红豆山隧道专项施工方案

韩杨军

摘 要：结合红豆山隧道工程实例，简单介绍了该隧道施工的基本工序，着重对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V级围岩，斜井、平导围岩等施工方法进行了阐述，以供参考。

关键词：红豆山；隧道；施工方案

中图分类号：U455 文献标识码：A

1.工程概况

红豆山隧道位于云南省临沧市凤庆县及云县境内，进口位于凤庆县复兴村西南侧2.5km落仙河与天生桥河交汇地带，出口位于云县茂兰镇温崩河左岸坡麓地带，隧道起讫里程DK114+497～DK125+113，全长10616m，其中进口DK114+497～DK114+961段长464m为三线，出口DK124+764～DK125+113段长349m为双线，其余段落为单线隧道。全隧Ⅴ级围岩2656m，占隧道总长25%，Ⅳ级围岩3240m，占隧道总长30.5%，Ⅲ级围岩4630m，占隧道总长41.1%，Ⅱ级围岩360m，占隧道总长3.4%。隧道最大埋深1020m，最小埋深14m。

隧道内设置“人”字坡，依次为6‰（2203m长）、18‰（1400m长）、21‰（4700m长）、11‰（1500m长）的上坡，其后为1‰（813m长）的下坡。线路平面DK115+096.325～DK116+422.169段位于R-1500m的左偏曲线上，DK123+146.437～DK124+714.984段位于R-1600m的右偏曲线上，其余段落均位于直线上。

线路DK117+500、DK122+200前进方向左侧设置无轨运输双车道斜井两座，线路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左侧30m处交叉设置两座长1124m、990m无轨运输单车道平导。

2.施工准备

2.1 施工便道

本工程施工便道分段利用既有道路改造引入红线内，在红线内分段拉通纵向施工便道；施工便道充分利用乡间道路改造及新修便道至隧道洞口及弃碴场，形成完善的道路系统。红豆山隧道进口及1#斜井施工便道从G214国道K136+400处引入，利用既有4.5m宽沥青路至腰街乡，过腰街乡后继续向西新建便道9.8km至一工区驻地，以一工区驻地为起点新建盘山路引入至隧道洞口。红豆山隧道2#斜井从G214国道G153+300处引入，新建便道5.71km；红豆山隧道出口从G214国道G154+550引入，拓宽便道5.33km。

2.2 拌和站

红豆山隧道混凝土由第一拌合站、第二拌合站集中供应，其中第一拌合站距离该隧道进口洞口2.897km、距离1#斜井洞口4.05km，第二拌合站距離该隧道出口洞口0.387km、距离2#斜井洞口2.121km。喷射混凝土由第一湿喷站、第二拌合站集中供应。

2.3 钢构件加工场

隧道所需钢构架由1#钢构件加工场、2#钢构件加工场集中供应。

2.4 施工用水、用电

（1）施工用水

本隧道附近流经的河流为落仙河及其支流等，沿线河流地表水质优良，可直接作为生产用水；红豆山隧道2#斜井洞口河沟水量小，需打井取水，以满足施工需要。每个隧道施工洞口上部设高山水池，高山水池高于洞口30m，采用功率为550kW潜水泵从蓄水池抽水，上水管采用ф100mm钢管，下水管采用ф150mm钢管，高山水池容量为150m?。为满足施工用水需要，在1#、2#斜井与正洞交叉处增加1号、2号蓄水池。从洞口高山水池抽水到1号、2号蓄水池，再从1号、2号蓄水池抽水到工作面。采用加压泵加压方式解决水压力不足的问题。

（2）施工用电

施工供电采用统一架设的电力线路，各工点设置柴油发电机组备用。根据重点工程及其他大临工程的分布情况，在隧道各洞口安装变压器，共安装变压器12台，其中6台400kVA、6台800kVA。同时，各工点配置300kW发电机组作为备用电源。形式接互联与建设单位实现网信息传输，配合建设单位对工程实行计算机网络管理。

3.施工方案

本隧道共分进口、1#、2#斜井、出口4个作业面（斜井进入正洞后大小里程同时施工），进口工区施工红豆山隧道进口2400m正洞；1号斜井工区施做红豆山隧道2763m正洞、1799m斜井、1124m平导；2号斜井工区施做红豆山隧道3445m正洞、1657m斜井、990m平导；出口工区施做出口2008m正洞。

本隧道为单线铁路隧道，两个车站分别伸入隧道进出口，部分隧道断面为铁路三线、双线断面。隧道洞口采用大管棚超前预支护进洞。三线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩地段均采用3台阶法施工，Ⅴ级围岩地段采用CRD法施工详见“表1红豆山隧道三线施工方法”；双线隧道Ⅳ级围岩地段采用3台阶法施工，Ⅴ级围岩地段采用三台阶临时仰拱法施工详见“表2红豆山隧道双线施工方法”；单线隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工详见“表3红豆山隧道单线施工方法”。

3.1 施工方法（表1～表3）

3.2 初期支护

初期支护采用喷锚网为主的支护方式，三线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩地段全环型钢（格栅钢架）、钢筋网片及拱部φ42超前小导管加强支护，Ⅴ级围岩地段全环型钢、钢筋网片及拱部φ42超前小导管、φ127超前管棚加强支护；双线Ⅳ级围岩地段拱墙采用格栅钢架、钢筋网片及拱部φ42超前小导管加强支护，Ⅴ级别围岩地段全环型钢、钢筋网片及拱部φ60中管棚施工；单线V级围岩拱墙采用格栅钢架、钢筋网片及φ42超前小导管加强支护；单线Ⅳ级围岩拱墙采用格栅钢架、钢筋网片及超前锚管联网锚喷施工；单线Ⅱ、Ⅲ级围岩采用光面爆破钢筋网喷锚施工。

3.3 二次衬砌

二次衬砌按新奥法原理根据围岩收敛情况及时施工，本隧道均采用曲墙带仰拱衬砌，仰拱及填充混凝土采用组合式钢模板先行施作，采用液压整体式衬砌台车配置双铰接可翻转式钢端模进行二次衬砌。

隧道衬砌要遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面，并进行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作业平台人工铺设防水板，绑扎钢筋后，采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌，采用拱墙一次性整体灌注施工，混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。

3.4 斜井、平导施工

线路DK117+500、DK122+200前进方向左侧设置无轨运输双车道斜井两座，双车道断面内净空尺寸为7.5m×6.2m（宽×高）。于线路DK117+500～DK118+624、DK121+010～DK122+000左侧30m处交叉设置两座长1124m、990m无轨运输单车道平导，单车道断面内净空尺寸为5m×6m（宽×高）。

斜井采用光面爆破开挖，Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖；平导Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖。

①斜井出碴方案

斜井断面净空尺寸为7.5m×6.2m（宽×高），为了满足斜井会车及调头宽度要求，每隔200m设置调头平台1处，平台长度15m，调头平台处对斜井断面进行加宽处理，每侧加宽3m，加宽高度4m。

②平导出碴方案

单车道断面净空尺寸为5m×6m（宽×高），装载机与出碴车总宽度5.6m，车辆中间保证30cm间距，出碴时需要断面宽度6.5m，为了满足出碴要求，同时考虑输送泵停放空间，每隔50m对平导断面双侧加宽至6.5m，加宽高度为水沟底以上3m。

③斜井行车安全措施

斜井至正洞为长距离缓坡段，为了保证行车安全，每隔200m设置一处混凝土防撞墩，防撞墩前堆码沙袋及废旧轮胎，起到缓冲作用。防撞墩宽度不小于3m，厚度不小于2m，高度不小于1.5m，靠墙设置于下坡方向右侧。

3.5 风、水、管路布置

隧道开挖前施作洞口排水系统，排水方式为顺坡施工地段，以自然排水为主，利用潜水泵将开挖面水抽至衬砌段排水沟自然排水至洞外污水处理池净化后排放；反坡施工地段，设泵站水仓，掌子面积水采用移动潜水泵将水抽至就近泵站内，由工作泵将泵站内水经管路抽排至下一级泵站，如此接力抽排至洞外经净化处理后排放。

隧道进、出口采用压入式通风方式；风管均采用大口径软质风管和硬质风管，以减少接头漏风。在隧道进出口及两座斜井口各配置4台20m3/min空压机组成的压风站，进出口采用φ150mm風管供风，斜井采用φ200mm风管供风。为储存风量，缓解风压损失，在主管线上隔段增设风包，在管线最低和末端处加设油水分离器，经常排放高压风管和风包中的积水、油污，保证供风质量和风量。

（1）通风方案

本隧道进、出口及斜井工区各设置两台2×110kW轴流风机，通风管道采用φ1.5m风管，斜井与正洞交叉处各设置1台110kW抽风机。在DK124+600浅埋处设置1处竖井辅助通风。

斜井施工时，利用贯通平导，以正洞和平导之间横通道贯通情况，灵活采用压入式通风、混合机械通风、风室接力通风等技术，引入射流风机导流，分阶段动态调整通风方案，解决长距离独头通风和多作业面通风难题。

（2）高压供水方案

施工用水采用高位水池供水结合普通泵增压的方式。隧道进出口、斜井附近抽取地下水作施工用水，每个正洞洞口建150m3高山水池一座，用高扬程水泵抽水至隧道顶的高山水池，再用φ150mm钢管从高山水池分别引入隧道内，供洞内各个作业面高压用水。

（3）施工排水、排污方案

顺坡排水：为及时排除洞内渗水，保持洞内干燥，将洞内积水排至侧沟，分别在隧道两侧各设排水侧沟，顺坡排水至洞外污水处理池中。

反坡排水：采用高扬程大流量分段逐级接力机械抽排方式。洞内路面设横坡，一侧设0.4m×0.2m的纵向排水沟，间距200m设一临时集水井，水井的大小和间距根据地下水渗流情况适当调整。掌子面积水采用多台小型移动潜水泵将积水抽至集水井内，再由潜污泵抽至下一级泵站水仓，如此接力抽至洞外污水处理池。在隧道进出口及斜井口各设一座污水处理池。

（4）供电照明方案

在隧道进出口分别安装两台800kVA变压器。两座斜井口附近分别安装两台800kVA变压器供洞外设备及洞内照明用电。为预防电力供应系统故障停电，隧道进出口及斜井口配两台300kW发电机组。

（5）逃生通道设置方案

隧道施工时应在边墙脚处预先设置逃生管道。管道采用Φ800mm的承插钢管，从衬砌工作面至距离开挖掌子面12m以内的适当位置，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品。管道随正洞开挖不断齐前移。承插钢管纵向连接处采用链条等措施，防止坍塌时将钢管冲脱。

（6）机械配套方案

施工时根据隧道具体情况选用以凿岩机、多功能作业台架、挖装机、喷浆设备、注浆设备、衬砌模板台车、大型出碴运输机械为主要特征的大型机械设备配套，组成钻爆、装运、超前支护、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的有机配合，严格机械设备管、用、养、修制度，科学管理，达到快速施工的目的。

结语

通过以上文章实例分析，可以看出在进行隧道施工时，要在安全、有序、优质、高效的指导思想下，努力控制隧道施工质量达到最优化。不断地更新隧道的施工技术，针对各个控制点，有针对性地采取合适的施工技术，确保隧道施工的质量。

参考文献

[1]谢兴江.浅析隧道工程施工工艺[J].商品与质量·学术观察，2013（3）：12-12.

[2]谭溱.浅谈隧道工程施工工艺[J].城市建设理论研究：电子版，2013（11）：7-8.