秦岭终南山公路隧道工程特点

1、秦岭终南山公路隧道工程特点来源：陕西交建集团秦岭终南山隧道分公司网站秦岭终南山公路隧道在山岭公路隧道中长度排世界第二位，总体规模长度排世界第一，在我国公路隧道建设史上尚属首次。为了提高设计质量和保证建成世界一流的隧道工程，在省委、省政府及省交通厅的直接领导下，经过设计单位、施工单位、监理单位和陕西省交通厅公路隧道建设管理中心共同努力，隧道将于近期贯通通车。秦岭终南山公路隧道工程设计技术特点：一、秦岭终南山公路隧道技术难度大秦岭终南山公路隧道是一座超长的世界级山岭公路隧道，其长度、规模在中国尚属首次，现有的资料较少，在设计、施工、科研、运营管理等方面缺少建设经验。目前国内已建成的最长高速公路隧道

2、为雁门关隧道，长度5.2公里，双洞单向四车道；亚洲建成的最长公路隧道为日本关越隧道，长度10.9公里，双洞单向四车道；世界上建成的最长公路隧道为挪威莱尔多隧道，长度24.5公里，单洞双向双车道。秦岭终南山公路隧道由5.2公里跨越至18公里难度高、困难大。最突出的难题集中在方案拟定、运营通风、监视和控制、防灾救援和运营安全等方面。及时成立专家委员会开展了多次专题科研会、国内外技术咨询、技术交流，并对类似工程进行实地考察调研，为设计标准提供了可靠的技术支持，确保隧道顺利建设。二、利用铁路隧道现有资源修建公路隧道秦岭终南山公路隧道利用已经贯通的西康铁路秦岭特长隧道，平导修建18km公路隧道，并利用铁

3、路隧道已查明的地质资料，现有的建设队伍就地施工，长洞短打，节省投资(约3.54亿元)，缩短建设周期(23年)。综上因素，研究规划以AK方案为设计原则。节约投资在不利用铁路平导的条件下，修建公路隧道时，尚需修一条与隧道同长的平行导坑作为辅助坑道，再把平行导坑扩建为公路隧道，工期长，投资大。利用铁路平导可节约投资约3.54亿元。主要有以下五个方面的原因：1.铁路大型临建投资约0.49亿元。主要包括便道、便桥、备用电站、给水干管路、污水处理场、高山水池、预制场、碎石场、生产场地、通信设施等。公路隧道可利用已有大型临建设施。2.施工管线及轨道的铺设、拆卸及折旧约0.35亿元。3.利用修建铁路隧道从国家

4、电力干线网架设的电力干线，可节省约0.56亿元的投资。4.施工工期延长2年，建设期贷款利息约合1.81亿元。5.可减少小型临建设施费0.33亿元。包括临时宿舍、文化福利及公用房屋与构筑物、仓库、办公室、加工厂、工地范围内的各种临时的工作便道、人行道、工地临时用水和用电的水管支线及电线支线、以及其他小型临时设施。在东线隧道试验段及西线隧道土建施工图部分小型临建费用，仅列支概算的30%，节约70%。缩短工期不利用铁路秦岭隧道线平导修建公路隧道，施工工期约7.4年。利用铁路线平导施工工期约5.4年时间。缩短总工期近2年。降低施工风险及造价可利用铁路平导解决公路隧道建设期间的施工通风、施工排水、施工地

5、质预报等问题，降低施工费用和减少施工灾害的风险。东线试验段的实施，解决了特长公路隧道施工通风难题。通过铁路线隧道进风，线平导排风，保证了员工的身体健康和施工安全，降低了施工费用。节约了通风管线(最长8公里)费用。利用铁路平导施工排水法，解决了岭南施工地段反坡排水问题，降低了工程造价。利用铁路平导详细的地质资料，建立健全了长大隧道施工地质超前预报机制。确保了施工安全和人身安全，加快了施工进度。借鉴铁路隧道施工中，对地质灾害的处理办法和措施的成熟经验。减少因岩爆、围岩失稳、地下涌水处理不当而造成的损失，为加快工程进度、保障施工安全提供了依据。三、发挥联合设计优势秦岭终南山公路隧道设计涉及专业类别多

6、、知识跨度大、专业性强。为此采用多家设计院联合设计方案，由铁道第一勘察设计院、陕西省公路勘察设计院、重庆交通科研设计院联合设计，中交第一公路勘察设计院设计咨询。发挥铁路、公路行业优势，科研优势，严格双院审查。四、工程课题研究提供技术支撑针对本隧道的技术难点，在交通部的西部交通建设科技基金支持下，成立秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究项目，由陕西省公路局主持，组织长安大学、西南交通大学、重庆交通科研设计院、中铁西南科研设计院、陕西省定额站、铜川公路管理局、厦门市路桥信息工程公司等单位近百名专家、教授和科技工作者开展课题研究。其中运营通风技术、防灾救援技术、监控技术已有阶段成果，以研究成果作工程技

7、术支撑，提升工程的技术水平。五、先进的建设管理模式采用小业主，大咨询的管理模式，充分体现了管理人员少而精，技术咨询广而深的特点。六、科学咨询提供技术保证和把关为了慎重决策技术问题，本项目成立了由孙钧、王梦恕、郑颖人、钱七虎四位院士组成的秦岭终南山公路隧道专家委员会，对重大设计项目和设计标准进行把关和技术咨询。先后进行了三次重大会议，对隧道的技术标准、行车横通道的设置间距、运营通风方式、卫生和安全标准、支护结构形式、机电控制、照明方式等方面进行把关和技术咨询。邀请三家国外咨询公司进行技术交流和咨询。香港柏成公司、瑞士瓦特公司、挪威辛泰夫公司分别对运营通风、监控、防灾救援、供配电、照明、运营管理技

8、术交流和咨询。对国内外特长隧道进行调研。分别对日本、美国、奥地利、德国、挪威等欧美国家的特长隧道进行实地考察，从感性认识到专题研究，逐步取得了许多经验和教训。考察了欧洲三起隧道大火灾教训、先进的控制模式、多种通风方式和照明方式等内容。例如机电技术专题交流会，广泛地与国内外知名厂商相互交流技术信息；并对竖井的设计、施工以及通风、监控、照明分别进行了多次专题研究和专家审查咨询。七、艰险山区修建特长隧道的综合选线技术秦岭山区地形复杂，山峦叠障，植被茂密，人烟稀少，地质条件十分复杂。岩层软硬交替，硬岩以片麻岩、花岗岩为主，抗压强度平均达200MPa以上，软岩以断层泥砾、变质岩为主。主要不良地质现象主要

9、表现为高地应力引起的岩爆、大变形、突然涌水和高地温；分布有几十条断层，其中有23条较大的区域性活动大断裂。首先查明各种地质条件对工程的影响，选择最佳方案，制定了科学、稳妥的对策。其次采用多种先进技术手段进行测量，卫星定位技术进行无通视测量，大地音频测深技术、钻探、物探勘探、遥感等立体化综合勘探技术和地应力测试等技术。综合勘察460平方公里，查明了该地区全部越岭垭口的地质条件，累计研究各种有价值的线路方案700公里，最后选定了地质条件最好、线路走向较短、对自然环境影响最少的石砭峪垭口作为主隧道的越岭通道，这一成果在中咨公司组织的全国性专家评审中得到高度肯定，也是国家科技进步一等奖中重要的成果之一

10、。八、山区修建公路的环境保护技术本项目所经地区属秦岭中山区，整个路线在1500m海拔以下，根据陕西秦岭国家级生态功能保护区规划，隧道引线位于秦岭低山区-秦岭浅山水土保持与生态经济功能区。秦岭地区气候条件沿垂直方向变化，植被垂直带谱明显，植被发育，草木茂盛，是陕西省生物资源宝库。秦岭低山丘陵区海拔6001100m，属于落叶阔叶林带，秦岭中山区海拔11001800m，属于针阔叶混交林带。山区药用资源十分丰富，被誉为陕西省的天然"药库"，常见中药材400余种。区内动物种类繁多，动物资源丰富。通过调查，区内有两栖类2目6科11种：爬行类2目8科28种；鸟类17目48科245种；兽类

11、6目22科74种。其中属国家一、二级保护的44种。目前项目所在区域已建立了国家级牛背梁自然保护区。包括岭北自大板岔部以上和岭南大部分地区。保护区位于秦岭东部，主要是以保护国家一级保护动物羚牛(金毛扭角羚)为主的森林野生动物类群。1988年国务院批准其为国家级自然保护区。牛背梁自然保护区面积16418ha，功能区划分为核心区和实验区。核心区包括1800m以上羚牛分布范围，面积7239ha，占保护区总面积的44.1%；实验区9179公顷，占55.9%。野生动物种类繁多，有兽类60余种，鸟类120余种，爬行类20余种。被列为国家级保护的野生动物达25余种。所辖石砭峪河流为西安市重要生活用水水源之一。

12、为使隧道和引线工程建设减少对环境的影响，在选线过程中，共研究了不同高程、不同长度共5个长隧道方案的比选，同时重点对由9km到18km方案的进行论证，加强水文地质和环境评价、地质灾害的研究和勘察工作。经充分论证后，利用已建成的铁路隧道的平行导洞及相关施工设施作为公路隧道的施工组织的重要支撑；从节约投资，缩短工期，降低建设风险和减少对自然环境的影响等多方面综合比选后，决定采用了18.02km的长隧道方案。使进口的高程降低在900m以下，出口控制在1000m左右高程，正常地下涌水控制在2万立方米/昼夜以内。同时，设计了对施工废水、废碴处理办法和防护措施，并给山区农民造地近300亩。根据陕西省长安县气

13、象站、柞水县气象站及铁路秦岭隧道建设时自建的长安县大板岔气象站、柞水县大屋场气象站的观测统计资料，隧道区降雪初终期为当年的10月中旬至来年的4月下旬，冻土的初终期为当年的11月中旬至来年的4月上旬，岭北的最大积雪厚度达24cm，岭南的最大积雪厚度达13cm。另据铁路秦岭隧道勘察设计和施工历经十几年的经验，岭北青岔以上，尤其是罗汉坪以上，沟谷狭窄弯曲，两岸山坡高陡，高程在1000m以上，冬季降雪后，在阴坡长期积雪结冰，一般在当年的11月底至来年的2月底，积雪结冰累计天数大约在90天左右。以18.020公里的特长隧道穿越秦岭，岭北引线高程在896m以下，岭南引线高程在1025m以下，受降雪结冰等恶

14、劣天气影响较小，使西康公路成为全天候运营的运输通道，其运输条件得到彻底改善，平纵面指标较高，减少了越岭高程损失，行车安全、舒适，服务水平得到较大程度提高。公路越岭高程降低到1000米以下，极大改善了雨雪气候对行车安全的影响，使西安至柞水的公路里程缩短了70km左右，提高了运输效率，减轻了山区修建公路对环境造成的不良影响，对保护秦岭地区的生态环境起到了积极作用。九、深埋大直径通风竖井技术特长隧道的通风竖井是公路特长隧道的设计，是保证隧道安全运营、高效通畅的关键。选定通风方式则是更加复杂的关键技术。在课题研究组的技术支持下，广泛研究了国内外相关工程实践经验和成果，在结合了铁道、煤炭、矿山、冶金等行

15、业的技术成果和国内外知名风机供应商的技术指标后，在多种竖井方案比选的基础上，最终选用了可靠、经济和实用的纵向通风方式。确定设置三座通风竖井，最大井深661米，最大竖井直径达11.5m，竖井下方均设有大型地下风机厂房。其竖井的工程规模和通风控制理论属国内首创，世界罕见。十、特长隧道的安全控制技术安全控制技术涉及防灾救援、照明、监控、供配电、消防等多专业知识，是一项十分庞大的系统工程。在设计、科研、咨询等单位的共同努力下，已完成了全部专项课题论证，并取得了显著的成果，部分成果已应用到设计实践中，其综合研究成果和系统设计达到了世界先进水平，许多技术在国内属于首创。十一、节约燃油效果明显秦岭终南山特长隧道贯通后，每年可为国家节约燃油10454吨，折合人民币6416万元(按照现行市场价)。效益明显。十二、设计特殊灯光带，缓解驾驶疲劳为了减轻特长隧道的行车单调，缓解驾驶员的疲劳，保证行车安全。特意在每个隧道内每隔约5公里左右设计一处处特殊灯光段，每个隧道设三处，净宽10.5米渐变至20.9米，净高7.6米渐变至11.9米，长150米。通过不同的灯光变化、图案的变化将特长隧道分为几个短隧道，调解驾驶员情绪。其设计理念属亚洲公路隧道首创，亦为高速公路隧道世界首创。在距检修道0.8m处设有诱导灯，采用LED光源。诱导灯为琥珀色，间距为10