国道351夹金山隧道工程简介

西南公路
开工作面辅助主洞施工，最终达到主洞快速贯通的1　工程意义目的。

本项目是《国家公路网规划（2013年-2030
年）》国道351线的重要组成部分，也是四川省
“我为群众办实事”的重点项目。

目前G351夹金山
越岭路段（43km）“瓶颈”制约明显，现状为四级
公路，路基宽度6.5m，受冰雪影响，每年需进行为
期3个月的交通管制（12月20日至来年3月20
日），越岭通行时间在2h以上。

非管制期全线运行
时间约7h，管制期全线运行时间一般在9h以上，严
重影响通道整体通行服务水平及安全保障能力，修
建夹金山隧道是沿线藏汉同胞的共同心愿。

隧道围岩岩性单一，主要为杂谷脑组及侏倭组
变质砂岩夹板岩，局部含软弱破碎的碳质板岩，其
中砂岩多呈中厚状，饱和抗压强度28.8~50.5MPa，
板岩多呈薄层状、板状，饱和抗压强度10.1~25.4
MPa。

洞身构造极其发育，隧道穿越一系列褶皱和项目于2021年5月立项，到完成两阶段设计仅
夹金凼断层，地下水以点滴状、线状渗出为主，局用时半年时间，并于2021年11月取得施工图批复，
部有细股状水流。

隧道轴线充分考虑平导布设、隧2021年12月正式开工。

夹金山隧道实施后将有效解
址区工程地质与水文地质条件、两端接线及工程造决越岭段冬季通行问题，节约通行里程约34km，进
价等因素，夹金山隧道洞身段主洞与平导中线间距一步畅通区域交通条件，有望带领沿线人民群众开
30~35m。

纵坡设置为人字坡，夹金山隧道平纵示意启实现全面小康、迈向共同富裕的历史新篇章。

如图3所示。

2　工程概况
项目起于雅安市宝兴县跷碛藏族乡波日沟，顺
接既有国道351线跷碛段，设隧道穿越夹金山，止
于阿坝州小金县达维乡唐家山，接国道351线达维
段，路线全长10.07km，其中隧道长9.35km，通风
救援平导长9.364km，隧道进口海拔2980m，出口
海拔3052m，最大埋深1400m，采用二级公路隧道
技术标准，设计速度60km/h，隧道建筑限界
10.0m×5.0m。

隧道两端主洞及宝兴端平导采用钻爆
法开挖，小金端平导采用TBM开挖，平导贯通后多
国道351夹金山隧道工程简介
2023年第1
期
图1　国道351夹金山冬管路段示意
图2　夹金山隧道项目地理位置
图3　夹金山隧道平纵缩图
唐家山
波日沟
G3
51
老路
S210
S210
小金宝兴
T
T
本项目
大邑
成都
雅安
西南公路
4.1　环保选线、绿色建造
3　项目重难点
设计方案无害化穿越了重大环境敏感区域，成功绕避不良地质隐患点，舍弃了造价虽低但对环境夹金山隧道是目前最长的二级公路隧道，也是影响较大的斜井辅助施工方案；基于地表生态承载第一个采用TBM+钻爆法施工的单洞对向行车公路能力的地下水限量排放理念，分段提出地下水限量隧道，隧道建设与运营受环保因素、地形地质条排放依据，最大程度的保护地下水环境；对隧道弃件、建设工期、隧道长度等因素的制约，其重难点渣采用隧道自利用、洞口综合体填筑、结合地方需体现如下：
3 求综合利用、远运弃置等多种方式，实现了180万m （1）项目区生态环境极敏感，生态环保要求隧道弃渣的合理处置。

高。

涉及大熊猫国家公园保护区、世界自然遗产核心区、夹金山国家森林公园等环境敏感区，生态环保要求高。

（2）隧址区隧道地质条件复杂多变，施工安全风险高。

隧道位于小金弧形构造带，穿越一系列紧密排列的褶皱和夹金凼断层，隧道埋深达1400m ，
最大主应力约59MPa ，岩爆、涌突水、大变形、瓦斯等不良地质问题突出，施工安全风险高。

（3）项目建设工期紧，工期控制难度大。

项目力争48个月建成通车，工期压力大；TBM 施工专 4.2　创新提升隧道施工机械化水平
业性强，TBM 平导顺利推进并提前贯通，贯通后顺主洞及宝兴端平导采用传统钻爆法施工，小金利多开工作面辅助主洞施工是保证隧道建设工期的端平导采用直径7.9m 的“敞开式”TBM 掘进机施关键，考虑本项目不良地质问题突出，且多工作面工。

这是国内第一个采用TBM 施工的二级公路隧同时施工、各工序协调组织等极其困难，辅助施工道，相较于传统工法更加安全、高效的TBM 改善了各工作面相互干扰大，施工组织管理难度高，工期隧道作业条件，减少了作业人员数量，减小了隧道控制难度大。

施工对周围环境的影响，大大缩短了施工工期。

（4）通风及防灾救援难度大。

隧道长度超过针对夹金山隧道褶皱强构造区砂板岩互层，岩9km ，是目前国内最长的二级公路隧道，受制于环性变化频繁的特点，设计阶段对TBM 设备提出改造境因素，无斜竖井设置条件，仅能依靠平导进行通优化方案，增加超前预加固功能，加强L1区应急喷风及救援，隧道内发生事故时如何实现“人烟分砼能力，及时封闭围岩。

采用新型钢板复合式钢筋离”和“快速排烟、快速救援”十分重要。

排，减少拱部掉碴。

扩大系统锚杆打设范围，提高（5）“建得起，养不起”问题突出。

借鉴类设备适应性。

似隧道工程经验，初步测算隧道每年的运营养护费用超过千万，地方财政往往难以负担。

4　工程关键技术及创新点
项目贯彻执行“技术可靠、方案可行、经济合理、以人为本”的指导方针，在前期详实的地质勘察基础上，组织开展了G351线夹金山隧道通风与防灾救援、施工组织、TBM 适应性及选型等多个专项论证工作，助力隧道建设安全、环保、高效，隧道运营绿色、可靠、经济。

图4　隧道轴线与周围环境敏感点关系
宝兴端主洞4.3km+引道358m 小金端主洞5.0km +引道362m
大熊猫国家公园
0图5　“夹金山号”TBM
国道351
夹金山隧道工程简介
部采用投影动态视觉系统打造洞内景观，从视觉上将隧道一分为二，有效缓解司乘人员的视觉疲劳和心理压抑感，提高行车舒适度和安全性。

钻爆法采用机械化配套施工，配置三臂凿岩台车、湿喷机械手、钢拱架拼装机、自行式仰拱栈桥等设备，施工更加安全、高效。

4.3.2　“快速排烟”新方法
为满足规范要求的火灾烟雾在主洞最大行程不超过3000m ，夹金山隧道平导顶部设置钢筋混凝土隔板。

火灾工况下，上方作为排烟通道，下方作为应急救援及逃生通道，实现了“人烟分离”，提高了防灾救援能力。

火灾烟雾在隧道主洞内行程由规范要求的3000m 缩短至500m 左右，火灾时人员逃生几率极大提高。

西南交通大学专业团队编制了《夹金山隧道火灾通风计算方案可行性验证及烟气特性分析报告》。

采用火灾动力学模拟软件FDS 建立夹金山隧4.3　“长隧短运、快速救援、快速排烟”道火灾排烟模型，采用Pathfinder 数值模拟人员逃生4.3.1　“长隧短运、快速救援”新思路
方案，通过数值模拟得出结论：平导排烟道可有效主洞与平导洞之间共设置了8条紧急联络道和及时将烟气排出，排出时间在1000s 以内，且纵向通25条人行横通道，平均每260米就有一次横向连风风速保持在2.5m/s 左右可防止烟气逆流现象发接，包括首次在二级公路隧道内设置的“八字型”生，在烟气不入侵平导隧道的情况下，火源上下游应急交通转换带。

发生事故时，主洞内人员可通过各位置处的人员可用安全疏散时间（TASET ）均大横通道到达平导脱困，救援车辆可从平导进入，通于必需安全疏散时间（TRSET ），即隧道内的受困过应急交通转换带和紧急联络道第一时间到达事故人员均可以进行安全疏散，验证了方案的可行性。

点，控制事故规模，减小损失。

应急交通转换带拱
图6　“夹金山号”TBM 进洞
图8　仰拱液压栈桥
图7
　三臂凿岩台车
图9
　主洞与平导连接示意
图10
　洞内景观示意
西南公路
也在研究中（不影响消防用水）。

经初步测算，年
发电量可满足隧道照明及部分通风系统用电。

4.5　平导辅助主洞施工新模式
夹金山隧道平导使用TBM 快速掘进，平导贯通后多开工作面辅助主洞施工（如图16所示），从而缩短隧道通车总工期。

实施过程中存在多工作面同时施工，爆破、出渣、运输、支护等各工序协调组
织困难，辅助施工各工作面相互干扰大的问题，因4.4　“低碳运营”理念
此夹金山隧道平导断面根据平导贯通后运输要求，随址区夹金山隧道进出口洞口平均海拔大于结合机械设备、各种管线设置、安全间隙等因素，3000m ，属于高原地区，太阳光照射强度高，隧道同时兼顾考虑通过大型挖装机、混凝土罐车、运输轴线走向为北偏西46.45°，每日太阳光照射时间较车辆等而拟定，虽然做出了针对性的设计方案，但长，为改善隧道“建的起，养不起”问题，响应国在目前国内公路隧道领域并无已经成功实施的先家“碳达峰、碳中和”目标，节能降耗，打造绿色例，因此，在后续实施过程中还需加强现场协调管智慧交通，凸显“绿色交通”的新理念，首次将理和科研攻关工作，建设经验可为后续类似隧道提“BIPV ”（光伏建筑一体化）理念运用于公路隧供借鉴。

道。

充分利用川西高原丰富的太阳能，在隧道洞门 4.6　隧道大角度穿越系列褶皱强构造区高地应力对及隧道附属建筑采用光伏瓦片进行光伏发电，可用策措施
于隧道洞口段和洞外建筑物照明用电。

4.6.1　隧道大角度穿越紧密褶皱构造区施工要求
此外，利用水消防系统大高差水势能发电方案
隧道洞身穿越一系列紧密褶皱（下转第47页）
图11　平导设置隔板方案示意
图12　FDS 夹金山隧道火灾排烟模型
-600m
火源x =0m
交通转换带
600m
图13　Pathfinder 软件建模
图14
　光伏瓦片
图15
　水消防系统自发电
林国进，郑建国，陈行：低碳节能技术在高速公路隧道中的应用——以雅康高速二郎山隧道为例
风、光、水等自然能源，将隧道低碳节能技术融入造中的应用提供一定的技术支撑。

隧道总体设计和建造过程中。

参 考 文 献雅康高速公路二郎山隧道在设计及建造过程
[1] 谭仪忠,刘元雪,孙树国.地下工程节能减排研究进展[J].地下空间与工中，在斜井内设高位消防水池、斜井引水发电、自
程学报,2010,6(S2):1533-1537.
然节能风道辅助通风等方面进行了低碳节能技术的[2] 洪开荣,冯欢欢.中国公路隧道近10年的发展趋势与思考[J].中国公路学
报, 2020,33(12).
研究和探索。

[3] 郭陕云.我国隧道及地下工程的历史机遇、发展困局及若干建议[J].隧
雅康高速二郎山隧道建成后，大大改善了进入
道建设(中英文),2019,39(10):1545-1552.
[4] 孙钧.隧道与地下工程节能减排低碳环保的研究和实践[J].安徽建筑, 甘孜藏区的交通条件，海拔高度比国道318线二郎
2015,22(05).
山隧道降低约700m，路程缩短40km，通行时间由
[5] 黄俊,张忠宇,李志远,等.绿色隧道技术发展研究与应用[J].现代交通技2h缩短为15m in。

低碳节能技术在二郎山隧道上的术, 2021,18(03):51-57.
[6] 谭仪忠,刘元雪,孙树国.地下工程节能减排研究进展[J].地下空间与工实施应用，经估算每年可节约隧道用电610万度，
程学报,2010,6(S2):1533-1537.
运营20年可减少用电1.22亿度，折合标准煤1.5万[7] 冯心宜.河惠莞高速公路绿色公路技术管理实践[J].公路,2021,66(11):78-81.
[8] 孙钧.国内外城市地下空间资源开发利用的发展和问题[J].隧道建设(中t，减少二氧化碳排放12.16万t。

项目仅增加投资
英文),2019,39(05):699-709.
550万，节约费用7850万元，具有良好的经济及社
[9] 吕恬,熊新竹,洪伟鹏,等.广东省广佛肇高速绿色公路建设探索研究[J].
公路交通科技(应用技术版),2017,13(12):319-321.
会价值，为低碳节能技术在高速公路隧道设计及建
构造，岩层倾角一般都大于40°，以55°～75°最为大水平主应力方向为N29~53°W，隧道轴线走向常见。

次级褶皱非常发育，露头尺度的褶皱呈现紧N46°W，最大主应力与隧道轴线小角度相交闭同斜褶皱、尖棱褶皱为主，枢纽起伏不定。

背斜（5~17°）；综合各孔测试结果，计算隧道最大埋核部为杂谷脑组，侏倭组构成其两翼；向斜核部为深处最大水平主应力约59.23MPa。

隧道受轴线方向侏倭组，杂谷脑组构成其两翼。

挤压作用强烈，在隧道主洞埋深大于500m段落若按照常规支护体系进行施工，径向打设锚K2+695~K8+735，每36m设置一道结构变形缝（宽杆，因岩层陡倾，锚杆极有可能打设在岩层交界2cm），最大程度保障结构安全。

面，起不到将软弱、松动、不稳定的岩土体锚固在
5　科研攻关
深层稳定岩土体上的作用。

因此，夹金山隧道主洞
及平导锚杆根据岩层倾角动态施工，使锚杆打设方
夹金山隧道具有独特的工程特点，修建夹金山向尽可能垂直于岩层倾角，最大程度发挥喷锚体系
隧道更是具有独特的红色历史意义，由四川省公路的支护作用，保障结构稳定和施工安全。

规划勘察设计研究院主持的《夹金山隧道建设与运4.6.2　洞身高地应力段落设防措施
营关键技术研究》项目已入选交通运输部2022年度区域基本处于以北西西—北西向近水平的主压
交通运输行业重点科技项目清单，为项目建设与运应力为主的现代构造应力场中。

对夹金山隧道深孔
营保驾护航。

SD-2与SD-4采用水压致裂法进行地应力测试，最（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司　安俊吉　供稿）
图16　平导辅助主洞施工示意
进口钻爆2309m1793m1100m1668m出口钻爆2480m
TBM拆卸2个月 4#紧急联络道 5#紧急联络道 7#紧急联络道
仰拱跟进施工完毕 仰拱、二衬施工1200m
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