長隧短打

長隧短打是一種用於長大隧道建設的施工技術,其核心是通過增設輔助坑道(如中導洞、斜井、豎井)來增加工作面,實現多工作面同步掘進,從而有效縮短工期。

該技術在現代隧道工程中廣泛套用,例如世界最長高速公路隧道天山勝利隧道採用“三洞+四豎井”施工法實現“長隧短打”,工期由72個月縮短至52個月。昌寧隧道等工程也採用了此模式以攻克施工難題。其思路古已有之,在京張鐵路八達嶺隧道及龍首渠的修建中,均通過開挖豎井來增加工作面。

基本介紹

  • 中文名:長隧短打
基本概念,技術方法,套用案例,水利工程套用,鐵路隧道套用,歷史發展,優勢與評價,爭議與思考,

基本概念

“長隧短打”是一種隧道施工技術,指通過增設輔助坑道以增加工作面,從而縮短長大隧道施工工期。該技術通過增設斜井、豎井、中導洞、平行導洞等輔助坑道,將長隧道分割成多段,實現多工作面同步掘進。其核心目的是攻克長大隧道施工難題,彌補傳統掘進速度的不足,有效節約工期並應對複雜地質條件。

技術方法

長隧短打通過增設輔助坑道如中導洞、平行導洞、斜井、豎井等增加工作面,實現多段平行作業以縮短工期。中導洞TBM方案採用“主洞+中導洞”開挖,使用TBM硬岩掘進機快速掘進中導洞,再通過車行橫洞連線主洞開闢多個輔助作業面。平行導洞TBM方案利用TBM先行開挖平行導洞,貫通後橫向加開作業面至主洞。輔助坑道方案通過開挖斜井、豎井等直接為主洞增加工作面。常採用TBM用於導洞快速掘進與鑽爆法用於主洞開挖的組合工藝。

套用案例

天山勝利隧道是世界最長高速公路隧道,全長22.13公里。為縮短工期,創新採用“三洞+四豎井”施工法,在左右主洞之間增設中導洞(服務隧道)。使用“天山號”和“勝利號”兩台國產TBM硬岩掘進機在中導洞快速掘進,通過橫洞為左右主洞開闢多個輔助工作面,實現“長隧短打”。該方案將工期從傳統鑽爆法預計的72個月縮短至52個月。
昌寧至保山高速公路昌寧隧道為分離式雙向四車道高速公路特長隧道,地處地質條件複雜的滇西橫斷山區。施工面臨軟岩大變形、拱頂坍塌、突泥湧水等世界性難題。通過採用豎井輔助主洞施工技術、NPR錨索高預應力補償及吸能控制技術,成功探索並實現了特長隧道的“長隧短打”施工模式,解決了軟岩大變形隧道施工的國際性難題。

水利工程套用

在水利工程領域,引漢濟渭工程秦嶺特長隧洞總設計師李凌志創新性提出“長隧短打”設計理念,成功解決技術難題。滇中引水工程為加快進度,首創通過增設輔助交通洞(如獅子山輔助交通洞)來增加工作面的“長隧短打”方式,將工作面從3個增加到5個,有效縮短了建設工期。

鐵路隧道套用

在鐵路隧道領域,高黎貢山隧道採用“貫通平導+1座斜井+2座豎井”方案,通過開挖斜井增加作業面實現“長隧短打”,並創新了不良地質圍岩加固方法。東祁連山隧道作為西成鐵路控制性工程,建設人員採用“長隧短打”方式,通過多個工作面同步掘進為加快施工創造有利條件。

歷史發展

“長隧短打”的理念淵源可追溯至古代。例如,清光緒三十四年(1908年)詹天佑主持修建京張鐵路八達嶺隧道時,採用開挖豎井的方法來增加工作面。西漢武帝時期修建龍首渠時創造的“井渠法”,通過在渠道線路上開鑿豎井以增加工作面、解決通風和出渣問題。
進入21世紀,隨著TBM(硬岩掘進機)等大型機械化裝備的國產化與廣泛套用,“長隧短打”的施工效率和能力得到提升。以2024年底貫通的世界最長高速公路隧道——天山勝利隧道(全長22.13公里)為例,建設者首創“三洞+四豎井”施工法。服務隧道(中導洞)採用TBM硬岩掘進機快速掘進,再通過橫通道為左右主洞開闢多個輔助工作面,實現“長隧短打”,將傳統方法預計的72個月工期縮短至52個月。這創下了高寒高海拔地區隧道建設的新紀錄。

優勢與評價

“長隧短打”作為一種隧道施工組織模式,能夠縮短建設周期、應對複雜地質挑戰,並在眾多特長隧道工程中得到成功套用。
在天山勝利隧道中,長隧短打方案將工期從常規方法的72個月縮短至52個月,而傳統鑽爆法預計需12年。在全國最長二級公路隧道等工程中,該技術可縮短工期約1.5年。其通過增加工作面、實現快速掘進、將主洞切割成多段同時作業,有效提升施工效率。
在昌寧隧道施工中,長隧短打技術結合其他工法,成功解決了軟岩大變形隧道施工的國際性難題,並實現零換拱率、沉降可控,保障了施工安全與工程質量。採用TBM等設備時,做好地質勘探、摸清地質結構是減少事故的關鍵。
天山勝利隧道建成後,來往車輛穿越天山僅需約20分鐘,有效打通南北疆交通運輸屏障。該技術有效節約施工工期,促進重大基礎設施早日建成通車。昌寧隧道的貫通對建設地震高烈度區和地質災害多發地區的生命線工程具有重要的實踐指導意義。
在天山勝利隧道中,長隧短打技術首次在國內高速公路隧道建設中套用硬岩掘進機,首創“三洞+四豎井”施工法,並創造多項掘進紀錄。為隧道量身打造的TBM國產化率達98%以上,體現了自主研發硬岩掘進機的套用。早在秦嶺終南山隧道設計中就已創新性提出長隧短打理念,並獲得國家科技進步一等獎。
綜上所述,長隧短打不僅是一種高效的施工方法,更集成了地質勘探、機械裝備等多方面創新,為我國穿越複雜地貌、建設超級工程提供了技術支撐與實踐範本。

爭議與思考

在早期工程項目中,為確保工期採用“長隧短打”方案曾引發爭議。例如,烏鞘嶺隧道工程為縮短工期,採用了大量開設斜井等輔助坑道以增加工作面的“長隧短打”方案。這使得單個施工單位的任務段變短,傾向於採用常規方法追求施工速度,有觀點認為這可能帶來質量隱患。
有行業觀點指出,過度依賴增設輔助坑道來增加工作面被視為一種相對落後的設計理念。未來的發展方向是從提升隧道單個工作面的綜合施工能力著手,例如通過提升掘進效率、加強地質勘探、減少卡機風險以及套用預製技術等途徑,從而從根本上減少對輔助坑道的依賴。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們