5月15日，新晉高速韓口隧道被吉尼斯世界紀(jì)錄現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證為世界最長(zhǎng)的公路螺旋隧道。該隧道由河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司設(shè)計(jì)、中建路橋承建。

　　據(jù)介紹，新晉高速螺旋隧道群由9條隧道組成，沿太行山蜿蜒盤旋兩圈半，全長(zhǎng)28公里。其中，本次被認(rèn)定為世界最長(zhǎng)公路螺旋隧道的韓口隧道全長(zhǎng)4457米，在海拔784米至893米之間，進(jìn)出口高差109米，最小轉(zhuǎn)彎半徑700米，具有單洞長(zhǎng)、高差大、轉(zhuǎn)彎半徑小、盤旋圈數(shù)多等諸多特點(diǎn)。

　　新晉高速螺旋隧道群位于華北平原西部邊緣和太行山山嶺地帶，地勢(shì)呈北高南低，西高東低，路線自南向北跨越平原微丘區(qū)、重丘及山間盆地、深山區(qū)三個(gè)地貌單元，沿線海拔高度從70m到1730m，地形起伏極大。為解決這一難題，河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多方案比選，最終選擇采取螺旋隧道群的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，是目前世界上獨(dú)有的三層螺旋隧道群。

　　新晉高速是中國(guó)太行山脈連接豫晉兩省的重要高速通道，也是河南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的一條重要的南北運(yùn)輸通道，起于河南省新鄉(xiāng)市鳳泉區(qū)大塊鎮(zhèn)塊村營(yíng)村，至山西省陵川縣古郊鄉(xiāng)營(yíng)盤村，全長(zhǎng)69.75公里，于2022年12月26日建成通車。新晉高速的建設(shè)有效帶動(dòng)了太行山革命老區(qū)發(fā)展振興，對(duì)豫晉兩省的相互交通、物資流通、旅游發(fā)展、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到極大促進(jìn)作用。

　　新聞多一點(diǎn)

　　新晉高速螺旋隧道群到底有多牛？

　　設(shè)研院此前在“交通戰(zhàn)略研究”微信公眾號(hào)發(fā)布了《新晉高速螺旋隧道群關(guān)鍵技術(shù)解析》報(bào)告文章。以下為報(bào)告全文：

　　新晉高速螺旋隧道群關(guān)鍵技術(shù)解析

　　□ 設(shè)研院軌道交通與地下工程設(shè)計(jì)院 高曉培 范占超

　　新晉高速塊村營(yíng)至營(yíng)盤（省界）段高速公路項(xiàng)目是河南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的一條重要的南北運(yùn)輸通道，于2022年12月26日正式建成通車。項(xiàng)目起于新鄉(xiāng)市紅旗區(qū)菏寶高速塊村營(yíng)互通，與山西陵侯高速在省界營(yíng)盤村相接，是連接豫、晉兩省的重要通道，全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路線全長(zhǎng)69.75公里。項(xiàng)目區(qū)域位于華北平原西部邊緣和太行山山嶺地帶，地勢(shì)呈北高南低，西高東低，路線自南向北跨越平原微丘區(qū)、重丘及山間盆地、深山區(qū)三個(gè)地貌單元，沿線海拔高度從70m到1730m，地形起伏極大。為解決這一難題，河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多方案比選，最終選擇采取螺旋隧道群的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，是目前世界上獨(dú)有的三層螺旋隧道群。

　　一、三層螺旋展線克服地形高差過大難題

　　項(xiàng)目末段位于太行山主脈的中南段，峰巒疊嶂，懸崖陡壁，海拔高度從800m到1730m，地勢(shì)起伏極大。其中新莊樞紐至終點(diǎn)段直線距離7km，設(shè)計(jì)高差780m，普通展線方式無法滿足需求。經(jīng)過多方案比選，最終采取螺旋隧道群的方式進(jìn)行展線，減小縱坡，克服高差。螺旋隧道群段路線長(zhǎng)度28km，設(shè)計(jì)速度80km/h，共設(shè)置隧道18.1km/9座，沿轎頂山進(jìn)行三層螺旋展線，最小半徑700m，最大縱坡3.95%，最小縱坡1.5%，是目前世界上獨(dú)有的三層螺旋隧道群。

　　二、專項(xiàng)設(shè)計(jì)確保結(jié)構(gòu)物交叉安全

　　項(xiàng)目螺旋展線方式造成主線豎向多處疊合交叉，其中南馬鞍隧道與韓口隧道交叉（垂直高差343米）、柳園隧道與轎頂山隧道交叉（垂直高差156.8米），蒿坪隧道與石板坡二號(hào)大橋交叉（垂直高差55.3米），橋梁樁基與隧道最近處約9米，蒿坪隧道下穿金牛寺服務(wù)區(qū)及金牛寺村（垂直高差111.9米）。設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)構(gòu)造物豎向疊合相交特點(diǎn)，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)交叉施工擾動(dòng)工況，開展優(yōu)化橋梁跨徑、樁基計(jì)算、控制爆破等專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)，確保交叉結(jié)構(gòu)物安全。

　　三、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)穿越多種不良地質(zhì)

　　項(xiàng)目所在太行山區(qū)由于多次構(gòu)造活動(dòng)形成了復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r多種巖性分層或互層分布，巖層傾角5~6°，傾角較小。存在水平巖層、巖溶、斷層、危巖體等多種不良地質(zhì)。

　　1 水平巖層

　　項(xiàng)目區(qū)巖層近似水平，隧道開挖時(shí)，頂部不穩(wěn)定塊體易沿軟弱結(jié)構(gòu)面或夾層剪切錯(cuò)位、拉裂墜落，受到爆破振動(dòng)和開挖擾動(dòng)后，隧道頂部易掉塊、形成超挖、塌方，形成門架形狀，嚴(yán)重改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，容易引起巖體的應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成安全事故，對(duì)施工安全威脅較大。如圖為白楝樹隧道洞內(nèi)開挖后拱頂整塊坍塌，長(zhǎng)度20米。施工過程中采用超前支護(hù)、優(yōu)化控制爆破參數(shù)、開挖后弱找頂、重視初噴、調(diào)整錨桿角度等措施解決相關(guān)技術(shù)難題。

　　2 巖溶

　　項(xiàng)目區(qū)地層巖性以灰?guī)r為主，隧道開挖過程中出現(xiàn)大量巖溶溶洞，嚴(yán)重影響施工及運(yùn)營(yíng)的安全。如王莽嶺隧道溶洞涌水，造成隧道內(nèi)積水30萬方，施工中針對(duì)問題采取“固（加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)）、跨（下部橋梁跨越）、防（上部回填透水材料防落石）、排（保證系統(tǒng)排水能力）”等經(jīng)濟(jì)有效的措施，解決了隧道工程難題。

　　3 洞口危巖體

　　項(xiàng)目區(qū)地形陡峭，大部分隧道進(jìn)洞坡面近似90°，巖體經(jīng)過多年風(fēng)化形成大量的危巖體，嚴(yán)重影響隧道施工以及后期運(yùn)營(yíng)的安全。針對(duì)這種情況在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員攀藤攬葛，逐一排查，根據(jù)實(shí)際情況分別采取清除危巖、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)以及預(yù)應(yīng)力錨索加固、設(shè)置倒削竹洞門等措施，確保隧道順利進(jìn)洞及洞口施工安全。

　　4 突涌水

　　隧道群穿越多個(gè)斷層破碎帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，圍巖穩(wěn)定性較差，地下水發(fā)育，施工過程中多處出現(xiàn)突涌水現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況采用全斷面深孔預(yù)注漿進(jìn)行堵水以及加強(qiáng)襯砌支護(hù)，確保施工安全，同時(shí)襯砌背后增加排水系統(tǒng)便于排出巖體水，通過“堵、排”相結(jié)合措施確保證隧道施工及運(yùn)營(yíng)安全。

　　四、多坐標(biāo)帶轉(zhuǎn)換為工程貫通保駕護(hù)航

　　項(xiàng)目起點(diǎn)位于華北平原，地面海拔高度70米；終點(diǎn)為太行深山，地面海拔高度1730米，起、終點(diǎn)自然高差1660米，設(shè)計(jì)高差1210米，其中螺旋隧道群段設(shè)計(jì)高差780米。由于山區(qū)段測(cè)量變形大，投影面多，在測(cè)設(shè)過程中設(shè)計(jì)了6個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)系，相鄰坐標(biāo)段設(shè)置兩個(gè)以上公用點(diǎn)，并給出轉(zhuǎn)換參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)區(qū)內(nèi)投影長(zhǎng)度變形值≤2.5cm/km，大型構(gòu)造物投影長(zhǎng)度變形值≤1cm/km，確保設(shè)計(jì)坐標(biāo)精度滿足要求，保障工程高質(zhì)量施工。

　　五、統(tǒng)籌考慮隧道群通風(fēng)消防實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)地

　　1 通風(fēng)

　　隧道群路段隧道均為長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道，且均為單向坡，坡度為2.5%，坡度較大且隧道線型多為曲線，最小半徑700m，部分隧道洞口間距不足50m，相鄰隧道存在污染物竄流的問題。設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌考慮部分隧道通風(fēng)系統(tǒng)，將多個(gè)隧道（白楝樹隧道與蒿坪隧道、轎頂山隧道與南馬鞍隧道）按一個(gè)隧道進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用射流風(fēng)機(jī)和通道通風(fēng)相結(jié)合的方式進(jìn)行通風(fēng)。另外考慮到隧道進(jìn)出口高差大這一有利因素，研究自然風(fēng)的有效利用，結(jié)合坡度差異性配置通風(fēng)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

　　2 消防

　　由于地形陡峭，隧道洞口大多為近垂直的坡面，部分隧道洞口間距較小，消防水池受地形、地貌限制無法施做，且水源補(bǔ)給難度較大。在設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行逐一排查，經(jīng)多方案比選，最終采用設(shè)置增壓設(shè)備的穩(wěn)高壓消防供水系統(tǒng)以及多種供水水源的設(shè)計(jì)方案，為保證隧道安全運(yùn)營(yíng)提供了有力支持，同時(shí)部分隧道共用消防水池，解決了消防水池選址、用地難題，節(jié)約占地24畝。

　　六、多措并舉助力長(zhǎng)大下坡隧道群運(yùn)營(yíng)安全

　　項(xiàng)目作為豫晉兩省重要通道，車流量大。螺旋隧道群展線段為28km長(zhǎng)下坡路段，橋隧比82.3%，最大縱坡3.95%，最小縱坡1.5%，平均縱坡2.78%，且雨、霧天氣較多，道路的運(yùn)營(yíng)安全面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)中通過在小半徑位置增加主動(dòng)發(fā)光標(biāo)志、減速標(biāo)線等安全設(shè)施，洞口設(shè)置彩色路面、遮光棚，設(shè)置霧區(qū)行車安全主動(dòng)誘導(dǎo)系統(tǒng)等措施為行駛車輛提供安全誘導(dǎo)。同時(shí)克服復(fù)雜地形限制設(shè)置避險(xiǎn)車道（LK61+800）、停車區(qū)（K45+700）等設(shè)施，在緊急情況時(shí)為車輛遇提供自救服務(wù)；考慮到隧道內(nèi)如遇緊急事故救援無法及時(shí)到達(dá)情況，在柳園隧道（LK59+933）、南馬鞍隧道（LK66+363）設(shè)置兩處應(yīng)急救援輔助通道，多種措施相結(jié)合確保項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)安全。

　　七、結(jié)語(yǔ)

　　新晉高速塊村營(yíng)至營(yíng)盤（省界）段高速公路的建成通車，將進(jìn)一步完善優(yōu)化我省高速公路網(wǎng)布局，增強(qiáng)河南北部高速公路網(wǎng)的互補(bǔ)性，打通全省南北運(yùn)輸走廊，促進(jìn)南太行旅游業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)晉豫兩省之間的聯(lián)系，為沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展創(chuàng)造更好的基礎(chǔ)條件。同時(shí)，大高差螺旋隧道群的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，也為設(shè)研院后續(xù)開展山區(qū)項(xiàng)目積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。