1、秦嶺終南山公路隧道工程特點來源：陜西交建集團秦嶺終南山隧道分公司網(wǎng)站秦嶺終南山公路隧道在山嶺公路隧道中長度排世界第二位，總體規(guī)模長度排世界第一，在我國公路隧道建設(shè)史上尚屬首次。為了提高設(shè)計質(zhì)量和保證建成世界一流的隧道工程，在省委、省政府及省交通廳的直接領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位和陜西省交通廳公路隧道建設(shè)管理中心共同努力，隧道將于近期貫通通車。秦嶺終南山公路隧道工程設(shè)計技術(shù)特點：一、秦嶺終南山公路隧道技術(shù)難度大秦嶺終南山公路隧道是一座超長的世界級山嶺公路隧道，其長度、規(guī)模在中國尚屬首次，現(xiàn)有的資料較少，在設(shè)計、施工、科研、運營管理等方面缺少建設(shè)經(jīng)驗。目前國內(nèi)已建成的最長高速公路隧道

2、為雁門關(guān)隧道，長度5.2公里，雙洞單向四車道；亞洲建成的最長公路隧道為日本關(guān)越隧道，長度10.9公里，雙洞單向四車道；世界上建成的最長公路隧道為挪威萊爾多隧道，長度24.5公里，單洞雙向雙車道。秦嶺終南山公路隧道由5.2公里跨越至18公里難度高、困難大。最突出的難題集中在方案擬定、運營通風(fēng)、監(jiān)視和控制、防災(zāi)救援和運營安全等方面。及時成立專家委員會開展了多次專題科研會、國內(nèi)外技術(shù)咨詢、技術(shù)交流，并對類似工程進(jìn)行實地考察調(diào)研，為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提供了可靠的技術(shù)支持，確保隧道順利建設(shè)。二、利用鐵路隧道現(xiàn)有資源修建公路隧道秦嶺終南山公路隧道利用已經(jīng)貫通的西康鐵路秦嶺特長隧道，平導(dǎo)修建18km公路隧道，并利用鐵

3、路隧道已查明的地質(zhì)資料，現(xiàn)有的建設(shè)隊伍就地施工，長洞短打，節(jié)省投資(約3.54億元)，縮短建設(shè)周期(23年)。綜上因素，研究規(guī)劃以AK方案為設(shè)計原則。節(jié)約投資在不利用鐵路平導(dǎo)的條件下，修建公路隧道時，尚需修一條與隧道同長的平行導(dǎo)坑作為輔助坑道，再把平行導(dǎo)坑擴建為公路隧道，工期長，投資大。利用鐵路平導(dǎo)可節(jié)約投資約3.54億元。主要有以下五個方面的原因：1.鐵路大型臨建投資約0.49億元。主要包括便道、便橋、備用電站、給水干管路、污水處理場、高山水池、預(yù)制場、碎石場、生產(chǎn)場地、通信設(shè)施等。公路隧道可利用已有大型臨建設(shè)施。2.施工管線及軌道的鋪設(shè)、拆卸及折舊約0.35億元。3.利用修建鐵路隧道從國家

4、電力干線網(wǎng)架設(shè)的電力干線，可節(jié)省約0.56億元的投資。4.施工工期延長2年，建設(shè)期貸款利息約合1.81億元。5.可減少小型臨建設(shè)施費0.33億元。包括臨時宿舍、文化福利及公用房屋與構(gòu)筑物、倉庫、辦公室、加工廠、工地范圍內(nèi)的各種臨時的工作便道、人行道、工地臨時用水和用電的水管支線及電線支線、以及其他小型臨時設(shè)施。在東線隧道試驗段及西線隧道土建施工圖部分小型臨建費用，僅列支概算的30%，節(jié)約70%。縮短工期不利用鐵路秦嶺隧道線平導(dǎo)修建公路隧道，施工工期約7.4年。利用鐵路線平導(dǎo)施工工期約5.4年時間。縮短總工期近2年。降低施工風(fēng)險及造價可利用鐵路平導(dǎo)解決公路隧道建設(shè)期間的施工通風(fēng)、施工排水、施工地

5、質(zhì)預(yù)報等問題，降低施工費用和減少施工災(zāi)害的風(fēng)險。東線試驗段的實施，解決了特長公路隧道施工通風(fēng)難題。通過鐵路線隧道進(jìn)風(fēng)，線平導(dǎo)排風(fēng)，保證了員工的身體健康和施工安全，降低了施工費用。節(jié)約了通風(fēng)管線(最長8公里)費用。利用鐵路平導(dǎo)施工排水法，解決了嶺南施工地段反坡排水問題，降低了工程造價。利用鐵路平導(dǎo)詳細(xì)的地質(zhì)資料，建立健全了長大隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報機制。確保了施工安全和人身安全，加快了施工進(jìn)度。借鑒鐵路隧道施工中，對地質(zhì)災(zāi)害的處理辦法和措施的成熟經(jīng)驗。減少因巖爆、圍巖失穩(wěn)、地下涌水處理不當(dāng)而造成的損失，為加快工程進(jìn)度、保障施工安全提供了依據(jù)。三、發(fā)揮聯(lián)合設(shè)計優(yōu)勢秦嶺終南山公路隧道設(shè)計涉及專業(yè)類別多

6、、知識跨度大、專業(yè)性強。為此采用多家設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計方案，由鐵道第一勘察設(shè)計院、陜西省公路勘察設(shè)計院、重慶交通科研設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計，中交第一公路勘察設(shè)計院設(shè)計咨詢。發(fā)揮鐵路、公路行業(yè)優(yōu)勢，科研優(yōu)勢，嚴(yán)格雙院審查。四、工程課題研究提供技術(shù)支撐針對本隧道的技術(shù)難點，在交通部的西部交通建設(shè)科技基金支持下，成立秦嶺終南山特長公路隧道關(guān)鍵技術(shù)研究項目，由陜西省公路局主持，組織長安大學(xué)、西南交通大學(xué)、重慶交通科研設(shè)計院、中鐵西南科研設(shè)計院、陜西省定額站、銅川公路管理局、廈門市路橋信息工程公司等單位近百名專家、教授和科技工作者開展課題研究。其中運營通風(fēng)技術(shù)、防災(zāi)救援技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)已有階段成果，以研究成果作工程技

7、術(shù)支撐，提升工程的技術(shù)水平。五、先進(jìn)的建設(shè)管理模式采用小業(yè)主，大咨詢的管理模式，充分體現(xiàn)了管理人員少而精，技術(shù)咨詢廣而深的特點。六、科學(xué)咨詢提供技術(shù)保證和把關(guān)為了慎重決策技術(shù)問題，本項目成立了由孫鈞、王夢恕、鄭穎人、錢七虎四位院士組成的秦嶺終南山公路隧道專家委員會，對重大設(shè)計項目和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行把關(guān)和技術(shù)咨詢。先后進(jìn)行了三次重大會議，對隧道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行車橫通道的設(shè)置間距、運營通風(fēng)方式、衛(wèi)生和安全標(biāo)準(zhǔn)、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、機電控制、照明方式等方面進(jìn)行把關(guān)和技術(shù)咨詢。邀請三家國外咨詢公司進(jìn)行技術(shù)交流和咨詢。香港柏成公司、瑞士瓦特公司、挪威辛泰夫公司分別對運營通風(fēng)、監(jiān)控、防災(zāi)救援、供配電、照明、運營管理技

8、術(shù)交流和咨詢。對國內(nèi)外特長隧道進(jìn)行調(diào)研。分別對日本、美國、奧地利、德國、挪威等歐美國家的特長隧道進(jìn)行實地考察，從感性認(rèn)識到專題研究，逐步取得了許多經(jīng)驗和教訓(xùn)。考察了歐洲三起隧道大火災(zāi)教訓(xùn)、先進(jìn)的控制模式、多種通風(fēng)方式和照明方式等內(nèi)容。例如機電技術(shù)專題交流會，廣泛地與國內(nèi)外知名廠商相互交流技術(shù)信息；并對豎井的設(shè)計、施工以及通風(fēng)、監(jiān)控、照明分別進(jìn)行了多次專題研究和專家審查咨詢。七、艱險山區(qū)修建特長隧道的綜合選線技術(shù)秦嶺山區(qū)地形復(fù)雜，山巒疊障，植被茂密，人煙稀少，地質(zhì)條件十分復(fù)雜。巖層軟硬交替，硬巖以片麻巖、花崗巖為主，抗壓強度平均達(dá)200MPa以上，軟巖以斷層泥礫、變質(zhì)巖為主。主要不良地質(zhì)現(xiàn)象主要

9、表現(xiàn)為高地應(yīng)力引起的巖爆、大變形、突然涌水和高地溫；分布有幾十條斷層，其中有23條較大的區(qū)域性活動大斷裂。首先查明各種地質(zhì)條件對工程的影響，選擇最佳方案，制定了科學(xué)、穩(wěn)妥的對策。其次采用多種先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行測量，衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行無通視測量，大地音頻測深技術(shù)、鉆探、物探勘探、遙感等立體化綜合勘探技術(shù)和地應(yīng)力測試等技術(shù)。綜合勘察460平方公里，查明了該地區(qū)全部越嶺埡口的地質(zhì)條件，累計研究各種有價值的線路方案700公里，最后選定了地質(zhì)條件最好、線路走向較短、對自然環(huán)境影響最少的石砭峪埡口作為主隧道的越嶺通道，這一成果在中咨公司組織的全國性專家評審中得到高度肯定，也是國家科技進(jìn)步一等獎中重要的成果之一

10、。八、山區(qū)修建公路的環(huán)境保護(hù)技術(shù)本項目所經(jīng)地區(qū)屬秦嶺中山區(qū)，整個路線在1500m海拔以下，根據(jù)陜西秦嶺國家級生態(tài)功能保護(hù)區(qū)規(guī)劃，隧道引線位于秦嶺低山區(qū)-秦嶺淺山水土保持與生態(tài)經(jīng)濟功能區(qū)。秦嶺地區(qū)氣候條件沿垂直方向變化，植被垂直帶譜明顯，植被發(fā)育，草木茂盛，是陜西省生物資源寶庫。秦嶺低山丘陵區(qū)海拔6001100m，屬于落葉闊葉林帶，秦嶺中山區(qū)海拔11001800m，屬于針闊葉混交林帶。山區(qū)藥用資源十分豐富，被譽為陜西省的天然"藥庫"，常見中藥材400余種。區(qū)內(nèi)動物種類繁多，動物資源豐富。通過調(diào)查，區(qū)內(nèi)有兩棲類2目6科11種：爬行類2目8科28種；鳥類17目48科245種；獸類

11、6目22科74種。其中屬國家一、二級保護(hù)的44種。目前項目所在區(qū)域已建立了國家級牛背梁自然保護(hù)區(qū)。包括嶺北自大板岔部以上和嶺南大部分地區(qū)。保護(hù)區(qū)位于秦嶺東部，主要是以保護(hù)國家一級保護(hù)動物羚牛(金毛扭角羚)為主的森林野生動物類群。1988年國務(wù)院批準(zhǔn)其為國家級自然保護(hù)區(qū)。牛背梁自然保護(hù)區(qū)面積16418ha，功能區(qū)劃分為核心區(qū)和實驗區(qū)。核心區(qū)包括1800m以上羚牛分布范圍，面積7239ha，占保護(hù)區(qū)總面積的44.1%；實驗區(qū)9179公頃，占55.9%。野生動物種類繁多，有獸類60余種，鳥類120余種，爬行類20余種。被列為國家級保護(hù)的野生動物達(dá)25余種。所轄石砭峪河流為西安市重要生活用水水源之一。

12、為使隧道和引線工程建設(shè)減少對環(huán)境的影響，在選線過程中，共研究了不同高程、不同長度共5個長隧道方案的比選，同時重點對由9km到18km方案的進(jìn)行論證，加強水文地質(zhì)和環(huán)境評價、地質(zhì)災(zāi)害的研究和勘察工作。經(jīng)充分論證后，利用已建成的鐵路隧道的平行導(dǎo)洞及相關(guān)施工設(shè)施作為公路隧道的施工組織的重要支撐；從節(jié)約投資，縮短工期，降低建設(shè)風(fēng)險和減少對自然環(huán)境的影響等多方面綜合比選后，決定采用了18.02km的長隧道方案。使進(jìn)口的高程降低在900m以下，出口控制在1000m左右高程，正常地下涌水控制在2萬立方米/晝夜以內(nèi)。同時，設(shè)計了對施工廢水、廢碴處理辦法和防護(hù)措施，并給山區(qū)農(nóng)民造地近300畝。根據(jù)陜西省長安縣氣

13、象站、柞水縣氣象站及鐵路秦嶺隧道建設(shè)時自建的長安縣大板岔氣象站、柞水縣大屋場氣象站的觀測統(tǒng)計資料，隧道區(qū)降雪初終期為當(dāng)年的10月中旬至來年的4月下旬，凍土的初終期為當(dāng)年的11月中旬至來年的4月上旬，嶺北的最大積雪厚度達(dá)24cm，嶺南的最大積雪厚度達(dá)13cm。另據(jù)鐵路秦嶺隧道勘察設(shè)計和施工歷經(jīng)十幾年的經(jīng)驗，嶺北青岔以上，尤其是羅漢坪以上，溝谷狹窄彎曲，兩岸山坡高陡，高程在1000m以上，冬季降雪后，在陰坡長期積雪結(jié)冰，一般在當(dāng)年的11月底至來年的2月底，積雪結(jié)冰累計天數(shù)大約在90天左右。以18.020公里的特長隧道穿越秦嶺，嶺北引線高程在896m以下，嶺南引線高程在1025m以下，受降雪結(jié)冰等惡

14、劣天氣影響較小，使西康公路成為全天候運營的運輸通道，其運輸條件得到徹底改善，平縱面指標(biāo)較高，減少了越嶺高程損失，行車安全、舒適，服務(wù)水平得到較大程度提高。公路越嶺高程降低到1000米以下，極大改善了雨雪氣候?qū)π熊嚢踩挠绊懀刮靼仓磷跛墓防锍炭s短了70km左右，提高了運輸效率，減輕了山區(qū)修建公路對環(huán)境造成的不良影響，對保護(hù)秦嶺地區(qū)的生態(tài)環(huán)境起到了積極作用。九、深埋大直徑通風(fēng)豎井技術(shù)特長隧道的通風(fēng)豎井是公路特長隧道的設(shè)計，是保證隧道安全運營、高效通暢的關(guān)鍵。選定通風(fēng)方式則是更加復(fù)雜的關(guān)鍵技術(shù)。在課題研究組的技術(shù)支持下，廣泛研究了國內(nèi)外相關(guān)工程實踐經(jīng)驗和成果，在結(jié)合了鐵道、煤炭、礦山、冶金等行

15、業(yè)的技術(shù)成果和國內(nèi)外知名風(fēng)機供應(yīng)商的技術(shù)指標(biāo)后，在多種豎井方案比選的基礎(chǔ)上，最終選用了可靠、經(jīng)濟和實用的縱向通風(fēng)方式。確定設(shè)置三座通風(fēng)豎井，最大井深661米，最大豎井直徑達(dá)11.5m，豎井下方均設(shè)有大型地下風(fēng)機廠房。其豎井的工程規(guī)模和通風(fēng)控制理論屬國內(nèi)首創(chuàng)，世界罕見。十、特長隧道的安全控制技術(shù)安全控制技術(shù)涉及防災(zāi)救援、照明、監(jiān)控、供配電、消防等多專業(yè)知識，是一項十分龐大的系統(tǒng)工程。在設(shè)計、科研、咨詢等單位的共同努力下，已完成了全部專項課題論證，并取得了顯著的成果，部分成果已應(yīng)用到設(shè)計實踐中，其綜合研究成果和系統(tǒng)設(shè)計達(dá)到了世界先進(jìn)水平，許多技術(shù)在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。十一、節(jié)約燃油效果明顯秦嶺終南山特長隧道貫通后，每年可為國家節(jié)約燃油10454噸，折合人民幣6416萬元(按照現(xiàn)行市場價)。效益明顯。十二、設(shè)計特殊燈光帶，緩解駕駛疲勞為了減輕特長隧道的行車單調(diào)，緩解駕駛員的疲勞，保證行車安全。特意在每個隧道內(nèi)每隔約5公里左右設(shè)計一處處特殊燈光段，每個隧道設(shè)三處，凈寬10.5米漸變至20.9米，凈高7.6米漸變至11.9米，長150米。通過不同的燈光變化、圖案的變化將特長隧道分為幾個短隧道，調(diào)解駕駛員情緒。其設(shè)計理念屬亞洲公路隧道首創(chuàng)，亦為高速公路隧道世界首創(chuàng)。在距檢修道0.8m處設(shè)有誘導(dǎo)燈，采用LED光源。誘導(dǎo)燈為琥珀色，間距為10