呂梁山隧道是太中銀鐵路重點控制工程，該隧道全長20738m，為太中銀鐵路*長隧道，也是目前國內(nèi)第二長隧道。該隧道DK129+255至出口DK139+930由中鐵三局承擔施工任務，全長10675m.本隧道設計為雙洞隧道，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，斜井長度分別為1783m，1777m，5#斜井與呂梁山隧道在右線里程DK135+770處交會，斜井長度為1190m.該段隧道正洞屬于Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ及Ⅵ級加強圍巖，隧道主要穿越頁巖，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，圍巖分布狀況，工期及施工難點，該隧道采用多口掘進平行施工組織方案，分三個施工工區(qū)同時開工。一工區(qū)負責DK137+930～DK139+930段，該段屬于Ⅴ，Ⅵ級加強，地質(zhì)復雜，屬于黃土地段，并穿越青銀高速及吳城斷裂帶高風險作業(yè)區(qū)，采用出口單向兩個作業(yè)面掘進方式。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6#橫洞，橫洞長150m，與左線相交與DK139+560處，跳過下穿青銀高速段，采用雙向四個作業(yè)面的掘進方式，緩解施工壓力；二工區(qū)負責5#斜井及正洞DK134+200～DK137+930段，該段地質(zhì)為Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ級，圍巖主要為鮞狀灰?guī)r，砂巖，頁巖為主，斜井進入正洞后，采用雙向四個作業(yè)面的掘進方式，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6#橫洞排出；三工區(qū)負責3#，4#斜井及正洞左右線129+255～134+200段，該正洞段屬于Ⅱ，Ⅲ級圍巖，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)場實地考察，選取一位置作為增設斜井位置，定了一個初步方案，該斜井位置坡度大，只能采取有軌運輸，經(jīng)核算，成本投入太大，不經(jīng)濟，3#斜井正洞左右線只能采用單向兩個作業(yè)面的掘進方式。4#斜井與右線正洞設計相交于DK132+140.71，施工階段考慮緩解4#施工壓力，對4#斜井進行改線，*終確定改線后與右線正洞相交于DK132+966，斜井長度為1610m，斜井進入正洞后采用雙向四個作業(yè)面的掘進方式。

　　2.2施工進度指標確定

　　根據(jù)總體的工程任務劃分，結(jié)合隧道的地質(zhì)情況及隧道的施工水平，對管段內(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，可進行調(diào)配使用。一工區(qū)太原方向為主攻方向，二工區(qū)5#正洞離石方向為主攻方向，太原方向為副攻方向，三工區(qū)3#正洞太原方向為主攻方向，三工區(qū)4#離石方向為主攻方向，太原方向為副攻方向。根據(jù)圍巖情況及目前隧道施工水平，確定了各級圍巖的進度指標：主攻方向，Ⅴ級及Ⅵ級加強圍巖掘進70m/月，Ⅳ級圍巖掘進100m/月，Ⅲ級圍巖掘進160m/月，Ⅱ級圍巖掘進180m/月；副攻方向：Ⅳ級圍巖掘進85m/月，Ⅲ級圍巖掘進120m/月，Ⅱ級圍巖掘進135m/月。按此計算，在總工期3a內(nèi)能確保整個隧道的完工。

　　2.3主要機械設備的配置

　　2.3.1空壓機配置

　　空壓機配置根據(jù)施工作業(yè)面及主副攻方向來確定，主攻方向配置按單個作業(yè)面施工進行配置，副攻方向兩作業(yè)面按一作業(yè)面施工配置。對長大隧道，空壓機采用進洞方案，都采用螺桿空壓機，水冷空壓機在洞內(nèi)空間小，設置冷卻水池不宜?？諌簷C在1km后風損嚴重，空壓機1km移動一次，相應的供電變壓器進行移位。

　　2.3.2襯砌臺車配置

　　仰拱，襯砌是保證隧道結(jié)構(gòu)空間安全的關鍵。在隧道施工中，規(guī)定了各級圍巖掌子面與仰拱，襯砌的步長關系。隧道施工始終堅持開挖，仰拱，襯砌工序之間同步跟進的施工作業(yè)理念。根據(jù)總體施工部署，我管段共配置12臺襯砌臺車，一工區(qū)兩作業(yè)面各配置1臺襯砌臺車，共2臺。因下穿青銀高速增設6#橫洞，在該橫洞進入正洞后，另增設兩套襯砌簡易臺架，確保各掌子面的襯砌同步跟進，確保隧道施工安全。二工區(qū)5#正洞管段，斜井進入正洞后，施工采用左右線四個作業(yè)面的掘進方式組織施工，襯砌臺車各作業(yè)面1臺，共4臺。

　　三工區(qū)3#正洞太原方向兩個作業(yè)面，襯砌臺車各配置1臺，共2臺，三工區(qū)4#正洞，斜井進入正洞后采用四個作業(yè)面的施工組織方式施工，襯砌臺車每作業(yè)面1臺，共4臺?？紤]各級圍巖施工進度指標與目前襯砌施工水平，施工中襯砌不能滿足規(guī)定的步長關系時，采用跳襯方案，襯砌臺車前行施工襯砌，滿足步長關系，確保隧道施工安全，后面未施做的襯砌段將采用襯砌簡易臺架施工。三工區(qū)3#正洞太原方向單口掘進長度為2780m，圍巖以Ⅱ級為主，按目前襯砌臺車配置，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臺襯砌臺車移至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的前提保障。

　　3.1斜井斷面方案的確定

　　呂梁山隧道斜井斷面設計為5m×5.68m（寬×高），運輸采取無軌運輸，洞內(nèi)250m設一錯車平臺。根據(jù)設計斷面，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)通風采用直徑為1.5m的通風布向洞內(nèi)供風，斷面不能同時滿足布置兩道或三道通風布，且斷面小，通風排煙困難。針對存在的問題，我們對斜井斷面變?yōu)?.5m×6.43m（寬×高），并200m設置一倒車洞，取消錯車平臺，解決斜井斷面小造成在出碴，通風等方面帶來的一系列問題。

　　3.2施工供電方案

　　長大隧道施工，供電方案的選擇重要性非常的突出，供電可靠是隧道內(nèi)所有設備正常運轉(zhuǎn)的基本保證，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益很大。該隧道主要用電設備為：隧道內(nèi)的照明，施工通風用的軸流風機及射流風機，空壓機，抽水水泵，輸送泵等，先期斜井施工，在長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)電機結(jié)合的供電方式，隨著斜井開挖的延伸，隧道排水設備加大，用電負荷的加大，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，設備不能正常的運轉(zhuǎn)，直接制約工程進度。針對供電方案上存在的問題，重新對長大隧道的供電方案進行調(diào)整。根據(jù)設計資料及總體的施工規(guī)劃，三個工區(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35kV變電站架設24km接引至出口，建一座簡易35/10kV變電站，架設8km線路至各斜井口，作為施工供電線路。洞內(nèi)通風及其它設備用電，三個工區(qū)均采用高壓（電源）進洞方案。長大隧道超過1000m，由于供電距離過長，電壓損失過大。洞內(nèi)主要用電設備處（泵站，空壓機）設置調(diào)壓變壓器。因呂梁山隧道出水量大，抽水設備不能因停電影響停止工作，在洞內(nèi)各級泵站處配置發(fā)電機，停電或者檢修線路時候啟動，確保抽水設備的正常。經(jīng)過實踐，該供電方案是可行的，如斜井施工前按此方案實施，可加快工程的施工進度，節(jié)約大量的資金。

　　3.3通風方案

　　施工作業(yè)環(huán)境在隧道施工中是十分重要的，通風條件的好壞直接制約工程的進度。對長大隧道的通風目前也是個技術難題。在工期開工前，通風方案的選定，必須慎重考慮，在通風機的選擇，風管的直徑，布設的風道數(shù)量等方面必須經(jīng)過嚴密的計算，檢算，方可實施。長大隧道的施工，分階段的通風方案能確保洞內(nèi)空氣的質(zhì)量。呂梁山隧道通風方案按三階段實施：**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機采用壓入式通風，軸流風機采用2×110kW（一道通風管路），采用直徑為1.5m風筒布，可開雙高雙低，送風距離為2200～2300m，如單口掘進超過輸送距離，再采用55kW的軸流風機串聯(lián)送風。3#斜井從洞口布設2道風筒，分別向正洞太原方向左右線送風，4#，5#斜井分別在斜井口布設3道風筒布向正洞送風，副攻方向左右線為交叉作業(yè)，用一道風筒分叉供左右通風，另外兩道分別供主攻方向左右線通風。第二階段，在3#，4#之間或4#與5#之間正洞貫通后，4#斜井作為進風口，3#，5#斜井通風機移至正洞，3#風機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，5#風機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，3#，5#分別作為出風口。第三階段，因3#斜井正洞太原方向單口掘進長度為2780m，隧道掘進至2200m后，通風環(huán)境差，采用巷道式通風和混合式通風相結(jié)合。分別將正洞離石方向的軸流通風機向太原方向前移840m，位于三岔口向太原方向第二個橫通道位置，左線為進風口，右線作為出風口，左線的軸流風機前掛上布簾，全洞封閉，右線軸流風機進風口接一個鐵風筒進入橫通道，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，設置1臺110kW軸流風機，接上直徑1.2m的風筒布至3#斜井內(nèi)，抽排污濁空氣。一工區(qū)由隧道出口端施工，通風直接分別在左右洞口設置軸流風機向洞內(nèi)通風。

　　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。設計資料揭示，基巖的裂隙水較發(fā)育，滲透系數(shù)為0.1m/d.隧道施工過程中，3#，5#裂隙水發(fā)育，每洞口出水量超過400m3 /h，對于長大隧道，斜井與正洞高差都在200m，要在*短的時間內(nèi)排除作業(yè)面的水，成為隧道施工的技術難題，通過呂梁山隧道施工中對排水的摸索與實踐，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)打一個導洞，長20m，寬6m，深度3.5m，水池頂面與高出斜井底50cm為宜，在水池上面搭設平臺，安放水泵。水泵采用55kW的渣漿泵，55kW的渣漿泵設計揚程為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55kW的渣漿泵。采用泵站與泵站間逐級抽排至洞外?，F(xiàn)場根據(jù)出水量的大小合理布設管路與加設55kW的渣漿泵。3#，4#斜井采用三級抽排，5#斜井采用二級抽排。正洞內(nèi)的排水為：正洞設計坡度為11‰，反坡排水時，在正洞420m橫洞道位置設置水池，水池設置在正洞中間，長8m，寬2m，深2m，水池頂面與隧道隧底面一致，上面鋪設型鋼及鋼板，利于過車。采用13kW的污水泵進行逐級抽排，*終排入斜井內(nèi)一級泵站，再通過斜井內(nèi)其它泵站逐級排出洞外。13kW的污水泵揚程為40m，流量為70m3 /h，正洞內(nèi)水池間布設直徑200mm的排水管，一道排水管接3臺13kW的污水泵，正洞順坡排水，在正洞兩側(cè)設置排水溝，自流匯積于一級泵站水池，再通過斜井內(nèi)各級泵站進行抽排至斜井外。

　　4結(jié)束語

　?。?）長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，輔助作業(yè)如通風，排煙，排水等是隧道快速掘進的前提保障。

　?。?）通過呂梁山隧道的施工，長大隧道施工技術難點主要在供電方案，通風排煙，排水方案等，在方案的選擇上需考慮隧道施工中不可預見的因素，方案合理，可實施性強，防止在技術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