以湖北利咸高速小模隧道斜井通風設計方案優(yōu)化為例

　　湖北交投鄂西建設公司 陳禹成

　　湖北利川至咸豐高速(利咸高速)設計路線總長84.53公里，批復概算為194.5億元。項目施工圖設計文件于2022年9月30日出版，2022年12月29日一期土建開工。

　　業(yè)主單位湖北交投鄂西建設公司工程技術人員嚴格遵循“方案管總、技術領先”和“勤儉辦企業(yè)”理念，在概算批復后的施工圖文件設計階段，為保障設計文件與施工更加合理可行、節(jié)約建設投資，多次會同設計、施工單位對利咸項目設計方案進行現(xiàn)場調研、優(yōu)化調整，5次召開設計、施工融合會，對路基防護、隧道圍巖分級、橋涵設計等提出多條優(yōu)化意見并得到設計單位認可，共節(jié)約建設成本4.6億元。同時，多次組織相關單位調研工地現(xiàn)場，認真學習設計文件，對沿線三改工程、路基防護、小模隧道斜井等設計方案進行了優(yōu)化，共節(jié)約建設投資約1億元，其中，三改工程節(jié)約3000萬元，路基防護工程節(jié)約5000萬元、小模隧道斜井通風方案節(jié)約2500萬元。

　　本文主要以小模隧道斜井通風設計方案優(yōu)化研究為例展開。

　　一、小模隧道及斜井通風原設計方案概況

　　湖北利咸高速小模隧道為該項目最長的一座分離式特長隧道，該隧道由利咸項目土建六標葛洲壩路橋公司承建。隧道進口在恩施土家族苗族自治州咸豐縣小模村境內，與利咸項目大河特大橋相接，出口位于咸豐縣小模村西側與小模樞紐互通相接。隧道全長5722米，最大埋深約350米。工程地質結構主要為灰?guī)r、頁巖;巖溶發(fā)育，地下水非常豐富。

　　按照相關設計規(guī)范要求，該隧道必需在中間某處設置一處通風斜井或豎井，作為運營期間的通風排煙通道。設計單位經過綜合分析和比選，采用全射流縱向通風+火災斜井排煙方案，將小模隧道斜井位置選擇在咸豐縣高樂山鎮(zhèn)白巖村范圍內，具體位置在隧道左洞ZK83+205左側350米附近，斜井長度約375米。斜井圍巖級別為Ⅴ級圍巖50米、Ⅳ級圍巖30米、Ⅲ級圍巖293米。隧道斜井、聯(lián)絡風道設置Z1斜井(左洞)+Y1排風道(右洞)。右洞排風道排風口位于右幅YK82+956.024左側邊墻，跨越左洞洞頂上方后接入左洞斜井，設計最大縱坡為46.07%。斜井進口設置地面風機房。

　　二、小模隧道斜井通風方案存在的問題

　　1.原設計右洞排煙道需跨越左幅洞頂上方后接入左洞左側斜井，右洞排煙通道底部距左幅洞頂僅6米，設計最大縱坡為46.07%，長度120多米。施工風險高，難度極大，造價高，需投入特殊設備采取特殊工藝工法才能進行排煙道施工，施工中具有重大安全隱患。

　　2.原設計右洞排煙道排煙口至左幅洞頂為46.07%的上坡，左幅洞頂至左洞斜井為15.63%的下坡，通風排煙機電設施投入資金大，排煙效果不佳，后期運營成本高，維修養(yǎng)護相當困難。

　　3.斜井地表洞口設置地上風機房，需新建4公里長的地面風機房運營維修道路。

　　4.斜井地表洞口設置地上風機房，通風排煙的電纜需增加長400多米。斜井地表需從隧道進口至隧道斜井地面風機房架設2公里長的永久電力設施。

　　三、小模隧道斜井通風方案優(yōu)化設計

　　小模隧道斜井自2023年初進洞施工以來，公司技術負責人多次帶領技術部、設計、監(jiān)理單位相關人員深入隧道斜井施工現(xiàn)場調研，針對隧道原設計斜井通風方案存在的問題，結合國內其他項目特長隧道通風經驗，從設計方案、施工難度，安全風險，建設成本方面進行比較研究。結合土建工程施工、機電、維護等多方面考慮，與設計單位進行多次討論，最終達成小模隧道斜井通風優(yōu)化調整方案。目前，該方案土建工程施工已基本完成。

　　小模隧道斜井通風方案與原設計相比較作了如下優(yōu)化調整：

　　1.設置左右洞聯(lián)絡風道，隧道斜井與左洞相交后直線延長至隧道右洞，并將延長段落作為右洞排煙道，隧道左洞順接斜井排煙。

　　2.將隧道加寬段聯(lián)絡左右洞的行車橫洞與排煙通道合二為一，根據設計需要適當加高排煙道高度。

　　3.將地面風機房變更為地下風機房，設置于左洞左側，同時優(yōu)化機電預留預埋及電纜設施。

　　四、變更優(yōu)化節(jié)約投資情況

　　1.變更后斜井聯(lián)絡風道長度減小，降低了工程造價與施工難度，節(jié)約了施工工期，土建工程節(jié)約投資約400萬元。

　　2.將斜井風機房由地面調整到洞內，降低了機電工程的預留、預埋、電纜鋪設成本，節(jié)約投資約100萬元。

　　3.將斜井風機房由地面調整到洞內，取消了約4公里長的原設計地面風機房運營維修道路，取消了原設計從隧道進口至隧道斜井地面風機房約2公里的永久電力設施，節(jié)約投資2000萬元。

　　4.小模隧道斜井通風方案優(yōu)化設計，不僅降低了施工難度、施工風險，也方便了建設期施工和運營期的養(yǎng)護作業(yè)，還節(jié)約建設投資約2500萬元。

　　五、以深入調研促方案優(yōu)化的幾點體會

　　工程技術方案的優(yōu)化過程，本身就是一個持續(xù)深入開展調查研究的過程。沒有調查研究，就不可能找到技術方案的最優(yōu)解。在深入調查研究優(yōu)化小模隧道斜井通風設計方案過程中，我有以下幾點體會。

　　一是“沒有調查研究就沒有發(fā)言權”。工程技術工作者的發(fā)言權不是拍腦袋、更不是拍桌子得來的，而是通過深入調查研究得來的。工程技術工作來不得半點馬虎，不能出現(xiàn)一絲紕漏。要做出更加科學合理、符合實際的方案，更好地解決復雜的技術難題，就必須深入實地調查研究，理論聯(lián)系實際，經過反復深入的研討，找到最優(yōu)的解決方案。

　　二是“不打無準備之仗”。凡事預則立，不預則廢。做好充分準備是深入開展調查研究、優(yōu)化技術方案的基礎。要形成最優(yōu)的技術方案，就必須認真研究項目布線走廊山形地勢和地質結構情況，深入研究施工圖設計文件，同時搜集國內外相關技術資料，進行認真分析研究，對存在的問題有一個定性認識，對大的形勢有一個基本判斷，并在此基礎上形成供研究討論的調查研究草案，進而圍繞草案展開廣泛討論，吸收眾智，達成共識，為找到最優(yōu)方案打下基礎。

　　三是“堅持從根本上采取措施，在源頭處解決問題”。技術方案的優(yōu)化，一開始就要奔著“最優(yōu)”的方向去，力求從根本上、在根源處解決問題。工程技術工作者尤其要倡導“一線工作法”，不到現(xiàn)場，就永遠接觸不到問題的本質。要充分考慮施工、運營養(yǎng)護階段的需要，踐行全壽命周期整體安全理念，做到設計方案與現(xiàn)場實際吻合。同時，要堅持專家會診多方論證原則，召開技術方案專家評審會，反復論證確定最合理方案。

　　這些年來，為節(jié)省投資，我們在宣咸、利咸、建恩北項目施工圖文件設計階段，十分注重調查研究，多次組織對各項目設計方案進行合理優(yōu)化。對路基防護、隧道圍巖分級、橋涵設計等提出多條優(yōu)化意見并得到設計單位認可。通過設計優(yōu)化，三個項目共節(jié)約投資概算約6億元，其中，建恩北項目隧道節(jié)約0.4億元;利咸項目隧道節(jié)約3億元，路基防護、橋涵節(jié)約1.6億;宣咸項目隧道節(jié)約0.8億元，路基、橋涵節(jié)約0.2億元，設計優(yōu)化共節(jié)約投資1億元，目前該項目土建施工基本完成，工程變更增加投資0.9億元，兩者相抵工程變更費用接近為0。上述實踐，充分證明通過調查研究優(yōu)化設計節(jié)約概算措施的合理可行。

　　(作者為湖北交投鄂西建設公司總工程師)

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