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品质乐西 隧通凉山(图)
来源:《中国公路》 时间:2022-11-22

这里,既有高耸入云的崇山,也有狂野奔腾的河流;这里,既汇聚着中国最美的彝族风景线,也撕裂出难以跨越的天堑。作为第一条深入大小凉山腹地的高速公路,乐西高速公路项目具有工程规模大、桥隧比例高、地质地形复杂、进场通道差等特点,如何将其高质量建设成为一条“畅、安、舒、美”的高速公路?乐西高速建设者本着“精心设计、匠心施工、机械减人、信息增效”的初衷,加大科技攻关力度,克服一道道难题,最终造就了由“两隧(大凉山1号、2号隧道)与“一区段隧道群”组成,总长105公里、隧道比66%的隧道长廊等一系列高品质建设成果。

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乐西高速马边至昭觉段

乐西高速马边至昭觉段是《四川省高速公路网规划》8条纵线中的第7条,起于四川省乐山市马边彝族自治县境内,经

凉山州的雷波县、美姑县,止于昭觉县南侧,与G7611西昌至昭通高速公路相接,穿越嘛咪泽省级保护区试验区与雷波境内30公里无人区,深入大小凉山腹地。为了规避生态林区、自然保护区、小气候多变区及国家级保护植物密集分布区,项目方在初步设计及施工图阶段,结合安全环保、地质选线和营运管理等情况,通过“压顶抬底”的方式,将线路里程由工可的169.69公里优化为151.75公里,缩短率达10.6%,共设隧道100.51公里/36座,隧道比重大、数量多。在环保要求高、要素保障难、限制因素多、施工难度大等多重高难度工况下,四川乐西高速公路有限责任公司(以下简称“乐西公司”)的建设者们本着“精心设计、匠心施工、机械减人、信息增效”的初衷,相继克服无进场道路、无通讯信号、无电力保障等难题,建造出一条由“两隧(大凉山1号、2号隧道)与“一区段隧道群”组成,总长105公里、隧道比66%的隧道长廊,并取得一系列高质量建设成果。

精心设计筑品质

为避免隧道建设出现“千隧一面”,以及方便长大隧道运营后的养护管理,项目方自前期勘察设计阶段伊始,便结合隧道工程平纵、建筑界限等设计情况,在大凉山1、2号隧道及大风顶隧道群范围内规划了多功能交通转换带,提高防灾救援及隧道维修时的交通转换能力,并将隧道分为多段,实现“长隧短运”,提高行车舒适度和安全性。

适当扩大隧道建筑界限

在初步设计阶段,项目方联合设计单位、咨询审查单位,积极研究行车时速80公里隧道建筑界限,最终确定采用对隧道左右侧的侧向宽度各加宽0.25米(总加宽0.5米)的方式,实现了《公路隧道设计规范》(04规范)和《公路工程技术标准》(14标准)对于设计行车时速100公里的规定,且单洞双向通行符合《14标准》中二级公路设计行车时速80公里的规定,极大提高了山区隧道行车安全性和隧道养护维修期间的单洞双向通行能力。

强化隧道总体设计

在初步设计和施工图设计阶段,项目方结合国内公铁市政等隧道工程中曾出现的一些通病,强化项目隧道总体设

计,努力减少和规避隧道在运营阶段可能出现的问题,为高质量建设打下基础。

针对《公路隧道设计规范》中“隧道纵坡不应小于0.3%”的标准,项目方因地制宜,做出“全线隧道(尤其是特长隧道)纵坡原则上不小于0.7%”的适度调整,增强了隧道中央排水沟的排水能力,减少了因积水导致各类病害的发生率。

在强化地勘方面,项目方尽量规避不良地质,如在张家山隧道初设阶段,因及时发现了张油坊古滑坡,及时优化了

隧道平纵设计。另以项目控制性工程大凉山1号隧道为例,随着对隧址区地质的深入认识,项目方对施工工艺进行了再研究,不仅提出了公路超特长隧道“单斜井两区段送排+贯通平导纵向式+四横洞补风”通风模式,还将平导由进口单侧8168米调整为贯通的15310米;工法由进口单侧TBM工法调整为“进口侧钻爆法4622米+出口侧TBM工法10688米”;隧道纵坡由0.8%/1127米、0.5%/6810米、-1.93%/7370米调整为0.8%/1127米、0.5%/2810米、-1%/11343米。调整后,位于隧道出口端的黄果洛向斜段隧道拱顶与灰岩层之间的泥岩隔水层最薄处由27米增加到65米,有效降低了出口端涌突水风险,提高了隧道运营后的救援效率。

通过深入研究大凉山1、2号隧道及大风顶隧道群范围内的交通转换方案,项目方在隧道内规划了多功能交通转换带,不仅可提高防灾救援及隧道维修时的交通转换能力,还可兼作景观带,缓解司乘视觉疲劳,提高行车舒适度和安全性。

匠心施作护品质

传统模式下,新奥地利隧道施工方法(新奥法)由于监控预报手段落后,设计、施工、监理等几方存在各自为政、信息沟通不畅等情况,对此,项目方从信息化平台建设、信息化机制建设等方面着手,强化项目的信息化设计施工。

信息化平台建设

信息化平台在隧道动态施工中发挥着举足轻重的作用。为克服传统监测手段不足的弊端,项目方利用当今先进技术手段,打造监控量测信息系统、超前预报信息系统和围岩自动判别系统,以及对现场实施超前地质预报(超前钻探、物探)的隧道信息化综合平台。

信息化机制建设与优化

项目方成立了由业主、设计、施工、监理组成的隧道信息化设计施工小组,同时借助监控量测信息系统、超前预报信息系统和围岩自动判别系统,分析纳总现场实施的超前地质预报(超前钻探、物探)、掌子面地质素描和监控量测

工作,及时反馈指导隧道动态设计施工。动态设计施工的主要内容包括动态调整围岩级别、及时修正开挖工法及施工工序、有效修改和确认衬砌支护参数。

设计单位 作为隧道信息化设计施工小组牵头纳总方,主要负责归纳审查第三方超前地质预报方案,并结合设计方案完善第三方超前地质预报方案;统一、分析、归纳和考评第三方隧道超前地质预报报告,不定期抽查预报数据和报告,核查预报准确率;结合隧道围岩判别系统和原设计方案,综合提出隧道结构动态设计参数;对预报的不良地质及隐伏的重大地质问题提出设计预处治方案;与监理单位、业主单位通报信息化设计施工存在的问题,递交综合分析报告;充分利用隧道信息化管理系统、中围岩自动判别系统与超前地质预报等先进手段,实现信息化判别,每月提交总报告,包含针对第三方物探预报、施工单位钻孔、围岩自动判别情况等方面的评价与信息化总结。

施工单位 作为隧道信息化设计施工小组主要实施方,主要负责隧道超前地质预报中超前钻孔部分工作的实施和报告编制;隧道围岩自动判别系统数据采集及上传工作;初评超前地质预报物探工作与实际开挖吻合程度;建立健全本标段

隧道变更台账,并提交给设计单位。

第三方监测单位 主要负责隧道信息化设计施工超前预报物探数据的采集与分析,并向施工单位、设计单位、监理单位、业主单位提交周报及月报;采集与分析隧道信息化设计施工监控量测数据,并提交周报及月报;充分借助隧道信息化管理系统中超前地质预报、监控量测等系统,将实测数据上传。

第三方监理单位 主要负责第三方监测单位现场协调工作、现场数据采集监督工作;参与隧道信息化设计施工现场变更方案的制定。

业主单位 主要负责参与隧道超前地质预报实施方案审批,并监督和检查地质预报工作的实施情况;项目隧道信息化设计与施工统筹管理;负责对隧道重大变更方案合理性把关。

技术创新出品质

大凉山1号隧道全长15366米,是乐西高速公路项目的重要控制性工程之一。项目方首次在高速公路领域采用TBM工

法施工,面对瓦斯、涌突水、高地应力等不良地质,施工期间持续开展科技创新研究。针对传统预报技术在TBM施工隧道场景下,成果获取时效性差、影响施工、智能化程度不高等难题,开展TBM不停机地质超前预报与快速判识技术研究,准确且快速预报掌子面前方不良地质情况,及时进行地质预报信息反馈,达到随掘、随探、随报的效果,保证施工安全;建立平导TBM施工的隧道围岩分级指标体系及方法,指导平导TBM安全快速施工和确定平导合理支护体系;解决多个掌子面同时开挖通风难题,改善隧道内部施工作业环境,保障施工作业安全;研究基于“斜井+贯通平导”的运营通风及控制技术,优化通风布置,降低后期运营成本;解决平导排烟可靠性、基于平导的快速疏散救援等难题,提升运营安全保障。

由于大凉山1号隧道断层、涌突水等问题突出,施工风险极大,项目方创新采用“TBM平导+主洞钻爆法”施工方案,有效提高建管效率、降低安全风险,将建设工期由7年缩短为5年,同时填补了国内高速公路利用TBM施工工艺辅助隧道施工的空白,便于今后的营运管理和应急救援,目前TBM已顺利掘进9500米。

大力推广大型隧道机械装备

安全生产是乐西高速公路项目建设的生命线。为压紧压实安全生产责任,提高施工人员作业安全,项目方施工中应用了一系列大型隧道机械装备,在减少作业人数、降低作业风险系数的同时,极大提高了施工效率。

多臂凿岩机有效解决了传统隧道开挖中光面爆破效果差、超欠挖严重、拱部锚杆角度偏差大、人工耗时长、耗能高、粉尘多、噪音大等问题,减少了掌子面作业人员数量,极大提高了作业安全。

喷射混凝土采用湿喷机械手精准控制速凝剂添加量、喷射角度、距离,有效降低回弹量及粉尘,提升初支表面平整度和密实度,确保隧道初期支护内实外美。

自行式移动栈桥通行长度长、坡度大、操作简便,能有效保护仰拱填充成品,减少工序间施工干扰、加快施工进度、确保施工安全。

数字化二衬台车配备了一套完整的数字化监控系统,能够实时监测浇筑状态、浇筑压力、浇筑流量及衬砌混凝土温度的变化情况,可全程记录衬砌施工数据,实现数据共享与传输。

拱架安装车可加大拱架节段,提高了安装效率,减少了不利受力点数量。

长期以来,隧道较桥梁与路面工程,机械化发展较缓,乐西公司利用自身优势,在项目建设中大力推广TBM全断面

岩石掘进机、三臂凿岩台车等大型隧道设备,在提高施工效率的同时,加大科技攻关力度,并利用信息化手段构建超特长隧道建设运营新模式,为实现公路隧道跨越发展积累了宝贵经验。

【编辑:任燕】

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