秦嶺天臺山特長公路隧道

1 工程意義

秦嶺天臺山特長公路隧道是寶雞至坪坎高速公路的控制性工程，也是目前世界最長的雙向6車道公路隧道。陜西寶雞至坪坎高速公路是《國家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013—2030年)》銀川至昆明高速公路(G85)的重要組成部分，也是陜西省“兩環(huán)六輻射三縱七橫”高速公路網(wǎng)中3條南北縱線之一——定漢線的重要組成部分，在國家及區(qū)域高速公路網(wǎng)中占有重要的地位。工程的實施對于貫徹國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，推動新絲綢之路經(jīng)濟帶的形成具有重要意義。

2 工程概況

秦嶺天臺山隧道位于寶坪高速公路寶雞南互通與田壩互通之間，全長15.5 km，南北走向。隧道洞口效果如圖1所示，采用雙向6車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80 km/h； 建筑限界寬14.0 m、凈高5.0 m，單洞內(nèi)輪廓面積99 m2。隧道縱坡為1.65%單向坡，出口至寶雞南立交為30.67 km連續(xù)下坡，平均縱坡1.83%。隧道采用2斜1豎分段縱向通風(fēng)方式： 1#斜井長915.7 m，縱坡-40.175%； 3#斜井長1 753.7 m，縱坡-13%； 2#豎井深564.7 m； 均按雙井設(shè)計。天臺山隧道總體布置如圖2所示。

(a) 進口(寶雞端)

(b) 出口(漢中端)

圖2 秦嶺天臺山隧道總體布置圖

3 工程難點及解決方案

3.1 天臺山隧道交通量大，位于30 km連續(xù)長縱坡隧道群路段，對運營安全要求高

1)連續(xù)長縱坡、大交通量、橋隧相接，運營期間發(fā)生交通事故幾率增大，需設(shè)置完善的交通工程設(shè)施與應(yīng)急救援設(shè)施保證運營安全與快速有效救援。隧道內(nèi)設(shè)置緩解疲勞燈光帶，在進出口設(shè)置消防救援站，洞內(nèi)設(shè)置2處摩托車值勤點，強化對交通應(yīng)急事故的初期控制。

2)隧道內(nèi)設(shè)置4處回轉(zhuǎn)車道(正交加寬車行橫洞)，可滿足消防車及救援車輛2個方向快速調(diào)頭轉(zhuǎn)向。

3.2 下穿神沙河自然保護區(qū)和嘉陵江源頭，環(huán)保要求高

1)為保護環(huán)境，進洞方案復(fù)雜。進口端洞口采用設(shè)置施工輔洞技術(shù)，出口端采用“零開挖”技術(shù)，盡可能減少對坡體及植被的破壞。

2)下穿嘉陵江源頭段隧道采用帷幕注漿堵水技術(shù)，限量排放，防止地表水流失。

3)為有效避免空氣污染對排風(fēng)井口周圍動植物的影響，加高排風(fēng)塔并輔以除塵技術(shù)，斜豎井洞口種植具有一定抗污染性的植物。

3.3 建設(shè)環(huán)境(地形、地質(zhì)、水文條件)復(fù)雜，施工難度大

1)施工便道與保護區(qū)防火通道統(tǒng)籌考慮，永久性工程與臨時工程結(jié)合。

2)隧道最大埋深960 m，巖爆發(fā)生頻率高，穿越7條斷層，可能存在涌突水風(fēng)險，施工難度大； 需做到支護結(jié)構(gòu)與地質(zhì)環(huán)境相適應(yīng)，實施動態(tài)設(shè)計、過程控制，確保安全。

3)地下風(fēng)機房斷面變化頻繁，獨頭送風(fēng)最長達6.2 km，運輸及施工通風(fēng)難度大； 需兼顧運營通風(fēng)與輔助施工需要布設(shè)斜豎井。

4)隧道施工規(guī)模大，工期壓力大，需采用機械化施工，合理組織。

3.4 越嶺段橋隧比高達98.6%，救援難度大，機電設(shè)施聯(lián)動要求高

1)地形陡峻、橋隧相接，不具備設(shè)置隧道救援站的空間，需在進口端加寬橋梁、設(shè)置救援站。

2)隧道群路段距兩側(cè)立交較遠，發(fā)生事故或火災(zāi)后疏散難度大，需設(shè)置專用逃生疏散通道與地方道路相接。

3)橋隧、隧隧相接，對于監(jiān)控與運營管理提出了更高要求，需整體考慮，智能化監(jiān)控，保證隧道正常運營以及隧道發(fā)生事故時車輛和人員的有效疏散。

4 工程主要技術(shù)創(chuàng)新

4.1 土建方面

1)洞口疏散通道作為施工支洞輔助施工，采用洞內(nèi)反打技術(shù)，避免大規(guī)模修建便道破壞陡峻坡面。

2)采用可維護式排水系統(tǒng)，利用地下水資源在洞內(nèi)設(shè)置消防水池。

3)消防蓄水橫洞、風(fēng)機房聯(lián)絡(luò)道采用單層襯砌支護技術(shù)。

4)采用綜合地質(zhì)勘察技術(shù)，獲取可靠的圍巖力學(xué)參數(shù)，針對性設(shè)計抗水壓襯砌結(jié)構(gòu)、防巖爆支護結(jié)構(gòu)、過斷層支護結(jié)構(gòu)等，確保結(jié)構(gòu)安全。

4.2 機電設(shè)施與防災(zāi)救援方面

1)基于大數(shù)據(jù)分析和云計算，依托互聯(lián)網(wǎng)+，使通風(fēng)、照明、監(jiān)控、供配電等系統(tǒng)實現(xiàn)智能化管控。

2)完備的消防和應(yīng)急救援設(shè)施以及防災(zāi)救援預(yù)案，實現(xiàn)快速救援與疏散。

4.3 路面性能方面

1)為提高行車安全性和舒適性，15.5 km雙線隧道全長均采用SMA瀝青混凝土路面，在中國尚屬首例。

2)施工采用溫拌技術(shù)，有利于保障施工人員的健康。

4.4 運營節(jié)能方面

1)利用秦嶺南北氣候差異以及天臺山隧道洞內(nèi)與斜豎井洞口的氣象和溫度差異，設(shè)置專用的自然風(fēng)通風(fēng)道，充分利用自然風(fēng)，實現(xiàn)節(jié)能運行。

2)照明選用LED節(jié)能燈具，采用無級調(diào)光智能控制方式，實現(xiàn)按需照明。

4.5 機械化快速施工方面

提高機械配套及機械化程度，配備電腦控制鑿巖臺車、濕噴機械手、自行式液壓棧橋、仰拱整體式模板、紅外線定位裝置、電纜溝槽整體模板臺車等，采用聚能爆破與水壓爆破、拱頂帶模注漿技術(shù)、霧炮養(yǎng)生及二維碼掃描技術(shù)，全面提高隧道的建設(shè)品質(zhì)。

5 工程工期及進展情況

5.1 工程工期

項目于2016年10月20日開工，計劃竣工日期為2021年8月19日，計劃工期58個月。

5.2 工程進展

截至2017年8月底，秦嶺天臺山隧道進口施工導(dǎo)洞實現(xiàn)貫通，主洞累計掘進180 m，出口主洞累計掘進600 m，1#斜井累計掘進400 m，3#斜井累計掘進1 800 m。

6 工程參建單位

建設(shè)單位： 陜西省交通建設(shè)集團公司。

設(shè)計單位： 中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司。

施工單位： 中鐵一局集團有限公司、中交第二公路工程局有限公司、中鐵十二局集團有限公司、中鐵十一局集團有限公司。

7 供稿人

韓常領(lǐng)，王萬平，胡平。