
世界上最长的公路
-
2023年2月21日发(作者:)些墨壁遭- !! !: :
世界上最长的公路隧道
摘要:1999年9月号称世界上最长的叠路隧道——椰威西部24.5 km的拉达尔(Laerde1)隧
道特贯通,该工程充发利用了挪威著名的硬岩隧道工程技术
关键词;套路隧道施工概巩施工机募
1前言
由于冬季恶劣气候的影响,从卑尔根经E1 6号公路到挪威首
都奥斯陆的450 km路程对于乘客来说长久以来就是个问题。即
使在良好的季节里,挪威西部蜿蜒的公路、峡湾和山道使得从A
地到B地的旅行十分不便
在过去20年中,政府一直致力于改善横穿该国的基础设施
连接绂以便缩短施行时问、减少渡口连接线并且即使在隆冬季节
里也使旅行更加安全和可靠 由于实施这种政策,以及希望避免
困难地带中岩石坍落和尽量减少对环境的影响,至今已经建成了
许多隧道连接线。事实上,在过去的20年里,挪威公共公路管理
局仅在松恩一菲尤拉纳郡地区就修建了约100 km的公路隧道。
在这个地区的干线公路中,奥斯陆和卑尔根(挪威两个最大
的城市J之问的E16号公路是这种地下方案的理想选择,而且我
们看到l1.4 km长的居德旺加隧道工程于1992年竣工。目前正
在施工的则是世界上最长的公路隧道——24.5 km长的拉达尔
隧道。位于艾于兰和莱尔镇之间的这条耗资1亿3千万美元的南
北运营线使原来的记录保持者——瑞士16.9 km长的圣哥达公
路隧道黯然失色。
尽管可以保证无限制使用,但是预计隧道使用率是较低的,
其设计通车力每小时仅为400辆次.或每天平均1 000辆次。
除了60 m 断面的隧道外,该工程的特点是设有2.1 km的
中问横通道和距艾于兰洞口18 km的通风隧洞、1 6个转向点、48
个紧急停车带、3个30 m×40 m的洞室,这些洞室设计得足够大
以便在紧急情况下客车和卡车无需倒车就能掉头。为了使这段20
min的旅行不显得乏味,还对这些转弯区域进行了装饰并提供了
照明。
该隧道以2.1 的坡度从艾于兰上升到海拔265 m高的地
方,从这里以0.7 的坡度下降到横通道的位置,由此再以2,7
12
图1拉达尔隧道的定
维普资讯
的坡度下降到拉哒尔处。出于安全的需要,该双线公路的特点在于设置直线和平缓的弯道以减
缓单调、乏味的情绪。每隔18 m提供有照明灯具,每隔250 m设置有电话,每隔125 m配置有
消防设备。此外,在整个隧道中将安装12台与24小时工作的控制中心相连的摄像机,而且无
线电天线将在隧道各处形成无线电接收站从而能够使用移动电话。警察、消防队、急救中心提
供有单独的通讯频道。
隧道穿过70~120MPa的坚硬前寒武纪片麻岩。这种岩石一般适于修建隧道。然而,髓道
有20 km的长度其覆盖层超过800 m,最高则达到1 400 m,这种情况会导致很高的垂直应力
并有岩爆危险。其水平应力也是很高的,这起因于地壳运动。
图2拉达尔隧道的地质断面
采用钻爆法进行开挖,将产生大约250万立方米的弃碴。其中一些弃碴将用来改善El6
号公路,有些则用于来修建峡湾附近的人行道,而剩余的则用于横通道洞口附近的景观设计。
工程于1995年开工,分为两个台同段。作为承包商的挪威公共公路管理局在南边从艾于
兰掘进11 km的工段(刨不设中间通道独头掘进的最长记录)外加拉达尔隧道的北洞口和外
侧的头500m工段。
挪威NCC的子公司Eeg--Henriksen公司负责掘进延加尔处的2、1 km长横通道,它以
l1.1 的下坡通往主隧道,在那里承包商向北朝拉达尔方向开挖6 km的隧道工段并向南朝
艾于兰开挖7 km的工段。它将贯穿到挪威公共公路管理局台同段。当隧道运营时该横通道将
用于通风。
Eeg--Henriksen公司的台伺段采用钻爆法进行开挖,最多时有两个工作面同时作业,使
用的是挪威Andersens Mek verksted公司的两台计算机控制的3臂钻孔台车。这些设备的特
点是采用了Montabert钻头和Bever控制装置公司的计算机控制钻凿系统,Atlas Copco公司
也采用这种系统。
为了达到理论上的56.7 m 的横断面,这些台车以每分钟15~2 m的速率在每个循环中
钻凿近100个钻孔。每循环钻孔耗时2.5 h,装琦耗时30 rain。最初,孔深为6。1 m,但是承包
商为了提高效率,于是将这些钻孔的深度减少到5.5 m 在其它方面,每个循环用了500 kg炸
1 3
维普资讯
药,或每立方米用了2.3 kg炸药。忧预计的高出l 5 ,对此认为是由于所遇到的岩石材料所
致。承包开挖期间总计需要进行500个循环。
根据工地人员的情况,分为两个工班,每天24小时作业,每个掌子面每天进尺达到2~3
个循环。每个作业人员连续工作12天,休息9天,其奖金报酬与效率挂钩
在这项艰巨任务中精确性是最重要的。多亏卫星导航和激光定位系统从而达到了±1 5o
mm的精确度。据承包商声称,因为施工人员按照Bever控制装置公司提供的计算机控制的钻
孔系统进行操作,所以将超挖减少到最低程度,约为1O 。开挖作业产生的所有泥浆和钻孔用
水在泵出隧道之前必须经过净化处理。
共用了一年的时间开挖断面为65 nl 的横通道,在此期间承包商必须要对付不良的岩石
地带和岩爆地带。不过,主隧道一旦开始掘进,每个循环就能达到约5 m的平均进尺速度,由
于同时从三个掌子面进行开挖,每天进尺总计达到50 m,或每周达到1 3O m~l 70 m。一个掌
子面的最高掘进效率是每周¨0 ITI。
爆破作业后,使用装备有。R ̄tmmer液压锤的Atlas 1504型轮式挖掘机清理掌子面和处理
松动的岩块。然后,由一组Mercedes公司和Volvo公司制造的70t重的半铰链式卡车组成的
车队进行出碴,配有挪威Gjerstadt公司特有的6.5 m 侧卸式铲斗的50 t重的Volvo I 330C
型低排放轮式装载机则负责装碴
该工程大型设备的使用是Eeg--Henrikse1%公司所谜择方案的一个不同寻常之处。尽管卡
车和轮式装载机并排停在掌子面前造成了作业拥挤的情况,承包商仍jl!}能保持较高的效率。
在计划阶段承包商考虑过皮带式传送机,但是因涉及到长度问题而且该方案要求在隧道
内必须要有碎石设备,因而他们认为这太昂贵了。
就每个循环300 ITI 的岩碴崩落量而言,一个掌子面上的清碴作业平均要用80 min。在作
业高峰期,该合同段使用了三辆轮式装载机和一组7辆卡车的车队,当认为有必要跟上爆破作
业时,可以把最近的转向洞室作为临时卸碴场地。选择500 hp大功率的卡车是由隧道内的急
转弯和横通道¨ 的陡坡决定的,只有熟练的司机才能安全驾驶,所配备的专用拖车车体是
由挪威Nor Slep制造厂制造的。
由于距离问题,在施工期间和在隧道运营系统设计中,通风是个主要问题。事实上.隧道竣
工后使用该隧道的重型车辆将比目前施工期间的重型车辆要少。
在施工期间,利用两台2×270 kW的Korfmann AI 17型鼓风机通过Protan公司两个独
立的风管对从横通道进行掘进的两个掌子面进行通风。这两台鼓风机安装在横通道洞口的外
侧。另外,为了加速排除爆破烟尘,在每个掌子面后面200 m处安装了额外的GAI 14型119
kw鼓风机以便在每次爆破后约5 rain通过其中的一个风管将空气从洞内排出,与此同时新
鲜空气则通过另一个风管进入隧道。两个风管通过节点板连接,这样空气就能够进出地流动。
建在拉达尔洞口的中心站对这套复杂的通风系统进行监测和控制。该站使用了高新技术
的通讯和计算机控制系统。在掌子面工人利用设置在隧道中的控制箱还可以对通风系统的运
转进行调整。据承包商介绍,这种中心遥控的系统是第一次问世的产品,其对提高钻爆作业的
效率和速度所做的贡献比补偿相关的投资要大得多
曾经估算过,在隧道运营中每辆汽车穿过隧道需要l 800 m 的新鲜空气。通过安装在顶
板上的脉冲式鼓风机使新鲜空气从艾于兰洞口进入隧道,同时借助廷杰加尔横通道排出烟尘。
】4
维普资讯
为了减少所需要的通风量并且使能耗成本下降,在距艾于兰洞口18 km处建立了空气处理
厂。在把空气重新送^隧道之前,利用装置净化烟尘和NO 气体,这是拉达尔隧道工地独有
的。100 ITI长的NO 过滤器可以处理从隧道排出的风速为2 m/s的空气,每秒钟可以处理约
120m 的空气。
爆破作业后,在以约1.8 m 的速度施做钢纤维含量为40 kg/m。的湿喷混凝土前允许隧
道可超前1O~15 ITI。施做的这层湿喷钢纤维混凝土厚5O~100 mm。承包商估计将用大约
27 000 ITI。的喷混凝土——约比合同规定的多33 ,这主要是因为所遇到岩石所致。通过每一
循环设置大约25根镀钢锚杆来进一步加强岩石支护,锚杆长2.5~4 m。在钻炮眼的同时施做
这些锚杆并且现场用树脂进行锚固。按照合同总计要施做96 000根锚杆。
1 996年进行的应力量测显示出垂直应力的读数是25 MPa,而水平应力则为31.6 MPa。
在实际所遇到的最坏情况中,量测到水平应力是垂直应力的三倍。由于岩石有剥落的危险,因
此规定在可能区域使用直径为25 mm、长6 m的的防剥落锚杆。
除了两洞口端的-4,段外,其余地方不打算施做二次衬砌,而且隧道一般很干燥,几乎不
需要防水。从特蒙欧瓦起施做的聚乙烯发泡薄膜仅有15 000 m ,铺设长度为13.5 km,并且出
于防火安全的原因要在这些薄膜上做喷混凝土。
在施工的最后阶段,打算在掌子面后方1.5~2 km处修建公路,每年铺设两次沥青,这样
就不会干扰爆破作业进度。
工程施工始于1995年,向北朝拉达尔洞口掘进的工段部分于l 999年2月贯通。NCC公
司于1 999年6月9 It停止进行隧道施工,并预计在8月份完工。然而,6月14 It,在艾于兰工
地隧道掌子面发生了坍塌。现在计划隧道在9月份贯通,仍然在计划工期之前。
拉达尔隧道计划于2001年贯通,Eeg—Henriksen公司相信该隧道不仅保持着世界最长
公路隧道的记录而且还可能作为每米造价最少的隧道之一而被载^史册。承包商估计15 km
隧道的开挖费用仅为4 500万美元,较低的开挖费用以及工程良好的安全记录使资深的驻地
工程师相信投资大型出碴设施和完善的通风系统的决定是正确的,而且该模式可用于挪威其
它长大隧道项目。
译自 Steve Mc Cormaek.The world’s longest road tunne1.Tunnels and Tunnelling International-1999;
9:24~26(英文)
译者王华
枝者兰利敏
欢迎订阅 欢迎投稿
《世界隧道 编辑部
维普资讯