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1、公路隧道 2 0 1 1年第 1 期 总第 7 3期 包家 山特长公 路隧道建设 管理经验 胡 平 段小平 刘玉慧 陕西省交通建设集团公司小康建设管理处安康7 2 5 0 0 0 摘 要 I I 2 k m的包家山特长公路隧道是我国在建的第 3 长公路隧道 为了将该隧道建成一条高质量 先进 的 符合科学发展观的公路隧道 建设单位在建设管理过程中采取了一些行之有效的创新机制和管理措施 收到了 明显的经济效益和社会效益 本文着重介绍该隧道的建设管理方法及经验总结 关 键词 包家山隧道建设管理 1 前 言 小河至安康高速公路为包茂高速公路在西安以 南路段的组成部分 同时也是陕西省规划 的 米 字 型
2、公路主骨架 中南北 向的重要经济干线 属 陕西省 生产力布局和经济建设的主轴线之一 路线位于安 康市汉滨 旬 阳两县区境 内 始于旬 阳县小河镇坪槐 村 接在建的柞水至小河高速公路 途经小河 桐木 麻坪 茨沟 谭坝 花园 五里等 7个 乡镇 接拟建的 安康至紫 阳 陕川界 高速公路及现有国道 3 1 6线 路线全长 5 7 5 2 2 k m 计 划工 期 4年 工 程投 资约 5 1 6 亿元 设计行车速度 8 0 k m h 路基宽度 2 4 5 m 分离式为 1 2 2 5 m 双向 4车道 包家 山特长 隧道位 于小康高速公路的咽喉部 位 是最艰 巨的工程地段之一 该隧道进 口位于旬
3、阳县桐木沟 出 口位于汉滨区茨沟镇路家沟 口 穿越 了南秦岭 山脉的青 山和玉皇山两道山峰 地形崎岖 地势险要 山高沟深 植被茂密 地质构造复杂 地层 岩性多变 工程施工难度大 该隧道不仅在技术而且在工期上都是全线最大 的控制性工程 因此 作为本项 目的建设管理单位深 感责任重大 项 目管理处成立伊始 从初步设计预 审阶段开始就介入相关工作 通过查询 走访及 走 出去 引进来 等多种方式 广泛 吸收国内外长大隧 道建设管理经验 邀请 了全 国知名专家召开专项 咨 询会 会同有关部门在督促协调设计单位落实专家 预审意见的同时 进一步深入细致地多层次 多回合 会同专家查找设计 中存在 的问题 同时
4、 设计院根 据专家咨询意见及部 省领导指示 针对包家山隧道 增加了技术设计 阶段 并邀请 国内知名专家于 2 0 0 5 年 9月 1 3日 1 0月 6日分别对包家 山特长隧道的 通风系统和防灾救援 系统进行 了专题 研讨 2 0 0 5 5 O 年 1 0 月 1 4 E l 项 目建设单位就包家山特长隧道的 施工组织方案再次召开专题研讨会 对该项工程的 质量 进度 环保及安全施工等关键因素进行 了深层 次研讨 广泛吸收各方意见 以此制定 了包家山隧道 的招标方案和建设大纲 2 0 0 6年 3月 1 4日 经过公 开招投标 中铁十二 局集团公司 中铁十八局集 团公 司及 中铁 隧道股份
5、有限公司等 3家施 工单位最终被确认为承包商 武 汉大通监理咨询有限责任公司中标该隧道的监理单 位 本工程项 目已列人陕西省交通厅公路基本建设 计划 项 目法人为陕西省交通建设集团公司 项 目执 行机构为陕西省交通建设集 团公司小河至安康高速 公路建设项 目管理处 设计单位为陕西省公路勘察 设计 院 2工程概况 2 1 地 形 与地貌 包家山隧道位于旬 阳县桐木乡与汉滨区茨沟镇 交界的玉皇山分水岭地带 隧道横穿南秦岭 山脉 以少土多石的山区为主 旬 阳县桐木沟沟床最低 海拔 5 3 4 8 m 玉皇山主峰最高 海拔 1 3 7 1 5 r n 区 内海拔一般在 5 0 0 1 5 0 0 m之
6、间 隧道南 口柴家河 一 带最低高程为 6 7 7 4 m 向北至分水岭玉皇山高程 为 1 3 6 1 m 相对高差约 6 8 4 6 m 隧道北 口桐木乡一 带最低高程为 5 3 9 7 0 m左右 向南至青山梁最高高 程为 1 2 4 0 2 m 相对高差约 7 0 0 5 m 隧道洞身中部 有麻坪河通过 地势相对较低 高程为 8 9 6 8 m 与两 侧玉皇山 青山相对高差为 4 6 4 2 m和 3 4 3 4 m 2 2 气候与气象状况 受地势影响 南秦岭属海拔 l O 0 0 m左右 的中高 山区 为温带半湿润一湿润季风气候 由于受山地 垂向变化的影响 气候差异也较大 区内气候为亚
7、热 胡 平 等 包家山特长公路 隧道建设管理经验 带山地气候 1月份平 均气温 0 6 C 7月份平均气 温 2 3 7 年 平 均 气 温 1 2 2 C 极 端 最 高 气 温 3 7 4 C 极端最低气温一1 2 6 早霜期始于 1 0月 下旬 晚霜终 于 3月 下旬 无霜期 2 2 5 d 年 降水量 8 0 0 9 5 0 mm 雨季一般集中在 7月至 9 月 具春寒 伏旱 夏洪 秋涝 的特点 降雪期为 1 1月至翌年 2 月 积雪厚度一般 2 4 c m 最大 1 8 c m 高山区气候 阴湿 中低 山区雨量充沛 2 3 隧道 平 纵面设 计 该隧道上行线进 口位于曲线半径 R一1
8、 1 0 0 m 的 圆曲线上 进 口段 曲线长度 4 6 0 m 出 口位 于曲线半 径 R一6 0 0 0 m 的圆曲线上 出口段 曲线长度 4 8 0 m 下行线进 口位于 曲线半径 R 4 0 0 0 m 的圆曲线上 进口段 曲线长 度 1 0 0 m t t l 口位 于 曲线 半 径 R 1 2 4 0 m的圆曲线上 l叶 J 口段 曲线长 度 5 9 5 m 线路 纵断面为人字坡 线路 最大坡度均为 1 9 5 上行 线变坡点 K1 5 9 5 4 3 2 5 6 下行线 变坡点 K1 5 9 5 00 2 4 隧道地质情况 隧址所在地质构造单元属于秦岭褶皱系南秦岭 留坝 白河褶
9、皱带 隧道穿越 的山岭位于复式 向斜 的南翼 地层总体上 向北 起点方向 倾斜 区域主要 构造线以北西一 一南东 向延伸 与路线走 向大角度 交叉 隧道轴线横穿的主要断裂是麻坪河断裂 地 层主要是古生界泥盆系 中统大枫沟组 D 2 d 石家 沟 组 D 和志留系下统梅子垭组 s 区内地下水 赋存的主要形式为构造裂隙水 和岩溶水 地下水水 质 良好 对混凝土无侵蚀性 由于受区域构造影 响 隧道 区地质构造相对发 育 沿隧道共发 现断层 3 7条 其 中主要断层 有 1 3 条 主要 的褶皱构造有 3组 分别为 K1 5 1 7 0 0 K1 5 2 5 0 0地段 K1 5 3 1 0 0 K1
10、 5 3 4 9 0地 段及 K1 6 1 2 0 0 K1 6 1 9 0 0地段 已发现的岩溶 异常 区有 1 7 处 隧道同岩级别划分见表 1 表 1 隧道围岩等级划分表 2 5 设 计指 标 隧道 净 宽 净 一 2 1 0 2 5 m 隧 道 限 高 净 一 5 0 m 设计荷载 公路一 I级 隧道主洞 的建筑 限界 为净宽 l 0 2 5 m 0 7 5 m 检修道 0 5 m 左侧侧 向宽度 2 3 7 5 m行 车道 0 7 5 m 右侧侧 向宽度 0 7 5 m 检修 道 净空限 界高度 5 0 m 应急停 车带建筑 限界净宽 1 3 0 0 m O 7 5 m检修道 0 5
11、 m 左侧 侧 向宽度 2 3 7 5 m 行车道 3 5 m右侧侧 向宽度 0 7 5 m检修道 净 空限界高度 5 0 m 衬砌 断面内轮廓采用i心圆 应 急停车带长度为 4 0 m 车行横洞 问距 为 7 5 0 m左 右 在两个 车行 横洞 问加设两个人行横洞 车行横洞采用净宽 4 5 m 净 高 5 0 m 曲墙式断面 人行横洞采用净 宽 2 0 m 净 高 2 5 m直墙式断面 行车横洞与行车方向夹角为 6 O 两端 与路缘带顺 坡 并 设置 半径不小于 5 m 的 转弯喇叭 口 行人横洞与行车方向夹 角为 9 0 其底 面与检修道盖板顶面平齐 本隧道通风方案采用加射流风机的斜 竖
12、 井送 排式纵 向分段通风方式 具体如下 上行线采用 1 号 斜井 竖井 2号斜井的送排式纵 向分段通风 将 隧道分 为 4个段落 分 段长度 分别 为 2 7 4 0 3 2 0 0 3 2 1 0 2 0 0 0 m 下行 线采用单 斜井 3号斜井 送排 式纵向通风 将隧道分为 2个段落 分段长度分别为 5 9 4 0 5 2 4 0 m l号 竖井直 径 7 5 m 深 度 2 4 3 m 1 号斜井长 7 4 6 m 综合坡度 l 1 6 6 总宽度 9 1 0 m 总高度 6 2 0 m 断面积 4 7 2 0 m 2号斜井长 8 9 0 m 综合坡度 8 3 3 3号斜井长 5 8
13、 5 1 8 m 综合坡 度 3 6 7 4 4 2 3号斜井断面 面积 同 1号斜井 为了 满足施工工期要求 本 工程在建设 阶段将通风斜 井 或竖井 作为施工工作面加以利用 隧道衬砌结构型式均 采用 新奥法 复合式衬 砌 其支护衬砌参数见表 2 3 风 险评估及控 制 根据对地质勘探 资料 和设计文件 的分析 本工 程存在 的风险主要为 1 含水千枚岩地段易发生 围岩大变形 2 软弱围岩地段和断层破碎带可能发生坍塌 3 岩溶地段和断层破碎带有发生突水 突泥的 可 能 这些都可能对隧道的施工安全 T期 工程质量 造成较大的影响 要求承包商必须对预见到的风险 制定防止风险发生的措施和风险发生后
14、的紧急处理 51 公路隧道 2 0 1 1年第 1 期 总第 7 3期 预案 从开 丁以来发生的地质灾害看 也进一步验证 了上述地质风险存在的广泛性和严重程度 表 2 包家 山隧道支护衬砌参数表 围岩分级 项 目 单位 洞 口段 V 初 期 支 护 类 型 mm 8 9 x 8 管棚 5 0 x 5小导管 q 2 5超前锚杆 超前支护 间 距 c m 4 0 4 0 4 0 长 度 m 4 0 5 5 喷 c 2 5 c m 2 6 2 4 2 2 土厚度 直 径 I n r n 2 5 2 5 2 2 径 昙 霁 统 长 度 cm ss s 锚杆布置 c m 1 0 0 7 5 1 0 0
15、7 5 1 0 0 1 0 0 直 径 mm 8 8 8 钢筋 网 钢筋布置 c I n 2 0 2 0 2 O 2 0 2 0 2 0 钢 拱 iT II T I I 2 0 a I 1 8 I 1 6 型钢钢架 间距 c m 7 5 7 5 1 0 0 二次衬砌 c m 5 0 4 5 4 0 C2 5 仰拱 c m 5 0 4 5 4 0 4 存在 主要 问题 包家山隧道长度在国内排名第 3 仅次于 1 8 k m 终南山特长公路隧道和 1 2 3 k m的宝天高速公路大 坪里隧道 在施工通 风 防灾救援 建设管理等方 面 无成功的经验可 以借鉴 需要进行专 门系统的研究 包家山隧道与终
16、南山隧道不同之处还在于没有贯通 的铁路隧道可依托 无法增加工作面 施工条件 地 质条件相对较差 因此 当前及今后将 面临如下诸 多 问题 4 1 工期 问题 包家山隧道 3 号斜井 自去年 5月份进洞 以来 共穿越断层破碎带 2 1 4 m 不包括正洞 发生大型涌 水事件 5 起 前 后停工约 3个月左右 进 尺耽误约 1 0 0 0 m 2 0 0 6年 9月底 强降雨导致 3号斜井大面积涌 水 最大涌水量超过 2 0 0 m h 虽然施工单位按原 先制定的应急预案奋 力抢 险 但 由于整个洞身都不 同程度的出现了涌水 最终还是导致 3号斜井 洞内 被淹 4 0 多米 停工 1 0 d 2 0 0 7年 3月 3日下午 1 7 2 0 3号斜井 XJ K0 4 9 0隧 底 突 然 喷 出一 股 管 状 涌 水 水 柱 直 径 约 5 2 3 0 c m 起始 喷出高度约 4 0 5 0 c m 水体呈红褐色 含大量泥沙 水压较大 涌水量约 3 0 0 4 0 0 m h 同时 在 X J K0 0 8 0 X J K0 1 9 0及 X J K0 2 2 0等 多处出现线状或股状
