[发明专利]特长深埋公路隧道的施工工法

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种特长深埋公路隧道的施工方法。

背景技术

在公路交通快速发展的今天，对修建跨区域的大型公路通道提出了强烈的需求，但由于一些自然条件的影响，如大型山脉的天然阻隔，给这些通道的修建带来了很大的困难。比如，新疆受天山山脉的阻隔，南北疆之间的公路通道就一直没有实施。制约这些大型公路通道实施的关键就是穿越大型山脉的越岭隧道的修建。大型山脉海拔较高，穿越这些大型山脉的隧道往往具有特长、深埋（埋深达1000m以上）的特征。特长、深埋的隧道（以下简称长深隧道）有三个需要解决的问题：一是隧道的地质勘查问题；二是隧道的快速施工问题；三是运营阶段的通风防灾问题。

当隧道埋深达1000m以上时，一般不能打竖向探孔，因而对隧址范围内的围岩、地下水等地质情况不能做有效地探明。同理，由于埋深太大，长深隧道修建竖斜井几乎也不可能（目前世界上最深的竖斜井为661m），施工过程中就无法开拓多掌子面，实现“长隧短打”；同样，长深隧道的运营通风防灾问题也无法得到有效解决。为了解决长深隧道在施工中面临的上述三个问题，我们有必要对现有隧道的施工结构及施工工法进行改进。

现有隧道的施工方法主要有两种：钻爆法和大型TBM法（隧道掘进机法）。钻爆法独头月掘进速度仅150m/月，施工效率较低。大型TBM国内的掘进速度可达400m/月，但双车道高速公路隧道直径达11.4m左右，设备采购费高达3～4亿元人民币，且施工中耗电量大，使用成本高，隧道断面空间浪费大，经济性较差。而且，单独采用上述任一种施工方法都很难满足大型公路通道中对长深隧道的修建要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种施工简单、方便、施工成本低、施工工期短、且能有效实现特长深埋公路隧道施工的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种特长深埋公路隧道的施工工法，包括以下步骤：

（1）施工平行导洞：根据已拟定的所述特长深埋公路隧道的隧址，在该公路隧道进口端端面的中间位置，利用小直径隧道掘进机先行掘进一平行导洞；所述平行导洞位于所述公路隧道的两隧道主洞之间，且与隧道主洞平行布置；

（2）钻爆掘进：上述利用小直径隧道掘进机掘进平行导洞的过程中，在所述两隧道主洞的进口端、出口端以及所述平行导洞的出口端同时采用钻爆法进行掘进；

（3）开辟掌子面：施工过程中，控制所述平行导洞的掘进速度快于所述两隧道主洞的掘进速度，然后在所述平行导洞掘进端的左侧和右侧分别开挖横向通风道，使其到达两侧隧道主洞所在区域，然后在该区域开辟新的掌子面，并在该掌子面处使用钻爆法施工；随着平行导洞的不断深入，每隔一定间距便在其掘进端的左右两侧重复开挖横向通风道和掌子面；

（4）开挖隧道主洞：在已经开辟的各掌子面前、后两端分别采用钻爆法持续掘进，直至两侧的隧道主洞全部贯通，施工完成。

作为对上述技术方案的进一步改进，上述施工工法中，通过所述先行掘进的平行导洞进行前方的超前地质勘探和地质预报。通过地质勘探和地质预报可探明前方隧址范围内的围岩情况及地下水富存情况，根据探明的情况可更好地指导所述两个隧道主洞的掘进施工。具体的地质勘探手段本领域技术人员可根据公知常识、地质条件及长中短程预报的需要自行选择和组合。

上述的特长深埋公路隧道的施工工法中，所述小直径隧道掘进机的掘进半径优选为3.5m～5m。

上述的特长深埋公路隧道的施工工法中，所述施工工法优选是通过一施工通风通道进行通风，该施工通风通道包括由所述平行导洞充当的送风道以及由所述已开挖隧道主洞充当的排风道，所述送风道和排风道通过所述的人行横通道、车行横通道和/或横向通风道连通，并通过射流风机和轴流风机引导风向。

上述的特长深埋公路隧道的施工工法中，所述施工工法优选是通过一渣土运输通道进行出渣，该渣土运输通道包括由所述平行导洞充当的空载车进洞通道以及由所述已施工隧道主洞充当的渣土满载车出洞通道，所述空载车进洞通道与渣土满载车出洞通道通过所述的人行横通道、车行横通道和/或横向通风道连通，施工过程中控制空载车进洞路线与所述施工通风通道中的新鲜空气流向一致，控制渣土满载车出洞路线与所述施工通风通道中污浊空气流向一致。