向莆铁路雪峰山特长隧道辅助坑道优化的设计.doc

向莆铁路雪峰山特长隧道辅助坑道优化的设计 　　摘要 雪峰山特长隧道是向莆铁路全线重点控制性工程之一，为满足向莆铁路“乐化东-三明北段”工期提前1年至2012年9月30日开通运营的目标，对雪峰山隧道辅助坑道进行因地制宜地优化设计，实现长隧短打、快速施工以缩短建设周期，满足工期压缩目标进行总结，以期为其他类似项目提供借鉴作用。 　　关键词 特长隧道；辅助坑道；优化设计 　　中图分类号[U25] 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）37-0059-02 　　1 工程概况 　　雪峰山隧道是新建向塘至莆田铁路全线咽喉控制性工程，位于福建省三明市将乐县及沙县境内。隧道为双洞单线隧道，线间距11.89m~45m，左线长17 842m（DK300+850~DK318+692）、右线长17 836m（YDK300+840~YDK318+676）。左右线隧道内纵坡均为人字坡，从隧道进口至出口坡度依此为3‰、6‰、-3‰。设计行车速度200km/h，并预留250km/h速度条件，采用客货共线标准设计。 　　雪峰山隧道及其辅助坑道采用新奥法原理组织施工，人工钻爆。正洞Ⅴ级围岩采用短台阶法，Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅱ、Ⅲ级围岩均采用全断面法施工。平导及斜井均为Ⅱ、Ⅲ级围岩，均采用全断面法施工。 　　2 辅助坑道原设计概况 　　2.1 辅助坑道原设计方案 　　雪峰山隧道辅助坑道原设计方案为4座斜井+进口平导，详见表1，图1。 　　 　　表1 雪峰山隧道原辅助坑道设置表 　　 　　图1 雪峰山隧道原辅助坑道设计示意图 　　2.2 辅助坑道断面特点 　　1）单车道无轨运输斜井净空断面尺寸为5.5×6.0m（宽×高），有效面积29.93m2。隧道宽=3.75m车道宽+0.9m人行道宽+0.25m余宽+0.25m×2侧向宽度+0.05m×2安全间隙，为5.5m。车辆高度取3.8m，风管直径取1.5m，风管与车辆间的安全间距为0.3m，高度即为6.0m。单车道斜井可布设2根Φ1.5m的风管； 　　2）双车道无轨运输斜井净空断面尺寸为7.6×6.37m（宽×高），有效面积49.74m2。隧道宽=6.0m车道宽+0.75m人行道宽+0.25m余宽+0.25m×2侧向宽度+0.05m×2安全间隙，为7.6m。车辆高度取3.8m，风管直径取1.5m，风管与车辆间的安全间距为0.55m，高度即为6.37m。双车道斜井可布设3根Φ1.5m的风管； 　　3）单车道斜井每250m设30m的错车带（兼缓坡段），错车带断面采用双车道断面型式。 　　3 优化设计原由 　　1）向莆铁路乐化东-三明北段运营时间将比初步设计提前1年，作为线路控制性工程雪峰山隧道则相应的土建工期压缩6个月方能满足整体工期要求，也即是雪峰山隧道原设计土建工期39个月变更为33个月； 　　2）原设计4座斜井+1座平导方案并依据进度指标计算，则无法满足工期提前6个月的需要。实现多开工作面通常采用运输量、灵活简便、技术安全可靠、经济易行的无轨运输斜井； 　　3）根据工期计算原设计的湖管斜井、三洋斜井所承担的正洞任务量已不能满足工期提前需要，须对其任务量进行调整，也就是说必须对其与正洞交点里程进行调整。白沙斜井洞口原设计处于低洼处的稻田内，易发生雨水倒灌且交通不便等因素，经综合考虑须对其位置进行改移以便于后期的施工； 　　4）溪源斜井及三洋斜井原设计“单车道+错车道断面”无法满足斜井进入正洞后4个开挖面快速施工需要。斜井进入正洞开辟4个工作面以后，洞内若4个掌子面同时出碴则会有24台车辆同时在洞内行进，加之材料运输就会出现异常繁忙，施工车辆在斜井内频繁错车，运输效率很低，从而影响整体施工进度； 　　5）溪源斜井原设计进入正洞后按2个主攻面组织施工，风管为2条Φ1.2m的软式风管能满足洞内通风需要。改为4个开挖面同时施工后，则原有的通风设计就不能满足洞内通风需要，根据洞内爆破后散烟所需的风量，同时考虑通风过程中沿程风量损失，要满足4个作业面风量需求，须配置3台SDF(C)-NO12.5型轴流风机，也就是需要3条Φ1.5m通风管，原有的断面则无法满足布设3条Φ1.5m通风管所需空间，只有扩大原设计斜井断面方能满足； 　　6）通过新增斜井及改移斜井可大大降低原设计独头通风距离，改善洞内通风条件； 　　7）原初步设计各工区任务划分量已不能实现均衡施工生产的需要，且单口掘进速度提高空间有限。 　　4 优化设计方案 　　1）进口平导及溪源斜井增设2个工作面，需要布置3条风管，断面按原设计单车道+错车道改成双车道组织施工，使通风管布设更合理； 　　2）湖管斜井、三洋斜井及白沙斜井调整与正洞交点里程和洞口位置，并延长斜井，断面按双车道组织施工； 　　3）新增玉华