李春磊
山區(qū)隧道施工,無(wú)論鐵路公路,只是隧道的正洞是單洞和雙洞的區(qū)別,在正常進(jìn)出洞口施工遇到困難后,選用輔助坑道施工方案是隧道施工的必然選擇,輔助坑道的合理形式可以增加工作面,加快施工進(jìn)度,縮短工期。
隨著公路和鐵路的快速發(fā)展,山區(qū)線路里隧道占比越來(lái)越高。由于山區(qū)地形、特長(zhǎng)隧道和建設(shè)工期要求,需要相適應(yīng)的輔助坑道加快隧道施工。隧道輔助坑道一般分為平行導(dǎo)坑、橫洞、斜井和豎井四種形式。
平行導(dǎo)坑是與隧道平行修筑的輔助坑道。在山區(qū)中,由于地勢(shì)地形、機(jī)具設(shè)備、道路運(yùn)輸、正洞圍巖、地下水位及施工通風(fēng)等情況下,無(wú)法采用橫洞、斜井和豎井等輔助坑道增加工作面時(shí),為了加快隧道施工,可采用平行導(dǎo)坑方案進(jìn)行施工,平行導(dǎo)坑方案需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),并且需要專家評(píng)審。
平行導(dǎo)坑可以起到疏排正洞積水、增加工作面、施工通風(fēng)通道、避開(kāi)正洞口陡峭地形進(jìn)洞困難和超前探測(cè)地質(zhì)等作用。
隧道平行導(dǎo)坑布置圖
橫洞是隧道側(cè)面修筑與之相交的輔助坑道。在沿河傍山隧道、隧道的側(cè)面覆蓋層較薄或在適當(dāng)位置處側(cè)面覆蓋層較薄的隧道,為了增加隧道工作面,可采用橫洞方案進(jìn)行施工,橫洞方案需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),并且需要專家評(píng)審。
橫洞可以起到疏排正洞積水、增加工作面、施工通風(fēng)通道和避開(kāi)正洞口陡峭地形進(jìn)洞困難等作用。
隧道橫洞布置圖
斜井是在隧道側(cè)面上方開(kāi)挖的與之相連的有一定縱坡的輔助坑道。當(dāng)隧道埋深不大、地質(zhì)條件較好和隧道側(cè)面有溝谷等低洼地形時(shí),為了增加隧道工作面,可采用斜井方案進(jìn)行施工,斜井方案需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),并且需要專家評(píng)審。
斜井洞口處應(yīng)避開(kāi)洪水淹沒(méi)處,洞口場(chǎng)地應(yīng)有利于施工場(chǎng)地布置和出渣卸料。斜井進(jìn)入正洞洞身處,應(yīng)考慮洞身圍巖、富水情況和交通運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)彎半徑等情況。一般正洞與斜井交叉處設(shè)置匯水井,采用機(jī)械抽排水。
斜井可以起到增加工作面、施工通風(fēng)和避開(kāi)正洞口陡峭地形進(jìn)洞困難等作用。
隧道斜井布置圖
豎井是在隧道上方或一側(cè)上方開(kāi)挖的與之相連的豎向輔助坑道。隧道的覆蓋層較薄、中間適當(dāng)位置覆蓋層不厚、兼?zhèn)渌淼肋\(yùn)營(yíng)中的施工通風(fēng)和救援時(shí),為了增加隧道工作面,可采用豎井方案進(jìn)行施工,豎井方案需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),并且需要專家評(píng)審。
豎井洞口處應(yīng)避開(kāi)洪水淹沒(méi)處和不良地質(zhì)條件處,洞口場(chǎng)地應(yīng)有利于施工場(chǎng)地布置和出渣卸料。豎井進(jìn)入正洞洞身處,應(yīng)考慮洞身圍堰、富水情況和提升設(shè)備等情況。一般正洞與豎井交叉處設(shè)置匯水井,采用機(jī)械抽排水。
豎井可以起到增加工作面、施工通風(fēng)和避開(kāi)正洞口陡峭地形進(jìn)洞困難等作用。
隧道豎井布置圖(一)
隧道豎井布置圖(二)
山區(qū)隧道的輔助坑道施工方案的選擇,是方案比較選擇的過(guò)程,施工方案的技術(shù)方案難易、洞口進(jìn)洞情況、造價(jià)高低、工期快慢、施工組織和地方關(guān)系協(xié)調(diào)等各個(gè)方面進(jìn)行比較,通過(guò)綜合統(tǒng)籌各方面的有利和不利因素,決定隧道的輔助坑道的施工方案。
一般情況下,我們要完成以下幾個(gè)方面的資料的準(zhǔn)備:
1.隧道的施工工期計(jì)劃。正常的進(jìn)出口施工方案的施工計(jì)劃不能滿足業(yè)主要求的工期,需要增加工作面進(jìn)行施工,隧道增加工作面的方式需要增加輔助坑道。
2.隧道的進(jìn)出口地形地勢(shì)情況。當(dāng)隧道的進(jìn)出口地形地勢(shì)不具備施工條件,如洞口處地形陡峭,便道無(wú)法修筑到洞口,無(wú)法布置施工場(chǎng)地,施工無(wú)法開(kāi)展,需采用輔助坑道繞開(kāi)洞口施工的不利因素,進(jìn)行隧道施工。
3.隧道的洞身處是否具備輔助坑道設(shè)置的有利條件。從輔助坑道處進(jìn)入正洞施工,有利于施工工期的大量縮短,減少施工成本、提高項(xiàng)目收益和營(yíng)造良好的社會(huì)聲譽(yù)。
4.根據(jù)公司的施工能力和偏好,選擇有利于隧道施工的輔助坑道。
鐵路隧道一般為單洞,輔助坑道方案的確定因素較為簡(jiǎn)單,影響因素較為簡(jiǎn)單的為工期和進(jìn)出口的地勢(shì)地形。輔助坑道進(jìn)入正洞的施工組織較為簡(jiǎn)單,一般為一個(gè)輔助坑道為隧道正洞的兩個(gè)工作面服務(wù),人員、機(jī)具和材料通過(guò)輔助坑道進(jìn)入到工作面,施工組織較為簡(jiǎn)單,通風(fēng)設(shè)置也較為簡(jiǎn)單,兩個(gè)工作面的施工干擾較少,輔助坑道的斷面一般為單車道,個(gè)別長(zhǎng)大隧道會(huì)考慮雙車道。
公路隧道一般為雙洞,輔助坑道方案的確定因素較為復(fù)雜,影響因素為工期、進(jìn)出口的地勢(shì)地形和施工組織情況。輔助坑道進(jìn)入正洞的施工組織較為復(fù)雜,一般為一個(gè)輔助坑道為隧道正洞的四個(gè)工作面服務(wù),人員、機(jī)具和材料通過(guò)輔助坑道進(jìn)入到工作面,施工組織較為復(fù)雜,通風(fēng)設(shè)置也較為困難,四個(gè)工作面的施工干擾較大。要考慮隧道左右洞的連通,一般選擇車行橫通道,減少輔助坑道的數(shù)量,輔助坑道的斷面一般為雙車道。
無(wú)論在隧道施工中我們選擇何種樣式的輔助坑道,都是為了隧道的克服進(jìn)出口施工場(chǎng)地困難、增加工作面和縮短工期,但要結(jié)合自有設(shè)備、技術(shù)積累和施工偏好等方面因素。合理的進(jìn)洞方式、施工工法、輔助坑道形式和施工組織,是我們按期優(yōu)質(zhì)完成隧道施工的關(guān)鍵,也是我們判斷一個(gè)隧道施工的工期和施工組織是否合理的一個(gè)重要方法。