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鄭萬(wàn)高鐵小三峽隧道掘進(jìn)時(shí)的創(chuàng)新技術(shù)

2018-04-25 847 0

  三臂鑿巖臺(tái)車正在作業(yè)。去年,《人民日?qǐng)?bào)》公布全國(guó)36項(xiàng)超級(jí)工程,鄭萬(wàn)高鐵項(xiàng)目位列其中。鄭萬(wàn)高鐵被稱為世界高鐵領(lǐng)域難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高的鐵路,又因?yàn)槠錁蛩肀雀叩皿@人,大多在洞內(nèi)施工,所以又稱之為“地鐵式”高鐵。
  長(zhǎng)達(dá)18.95公里,堪稱“地質(zhì)博物館”
  鄭萬(wàn)高鐵將地處三峽腹地的重慶,以近乎直線的形式,與華北、華中地區(qū)連接起來(lái),成為重慶打通對(duì)外聯(lián)系的一條重要陸路大通道:項(xiàng)目通車后,重慶與北京、鄭州車程時(shí)間縮短至4小時(shí)和6小時(shí)。
  這條大通道中,重慶段關(guān)鍵性控制工程——一條全長(zhǎng)18.95公里的小三峽隧道,穿越在連綿起伏的群峰中,施工進(jìn)度直接關(guān)系著全線通車時(shí)間。
  小三峽隧道一頭連奉節(jié),一頭連著巫山。在開工前專家組踏勘后,認(rèn)為鄭萬(wàn)高鐵重慶段是目前國(guó)內(nèi)施工最復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)最高的高速鐵路。其中小三峽隧道則是重慶段地質(zhì)條件最復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)最高的隧道。
  “因地處復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造中,小三峽隧道沿線可能多為巖溶、滑坡、危巖落石、崩塌、巖堆、順層等不良地質(zhì)和特殊巖土,屬一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)隧道,堪稱’地質(zhì)博物館’。”
  來(lái)看一組數(shù)據(jù):經(jīng)預(yù)測(cè),整個(gè)隧道日最大涌水量達(dá)16.8萬(wàn)立方米,相當(dāng)于60多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池(2500立方米)的蓄水量;其中巖溶段長(zhǎng)達(dá)7.2公里,最大日涌水量達(dá)15.7萬(wàn)立方米。目前,鄭萬(wàn)高鐵重慶段進(jìn)展順利,全線控制性工程小三峽隧道輔助坑道累計(jì)開挖10023米,正洞累計(jì)開挖2270米,輔助坑道已全部進(jìn)正洞施工,單日掘進(jìn)速度由6米提高到了27米,所有正洞面月掘進(jìn)速度突破800米。
  十八般武藝齊上陣攻克世界難題
  長(zhǎng)達(dá)18.95公里的小三峽隧道,建成通車后,列車只需幾分鐘就可呼嘯而過(guò)。但對(duì)施工者來(lái)說(shuō),修建這座隧道卻需花費(fèi)超過(guò)5年的時(shí)間。因?yàn)?,他們需攻克一個(gè)個(gè)“史無(wú)前例”的難題。“剿滅一個(gè)個(gè)難題,全憑精湛的工藝和獨(dú)到的技術(shù)。”白家友稱,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)、國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的機(jī)械化配套施工技術(shù)等成為施工的亮點(diǎn)。“小三峽隧道最大埋深達(dá)675米,涌水壓大,若施工過(guò)程突發(fā)涌水,極易發(fā)生大范圍安全事故。”鄭萬(wàn)鐵路重慶段負(fù)責(zé)人表示,在隧道施工中配有超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)設(shè)備,可以提前探測(cè)到前方的地質(zhì)結(jié)構(gòu),第一時(shí)間采取措施封堵高風(fēng)險(xiǎn)施工區(qū)域,讓施工更安全、可靠。
  記者在施工現(xiàn)場(chǎng)看到,車身為橙色的三臂鑿巖臺(tái)車,舞動(dòng)著三條長(zhǎng)臂,可以直接鉆進(jìn)巖壁的“肚子”。
  “長(zhǎng)達(dá)17米的長(zhǎng)臂,精準(zhǔn)定位,可謂‘指哪打哪’。”施工方表示,其做起事情來(lái)“安全穩(wěn)定”“任勞任怨”“成本低效率高”,開挖效率較傳統(tǒng)方式提高了2—10倍。
  據(jù)介紹,在隧道斷面內(nèi),洞內(nèi)可同時(shí)容納兩臺(tái)三臂鑿巖臺(tái)車施工,最快時(shí)一天可掘進(jìn)約9米。相比人工開挖作業(yè),既安全又高效。這臺(tái)三臂鑿巖臺(tái)車,只是小三峽隧道施工采用的新設(shè)備、新工藝的一部分。施工過(guò)程中,施工方創(chuàng)新設(shè)計(jì)了由三臂鑿巖臺(tái)車、濕噴機(jī)械手及自行移動(dòng)棧橋?yàn)橹鞯臋C(jī)械化配套施工作業(yè)線,并自主設(shè)計(jì)了臺(tái)車噴霧養(yǎng)護(hù)臺(tái)架、鋼構(gòu)件加工車間桁吊檢修平臺(tái),率先使用了國(guó)內(nèi)混凝土分層逐窗澆筑的新型模板臺(tái)車。這使得施工進(jìn)度大大提前:小三峽隧道創(chuàng)造了斜井IV級(jí)圍巖施工月掘進(jìn)超200米的“高鐵速度”。
  長(zhǎng)江黃金水道上,小三峽以秀麗別致,精巧典雅著稱。在建的小三峽隧道,如何保護(hù)好長(zhǎng)江上這一綠色屏障、并保證三峽水體不受污染?在小三峽隧道一號(hào)橫洞洞口附近,建有一個(gè)專門污水處理站。“這個(gè)小小的污水處理站,每小時(shí)可處理污水60立方米。”現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人稱,體積雖小,但五臟俱全。較其它工地污水處理站相比,該站設(shè)施設(shè)備更先進(jìn)、完備。據(jù)介紹,通常建設(shè)工地所建的污水處理設(shè)備,只設(shè)四級(jí)沉淀池。小三峽隧道污水處理站則增設(shè)了新設(shè)備,主要對(duì)施工設(shè)備產(chǎn)生的油污、混凝土腐蝕性物質(zhì)除油和過(guò)濾。“這些污水經(jīng)處理后,再循環(huán)利用于隧道施工,減少了在小三峽取水量,有力促進(jìn)了對(duì)小三峽生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。”現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人稱。“金山銀山不如綠水青山,建設(shè)綠色鄭萬(wàn)高鐵是我們建設(shè)的宗旨和目標(biāo)。”重慶段土建三標(biāo)一分部相關(guān)負(fù)責(zé)人稱,為最大程度保護(hù)好環(huán)境,小三峽隧道按照施工環(huán)境保護(hù)、水土保護(hù)與主體工程同步設(shè)計(jì)、同時(shí)施工和同時(shí)投用的設(shè)計(jì)理念,可以確保環(huán)保的監(jiān)控達(dá)標(biāo)。
  與此同時(shí),在隧道施工時(shí),為減少洞口開挖面積,避免山體變形,施工過(guò)程中采用了零開挖進(jìn)洞技術(shù)。
  “以前,為了美觀,隧道進(jìn)出口會(huì)建成美觀的平面形狀,這就需對(duì)洞口上方的山體進(jìn)行大面積開挖。”現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人稱,由此導(dǎo)致山體擾動(dòng),洞口較易形成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。小三峽隧道一號(hào)橫洞則根據(jù)地形特點(diǎn),直接進(jìn)洞開挖,更好地保護(hù)了山體風(fēng)貌。
  鄭萬(wàn)高鐵設(shè)計(jì)時(shí)速350公里,線路全長(zhǎng)818公里,年運(yùn)行能力6000萬(wàn)人次。其東起河南鄭州東站,西至萬(wàn)州區(qū)渝萬(wàn)鐵路萬(wàn)州北站,跨河南省開封市、平頂山市、南陽(yáng)市進(jìn)入湖北省,穿襄陽(yáng)市、神農(nóng)架林區(qū)、興山縣、巴東縣進(jìn)入重慶市,經(jīng)巫山、奉節(jié)、云陽(yáng)、萬(wàn)州,與建成的渝萬(wàn)高鐵萬(wàn)州北站相連。
  鄭萬(wàn)高鐵重慶段全長(zhǎng)約184公里,沿線共設(shè)4個(gè)車站:已建成車站萬(wàn)州北站,新建巫山站、奉節(jié)站、云陽(yáng)站3個(gè)車站。其中萬(wàn)州北站和巫山站設(shè)始發(fā)站。
  鄭萬(wàn)高鐵時(shí)速350公里,項(xiàng)目通車后,從華東、華中等地坐列車到重慶,不必再繞行四川達(dá)州等地。屆時(shí)從重慶坐高鐵到北京,可直接走渝萬(wàn)高鐵、鄭萬(wàn)高鐵,全程將由目前的12小時(shí)縮短至6小時(shí)。重慶到鄭州的時(shí)間也將由現(xiàn)在的8小時(shí)以上縮短至4小時(shí)以內(nèi)。

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