新疆尉乌高速公路某隧道的三洞施工技术探析

潘 政

（山西路桥第五工程有限公司, 山西 太原 030006）

0 引言

G0711 线尉犁至乌鲁木齐高速公路（简称尉乌高速公路）是新疆维吾尔自治区2022 年重点公路项目，天山胜利隧道全长22.13 km，为目前世界最长高速公路隧道，是乌尉高速公路的全线控制性工程，是乌尉高速项目总工期的关键线路。为满足超长公路隧道合理施工工期要求，通常需增加工作面，缩短工期，加快施工进度，而通过传统方法开辟新的辅助工作面不能有效控制施工总工期，不能确保乌尉高速全线如期贯通[1]。

1 技术工作原理分析

在双主洞之间设置中导洞，采用TBM 法施工，TBM 在生产、洞外场地设置和组装的同时[2]，采用人工钻爆法施工中导洞洞口段TBM 预备洞室、始发洞室，待TBM 组装完成后，利用滑板沿预备洞室、始发洞室导向槽空推步进至始发洞室掌子面开始进行掘进[3-4]，后一个工作面完成后转移至前一个新开辟主洞工作面，依次增加工作面，高峰期至少6 个工作面平行作业[5]。

2 技术的创新性分析

（1）创新性地提出了一种复杂网络多掘进工作面施工通风技术，随着洞口段工作面的贯通，主洞和中导洞风机位置不断向前移动，减少了隧道独头通风距离，同时利用成型竖井的烟囱效应排除洞内污浊空气，解决山岭特长三洞隧道掌子面通风、排烟难等问题[6]。

（2）创新性地提出主洞车辆分流方案，中导洞TBM 选用连续皮带和转渣皮带机出渣，采用有机动灵活和施工组织调度简单的无轨运输方案，连续皮带机采用隧道洞顶正上方导链悬挂式布置方案，避免横通道开挖对连续皮带机的影响[7]。

（3）创新性地提出了一种中导洞TBM+双主洞钻爆法联合施工工法，通过中导洞在车行横洞处开辟主洞辅助掌子面，隧道高峰期也可有多个掌子面平行作业，加快超长隧道施工进度[8]。

3 技术的先进性分析

（1）针对车行横洞开挖易产生岩石抛掷现象，创新性地提出了一种车行横洞爆破开挖的防护装置及爆破开挖方法[9]。

（2）针对洞内无轨物料运输效率低的问题，创新性地提出主洞车辆分流方案[10]。

（3）针对超长公路隧道施工周期长的难题，创新性地提出了一种中导洞TBM+双主洞钻爆法联合施工工法[11]。

（4）针对山岭特长三洞隧道掌子面通风、排烟难等问题，创新性地提出了一种复杂网络多掘进工作面施工通风技术[12]。

（5）针对预制仰拱块结构尺寸大、重量重以及传统仰拱块反向预制存在翻转工序的问题，创新性地提出了一种三腔空腹薄壁式预制仰拱块和正向预制工艺[13]。

（6）针对TBM 洞外组装及步进过程中安全风险大、施工效率低的问题，创新性地提出了隧道TBM 洞外组装施工场地和步进预制混凝土构件[14]。

4 技术的效益分析

较斜井辅助主洞施工节省工期约20 个月。见表1。

表1 技术效益对比表

5 工程实例分析

天山胜利隧道利用TBM 快速掘进的优势，通过中导洞在车行横洞处开辟主洞辅助工作面，以相邻车行横洞为施工段，将整条隧道进行“切割”，从而实现“长隧超短打”。高峰期至少保持6 个工作面，后一个工作面完成后转移至前一个新开辟工作面，依次增加工作面[6]。

5.1 物料配备

按照统一安排、集中管理的原则，两家隧道队伍各选择适当位置独立设置生活区，独立配备空压机房、配电房值班室及门禁系统等。该处隧道进口端属于全部采用先进的机械化作业示范点，所以计划对隧道进口端50~70m 范围内全部监控，方便后期设置、视频监控室、值班室及门禁系统等。该处隧道出口端建设喷射混凝土拌和站和拱架加工厂各1 座，对拌和站料仓和拱架加工厂场地采用30 cm 石渣垫层+10 cmC15 混凝土进行硬化，道路采用30 cm 石渣垫层+15 cm 厚C20 混凝土进行硬化。见表2、表3。

表2 隧道进口段物料配备表

表3 隧道出口段物料配备表

5.2 试验配备

试验室在东侧各功能室房后浇筑30 cm×30 cm 的混凝土排水沟，排除雨水至排水系统。对试验室院内、外场地采取10 cm 厚的C15 混凝土进行硬化处理，并选择适当场地作为压碎后的混凝土试块存放场。见表4。

表4 试验配备表

5.3 应用效果分析

采用步进混凝土构件在步进施工过程中不必利用工字钢加工后配套行走轨排作为TBM 后配套前进的支撑体系，通过开辟主洞辅助工作面实现主洞的各个工作面同向开挖，缩短了建设工期，具有安全快速、优质高效、环保节能的特点，使高速公路及早投入使用，惠及群众出行和当地经济发展；在隧道建成投产运营后，中导洞可作为逃生救援的通道，有效解决了长大双洞隧道事故救援难题，实现了工程建设项目的增值。

6 结语

综上所述，在天山胜利隧道服务隧道出口端探索应用三洞方案，其中双主洞采用钻爆法，中导洞采用8.4 m直径敞开式TBM 掘进机，有效施工工期仅52 个月，较斜井辅助施工可节约工期约20 个月并总结形成了以上施工技术。此项技术具有技术安全可靠、节约工期成本等特点，可为今后长、超长隧道施工提供可复制的经验。