前一段时间，在和今日头条友友的交流中，有朋友提出建议，想了解一些关于非盾构钻爆隧道的相关特点和知识。说句实在话，我也很有幸参与过，不下十座钻爆法隧道，短、中、长、特长都稍微有点了解，但谈不上有什么特别建树和了解，只能算是一个普通的施工技术人员吧。在这里整理了三座隧道的相关成果和简介，与大家分享交流一下。也十分欢迎同行前辈们的批评和指正。

1.典型高原复杂山岭隧道。选取中铁隧道局和中铁十六局共同总包承建的新关角隧道为案例。

新关角隧道最高海拔3497.45米，全长32.645公里，是青藏铁路西（宁）格（尔木）二线控制性工程。隧道位于青海省天峻县和乌兰县境内的关角山，青藏铁路天棚站至察汗诺站之间，设计时速160公里。由中铁一院总体设计，中铁隧道局和中铁十六局集团共同鏖战近7年，采用钻爆法施工，隧道设计为单线双洞，线间距40米。其中隧道局承建出口段正洞15273双延米，7-10号斜井5514延米。自2007年11月6日全面开工，于2014年4月15日实现全线贯通。

平面示意

地质纵断面

面对的特点和难点。隧道位于青藏高原，高海拔严寒地区，自然环境十分严酷，作业人员适应性差，人员和设备效率低下；隧道穿越新构造运动形成的复杂构造区域，地质条件异常复杂，施工面临的难题多，风险高；作为世界上首座高海拔严寒地区长度超过30km的隧道，采用钻爆法进行施工，需要研究新的隧道修建技术，以克服高海拔和隧道长度带来的技术难题。

采取的解决措施。通过采取断裂带大变形控制技术，岩溶裂隙水综合处理技术，斜井中隔板分割风道施工通风技术，钻爆法斜井皮带机出碴技术，特长隧道运营通风技术，特长隧道防灾救援、疏散与通风技术等关键技术，克服了施工过程中遇到的诸多技术难题。

隧道成功贯通的意义。基于青藏铁路西格二线关角隧道建设，成功解决了高海拔低气压地区特长隧道独头掘进，大倾斜角长斜井施工、长距离大水量反坡连续排水、斜井皮带机出碴等一系列关键技术难题。标志着我国实现了长达隧道施工技术由20km级向30km级的突破，给“截弯取直”选线带来了更大的空间。

2.软岩大变形隧道。选取由中铁隧道局承建的兰渝铁路二期木寨岭隧道为案例。

兰渝铁路二期木寨岭隧道为双洞单线分离式特长隧道。为全线第二长隧道，也是全线重点控制性工程。右线起讫里程DyK173+321.5-DyK192+390,全线长19068.5延米。洞身通过碳质板岩区，板岩及碳质板岩段合计长8850米，占全隧长的46.53%，地质条件极其复杂，共经过包括区域性大断层在内的11条断裂带，高地应力软岩地段占全隧长度的84.5%，最大地应力方向为N34︒E,最大水平主应力27.16MPa,处于高地应力区域，被称为“全国铁路高风险隧道之最”。全线唯一动态设计、动态施工的隧道项目。2016年7月18日贯通。（附图）

示意图图

针对高地应力软岩大变形采取的对策。采用全国独有的“小导洞应力释放+三层支护+长锚索+单层衬砌”的兰渝铁路“木寨岭模式”推进隧道建设，有效地控制了极高地应力软岩条件下的隧道大变形问题。隧道支护和衬砌混凝土厚度达1.5m,岭脊段混凝土厚度达到2.1m。1）超前地质预报。2）改善隧道形状，直墙变曲墙。3）先用柔性支护后用刚性、先放后抗。4）三层支护控制变形。5）扩大预留变形量，防止侵陷。6）仰拱底部曲率加大，提高厚度和钢筋支护强度防止隆起。7）采用8m深孔锚杆和深孔围岩注浆支护抵抗渗漏水，保护围岩完整性。8）采用短台阶开挖，加快仰拱封闭成环进度，衬砌紧跟进。9）提高衬砌混凝土标号厚度和钢筋分部密度，用刚性支护抵抗围岩变形。10)采用超前小导洞提前释放应力。11）加强监控量测频率，及时变换支护形式，加强围岩等级划分。

隧道成功贯通的意义。木寨岭隧道软岩高地应力大变形是隧道施工中极少遇到的难题，通过该隧道的修建贯通初步建立了高地应力软岩地质条件下围岩变形与支护的控制标准。预留变形量的加大不单独足以释放高地应力造成的变化，加强数据的归纳，算法的演算改进，分析研究围岩变化对支护形式强度的匹配要求模型。标志着我国在极高地应力软岩大变形隧道施工方面取得了新的重大突破

3.富水粉细砂地层条件下的长大隧道。选取中铁十九局承建的兰渝铁路1标胡麻岭隧道为案例。新建兰渝铁路LYS-1胡麻岭隧道进口位于位于甘肃省榆中县龙泉乡下郭家庄村，出口位于定西县苦河左岸，穿行于黄图高原的黄图梁、茆区。地面高程一般为2105～2430m，进～出口里程DK68+626～DK82+237，全长13611m,s设计双线隧道，隧道通过的地层为新近系饱水粉细砂岩，成岩程度低、松散易塌方、变形、涌水等特点，施工难度大、安全风险高，被定性为“国内罕见，世界难题”。胡麻岭隧道自2009年3月开工，历时8年于2017年6月19日实现隧道贯通。（隧道进口、掌子面照片）

胡麻岭隧道概况：1）洞身地表主要为第四系全新冲砂黄土和粗土；第四系上更新砂黄土；下伏基岩主要有上第三系砂岩、泥岩；下第三系岩、砂岩、泥岩；白垩系下的砂岩、泥岩等。其中DK75+800～DK79+600的3800m段,围岩以第三系粉砂岩为主，3#和4#斜井就在种地层中。这种地层岩性岩软，岩质疏松，成岩作用差，遇水易泥化，稳定性很差，属极软岩。当粉砂岩不含水或含水率较低时，围岩级别为Ⅴ级围岩，当地下水发育或含水率较高，泥化现象明显，粉细砂岩多呈泥状，基底有渗水被浸泡成淤泥，拱部及边墙塌落掉块均很严重，围岩级别为Ⅵ 级围岩 。2）隧道洞顶山体冲沟发育，沟床纵坡较大，但汇水面积较小 小， 虽然隧道洞身山体内各冲沟未见有常年流水，但雨后各冲沟内洪水都比较大。地下水类型为第四系松散残积物孔隙潜水和基岩裂隙水，基岩裂隙水主要 为构造裂隙水和风 化裂隙水。预测隧道最大涌水量为Q=8951ｍ³／ｄ。

存在的技术难点。1）胡麻岭隧道自2009年3月开工，截至2010年8月，全隧道仅 完成2660m正洞进尺，而位于第三系粉细砂岩段中的东古路（3#）斜井工区和歇地山（4#）斜井工区，施工进度缓慢，工期严重滞后。 东古路（3#）斜井长770m 。当洞身开挖至X5+60时拱脚开始有渗水现象，至X5+60时渗水范围扩大到拱腰，出水点分布不均，出水量约150～200m３/ｄ，掌子面前有积水，经施工扰动后基底泥化、 围变形严重，掌子面和侧墙下部稳定性差，施工中发生多次塌方，施工 进度缓慢度。17个月才累计掘进了594m，进入第三系粉细砂岩围岩段后，每月只能进14～18m。2）歇地山（4#）斜井工区。4#斜井长664m。当洞身开挖至X2+92时，掌子面开始渗水，地层受水浸泡，基底扰动后软化， 围岩收敛严重，掌子面及侧墙下部稳定性差，施工至X1+05～X0+98段地下水出水量约为150～200m３/d，掌子面前有积水，拱部下沉量达1.2ｍ（见附图），施工进度缓慢。3）围岩第三系粉细砂岩地层成岩性差，遇水易软化，掌子面泥化明显（见图），基底呈稀糊状，隧道变形大，支护破坏乃至坍塌，进度缓慢，施工难度大，安全风险极高，工期严重滞后；拱脚开挖时砂子随渗水流出，造成拱架背后脱空，两侧边墙易垮塌，斜井下半部断面拱架接腿难度极大。由于钢架多次连接施工难度大，不能及时封闭 ；斜井拱顶下沉及收敛变形大，单车道斜井开挖过程中需要加设横撑和临时仰拱来控制变形（见图），已支护地段变形不稳，伴有喷砼剥落、 钢架扭曲现象发生；裂隙水浸泡后掌子面纵向稳定性差，上半断面开挖中需要采用喷混凝土及封闭掌子面和增设超前小导管等保护措施，基底开挖时，需设排桩防护（见图）。

斜井X0+098拱顶下沉

掌子面的泥化

针对隧道第三系粉细砂岩地层采取的措施。1）结合现场实际，多次研讨决定，对斜井施工采取以下加强措施：（１）断面进行优化，采用曲墙带仰拱断面形式。施工预留沉降量50cm。加强超前支护和初期支护 ，必要时进行斜井二衬 。（2）采取集中排水和真空井点降水的措施降低掌子面水位。基底加深0.5m，用混凝土干拌料换填，并用喷混凝土快速封。另增设3条斜井，增加工作面，加快整个隧道的施工进度。（3）斜井增设超前支护。拱部设置Ф42mm小导管预注浆，拱墙开挖轮廓线周边及断面中部布置直径为60cm 的水平旋喷桩（见布置图）。掌子面加固采用全断面帷幕注浆 ，止浆墙厚度为1.2～1.5m，设置泄水孔(附图）。

排桩防护

2）第三系粉细砂岩围岩段正洞施工中采取了下列增强二次支 护等加强支护的措施及施工方法：（１）围岩分级为Ⅴ级； 预留变形量留35cm。超前支护 。拱部连续超前长中管棚，配合小导管注浆同时进行超前加固。（2）掌子面加固采用全断面帷幕注浆 ，止浆墙厚度为1.2～1.5m，施作帷幕注浆，设置泄水孔。（3）初期支护，断面优化、双层网喷C25砼，首先全环喷射厚 33cm，组合中空锚杆、砂浆锚杆，锁脚锚管同时设置，二次初期支护喷射20cm砼。（4）采取集中排水和真空井点降水的措施降低掌子面水位。基底加深0.5m，用混凝土干拌料换填，并用喷混凝土快速封。

胡麻岭隧道成功贯通的意义。胡麻岭隧道经过8年建设，尤其是最后的173米，用时将近6年。一个月进度不到2米。隧道的全面贯通标志着兰渝铁路全线通车进入最后阶段。对我国在处理同类型复杂地质条件下的隧道地下工程积累了宝贵的经验，填补了世界隧道科技空白。其“双侧壁九步开挖法”、“CRD六步开挖法真空降水”、“双液回退劈裂注浆”等新技术，随道内深井降水、超前水平真空降水、注浆和隧道外地表深井降水等技术新工艺成为了国家新的发明专利。

下次接着给大家介绍另外技术类型隧道的处理和总结。