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科技创新为项目建设“强筋壮骨”

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抓科技就是抓发展,谋创新就是谋未来。近年来,中铁十八局一公司积极贯彻新发展理念,实施创新驱动发展战略,解决了一大批项目建设过程中的重难点问题,为企业高质量发展增添动力。

拱北隧道:豆腐穿针

拱北隧道暗挖段,虽然长度仅255米,两三分钟就可以走完全程,却被称为世界上施工难度最大的隧道工程之一。

断面、浅埋、地下水……令无数外国专家望而却步,认为这是一件不可能完成的工程。

拱北隧道下穿繁忙的拱北口岸

如篮球场般的大断面极易使周边结构收敛变形,导致掌子面的稳定性变差最终引起坍塌、失稳。经过严密的调研、研讨和设计,项目团队造性地提出“顶管管幕+超大冻结”方案,就是通过管幕制造了人工冻土,利用特殊钢管先行搭建出隧道的结构,然后经过冷冻降温将隧道周围的土体冻结后再进行施工。管幕由36根直径为1.62米的钢管组成,平均长度255米。管幕距珠海边检楼的风雨廊更是只有46厘米,且地下线路密布。因此,顶管被设计成曲线,在建筑物地下桩基间穿梭就像在刀尖旁行走,加大了管幕施工的难度。此外,由36根顶管组成的环形管幕圈与单根顶管顶进相比,其技术难度不是简单的倍数关系,由于存在群管效应,单根顶管的顶进精度须严格控制才能确保管幕的形成。

拱北隧道地面下约1.5米就富含地下水,并与拱北湾的海水连通,无论如何抽取地下水,海水都可以源源不断地快速补充,就像永不断水的游泳池。如果不能有效阻隔地下水,泥沙和土体会流失,海水就会乘虚而入。为此,拱北隧道在地下建了一个“大冰桶”,在每根管内安装了3条冻结管,将周围2米至2.6米厚的土体冻成砖块的硬度,才能开始隧道暗挖。

拱北隧道不仅创造了历史,255米曲线顶管顶进精度控制在5毫米以内,成为业内的奇迹,而且顺利攻克了穿越临海深厚砂层和淤泥质土层等复杂地层顶管机姿态控制、高水压条件下顶管止水和带压接收等一系列世界性技术难题。

海沧隧道:地下工程博物馆

海沧隧道是我国大陆第三条公路海底隧道。同时,该项目技术含量之高、建设规模之大、建设环境之复杂,也让它成为当时国内最复杂、最具难度的地下工程之一。

双连拱变截面换装衬砌台车施工

隧道海域段长2.8公里,最深处距离海平面71.2米,下穿海底过程中需穿越4处全强风化深槽带,最长一处影响达160米。风化槽岩体破碎软弱,裂隙连通海水,施工时犹如在碎渣中挖洞,如果不能很好地加固风化区域,很容易引起隧道塌落,海水涌入,安全风险极高。让这么大的隧道在碎渣中“硬”起来,谈何容易。施工中采取CRD工法,结合全孔一次钻注分离的精准注浆加固技术,利用化学浆液充填破碎岩体裂隙,封堵了裂隙中的水,也将岩体加固为一个整体,“仿佛碎冰重新冻结成为冰块”。同时,施工中还通过超前钻孔并辅以孔内成像技术,给加固后的岩体做“肠镜”,通过摄像头一探究竟,了解岩体情况后再进行钻爆破开挖。在施工中,建设者对注浆的每个细节反复研究和验证,不断摸索不同围岩帷幕注浆设备配置及注浆技术,确保了注浆效果,循环作业周期由2个月缩短为3周,大大提高了施工效率。

在C匝道分岔段和石鼓山立交邻近段分别有一段160米和240米双连拱隧道。双连拱隧道约10车道宽,其开挖断面达550平方米,为同类型隧道之最。边界处距周边建筑仅6米,而隧道顶部距离路面最薄处仅5米,施工难度极大,是项目的又一重大难点。建设者在施工中采用化整为零、分部分块的施工方法,在开挖过程中,将大开挖面分隔为4至6个小开挖面,按顺序逐个进行推进,挖掘前先加固,挖掘后迅速支护,严格控制每一步作业的变形。

兴湖路另外一段203米的浅埋暗挖隧道地质情况复杂,周边居民区、管线密集,必须在爆破工效及周边振动影响之间取得平衡。通过分部开挖、中管棚减震、降震孔降震、使用先进爆破器材,优化起爆顺序及药量等一系列手段,将施工过程中爆破振动严格控制在0.3厘米/秒以内,小于国家规范允许值的五分之一,地面市民实际感受仅相当于普通货运车辆经过引起的地面震动。

下一步,该公司将继续壮大人才队伍,为技术创新提供人力保障,同时进一步健全和完善人才选拔、培养、引进、交流、激励机制,建立创新人才梯队,给予科技人才更广阔的成长空间,营造尊重知识、尊重人才、鼓励创新、支持创新的良好氛围,积极开展专业交流和技术服务,切实解决工程中的重大技术问题,为项目建设“强筋健骨”。

编辑:小鹿

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