“对掘”天山! 贯穿南北之全球首创黑科技
发布时间:2020-12-22 10:29:27 | 来源:中国网 | 作者: 张凤华 | 责任编辑:李星“天山雪后海风寒,横笛偏吹行路难” ,打通新疆南北交通运输通道一直是千百年来新疆人民梦想,天山是阻碍新疆人民实现这个梦想最大拦路虎,穿越天山谈何容易!
天山俯瞰图
天山胜利隧道是新疆乌尉公路关键性节点工程,海拔3200米,项目紧临天山1号冰川和乌鲁木齐水源保护地,具有“一长、二深、五高”的特点。“一长”,世界上最长的高速公路隧道,全长约22公里。“二深”,竖井深,1号竖井深达702米,是世界上最深的高速公路竖井;隧道埋深深,隧道最大埋深1112.2米。“五高”,高地应力、高地震烈度、高环保要求、高寒、高海拔。如此复杂的地质和自然环境,传统的矿山法及敞开式TBM施工很难满足施工要求。
天山胜利隧道出口端
矿山法基本上包括爆破开挖,出渣排险,支护,立架,喷浆等几个工序,相应的施工人员也分为对应的施工班组,洞内环境最差的是爆破开挖和喷浆几个工序,里面能见度极差,而且对人员身体危害较大,对环境影响极大,传统的矿山法中,人工的作用很大,工作环境也比较艰苦。
矿山法施工
敞开式硬岩掘进机(TBM)隧道施工比矿山法强很多,里面的机械化水平非常高,施工环境也有保障,一般在地质环境较好、围岩稳定的隧道及地铁的开挖中使用,但在破碎、断层带及高应力围岩下施工安全风险高、进度慢、支护强度高等问题还是无法解决,还是需要传统人工支护、喷浆、清渣等,不仅施工效率,现场环境的污染严重,施工安全风险还是很大,这个装备充其量算是个半自动;
传统敞开式TBM在复杂地质环境中施工
工欲善其事,必先利其器。
装备引领施工,没有适应装备,贯穿天山还是梦想!针对天山胜利隧道的地质特点,中交天和首次提出压注混凝土工法理念,并将压注混凝土工法与硬岩掘进机进行创新性融合,研制出具备两种掘进、三种支护模式的压注工法硬岩掘进设备,以应对复杂多变地质环境,解决目前敞开模式撑靴打滑落空无法推进、支护工作量大、清渣困难等问题,实现在多种复杂地层(大变形、强岩爆、多断裂带等)下实现安全、环保、快速、高效掘进,并具有自动化程度高、现场作业环境好、工人劳动强度低、地质适应性强、施工速度快等优异能力。
天山南北捷报频传!
近日,全球首创压注工法(DTSES)新型TBM掘进机“胜利号”在天山南北传来了捷报,顺利完成了敞开式掘进与压注混凝土工法切换,并以10米/天速度完成了200米断裂带压注法施工,效果完全达到设计预想,进一步积累了高寒高海拔复杂地质条件下的新型TBM施工经验,推动复杂地质条件下超长隧道建设的技术进步,为未来特殊地层的隧道建设奠定了坚实基础。
据中交天和天山胜利隧道山南项目指挥长李宝龙介绍,该工法系全球首次研发和应用,虽在磨合和改进期中出现了不少意想不到困难,但仍能以超10米/天速度掘进,经过不断的完善和提升,后期施工效率还会有更大幅度提升,以20米/天速度掘进不在话下,会超出设计预想很多。据目前敞开式TBM在破碎带、岩爆、软岩大变形等复杂地层中施工的相关实况统计,月掘进不足数米,甚至不到1米的情况大有存在。全球首创压注工法是盾构设备领域的一大创新,它的成功应用,也必将引领盾构施工工法大创新。
中交二公局天山胜利隧道项目专家、顾问、高级工程师曹刚向媒体介绍,“胜利号”TBM和之前的不一样,这是他接触和从事隧道施工30多年来见到功能最完备、自动化程度最高的TBM掘进机,它具备传统敞开式TBM所有的功能外,遇到大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题,只需切换成另外一个掘进模式,就可以实现在多种复杂地层下安全、环保、快速、高效掘进。压注法施工现场还具有无需混喷、无需清渣,施工环境好,机械化程度高,支护工作量小,劳动强度低而且成型初衬质量好等优点。
全球首创压注式工法施工隧道一次性成型效果
另悉, 11月18日“天山号”TBM掘进机也已从该隧道进口端正式向南掘进,正式拉开了天山“对掘”帷幕,未来将与“胜利号”在隧道中部“会师”,完成隧道全线贯通!
“雪山号”盾构在胜利隧道进口段始发前准备
“天山号”“胜利号”TBM掘进机原名为“雪山号”“雪莲号”TBM掘进机,是一对“孪生兄弟”。
逢山开路遇水搭桥,圆千百年来新疆人民梦想
建成后天山胜利隧道效果图
新疆乌尉公路是“一带一路”建设重要项目,对完善新疆高速公路网的布局、改善沿线地区交通基础设施条件、推动南北疆互联互通,具有十分重要的意义。该公路建成通车后,开车从乌鲁木齐到库尔勒,时间将由目前的7个多小时缩短为3小时;从库尔勒到若羌将由现在的7个半小时缩短为3个半小时;从库尔勒到且末将由现在的10小时缩短为4小时。(张凤华)