迂回隧道开挖对导坑隧道之影响探讨

对于长大隧道而言,全断面隧道钻掘机(TBM)钻掘如施工顺利,可有效缩短工期,惟当遇及特殊地质状况时,亦可能导致TBM受困停工,此时采用迂回隧道绕至TBM机头前方解困是常用之解困方式之一,但迂回隧道挖掘对导坑隧道之影响机制不明,值得探讨.故本研究以雪山隧道导坑第十次TBM被埋受困之情况为仿真对象,将导坑视为本研究交叉区段之导坑隧道,利用三维程序FLAG3D探讨迂回隧道施作对导坑隧道之影响.导坑隧道为圆形断面(直径D=5 m)、迂回隧道为方形断面(B×B=2 m×2 m)开挖.依本研究范围内所得之结论如下:由导坑隧道向外垂直破孔处左右两侧区域呈现应力增加趋势,其加压幅度可达初始应力Ζ10%～22%.45°破孔进入导坑隧道之锐角侧壁处在破孔后σ1、σ2、σ3分别增加47%、40%、-33.5%,与90°直交侧壁处之调整为20%、18%、6%要高出不少.另外钝角侧壁处其支撑承受之岩压在破孔后σ1、σ2、σ3分别增加21%、11%、-45%.     

台湾雪山特长公路隧道通风系统分析

本文通过空气动力学及污染物运动分析发展程序模拟台湾雪山隧道内的污染物浓度分布。车行上坡隧道塞车是雪山隧道的最大通风需求工况,雪山隧道通风设计最大的特点是将通风竖井和空气互换管道整合一体,故隧道塞车时的最大通风需求可由相邻隧道共同分担。通风竖井或空气互换处是隧道内空气最污浊的地方,通风设备运作使通风竖井或空气互换处的污染物浓度恰能符合安全标准即可;通风竖井较空气互换耗电但排污最有效,空气互换对平衡两隧道通风需求差都有优良效果,两者功能类似。本文模拟雪山隧道在数种不同交通流状况下的通风需求及隧道内的污染物分布。     

台湾雪山隧道主隧道TBM工法

台湾北宜高速公路雪山隧道长12.9km,两条直径11.74m的主隧道南下、北上线及一条直径4.8 m的导坑,原规划均采用全断面隧道钻掘机(以下简称TBM,Tunnel Boring Machine)钻掘施工.由于地处板块冲击区地质复杂多变且地下水极为丰沛,不论以钻炸法施工或以TBM钻掘施工,皆极易发生灾变,断面愈大愈危险,必须事前妥善研拟因应方案及选择适当之TBM,提高警觉小心施工,灾害发生时快速应变并谨慎处理,才能将恶劣地质与涌水灾害损伤减至最小,尤其地质构造上,穿越雪山隧道之断层主要分布在南端(头城)约3.6km的范围内,其断层宽度甚至达50m以上,而雪山隧道因考虑环保水资源保护,施工期的排水、洞口设施的腹地、运弃碴料等之因素,业主决定三条隧道均由南洞口(头城端)以TBM发进向北洞口(坪林端)方向开挖,TBM实际所遭遇的恶劣地质及蕴含丰富的地下水量较所预估之状况更为艰巨险恶.本文叙述雪山主隧道恶劣地质下TBM施工之经验,提供两岸隧道与地下工程界卓参,企盼工程技术与管理,能在恶劣地质困境的考验下,获致进一步的突破与成长.     

北宜高速公路雪山隧道竖井止水灌浆成果对开挖进度之影响

地下水影响竖井开挖工作甚巨,竖井开挖成败除了地质因素外,有效之止水灌浆工作亦为主要关键.雪山隧道竖井地址岩体破碎,地下水丰沛,3#竖井开工初期止水灌浆成效不如预期,致开挖工率远低于预定进度,经检讨评估后,排气井采水玻璃灌浆工法(Labile Wasserglass grouting)、进气井GL:-157.60以下采皂土水泥灌浆工法(Bentonite Cement grouting)降低开挖面侧壁之渗水量,辅以强制抽排水系统,得以顺利开挖.鉴于3#竖井皂土水泥灌浆成效良好,1#竖井止水亦采用皂土水泥灌浆工法,由实际开挖过程验证,皂土水泥灌浆工法可有效降低开挖面侧壁渗水量.针对水玻璃灌浆工法(Labile Wasserglass grouting)及皂土水泥灌浆工法(Bentonite Cement grouting)之成效,比较不同灌浆工法对竖井开挖工率之影响程度,期供后续竖井工程选择止水灌浆工法之参考.     

秦岭终南山隧道竖井施工取得最小误差和最高精度

由中交隧道工程局承建的陕西秦岭终南山隧道2号通风竖井工程井深661m,开挖直径12．12m～15．20m,是目前世界交通建设中规模最大的竖井工程。     

在软弱砾质砂岩中开挖三车道扁平大断面隧道

日本的舞子隧道（Maiko Tunnel)是一座3．3km长的三车道双孔公路隧道，与世界上最长的悬索桥明石海峡大桥（Akashi Straits Bridge)相连。此隧道为扁平大断面隧道（典型断面为148m^2)。隧道现场的地质情况主要是由非粘结的砂和砾石层组成，由于在约1．8km的长度内地下水位在规划的隧道拱顶上约10m处，因此提前在主洞规划路线下面建了一条盾构隧道以利于开挖区域的排水，从而达到了主洞开挖期间稳定工作面的目的。本文报导了穿过非粘结砂和砾石地层的隧道部分的施工情况，还指导了从排水隧洞向上进行化学注浆以使地表沉降达到最小的情况，同时也提供了一些量测数据。     

全球最深超大型竖井工程顺利贯通

全长18．02km的秦岭隧道为了实现各种运营条件下的通风要求,采用了3座竖井的纵向通风方式,宛似在隧道上方开了三个“天窗”,将隧道分成自成体系的送排风区间。从北向南通风区间的长度分别为3930m,4316m,4949m,4825m,从而缩短了送排风的距离。在隧道顶部的射流风机与竖井内的轴流风机相结合形成了“接力传递”式通风系统,从而能有效地改善隧道内的空气质量。     

公路隧道通风竖井及支护施工技术研究

以杭州市紫之隧道工程土建第Ⅱ标段1#竖井与2#竖井为工程实例进行通风竖井及支护施工技术研究。对施工工艺中各关键步骤进行分析共得出以下几点结论:给出了钻孔爆破方法,炸药用量计算方法及孔洞分布位置设计原则;第一次爆破先在竖井中心从上向下凿岩机凿孔,采用桶形爆破法,凿孔深度2~2.5 m,炮眼排距0.9 m,每孔装药量平均1.28 kg,爆破形成直径2.5 m导洞至下层通道。井身开挖采取上而下爆破、循环进尺、每次深度按2 m开挖,逐次往里下挖方式。开挖全部完成后进行竖井初支与二次衬砌,二次衬砌每10 m设一壁座,壁座尺寸在普通衬砌结构的基础上加大150 cm;待加强段衬砌砼强度达到设计70%后,继续搭设脚手架,安装模板,自下而上依次衬砌施工。     

国内规模最大的一座公路隧道通风竖井将在秦岭终南山特长隧道区建成

陕西秦岭终南山特长隧道在西安一安康高速公路上，隧道长18．02km，是我国目前最长的一座隧道。其营运通风方案是在左右线共设三座竖井，竖井底由风道（穿过风机房）与隧道相连。中交隧道公司中标的二号竖井是一座规模最大的公路隧道通风竖井，井深661．1m，直径12．8m，通风道3个，累计长1906m，风机房面积1681m^2，附属洞室长652．5m，工期20个月。针对此项工程，在地质复杂、技术标准高、施工难度大、工期紧、任务重的情况下，中交隧道公司正进一步完善施工技术方案，制定施工组织设计，调配施工所需资源，积极进行施工准备工作。     

城开路满月特长隧道通风方案优化研究

银川至百色国家高速公路重庆开县至城口(渝陕界)段满月隧道左右线分别长11446m和11428m,本文根据隧道埋深、需风量、通风井类型及数量、斜井施工运输方式提出了5种通风方案,对通风能耗、建安费、通风效果、防灾救援、工程地质问题、辅助主隧道施工等方面进行全面的技术经济比较,提出左线采用竖井送排分两段通风、右线采用一竖一斜分三段通风方案,并对推荐方案斜/竖井的最优排风比、经济风速和经济断面进行了分析,提出了满月隧道通风斜/竖井优化配置方案。论文的研究结论对满月隧道的通风设计提供了技术支撑,也对类似工程提供了参考。