长大隧道辅助坑道位置、角度在现场施工中的优化.docxVIP

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长大隧道辅助坑道位置、角度在现场施工中的优化

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摘要：施工前对设计方案进行优化是施工单位结合工程所在地的自然环境与人文环境，通过施工图现场核对，对设计方案进行优化。蒙华铁路龙泉坪隧道横洞位置移动，西峡隧道斜井角度的调整正是结合了当地的施工环境与现场实际施工需要进行的设计优化，其目的是进一步缩短施工工期，节约施工成本，对周边最大限度的降低对自然环境影响程度；促使洞内行车通畅，减少相互干扰减弱，增强洞内施工安全系数。

关键词：长大隧道；辅助坑道；位置；角度；优化

引言

在日益重视生态环境的当下，长大隧道出现的频率逐步上升，而且在一个项目中长大隧道往往成为关键线路，其工期直接决定着建设项目的工期。目前隧道工程大部分仍采用钻爆法施工，施工内容主要由正洞开挖，辅助坑道本体施工，通过辅助坑道开挖正洞及后续施工工程。长大隧道为了提高施工进度目前普遍采用“长隧短打”的方式，设置斜井、横洞、平行坑道等辅助坑道。辅助坑道的设计尤为重要，其不仅仅可以增加作业面缩短施工工期，同时也大大改善洞内施工环境。

目前辅助坑道的优化均在设计阶段，设计阶段往往不能全面考虑实际施工时所面临的环境制约，辅助坑道的众多优化方向在实际施工时都有可以提升的空间。龙泉坪隧道上庄横洞设计位置位于线路DK805+820处，处于村庄上方，单侧向大里程掘进2705.5m，出口处于大鲵保护区不能增设工作面，单侧掘进深度大；西峡隧道安乐沟斜井与正洞以45.2°斜交，夹角小的一侧车辆行驶不便，安全隐患较高。因此对上述辅助坑道的优化情况直接影响着施工进度、安全与成本。

1工程概况

1.1龙泉坪隧道采用单洞双线形式，隧道长度3615.5m，隧道进出口里程分别为DK804+370、DK807+985.5，由于隧道出口段DK805+645～出口段2443m位于卢氏大鲵自然保护区,不宜作为施工场地，在上庄设置横洞一座。上庄横洞位于线路左侧，交于线路DK805+280里程，距离进口910m，距离出口2705.5m。由于出口不宜增开工作面，横洞至大里程方向掘进深度过长，虽然龙泉坪隧道不是控制性线路，但是单侧开挖工期过长同样影响后续工序的施工效率；同时，长度大对隧道通风、排水排烟、供风、供电等同样增加难度，对隧道的文明施工也是个巨大的考验。

1.2西峡隧道形式采用单洞双线，隧道长度5100m，隧道进出口里程分别为DK811+232、DK816+332。隧道中部设置斜井一座与正洞相交与DK813+800处，斜井与线路大里程方向夹角45.2°，斜井综合坡度8.49%，斜井平长223.5m，斜井采用无轨运输双车道断面。由于斜井转入正洞后正洞左线与斜井夹角较小，影响交通运行与洞内通风排烟，且转弯处视线盲区点多，安全隐患大。

2优化目标

2.1优化原则，施工阶段的辅助坑道优化方案要根据各个单位工程的具体实际情况，优化的方案要满足目标要求，优化方案主要基于以下原则

（1）安全原则，优化后的方案安全性必须得到保证，对于降低安全系数的必须加以计算验证。

（2）环保原则，优化后的施工方案不能破坏生态环境，不能加剧施工环境的恶劣程度。

（3）经济、实用原则，优化后的方案要起到便于施工，节约成本的作用。

2.2对龙泉坪隧道上庄横洞洞口位置与线路交点里程优化，符合条件的情况下尽量向大里程方向偏移，远离村庄靠近国道与拌合站。

2.3对西峡隧道安乐沟斜井角度进行调整，保证混凝土罐车与自卸汽车行驶至斜井与正洞交叉处以较少的调整次数通过；尽量保证司机的视线范围减少行车盲区；保证斜井通视，便于斜井内车辆行驶无干扰，测量工作通视无障碍；尽可能不增加斜井坡度，提高工效、节约能源。

3优化方案

此次隧道设计方案优化均结合现场实际施工环境考虑，目的单一明确。采用控制变量法分析优化，确定变量的同时基本保证其他因素不发生变化，结果对比突出明显，结论优劣显而易见。

3.1龙泉坪隧道横洞位置优化

通过走访群众，现场实地勘察测量，初步判定距村庄外约300m处，距离线路DK806+500左侧约300m为一处山坳，山坳内设置横洞初步满足目的要求。随后立即沟通建设单位及设计单位，获准许可后协助设计单位进行地质勘察，勘察结果满足设置横洞要求。遂将横洞改移至此，与线路相交于DK806+500，长度、角度、坡度与原横洞相同，支护参数均不变。优化后横洞距离隧道进口2130m，距离出口1485.5m。

3.2西峡隧道斜井角度优化

通过调查研究，初步拟定角度调整变化范围45.2°～90°，设定限制条件：

（1）尽量不增加斜井坡度即不缩短长度。

（2）与正洞相交处的安全稳定围岩范围，DK813+780-900范围为Ⅲ围岩，围岩结构稳定满足安全施工要求。

（3）比较斜井洞口