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超大坡度隧洞案例分享
根据笔者收集到的资料（此处感谢wzh同志提供的部分国际工程案例），目前了解到最大坡度隧洞为辽宁清原抽水蓄能电站斜井，达到142.8%（55°）。国内常见的大坡度隧道主要应用在交通隧道的斜井中，提供施工工作面、临时施工通风或者永久运营通风，坡度设计主要考虑因素为斜井长度、行车限速、出渣运输方式等。以下是根据出渣方式确定的坡度选择 ( 按《铁路隧道设计规范》(TB 10003-2016)第13.4.4~13.4.6条)：
1) 采用无轨运输，坡度考虑车辆爬坡能力，综合坡度不宜大于10%(即5.71°)，并宜按200~300m设置不大于3%的缓坡段；
2) 采用有轨运输，矿车(绞车等)提升，坡度不宜大于46.63%(即25°)；
3) 采用皮带输送机，坡度不宜大于36.40%(即20°)。
交通隧道主线往往坡度较小，根据功能要求不同最大坡度一般在2%~4%间，如：
1) 公路隧道内最大纵坡不应大于3%，受地形等条件限制经论证后可适当加大至4%；
2) 铁路隧道正线最大纵坡应根据地形条件、设计时速等综合确定，高速、城铁正线坡度不宜大于1.5%，最大不宜大于2.0%，困难条件下不应大于3.0%。
超大坡度隧洞案例(源自各类文献资料 仅供参考)
超大坡度隧洞开挖方法
1) 钻爆法
最为传统成熟的施工方法，上坡掘进，或下坡掘进均适用；
2) TBM法
(1) 条件允许，优先采用下坡掘进，下坡掘进过程中，掘进设备的自重沿掘进轴向的分量提供了部分推进力，有利于掌子面开挖；
(2) 上坡掘进，适用于场地条件受限，上端洞口不具备始发工作面，其关键技术难点主要为TBM设备防溜，相对于常规TBM小坡度掘进，超大坡度上坡掘进的施工总体安全性要求更高，需要采用专门的防溜车装置，一般通过增设及改造撑靴增加设备稳定性，从而克服TBM自身、TBM主机及后配套重力下滑分量的作用。如海瑞克(Herrenknecht Gripper TBM)开发了一种双防反锁撑靴装置。
3) “先上后下”结合(导井 扩挖)
针对较大断面的超大坡度隧洞，隧洞顶、底部均有工作面时，也可采用“先反斜井 后正斜井”的结合施工方法，反斜井可采用小断面TBM，或反井钻机上坡掘进完成超前导井，再从顶端自上而下采用大断面TBM，或传统钻爆法下坡掘进完成扩挖，原超前导井作为溜渣通道。
图示为采用反井钻机施作竖井，与斜井施工原理相似，先自下而上形成导井，再自上而下扩挖；注意反井钻机本身的施工工艺也是需要先行自上而下预钻成孔，底端安装刀盘。
其他：超大坡度隧洞出渣方法
溜渣槽：
适用较大坡度，能够克服渣土自身摩擦角，隧洞需设置专用溜渣槽，或溜渣管道，应用相对较少。
悬索桥锚洞矿车出渣：
以上为笔者对超大坡度隧洞的一些总结和学习，尚有待继续完善，也难免存在疏漏，仅供参考学习，欢迎指导交流。
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