 右侧设置一个横洞， 横洞长度为 １ ｍ 距洞口 ２ ， ７ 约
３６ 。工程特点是长、 硬、 ０ｍ 深、 杂。
（） 隧道全长１ ００ｍ １长： ８ ２ｋ ｏ ．
（） 隧道绝大部分埋深均在 ６０ ２ 深： ０ｍ以上， 最 大埋深 １ ｍ， ４０ 是国内埋深最大的公路隧道。由于 ０ 埋深大， 施工将受到地热、 高地应力（ 对坚硬围岩易 产生岩爆， 软弱围岩易产生塌方）涌水带来的不良 、
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终南山隧道主要有岩爆、 断层、 涌水等地质灾 害， 如对此认识不够， 片面强调掘进速度， 盲目冒进， 不仅会给隧道施工带来极大的困难， 甚至会引起坍 塌， 延误工期。各级领导保持了清醒的认识 ， 采用 “ 新奥法” 施工， 采取“ 短进尺、 弱爆破、 强支护、 紧封 闭、 勤量测” 的综合防治技术措施， 力求安全、 稳妥， 将灾害减小到最低程度； 并针对不良地质的特点， 采 用微震控制爆破技术、 周边眼局部密钻眼、 相邻炮眼 间隔装药、 对周边眼和底板眼分段起爆、 减少装药量 等控制措施， 安全快速地穿越了各类不良 地质地段。
２５ 不良地质段施工 ．
的作业时间， 并保证良好的爆破效果。终南山 Ｑ Ｃ
技术小组针对围岩的特点， 在三级楔形掏槽技术的 基础上， 研发了超过隧道开挖断面 ２％的大面积深 ０ 孔楔型掏槽技术。该技术的特点是： （） １施工效率高、 掘进速度快。三级楔形掏槽设 计进尺３５ ， ．ｍ 实际进尺２９ ３Ｏ ； ． 一 ． 大面积深孔楔型 ｍ
２ 良好的施工方案及施工方法是快速 掘进的核心
为了提高掘进速度， 纵观隧道采用钻爆法施 工的发展趋势， 全断面施工将是被优先考虑的施工 方法， 全断面的优点主要是能最大限度地利用洞内 作业空间， 采用大型施工机械作业， 可减少施工工 序， 既能加快施工速度又减少工序干扰， 施工管理也 简便， 能够组织安全有效的快速施工。所以， 以全断 面施工方法为核心将是隧道快速施工的主要方法。 根据设计采用横洞进洞， 避免了洞口６ｍｎ ０ 级 围岩堆积体对工期的影响。在横洞到达设计位置 后， 从进口端和出口 端两个方向同时掘进， 并分别试 验了简易台车人工钻爆、 台车钻爆和人机配合三种 施工方案。 ①台车钻爆： 台车老化， 维修量大， 配件供应困 难， 费用较高， 如出现机械故障， 将严重影响施工。 光爆效果不理想， 但每次掘进进尺较高。 ②人机配合： 施工干扰大。 ③人工钻爆 机动灵活， ： 费用低， 光爆效果好， 每 次掘进进尺略低， 但月进尺有可靠保证。 经现场质量、 进度综合比选， 最后确定采用人工
２０Ｗ 的 通 风 机 进 行 压 人 式 通 风 （ 量 为 ２ｋ 风
２ ｍ／ ｉ， ４ Ｐ）以及 ８－型 １ ｋ ＯＯ ３ ｎ全压 ８０ ， Ｏ ｍ ０ ａ ８１ １ Ｗ ０
的 通风机进行吸出 式通风（ 风量为１ ｍ／ ｉ 全 ＯＯ ３ ｎ Ｏ ｍ，