基本信息
虹梯关隧道于2009年10月开工建设;于2012年9月12日全线贯通;于2013年5月29日建成通车。
虹梯关隧道进口位于长治市平顺县青羊镇崇岩村,出口位于虹梯关乡山西通天峡景区内,左线全长13122米,右线全长13098米,设计为分离式双向四车道高速公路隧道,设计速度80千米/时。
建设历程
2009年10月1日,虹梯关隧道进口段开始横洞施工;12月20日,虹梯关隧道进口段进入正线隧道掘进。
2012年6月16日,虹梯关隧道左线正洞至10号横通道贯通;9月12日,虹梯关隧道全线贯通。
2013年5月29日,虹梯关隧道随长治—平顺高速公路的开通运营而建成通车。
隧道位置
虹梯关隧道位于中国山西省长治市;进口位于长治市平顺县青羊镇崇岩村,出口位于虹梯关乡山西通天峡景区内;左线起讫桩号K11+088~K24+210,右线起讫桩号为YK11+088~YK24+186 [7]。途经虹梯关隧道的道路是长治—平顺高速公路(属于安阳—长治高速公路,国家高速G0411)。
隧道设计
隧道结构
虹梯关隧道设计为分离式双向四车道高速公路隧道。隧道线路右侧设置1、2号通风斜井及1号地下风机房,在B6合同段设置了3、4号通风斜井和2号风机房。3、4号斜井至井底后分叉为分离设置的送风、排风两条风道,经2号地下风机房后,分别并行接演至隧道右洞和左洞。
隧道参数
虹梯关隧道左线全长13122米,右线全长13098米,隧道路基宽度12.25米,净高5米,净宽10.35米,行车道宽度7.5米,车行横洞净高5米,净宽5米。隧道设计车速80千米/小时。隧道1号斜井长745.99米,2号斜井长745.91米,3号斜井长708.5米,4号斜井长679.68米。
设备设施
虹梯关隧道机电系统按照专业的划分,主要包括隧道监控系统,隧道通信系统、隧道供电照明系统、隧道通风、消防系统等组成,且各系统属于一个有机的整体,协调作用。
虹梯关隧道内设置泡沫消火栓525套(左洞263套,右洞262套,间隔50米)、干粉灭火器2100个,报警电话134部,火灾报警器525套,另外设置容量300立方米低位水池1个、1000立方米高位水池1个。隧道通风系统采用射流和轴流风机。
建设成果
技术难题
虹梯关隧道施工过程中遇到以下建设难题:
1.虹梯关隧道进口山体形成了一条贯通裂隙危岩体。如果正面直接进洞施工,有可能发生坍塌,后果不堪设想;如果先把危岩体清理掉再进洞施工,则会造成工期的延误。针对这一难题,施工人员采取“迂回进洞”的方法施工,即在离洞口500米远的地方新增一条481.18米横洞直达正线隧道展开双相施工,有效地规避了采用洞口直接进洞的“高风险”,同时减少了对洞口山体及附近植被的破坏。
2.虹梯关隧道岩石的软、烂增加了施工风险,位于出口端的近6千米施工段大部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩,属石灰岩、泥灰岩和强风化石,并伴有泥夹石、孤石、溶腔、裂隙水等多种地质灾害。为了有效预防突泥、突水等地质灾害,施工人员配置了用于超前地质预报的先进设备,建立了超前地质预报系统,准确掌握掌子面前方的地质状况,为优化技术方案提供了可靠依据。他们针对隧道地质特点采用了“巷道式循环通风法”:对不良地质地段,采用超前小导管注浆、三台阶开挖、强支护、快封闭和仰拱、衬砌紧跟等一系列措施,使隧道一直在均衡、有序地推进,保证了施工安全,缩短了洞内通风时间,改善了隧道施工环境,解决了长大隧道独头掘进的最大难题。同时,他们组建了集钻、爆、装、运于一体的机械化生产线,让各施工工序紧密衔接,保持了高效率施工。
3.虹梯关隧道通风排烟难是一道“世界级”施工难题。针对这一难题,施工方放弃传统的压入式通风,采用巷道式循环通风方式通风排烟:即先将左右洞的其他横洞全部封闭,仅留下离掌子面较近的一个车行横洞作为出碴通道和送风通道;再在左洞洞口安装一台大功率抽风机,将污浊空气及时抽出洞外,同时在右洞组装一套通风系统把新鲜空气迅速送到洞内,形成循环通风。此举放炮后10分钟隧道即可换上清新的空气,缩短了洞内通风时间,改善了施工环境,保证了施工人员的身体健康,提高了测量的精度与速度。
科研成果
技术创新
虹梯关隧道施工过程中取得以下技术创新:
1.自制多功能简易钻孔台架,变台阶法掘进为全断面开挖促进施工。施工人员以螺杆无基座环保智能型空压机为基础,自制了操作简单、行走方便的容风、水、电于一炉的多功能简易钻孔台架,一次钻孔数由10个猛增到20多个,平均每平方米钻孔时间由80多分钟降低到30分钟之内;同时变台阶法掘进为全断面开挖,每循环进尺虽然有所减少,但工效却提高50%以上,加快了施工进度和增强了安全施工系数。
2.开发了大断面锥形深孔掏槽技术,全面提高钻爆效果。施工人员开发的24眼掏槽法,设计科学、布局合理、施工针对性强,可充分利用掏槽眼的倾角度、深度,最大限度地发挥炸药的爆能,从而达到最理想的钻爆效果。以Ⅲ类围岩施工为例,每平方米钻眼从1.8个降为1.2个,不仅节省了火工品的用量,而且施工更加安全、炮眼利用率更高,一次钻爆深度及进尺同比增加近30厘米。
3.合理配置生产要素,实现多机种密切配合。施工人员按照开挖能力大于施工组织要求、装碴能力大于钻爆能力、运输能力大于装碴能力的原则,重新将企业投入的几十台套国内外大小型先进专用设备和车辆进行了完美的组合,形成左右线隧道两条科学的钻爆、装运、喷锚生产作业线进行工厂化作业,“多国机械化部队”的密切配合、协同作战,工效较前有了明显的提高。
4.化繁杂为简单,实行平行作业提升施工能力。施工人员把互不相关、干扰较少的工序放在同一时间内平行作业收到良好效果。如多功能简易钻孔台架支护时,装有自动洒水器的各种机械车辆就可在其跨下扒碴、装载、运碴并洒水降尘,“合几为一”,快而不乱,安全便捷,每个循环能减少3至4小时。
专利奖项
截至2012年,虹梯关隧道施工过程中,施工单位针对隧道地质特点采用了“巷道式循环通风法”,这一成果获得国家实用型专利
荣誉表彰
2016年,虹梯关隧道获中国铁建杯奖。
2020年11月1日,虹梯关隧道获2020年度公路交通优秀设计一等奖。
文化特色
虹梯关隧道洞口设有“气贯长虹”雕塑。
价值意义
虹梯关隧道的建成缩短了山西、河南地区的时空距离,对加强山西与河南地区经济联系,建设和谐社会,优化和完善公路路网布局,促进相关区域资源合理开发,带动旅游业进一步发展,繁荣地区经济,实施可持续发展战略均具有重要意义。(中铁十二局集团有限公司 评)
阅读量:25 更新时间:2025-06-07
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