超长高寒高海拔!天山胜利隧道如何攻克七大技术难题?

超长高寒高海拔!天山胜利隧道如何攻克七大技术难题?
2024年12月30日 22:53 北京日报

“20公里级超长高寒高海拔公路山岭隧道怎么建?天山胜利隧道项目攻克了设计、施工、运营等七个方面技术难题,目前,七个课题均已顺利通过预验收。” 12月30日,中国交建新疆乌尉公路包项目总经理周政说,这也是项目工期由常规两端掘进施工的72个月缩短至52个月的关键因素。

隧道贯通的一刻。 受访者供图

超长距离水平定向取芯钻技术成果成功应用于天山胜利隧道进口端地质勘察,开创了三项第一:第一次在公路隧道勘察中引进水平定向钻;第一次在超过地下1公里深度处(1003米和1900米两处)完成水平钻的取芯;第一次在工程勘察行业完成超过2公里的超长距离水平定向钻。并且创造了水平定向钻在1900米深度处取芯、公路行业水平定向钻单向钻进2271米等两项国内记录。

“高寒高海拔公路隧道竖井施工关键技术研究”“冰川生态脆弱区高速公路绿色施工关键技术研究及示范”等技术成果,解决了高寒高海拔深大竖井的施工难题以及高寒高海拔环境敏感区隧道绿色建造的技术难题。

“TBM(硬岩掘进机)+钻爆组合工法快速安全施工关键技术研究”课题,采取“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺,在双主洞的中间增加一个用TBM掘进的中导洞,从而在横通道处开辟主洞辅助工作面,实现“长隧短打”,每月最快可以掘进1000米,大大提高了掘进速度,这在国内高速公路特长隧道建设中为首创。

“长隧短打”, 具体来说,就是通过在隧道的两个主洞之间增加一个中导洞,利用TBM进行左右对打,TBM施工速度约是人工的3-5倍。在中导洞中,每隔600-800米,设计一处车行横通道,当TBM实现超前,建设团队会在对应位置开辟横通道,实现从中导洞向左右两个主洞挺进,开辟新工作面,从而将整个隧道工程分割成多个小段同时进行开挖。

其特点和优势是:1. 增加工作面:通过“打横洞”的方式,每隔一段距离增加新的工作面,实现中导洞和两个主洞的连接,这样可以将两个主洞分成多个小段同时开挖,有效提高施工效率。2. 缩短工期:传统的钻爆法施工需要大约72个月的时间,而采用“长隧短打”策略后,工期被缩短至52个月。3. 安全保障:TBM可实现超前探测,在建设中导洞时能大大提高安全保障。

“基于地热利用的高寒隧道绿色保温技术研究”“隧道穿越博-阿断裂支护机理与结构设计技术研究”“隧道信息化智能化建设与运管技术应用研究”等课题,技术成果已成功应用于天山胜利隧道穿越断裂带处理等工程难点中,为隧道的运营养护、抗震减震提供了坚实保障。

新疆乌尉高速公路天山胜利隧道6标项目洞口。受访者供图

这些成果全面涵盖了20公里级超长高寒高海拔公路隧道设计、施工、运营关键技术,填补了20公里级超长公路隧道建设技术空白,使我国在该领域达到世界领先水平。

周政介绍,除此之外,智慧工地云平台的应用和施工全机械化作业,是天山胜利隧道项目取得高效进展的关键。 基于BIM、云计算、物联网、移动应用等技术手段,打造了项目“超级大脑”——智慧工地云平台,实现一屏总览“人、机、料、法、环”各关键要素,实时远程监控、实时调度提高协同效率,控制进度水平。

“在施工上,采用C6钻机、三臂凿岩台车、多功能拱架安装台车、湿喷机械手等机械设备,实现全机械化作业,显著提高了施工功效,缩短了施工时间,降低了劳动强度,使施工环境更加安全。同时,隧道建设中还应用了四竖井分五段通风等多种先进技术,保障了工程的顺利推进。”

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