導(dǎo)語(yǔ)：長(zhǎng)隧洞施工方案論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工程概況

根據(jù)輸水線路工程方案二線路布置，線路總長(zhǎng)度46.34km，由0.78km長(zhǎng)的輸水箱涵和單條長(zhǎng)32.61km穿越主峰的長(zhǎng)隧洞組成，其中隧洞總長(zhǎng)度32.61km，前段砂礫石段長(zhǎng)6.1km，中后巖石段長(zhǎng)26.51km，輸水線路縱斷面布置如圖1所示。受限于地形條件，無(wú)布置和開(kāi)設(shè)施工支洞的條件。設(shè)計(jì)擬定采用無(wú)壓輸水隧洞，凈洞徑4.0m，開(kāi)挖洞徑4.8m，圓形斷面，埋深200～1559m。方案二全洞長(zhǎng)32.61km的隧道采用的施工方案為“土壓平衡+雙護(hù)盾TBM”的雙模護(hù)盾式全斷面掘進(jìn)機(jī)方案，前段6.1km砂礫石洞段采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，圓形斷面，凈洞徑D=3.0m，C50預(yù)制管片鋼筋砼襯砌結(jié)構(gòu)。中后段長(zhǎng)26.51km的巖石隧洞段采用TBM掘進(jìn)機(jī)方案。本文論證的是長(zhǎng)隧洞的巖質(zhì)部分（樁號(hào)：6+970.0～33+480.0）的施工方案選型，對(duì)采用TBM方案和TBM+鉆爆法聯(lián)合方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定施工方案。

2工程地質(zhì)條件

該隧洞全長(zhǎng)32.61km，其中中后段巖質(zhì)隧洞長(zhǎng)26.51km，最大埋深1559m，平均埋深約800m，地層巖性繁多，巖質(zhì)軟硬不一，從硬質(zhì)巖-軟質(zhì)巖均有分布，地層時(shí)代從N1～O1共9個(gè)地層單位9種地層巖性，從巖質(zhì)隧洞進(jìn)口至洞出口依次為:志留系下統(tǒng)下巖組（S1a）片理化鈣質(zhì)砂巖、中巖組（S1b）千枚狀板巖夾石英砂巖，侏羅系上統(tǒng)（J3）礫巖夾泥巖，泥盆系上統(tǒng)（D3）紫紅色變質(zhì)砂巖夾礫巖，志留系中統(tǒng)下巖組（S2a）變質(zhì)安山玄武巖夾凝灰砂巖，石炭系下統(tǒng)（C1）白云巖夾炭質(zhì)頁(yè)巖，奧陶系中統(tǒng)（O2）淺變質(zhì)砂礫巖夾板巖，奧陶系下統(tǒng)（O1）結(jié)晶灰?guī)r，上第三系中新統(tǒng)（N1）黏土巖夾砂礫巖。在強(qiáng)烈的構(gòu)造應(yīng)力和外應(yīng)力作用下，形成了一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，埋深大、軟硬巖兼具，巖性以沉積巖和變質(zhì)巖為主，受構(gòu)造影響，共分布有17條斷層破碎帶。巖石物理力學(xué)性質(zhì)差異大，單軸飽和抗壓強(qiáng)度15.4～80.6MPa，巖石縱波速1500～5100m/s，完整性系數(shù)0.2～0.5（破碎的除外）。圍巖類(lèi)別以Ⅲ、Ⅳ類(lèi)為主，局部Ⅴ類(lèi)，其中：Ⅲ類(lèi)圍巖段長(zhǎng)11.9km；Ⅳ類(lèi)圍巖段長(zhǎng)11.2km；Ⅴ類(lèi)圍巖段長(zhǎng)3.4km。洞室位于地下水位線以下，地下水類(lèi)型主要為變質(zhì)巖類(lèi)裂隙水、碎屑巖類(lèi)孔隙-裂隙水，局部白云巖及結(jié)晶灰?guī)r段存在巖溶水。隧洞穿越17條斷層，斷層寬度數(shù)米～200m，均為壓性斷層，受斷裂構(gòu)造影響，擠壓隆起作用較為強(qiáng)烈，斷裂、褶皺較發(fā)育，地應(yīng)力水平較高，以構(gòu)造應(yīng)力為主，主應(yīng)力方向與洞線近于平行，主應(yīng)力方向在NE30°左右。工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。根據(jù)隧洞TBM施工適宜性判斷，巖石完整性及圍巖條件相對(duì)較差，受不利巖體地質(zhì)條件組合對(duì)掘進(jìn)效率有一定的影響，地質(zhì)條件適應(yīng)性一般至較差，適宜性分級(jí)為B、C級(jí)。

3施工方案選擇因素

針對(duì)工程地質(zhì)條件與規(guī)劃工期，并結(jié)合工程區(qū)高寒、高海拔及長(zhǎng)隧洞等特點(diǎn)，在隧洞施工方案的選擇上主要考慮以下因素：

（1）根據(jù)地形地質(zhì)及長(zhǎng)隧洞條件，優(yōu)先考慮掘進(jìn)機(jī)及預(yù)制管片施工方案。

（2）工程區(qū)地處高寒、高海拔、缺氧等特殊的氣候及外部條件，考慮以人為本原則，優(yōu)先采用機(jī)械化程度高的掘進(jìn)機(jī)施工，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全度。

（3）局部不良洞段可采取鉆爆法配合掘進(jìn)機(jī)施工。

4施工方案擬定及方案比較

巖石洞段長(zhǎng)度與直徑之比為8838，從洞長(zhǎng)來(lái)看，采用TBM進(jìn)行施工比較經(jīng)濟(jì)。根據(jù)隧洞沿線工程地質(zhì)，選擇硬巖及軟巖均可適應(yīng)，對(duì)軟巖、斷層帶及大埋深節(jié)理較發(fā)育的巖石類(lèi)型有顯著優(yōu)勢(shì)，施工的TBM設(shè)備應(yīng)擬采用對(duì)地質(zhì)適應(yīng)性較廣的混合型雙護(hù)盾全斷面TBM掘進(jìn)機(jī)，對(duì)于沿線大規(guī)模斷層破碎帶洞段采取常規(guī)的鉆爆法配合掘進(jìn)機(jī)施工。

（1）工作面確定：由于進(jìn)口6.1km的砂礫石洞段采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，每天掘進(jìn)襯砌完成4環(huán)，月進(jìn)尺180m/月，工期為34個(gè)月。TBM掘進(jìn)機(jī)制造、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝共需約20個(gè)月的時(shí)間，少于盾構(gòu)法施工進(jìn)口砂礫石洞段的施工時(shí)間；若TBM由進(jìn)口過(guò)砂礫石洞段進(jìn)入巖石洞段掘進(jìn)，則需將砂礫石洞段洞徑由D=3.0m擴(kuò)大至D=4.8m；若由進(jìn)口開(kāi)始TBM的施工且不擴(kuò)大砂石料洞段洞徑時(shí)，則需在7+200處設(shè)置豎井，TBM設(shè)備由該豎井調(diào)運(yùn)至洞底，在隧洞內(nèi)的組裝洞室進(jìn)行組裝和調(diào)試。因此，1臺(tái)TBM方案由出口向上游掘進(jìn)較為適宜，即由32+930向上游方向掘進(jìn)至6+970，掘進(jìn)段長(zhǎng)度25.96km。在TBM制造、運(yùn)輸約16個(gè)月的時(shí)間段，先采用鉆爆法進(jìn)行出口洞段的施工，出口洞段均為Ⅳ類(lèi)圍巖，按月成洞進(jìn)尺40m計(jì)算，則可完成550m的掘進(jìn)、施工，同時(shí)完成樁號(hào)30+170處通風(fēng)豎井的施工。

（2）獨(dú)頭最大通風(fēng)長(zhǎng)度：該方案獨(dú)頭最大通風(fēng)距離23.20km。根據(jù)國(guó)內(nèi)TBM獨(dú)頭通風(fēng)長(zhǎng)度的工程實(shí)例，達(dá)到該長(zhǎng)度的少有。長(zhǎng)距離的施工通風(fēng)，對(duì)通風(fēng)量需求量、通風(fēng)風(fēng)壓及風(fēng)速的要求均很高，通風(fēng)難度大，實(shí)現(xiàn)困難。

（3）斷層破碎帶施工：TBM掘進(jìn)機(jī)施工長(zhǎng)度為25.96km，其中斷層破碎帶寬度100m以上的不良部位采用常規(guī)鉆爆法施工，總長(zhǎng)度1.64km，共需開(kāi)挖旁洞約2.0km。

（4）工期：類(lèi)比國(guó)內(nèi)TBM掘進(jìn)機(jī)施工月平均進(jìn)尺按550.0m/月初步估算，施工所需時(shí)間為48個(gè)月，寬度大于100m以上2km長(zhǎng)斷層處理及旁洞施工時(shí)間按開(kāi)挖、支護(hù)、灌漿等處理月平均進(jìn)尺30m/月估算，工期約為68個(gè)月，總計(jì)工期116個(gè)月（約10年）。

5結(jié)語(yǔ)

本文從埋深、工程地質(zhì)條件、施工工作面的確定、獨(dú)頭最大通風(fēng)長(zhǎng)度、工期及投資等方面對(duì)TBM方案和TBM+鉆爆法聯(lián)合方案進(jìn)行了比較，在滿足規(guī)劃工期的條件下，巖石洞段6+970～33+480段最終選擇了采用2臺(tái)雙護(hù)盾TBM掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，局部不良洞段采取鉆爆法配合掘進(jìn)機(jī)的施工方案。

作者:陳學(xué)雁單位:甘肅黑河水電實(shí)業(yè)投資有限責(zé)任公司