西山寨隧道效果图。

8月16日，山东高速济南绕城高速公路二环线西环段项目（简称山东高速济南大西环项目）建设现场传来一阵欢呼声，重要控制性工程之一西山寨隧道实现双线贯通，至此全线3个隧道全部贯通，为项目建成通车打下了坚实基础。

山东高速济南大西环项目是山东省“九纵五横一环七射多连”高速公路网中“横二支线”的重要组成部分，由山东高速集团投资建设，是山东省重大建设项目，被交通运输部确定为首批平安百年品质工程创建示范项目和全国重大工程宣传示范项目试点。项目全长约103.9公里，批复概算209.75亿元，工期42个月。按双向6车道高速公路标准设计，路基宽度34.5米，时速120公里。

该项目共设3座隧道工程，分别为马山隧道、青龙山隧道、西山寨隧道。隧道工程均为分离式、双向6车道高速公路隧道，设计时速采用120公里。

在项目建设过程中，面对复杂地质、穿越采空区、疫情防控形势严峻等制约因素，山东高速济南绕城西线公路有限公司（简称山东高速济南大西环项目公司）统筹部署，强化过程管控，确保隧道工程质量、安全和进度。

马山隧道。

科学组织　穿越铁矿采空区

“项目开工伊始，我们就了解到3座隧道围岩等级较为复杂，其中马山隧道穿越刘峪铁矿采空区，安全风险高、施工难度大。”山东高速济南大西环项目公司工程处处长王扬说。

项目本着“短进尺、弱爆破、强支护，早成环、勤量测”的原则进行施工，确保工程安全。

“在施工中缩短进尺，意味着施工效率的降低。但我们加大了施工人员和设备的投入，两套班组循环施工，同时成立“党员先锋队”和“青年突击队”，紧盯施工质量，保证了按期完成施工。”山东高速济南大西环项目公司副总经理路本升介绍。

根据《济南绕城高速公路二环线西环段项目地质灾害危险性评价报告》，马山隧道在K89＋660-K89＋840段右侧穿越刘峪铁矿采空区。

面对废弃十余年的刘峪铁矿采空区位置难以确定的施工难题，山东高速济南大西环项目公司委托第三方专业机构开展了刘裕铁矿采空区稳定性分析与评价，利用物探和钻探勘察相结合的方式判断采空区范围。

凡事预则立。针对采空区段落的施工风险，综合现场情况和既有资料，山东高速济南大西环项目利用超前钻探、TRT远距离超前地质预报等技术配合监控量测等手段，提前分析采空区对隧道施工的影响，并组织专家进行论证，加强超前支护、优化施工参数和爆破设计，顺利穿越采空区。

超前钻探从山顶地表向地下进行勘探，探洞相隔10米，以推断采空区位置。“超前钻探最深达到了100多米，纵向检测采空区和隧道之间的距离。”山东高速济南大西环总承包项目部常务副经理崔亚军介绍。

TRT远距离超前地质预报技术可横向检测采空区和隧道之间的距离，该技术适用于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩长距离地质预报，施工时需结合地质调查、地质素描综合判断。隧道掘进过程中，每开挖150米即可通过TRT7000预报仪器对开挖前进方向进行150至300米中长距离预报，及时掌握前方地质情况。该技术不仅可以及时合理地安排掘进进度、修正施工方案采取防护措施，还可避免许多险情的发生，确保施工人员的生命安全。

通过采空区与隧道“纵向＋横向”距离的同时检测、结合试验数据适时邀请专家踏勘现场、动态调整施工参数，济南大西环项目公司实现了科学精准施工，让马山隧道安全穿越了铁矿采空区。

标准化施工?　确保隧道施工质量

面对隧道施工任务紧、围岩等级差等一系列难题，山东高速济南大西环项目公司在精准分析当前施工内外形势、科学谋划当前重点施工任务的基础上，通过加强内外协调，优化资源配置，强化技术培训、技术交底等，全力保障施工有序平稳推进。

在隧道施工过程中，一旦出现施工工艺不当、技术措施不到位等情况，就可能会引发超欠挖，这将直接影响隧道施工安全及质量，增加后续施工难度。山东高速济南大西环项目在全线隧道施工中应用了光面爆破技术，有效控制隧道超欠挖，并定期组织第三方对隧道实体进行检测。

光面爆破技术就是人为采取技术措施，减弱动压对炮孔周壁岩石的冲击作用，使高压气体产生的静压作用成为主导。如果相邻的炮孔间距适当，爆炸时爆炸气体将在炮孔连线方向产生较大的集中应力，作用于这个方向的孔壁上。当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，沿相邻孔连线方向孔壁出现裂缝，而爆炸产生的高压气体形成的尖劈作用，可使既成裂缝进一步扩展，最终形成规整的破裂面。

“光面爆破技术需要严格控制相邻的炮孔间距，为此我们制定了隧道光面爆破施工标准，相邻炮孔之间的距离为40厘米，同时我们对施工人员进行技术培训，施工人员打好炮孔后，技术人员也会逐个检查炮孔间距，保障爆破质量。”崔亚军说。

光面爆破技术可较好保持周边围岩完整性，隧道洞壁及掌子面成型规整，隧道减少了超欠挖，同时减少排危量，在很大程度上降低了喷射混凝土使用量，具有良好的安全性和经济性，为隧道高效施工创造了有利条件。

为保障隧道光面爆破施工质量、提高施工效率，山东高速济南大西环项目还引进了单臂凿岩台车。

单臂凿岩台车。

单臂凿岩台车工作时采用电机提供动力，以液压控制凿岩机械臂，机动性强、施工安全、效率高。利用单臂凿岩台车可大幅降低隧道内钻孔作业强度、提高了施工效率和质量，降低了安全隐患，减少了超欠挖现象。相比传统的气腿式风动钻机，单臂凿岩车具有安全系数高、对环境污染低、消耗能量少等优势，工作效率可提升约40％，有效加快了隧道施工进度。