呂梁山隧道是太中銀鐵路重點(diǎn)控制工程，該隧道全長(zhǎng)20738m，為太中銀鐵路*長(zhǎng)隧道，也是目前國(guó)內(nèi)第二長(zhǎng)隧道。該隧道DK129+255至出口DK139+930由中鐵三局承擔(dān)施工任務(wù)，全長(zhǎng)10675m.本隧道設(shè)計(jì)為雙洞隧道，左，右線為兩座相互平行的單線隧道，間距30m.管段內(nèi)設(shè)置3#，4#，5#三座斜井，斜井平均坡度為12%，3#，4#斜井分別與呂梁山隧道在右線里程DK132+035，DK132+140.71處交會(huì)，斜井長(zhǎng)度分別為1783m，1777m，5#斜井與呂梁山隧道在右線里程DK135+770處交會(huì)，斜井長(zhǎng)度為1190m.該段隧道正洞屬于Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ及Ⅵ級(jí)加強(qiáng)圍巖，隧道主要穿越頁(yè)巖，灰?guī)r，砂巖層，出口段為濕陷性黃土地段，在DK139+810～DK139+690段穿越青銀高速，*小埋深16m，在DK137+940～DK138+160段穿越吳城斷裂帶，斷裂帶受上封村-吳城鎮(zhèn)-會(huì)灣村逆沖斷層（F27）影響，斷層上盤巖性為石英砂巖，花崗片麻巖夾偉晶巖脈，巖體破碎，花崗片麻巖巖芯呈砂狀，巖體穩(wěn)定性很差，斷層下盤灰?guī)r巖體破碎。本區(qū)地下水類型有第四系孔隙潛水，基巖裂隙水，巖溶水，斷層水。第四系孔隙潛水主要賦存于溝谷或山坡，山梁上第四系松散堆積物中，溝谷中有小股泉水涌出。

　　2總體施工組織部署

　　2.1工程范圍及工區(qū)分布

　　結(jié)合本工程的地質(zhì)特點(diǎn)，圍巖分布狀況，工期及施工難點(diǎn)，該隧道采用多口掘進(jìn)平行施工組織方案，分三個(gè)施工工區(qū)同時(shí)開(kāi)工。一工區(qū)負(fù)責(zé)DK137+930～DK139+930段，該段屬于Ⅴ，Ⅵ級(jí)加強(qiáng)，地質(zhì)復(fù)雜，屬于黃土地段，并穿越青銀高速及吳城斷裂帶高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)區(qū)，采用出口單向兩個(gè)作業(yè)面掘進(jìn)方式。施工階段考慮下穿青銀高速施工難度大，可能制約整體施工工期，經(jīng)方案比選，增設(shè)6#橫洞，橫洞長(zhǎng)150m，與左線相交與DK139+560處，跳過(guò)下穿青銀高速段，采用雙向四個(gè)作業(yè)面的掘進(jìn)方式，緩解施工壓力；二工區(qū)負(fù)責(zé)5#斜井及正洞DK134+200～DK137+930段，該段地質(zhì)為Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ級(jí)，圍巖主要為鮞狀灰?guī)r，砂巖，頁(yè)巖為主，斜井進(jìn)入正洞后，采用雙向四個(gè)作業(yè)面的掘進(jìn)方式，離石方向只施工到吳城斷裂帶，考慮吳城斷裂帶可以出現(xiàn)大的突水突泥，斜井與正洞高差大，抽排水困難，吳城斷裂帶施工由一工區(qū)施工，抽排水可通過(guò)6#橫洞排出；三工區(qū)負(fù)責(zé)3#，4#斜井及正洞左右線129+255～134+200段，該正洞段屬于Ⅱ，Ⅲ級(jí)圍巖，巖石主要以鮞狀灰?guī)r，砂巖為主，圍巖整體性好。3#，4#斜井為主副斜井，間距為30m.3#斜井與正洞右線相交DK132+035，向太原方向單口掘進(jìn)2780m，前期考慮在太原方向增加一斜井，緩解正洞的施工壓力，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，選取一位置作為增設(shè)斜井位置，定了一個(gè)初步方案，該斜井位置坡度大，只能采取有軌運(yùn)輸，經(jīng)核算，成本投入太大，不經(jīng)濟(jì)，3#斜井正洞左右線只能采用單向兩個(gè)作業(yè)面的掘進(jìn)方式。4#斜井與右線正洞設(shè)計(jì)相交于DK132+140.71，施工階段考慮緩解4#施工壓力，對(duì)4#斜井進(jìn)行改線，*終確定改線后與右線正洞相交于DK132+966，斜井長(zhǎng)度為1610m，斜井進(jìn)入正洞后采用雙向四個(gè)作業(yè)面的掘進(jìn)方式。

　　2.2施工進(jìn)度指標(biāo)確定

　　根據(jù)總體的工程任務(wù)劃分，結(jié)合隧道的地質(zhì)情況及隧道的施工水平，對(duì)管段內(nèi)各作業(yè)口，確定了主攻方向與副攻方向，主攻方向各資源配置優(yōu)先滿足施工要求，副攻方向，資源配置在不影響主攻方向施工時(shí)，可進(jìn)行調(diào)配使用。一工區(qū)太原方向?yàn)橹鞴シ较?，二工區(qū)5#正洞離石方向?yàn)橹鞴シ较?，太原方向?yàn)楦惫シ较?，三工區(qū)3#正洞太原方向?yàn)橹鞴シ较颍^(qū)4#離石方向?yàn)橹鞴シ较?，太原方向?yàn)楦惫シ较?。根?jù)圍巖情況及目前隧道施工水平，確定了各級(jí)圍巖的進(jìn)度指標(biāo)：主攻方向，Ⅴ級(jí)及Ⅵ級(jí)加強(qiáng)圍巖掘進(jìn)70m/月，Ⅳ級(jí)圍巖掘進(jìn)100m/月，Ⅲ級(jí)圍巖掘進(jìn)160m/月，Ⅱ級(jí)圍巖掘進(jìn)180m/月；副攻方向：Ⅳ級(jí)圍巖掘進(jìn)85m/月，Ⅲ級(jí)圍巖掘進(jìn)120m/月，Ⅱ級(jí)圍巖掘進(jìn)135m/月。按此計(jì)算，在總工期3a內(nèi)能確保整個(gè)隧道的完工。

　　2.3主要機(jī)械設(shè)備的配置

　　2.3.1空壓機(jī)配置

　　空壓機(jī)配置根據(jù)施工作業(yè)面及主副攻方向來(lái)確定，主攻方向配置按單個(gè)作業(yè)面施工進(jìn)行配置，副攻方向兩作業(yè)面按一作業(yè)面施工配置。對(duì)長(zhǎng)大隧道，空壓機(jī)采用進(jìn)洞方案，都采用螺桿空壓機(jī)，水冷空壓機(jī)在洞內(nèi)空間小，設(shè)置冷卻水池不宜。空壓機(jī)在1km后風(fēng)損嚴(yán)重，空壓機(jī)1km移動(dòng)一次，相應(yīng)的供電變壓器進(jìn)行移位。

　　2.3.2襯砌臺(tái)車配置

　　仰拱，襯砌是保證隧道結(jié)構(gòu)空間安全的關(guān)鍵。在隧道施工中，規(guī)定了各級(jí)圍巖掌子面與仰拱，襯砌的步長(zhǎng)關(guān)系。隧道施工始終堅(jiān)持開(kāi)挖，仰拱，襯砌工序之間同步跟進(jìn)的施工作業(yè)理念。根據(jù)總體施工部署，我管段共配置12臺(tái)襯砌臺(tái)車，一工區(qū)兩作業(yè)面各配置1臺(tái)襯砌臺(tái)車，共2臺(tái)。因下穿青銀高速增設(shè)6#橫洞，在該橫洞進(jìn)入正洞后，另增設(shè)兩套襯砌簡(jiǎn)易臺(tái)架，確保各掌子面的襯砌同步跟進(jìn)，確保隧道施工安全。二工區(qū)5#正洞管段，斜井進(jìn)入正洞后，施工采用左右線四個(gè)作業(yè)面的掘進(jìn)方式組織施工，襯砌臺(tái)車各作業(yè)面1臺(tái)，共4臺(tái)。

　　三工區(qū)3#正洞太原方向兩個(gè)作業(yè)面，襯砌臺(tái)車各配置1臺(tái)，共2臺(tái)，三工區(qū)4#正洞，斜井進(jìn)入正洞后采用四個(gè)作業(yè)面的施工組織方式施工，襯砌臺(tái)車每作業(yè)面1臺(tái)，共4臺(tái)?？紤]各級(jí)圍巖施工進(jìn)度指標(biāo)與目前襯砌施工水平，施工中襯砌不能滿足規(guī)定的步長(zhǎng)關(guān)系時(shí)，采用跳襯方案，襯砌臺(tái)車前行施工襯砌，滿足步長(zhǎng)關(guān)系，確保隧道施工安全，后面未施做的襯砌段將采用襯砌簡(jiǎn)易臺(tái)架施工。三工區(qū)3#正洞太原方向單口掘進(jìn)長(zhǎng)度為2780m，圍巖以Ⅱ級(jí)為主，按目前襯砌臺(tái)車配置，襯砌施工將滯后，施工中采用跳襯方案，確保隧道結(jié)構(gòu)空間的安全。待3#，4#正洞間襯砌完成后，4#正洞太原方向的2臺(tái)襯砌臺(tái)車移至3#正洞太原方向，施做襯砌跳襯段未施做的襯砌，可加快正洞襯砌速度。

　　3隧道施工方案

　　隧道施工是一個(gè)全面的系統(tǒng)工程，合理的輔助作業(yè)方案是確保隧道整體推進(jìn)的前提保障。

　　3.1斜井?dāng)嗝娣桨傅拇_定

　　呂梁山隧道斜井?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)為5m×5.68m（寬×高），運(yùn)輸采取無(wú)軌運(yùn)輸，洞內(nèi)250m設(shè)一錯(cuò)車平臺(tái)。根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，出碴車輛只能采用單行道行使，在洞內(nèi)不能調(diào)頭，只能從洞口倒車到掌子面出碴。另外，罐車高度比出碴高，罐車高度為3.8m，洞內(nèi)通風(fēng)采用直徑為1.5m的通風(fēng)布向洞內(nèi)供風(fēng)，斷面不能同時(shí)滿足布置兩道或三道通風(fēng)布，且斷面小，通風(fēng)排煙困難。針對(duì)存在的問(wèn)題，我們對(duì)斜井?dāng)嗝孀優(yōu)?.5m×6.43m（寬×高），并200m設(shè)置一倒車洞，取消錯(cuò)車平臺(tái)，解決斜井?dāng)嗝嫘≡斐稍诔霾?，通風(fēng)等方面帶來(lái)的一系列問(wèn)題。

　　3.2施工供電方案

　　長(zhǎng)大隧道施工，供電方案的選擇重要性非常的突出，供電可靠是隧道內(nèi)所有設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保證，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益很大。該隧道主要用電設(shè)備為：隧道內(nèi)的照明，施工通風(fēng)用的軸流風(fēng)機(jī)及射流風(fēng)機(jī)，空壓機(jī)，抽水水泵，輸送泵等，先期斜井施工，在長(zhǎng)大隧道施工供電方案上考慮不周，直接采用地方電力與發(fā)電機(jī)結(jié)合的供電方式，隨著斜井開(kāi)挖的延伸，隧道排水設(shè)備加大，用電負(fù)荷的加大，既有供電系統(tǒng)不能滿足用電要求，另地方871西部探礦工程2010年第8期供電不穩(wěn)定，電壓低，設(shè)備不能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，直接制約工程進(jìn)度。針對(duì)供電方案上存在的問(wèn)題，重新對(duì)長(zhǎng)大隧道的供電方案進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)設(shè)計(jì)資料及總體的施工規(guī)劃，三個(gè)工區(qū)在用電高峰期總用電量為8000～9000kW.方案調(diào)整為：由離石田家會(huì)35kV變電站架設(shè)24km接引至出口，建一座簡(jiǎn)易35/10kV變電站，架設(shè)8km線路至各斜井口，作為施工供電線路。洞內(nèi)通風(fēng)及其它設(shè)備用電，三個(gè)工區(qū)均采用高壓（電源）進(jìn)洞方案。長(zhǎng)大隧道超過(guò)1000m，由于供電距離過(guò)長(zhǎng)，電壓損失過(guò)大。洞內(nèi)主要用電設(shè)備處（泵站，空壓機(jī)）設(shè)置調(diào)壓變壓器。因呂梁山隧道出水量大，抽水設(shè)備不能因停電影響停止工作，在洞內(nèi)各級(jí)泵站處配置發(fā)電機(jī)，停電或者檢修線路時(shí)候啟動(dòng)，確保抽水設(shè)備的正常。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，該供電方案是可行的，如斜井施工前按此方案實(shí)施，可加快工程的施工進(jìn)度，節(jié)約大量的資金。

　　3.3通風(fēng)方案

　　施工作業(yè)環(huán)境在隧道施工中是十分重要的，通風(fēng)條件的好壞直接制約工程的進(jìn)度。對(duì)長(zhǎng)大隧道的通風(fēng)目前也是個(gè)技術(shù)難題。在工期開(kāi)工前，通風(fēng)方案的選定，必須慎重考慮，在通風(fēng)機(jī)的選擇，風(fēng)管的直徑，布設(shè)的風(fēng)道數(shù)量等方面必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算，檢算，方可實(shí)施。長(zhǎng)大隧道的施工，分階段的通風(fēng)方案能確保洞內(nèi)空氣的質(zhì)量。呂梁山隧道通風(fēng)方案按三階段實(shí)施：**階段，在3#，4#之間或4#與5#之間正洞貫通前，分別從各斜井口布置軸流通風(fēng)機(jī)采用壓入式通風(fēng)，軸流風(fēng)機(jī)采用2×110kW（一道通風(fēng)管路），采用直徑為1.5m風(fēng)筒布，可開(kāi)雙高雙低，送風(fēng)距離為2200～2300m，如單口掘進(jìn)超過(guò)輸送距離，再采用55kW的軸流風(fēng)機(jī)串聯(lián)送風(fēng)。3#斜井從洞口布設(shè)2道風(fēng)筒，分別向正洞太原方向左右線送風(fēng)，4#，5#斜井分別在斜井口布設(shè)3道風(fēng)筒布向正洞送風(fēng)，副攻方向左右線為交叉作業(yè)，用一道風(fēng)筒分叉供左右通風(fēng)，另外兩道分別供主攻方向左右線通風(fēng)。第二階段，在3#，4#之間或4#與5#之間正洞貫通后，4#斜井作為進(jìn)風(fēng)口，3#，5#斜井通風(fēng)機(jī)移至正洞，3#風(fēng)機(jī)移至正洞三岔口離石方向左右線，分別向3#正洞左右線太原方向送風(fēng)，5#風(fēng)機(jī)移至正洞三岔口太原方向左右線，分別向5#正洞離石左右線送風(fēng)，3#，5#分別作為出風(fēng)口。第三階段，因3#斜井正洞太原方向單口掘進(jìn)長(zhǎng)度為2780m，隧道掘進(jìn)至2200m后，通風(fēng)環(huán)境差，采用巷道式通風(fēng)和混合式通風(fēng)相結(jié)合。分別將正洞離石方向的軸流通風(fēng)機(jī)向太原方向前移840m，位于三岔口向太原方向第二個(gè)橫通道位置，左線為進(jìn)風(fēng)口，右線作為出風(fēng)口，左線的軸流風(fēng)機(jī)前掛上布簾，全洞封閉，右線軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口接一個(gè)鐵風(fēng)筒進(jìn)入橫通道，將右線該位置的橫通道封堵，如右線空氣質(zhì)量差，再在該橫通道位置往離石方向20m處，設(shè)置1臺(tái)110kW軸流風(fēng)機(jī)，接上直徑1.2m的風(fēng)筒布至3#斜井內(nèi)，抽排污濁空氣。一工區(qū)由隧道出口端施工，通風(fēng)直接分別在左右洞口設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)向洞內(nèi)通風(fēng)。

　　3.4排水方案

　　呂梁山隧道地下水類型有第四系孔隙潛水，基巖裂隙水，巖溶水，斷層水。第四系孔隙潛水主要賦存于溝谷或山坡中，溝谷中有小股泉水涌出。區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖分布廣泛，厚度巨大，節(jié)理，裂隙，巖溶較發(fā)育，是主要的含水巖系且有較多的泉水涌出。設(shè)計(jì)資料揭示，基巖的裂隙水較發(fā)育，滲透系數(shù)為0.1m/d.隧道施工過(guò)程中，3#，5#裂隙水發(fā)育，每洞口出水量超過(guò)400m3 /h，對(duì)于長(zhǎng)大隧道，斜井與正洞高差都在200m，要在*短的時(shí)間內(nèi)排除作業(yè)面的水，成為隧道施工的技術(shù)難題，通過(guò)呂梁山隧道施工中對(duì)排水的摸索與實(shí)踐，形成了一套完善的施工排水方案。斜井內(nèi)排水為：該隧道斜井平均坡度為12%，在斜井內(nèi)按550～600m設(shè)置一泵站，泵站水池容量在400m3左右，呂梁山隧道斜井泵站水池在斜井一側(cè)打一個(gè)導(dǎo)洞，長(zhǎng)20m，寬6m，深度3.5m，水池頂面與高出斜井底50cm為宜，在水池上面搭設(shè)平臺(tái)，安放水泵。水泵采用55kW的渣漿泵，55kW的渣漿泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為80m，流量80m3 /h，排水管路采用直徑200mm的鋼管，直徑200mm的鋼管允許流量240m3 /h，一道鋼管接3臺(tái)55kW的渣漿泵。采用泵站與泵站間逐級(jí)抽排至洞外?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)出水量的大小合理布設(shè)管路與加設(shè)55kW的渣漿泵。3#，4#斜井采用三級(jí)抽排，5#斜井采用二級(jí)抽排。正洞內(nèi)的排水為：正洞設(shè)計(jì)坡度為11‰，反坡排水時(shí)，在正洞420m橫洞道位置設(shè)置水池，水池設(shè)置在正洞中間，長(zhǎng)8m，寬2m，深2m，水池頂面與隧道隧底面一致，上面鋪設(shè)型鋼及鋼板，利于過(guò)車。采用13kW的污水泵進(jìn)行逐級(jí)抽排，*終排入斜井內(nèi)一級(jí)泵站，再通過(guò)斜井內(nèi)其它泵站逐級(jí)排出洞外。13kW的污水泵揚(yáng)程為40m，流量為70m3 /h，正洞內(nèi)水池間布設(shè)直徑200mm的排水管，一道排水管接3臺(tái)13kW的污水泵，正洞順坡排水，在正洞兩側(cè)設(shè)置排水溝，自流匯積于一級(jí)泵站水池，再通過(guò)斜井內(nèi)各級(jí)泵站進(jìn)行抽排至斜井外。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　（1）長(zhǎng)大隧道施工先期的施工組織和完善的施工方案選擇，除從成本考慮，施工工期考慮外，更重要的如何確保隧道的快速掘進(jìn)，輔助作業(yè)如通風(fēng)，排煙，排水等是隧道快速掘進(jìn)的前提保障。

　?。?）通過(guò)呂梁山隧道的施工，長(zhǎng)大隧道施工技術(shù)難點(diǎn)主要在供電方案，通風(fēng)排煙，排水方案等，在方案的選擇上需考慮隧道施工中不可預(yù)見(jiàn)的因素，方案合理，可實(shí)施性強(qiáng)，防止在技術(shù)方案上的欠缺與不完善，給后續(xù)工程施工造成不必要的損失。

　　9712010年第8期西部探礦工程