[發(fā)明專利]特長深埋公路隧道的施工工法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110218136.6
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102296963A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永勝;傅立新;易震宇;蔣勝波;陳驊偉;蔣正華;王建華;柏署;王明明
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/14;E21F1/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特長深埋公路隧道的施工方法。

背景技術(shù)

在公路交通快速發(fā)展的今天，對修建跨區(qū)域的大型公路通道提出了強(qiáng)烈的需求，但由于一些自然條件的影響，如大型山脈的天然阻隔，給這些通道的修建帶來了很大的困難。比如，新疆受天山山脈的阻隔，南北疆之間的公路通道就一直沒有實(shí)施。制約這些大型公路通道實(shí)施的關(guān)鍵就是穿越大型山脈的越嶺隧道的修建。大型山脈海拔較高，穿越這些大型山脈的隧道往往具有特長、深埋（埋深達(dá)1000m以上）的特征。特長、深埋的隧道（以下簡稱長深隧道）有三個需要解決的問題：一是隧道的地質(zhì)勘查問題；二是隧道的快速施工問題；三是運(yùn)營階段的通風(fēng)防災(zāi)問題。

當(dāng)隧道埋深達(dá)1000m以上時(shí)，一般不能打豎向探孔，因而對隧址范圍內(nèi)的圍巖、地下水等地質(zhì)情況不能做有效地探明。同理，由于埋深太大，長深隧道修建豎斜井幾乎也不可能（目前世界上最深的豎斜井為661m），施工過程中就無法開拓多掌子面，實(shí)現(xiàn)“長隧短打”；同樣，長深隧道的運(yùn)營通風(fēng)防災(zāi)問題也無法得到有效解決。為了解決長深隧道在施工中面臨的上述三個問題，我們有必要對現(xiàn)有隧道的施工結(jié)構(gòu)及施工工法進(jìn)行改進(jìn)。

現(xiàn)有隧道的施工方法主要有兩種：鉆爆法和大型TBM法（隧道掘進(jìn)機(jī)法）。鉆爆法獨(dú)頭月掘進(jìn)速度僅150m/月，施工效率較低。大型TBM國內(nèi)的掘進(jìn)速度可達(dá)400m/月，但雙車道高速公路隧道直徑達(dá)11.4m左右，設(shè)備采購費(fèi)高達(dá)3～4億元人民幣，且施工中耗電量大，使用成本高，隧道斷面空間浪費(fèi)大，經(jīng)濟(jì)性較差。而且，單獨(dú)采用上述任一種施工方法都很難滿足大型公路通道中對長深隧道的修建要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種施工簡單、方便、施工成本低、施工工期短、且能有效實(shí)現(xiàn)特長深埋公路隧道施工的施工方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種特長深埋公路隧道的施工工法，包括以下步驟：

（1）施工平行導(dǎo)洞：根據(jù)已擬定的所述特長深埋公路隧道的隧址，在該公路隧道進(jìn)口端端面的中間位置，利用小直徑隧道掘進(jìn)機(jī)先行掘進(jìn)一平行導(dǎo)洞；所述平行導(dǎo)洞位于所述公路隧道的兩隧道主洞之間，且與隧道主洞平行布置；

（2）鉆爆掘進(jìn)：上述利用小直徑隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)平行導(dǎo)洞的過程中，在所述兩隧道主洞的進(jìn)口端、出口端以及所述平行導(dǎo)洞的出口端同時(shí)采用鉆爆法進(jìn)行掘進(jìn)；

（3）開辟掌子面：施工過程中，控制所述平行導(dǎo)洞的掘進(jìn)速度快于所述兩隧道主洞的掘進(jìn)速度，然后在所述平行導(dǎo)洞掘進(jìn)端的左側(cè)和右側(cè)分別開挖橫向通風(fēng)道，使其到達(dá)兩側(cè)隧道主洞所在區(qū)域，然后在該區(qū)域開辟新的掌子面，并在該掌子面處使用鉆爆法施工；隨著平行導(dǎo)洞的不斷深入，每隔一定間距便在其掘進(jìn)端的左右兩側(cè)重復(fù)開挖橫向通風(fēng)道和掌子面；

（4）開挖隧道主洞：在已經(jīng)開辟的各掌子面前、后兩端分別采用鉆爆法持續(xù)掘進(jìn)，直至兩側(cè)的隧道主洞全部貫通，施工完成。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述施工工法中，通過所述先行掘進(jìn)的平行導(dǎo)洞進(jìn)行前方的超前地質(zhì)勘探和地質(zhì)預(yù)報(bào)。通過地質(zhì)勘探和地質(zhì)預(yù)報(bào)可探明前方隧址范圍內(nèi)的圍巖情況及地下水富存情況，根據(jù)探明的情況可更好地指導(dǎo)所述兩個隧道主洞的掘進(jìn)施工。具體的地質(zhì)勘探手段本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)公知常識、地質(zhì)條件及長中短程預(yù)報(bào)的需要自行選擇和組合。

上述的特長深埋公路隧道的施工工法中，所述小直徑隧道掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)半徑優(yōu)選為3.5m～5m。

上述的特長深埋公路隧道的施工工法中，所述施工工法優(yōu)選是通過一施工通風(fēng)通道進(jìn)行通風(fēng)，該施工通風(fēng)通道包括由所述平行導(dǎo)洞充當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)道以及由所述已開挖隧道主洞充當(dāng)?shù)呐棚L(fēng)道，所述送風(fēng)道和排風(fēng)道通過所述的人行橫通道、車行橫通道和/或橫向通風(fēng)道連通，并通過射流風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)引導(dǎo)風(fēng)向。

上述的特長深埋公路隧道的施工工法中，所述施工工法優(yōu)選是通過一渣土運(yùn)輸通道進(jìn)行出渣，該渣土運(yùn)輸通道包括由所述平行導(dǎo)洞充當(dāng)?shù)目蛰d車進(jìn)洞通道以及由所述已施工隧道主洞充當(dāng)?shù)脑翝M載車出洞通道，所述空載車進(jìn)洞通道與渣土滿載車出洞通道通過所述的人行橫通道、車行橫通道和/或橫向通風(fēng)道連通，施工過程中控制空載車進(jìn)洞路線與所述施工通風(fēng)通道中的新鮮空氣流向一致，控制渣土滿載車出洞路線與所述施工通風(fēng)通道中污濁空氣流向一致。