凉风垭隧道丨中国第一座采用平行导坑法施工的长隧道

 

首渝黔铁路凉风垭隧道地处贵州省桐梓境内,位于渝黔铁路(原称“川黔铁路”)中段,距贵阳、重庆各约240公里,是...







渝黔铁路凉风垭隧道地处贵州省桐梓境内,位于渝黔铁路(原称“川黔铁路”)中段,距贵阳、重庆各约240公里,是我国在50年代中施工最长的一座隧道,也是中国第一座采用平行导坑法施工的长隧道。



凉风垭隧道出口
凉风垭隧道全长4270米,穿过凉风娅口海拔1600米的分水岭,最大埋深约300米,为大娄山系支脉,山川起伏,地势险要,扼渝黔交通咽喉。隧道断面为马蹄形,面积40~48平方米,线路平面中部为直线,北洞口有87.0米在250米半径圆曲线的缓和曲线上,南洞口有85.0米在300米半径的圆曲线和缓和曲线上,线路纵坡为187‰、165‰上坡。施工中遇到大小断层30余条,远较勘测所得12条为多,其中一条长约400米平行于正洞与平行导坑间,迂回转折和扭曲,使平行导坑长达50米处于断层带中,给隧道开挖作业带来很大困难。

1952年对凉风垭越岭隧道的选择,先以2800米方案初测,在定测时改用3500米方案,并于1956年5月经现场鉴定据以施工,1957年再改为4270米方案。隧道采用上下导坑先拱后墙法施工,在距线路上坡方向右侧20米处设置一条长4510米平行导坑(平导在进出口均较正洞靠前进洞,故总长度大于正洞),由南北两端相向施工。由于工期紧,且机械与人力均感不足,于1959年一季度在南北两口各在第13横通道转入下导坑,中段剩余1073米未打通,北口掘进完成1512.6米,南口完成1924.4米,共3437米。隧道衬砌采用混凝土就地整体灌筑,小部分边墙用片石以水泥砂浆砌筑。隧道运营通风采用无帘幕洞口风道吹入式,风机分设于低洞口两侧。

凉风垭隧道原由隧道公司施工,1957年公司撤消,改由铁二局施工。平行导坑于1957年11月开工,下导坑于1959年6月16日贯通,1960年3月渝黔线任务变更,劳动力陆续调离,工程亦进入收尾阶段。压浆工作限于水泥未能供应,中断后迟至1965年才正式交付使用。

凉风垭隧道入口
技术革新和推广

凉风垭隧道是我国第一座采用平行导坑法施工的长隧道,也是建国后修建的第一座最长的隧道,代表了50年代由人工施工到轻型机械化施工的一个转折点,施工中采用凿岩支架、轴流式通风机、电动空压机等机械设备,虽尚不能达到高度机械化施工,但在施工中积极进行了技术革新和推广,并在一定程度上积累了施工经验和教训,主要包括以下几点:

(1)隧道勘测设计中存在的问题。凉风垭越岭地段的地形南高而北低,蒙渡至南口的高程高差达450米,故线路必须由北迁回展线,纵坡由北向南以折减后的最大坡度上坡。采用16.5‰对施工及运营都不利,北端洞口线路采用250米曲线半径的标准,1957年11月,施工单位曾用350米,曲线半径作比较,不仅可提高标准且使施工条件亦有所改善,但以原方案已开工,若再改动牵涉很大因而作罢。由于当时没有适当提高标准,势必影响整个线路的通过能力。

(2)凉风垭隧道施工用电来自桐梓自建电厂,除供本隧道外,还兼负担自骡子坎至娄山关共12座隧道的用电。在没有地方电源可利用时,设厂集中供电,费用低廉而管理方便,其后施工的长隧道或隧道群的供电,多采用这个措施。

(3)北洞口路堑高18米,长240米,为夹有灰岩、页岩的石块堆积。施工开始时由于急于进洞,采用20~50公斤药量的葫芦炮进行爆破造成山体坍塌,危及明洞安全,一次清方即达7万余立方米,影响洞口场地布置以及正洞与平行导坑在洞外联络线的修建。严禁在洞口地段进行大量爆破,应是保障洞口的边、仰坡稳定的基本要求。

(4)正洞开挖与平行导坑配合:为了充分发挥平行导坑辅助施工的作用,合理选择开挖方法是很必要的。凉风垭隧道在地质不同地段全部采用上下导坑先拱后墙法施工,导致在地质良好地段,因分部开挖零碎浪费了较多压缩空气及爆破器材。当没有辅助坑道,正洞不能分割为若干区段进行施工时,在不同石质区段中使用同一开挖方法,主要是为了避免遍换施工方法发生工序不衔接而窝工,以及操作不熟练等情况;但当有了平行导坑及横通道后,按照不同的地质情况分别釆用不同的施工方法,却是可行的一种措施。

(5)首先采用巷道式施工通风,通风效果良好,为长隧道施工通风开辟了一个新途径。采用上下导坑法施工,工序多,间距拉得很长。由于有平行导坑,可采用巷道式通风,在后续工序辟增若干新工作面,利用主风流通风而无需增加通风设备,这是管道式通风所不能达到的。


平行导坑超前示意图
凉风垭隧道的建成,为渝黔铁路的全线通车奠定基础,为我国贵昆铁路、成昆铁路等铁路长隧道的建设提供了宝贵经验,极大地推动了我国隧道施工技术的发展。
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来源 :
盾构与掘进


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