特长公路隧道斜井排烟通道施工技术

裴树林

摘 要：近年来随着经济技术的发展，高速公路长大公路隧道逐年增多， 特长隧道为确保运营期间的通风救援，多以设斜井的方式确保通风排烟效果，并且施工过程中还可以增加工作面，实现“长隧短打”，以加快施工进度。由此通风斜井与竖井的设计运用越来越多，大断面斜井排烟通道应用也俞加广泛。武深高速青云山特長隧道通风斜井断面复杂，左右线设联络巷道与通风井连接，尤其是上跨主洞段施工干扰大。本文就青云山隧道斜井排烟通道施工技术作简单介绍，仅供类似工程参考。

关键词：特长隧道；排烟通道；斜井；施工

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0103-02

1 工程概况

青云山隧道位于广东省韶关市翁源县及河源市连平县分水岭青云山山脉，左线长5900m；右线长6010m，隧道最大埋深约808m，属特长深埋三车道大断面公路隧道，为武深高速广东段最长的三车道公路隧道。为解决运营通风排烟难题，采用地面风机房排烟，减小了工程建设规模和施工难度，与联络风道的坡面布置主要考虑到斜井位置以及排烟区段的划分等因素，同时考虑尽量使风道平顺。因此，排烟联络道的设计整体垂直于隧道轴线。

通风斜井位于隧道的一侧，为满足左右线排烟的需要，需在斜井顶部通过联络道跨过左线主洞对右线进行排风。为便于排烟，排烟口均设置在主洞隧道顶部，根据排烟要求，开口面积>40m2。

2 工程特点

（1）排烟通道与斜井交叉口处半径为600m，小半径圆曲线，测量放样困难，如图1所示。

（2）坡度为16.2%的上坡，坡度大，施工困难，如图2所示。

（3）排烟通道横穿正洞拱顶，排烟口直接布置在主隧道顶部，距离主隧道设计高程7.4m，由于排风口与主隧道夹角为90°，且排风口断面较大，结构复杂。

（4）排烟通道与主洞及斜井同时施工，施工干扰较大。

（5）交叉口处空间受力复杂。

3 施工方案

3.1 总体施工方案

为减小各交叉洞室相互之间的施工干扰，并有利于运营排烟，排烟联络道与斜井采用顺接，开挖时应严格遵守“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的原则。为降低交叉口段施工干扰的影响，施工过程中合理有效的进行控制爆破是顺利通过交叉口的关键所在。必要时对中间岩体采取注浆加固处理后再进行施工开挖。

3.2 施工工序（图3）

开挖顺序为：斜井→排烟联络通道→正洞。

衬砌顺序为：正洞→排烟联络通道→斜井。

交叉口段开挖、支护待斜井完成主洞施工后进行，交叉口扩挖从K0+041.347开始，向小桩号方向进行，逐段拆除斜井衬砌初期支护并进行通道衬砌支护施工。拆除斜井初期支护过程中，应将截断的钢拱架焊接在通道初期支护钢拱架上，每次拆除长度不得大于1m，并应做好临时加固。

待排烟联络通道施工完成，沉降稳定后，进行正洞施工，正洞施工至排烟联络通道处时，由于正洞与排烟联络通道成90°夹角，且排风口断面较大，结构复杂。在施工过程中必须控制爆破，控制开挖进尺，每次开挖一榀拱架，减少对围岩的扰动，必要的时候采用机械开挖，及时进行初期支护。

3.3 开挖方法

排烟联络通道围岩为IV级围岩且断面较小，开挖按全断面一次性光面爆破施工，利用自制钻孔小台架进行钻孔、支护作业。因排烟联络通道与斜井顺接，断面变化，坡度大，且有小半径曲线段，施工进尺控制在1.0～1.5m，每循环由测量班进行精确放样，对曲线段施工坡度和开挖角度由技术人员对测量班、开挖班进行技术交底，技术人员现场进行跟踪监控。

正洞开挖前，必须对排烟联络通道与正洞交叉口段进行加固，在排烟联络通道两侧各打设三排长3.5米的Φ42小导管进行注浆加固，每榀拱架两侧用I20b工字钢进行联结横撑。如图4所示。

正洞围岩为IV级围岩，断面大，开挖采用三台阶施工方法，开挖至排烟联络通道处，进行控制爆破，或者采用机械开挖，控制开挖进尺，每循环开挖只允许开挖一榀拱架（0.8m），减少对围岩的扰动，开挖后必须立即进行初期支护，加强监控量测，确保施工中排烟联络通道的稳定。如图5和图6所示。

3.4 洞渣运输

排烟联络通道的断面尺寸为5米×6.35米，所以出渣采用挖掘机配合装载机将洞渣装入自卸车运至弃渣场。

3.5 排烟联络道施工时通风方式

排烟联络道施工时，在斜井与联络风道交叉口处自制三通接头，利用小直径通风管将新鲜风流引至工作面，转角处配合小型射流风机及局扇输送新鲜风流保证施工安全。

3.6 二衬施工

排烟联络通道施工完成，待沉降稳定后，进行正洞施工，为了避免正洞施工将排烟通道的排水系统及二衬破坏，因此排烟联络通道的二衬待正洞开挖支护完成，二衬施工完成后再进行排烟通道的二衬施工。

正洞衬砌采用12米全断面液压台车进行衬砌。二衬砼浇筑边顶拱一次成型，正洞与排烟联络通道交叉口处纵向肋与横向肋施工，待台车定位后，在台车上进行纵、横向肋的钢筋绑扎，模板制作和固定后进行混凝土浇筑。在交叉口处防水板必须预留1m与排烟联络通道的防水板进行联结，正洞环向必须加密布设环向Ω型排水管，按3米一道布置，横向Φ110排水管按3米一道布设，确保排水畅通。

排烟道联络通道由于断面大小不一、坡度大、半径小，二衬砼采用自制台架配组合钢模板衬砌，每次衬砌长度直线段6m，曲线段及爬坡段每次衬砌长度3m。泵送砼入仓，插入式振动棒振捣，施工顺序为正洞→排烟联络通道→斜井。如图7所示。

3.7 测量放样控制技术

根据施工安排，当斜井开挖进入正洞后，交叉口扩挖从K0+041.347开始，向小桩号方向进行，精确定出排烟联络通道的中心桩，根据断面尺寸放出排烟联络通道的位置，定出方向。按照这个方向和设计坡度掘进进入曲线段及爬坡段，曲线段放样必须对每一榀拱架进行精确测量，确保净空断面。

4 体会

（1）排烟联络道需要连接斜井，并跨越主洞，造成地下洞室互相交错，形成了一个复杂的网状结构。由于交叉洞室交叉处结构受力非常复杂，施工时特别强调采用分部开挖的方法，加强支护，加强监控量测，确保交叉处结构安全。

（2）排烟联络通道与斜井交叉口处曲线半径小，坡度大，施工前加强导线复测工作、并做好技术交底，施工中加强测量工作，曲线段严格控制开挖进尺，防止超欠挖。

（3）施工中加强通风排烟工作，具体措施为在施工作业面增设小型射流风机、局扇，加强通风。同时要加强对有害气体的检测工作，确保施工安全。

（4）各交叉口及与主洞相交地段设警示牌，并设专职安全员进行巡视。

（5）排烟联络通道与正洞交叉处排水系统必须做好，防止渗水。

（6）加强围岩量测工作，根据量测信息及时修改支护参数，确保施工安全。