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鄭萬高鐵小三峽隧道掘進時的創(chuàng)新技術

2018-04-25 929 0

  三臂鑿巖臺車正在作業(yè)。去年,《人民日報》公布全國36項超級工程,鄭萬高鐵項目位列其中。鄭萬高鐵被稱為世界高鐵領域難度最大、風險最高的鐵路,又因為其橋隧比高得驚人,大多在洞內施工,所以又稱之為“地鐵式”高鐵。
  長達18.95公里,堪稱“地質博物館”
  鄭萬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,成為重慶打通對外聯(lián)系的一條重要陸路大通道:項目通車后,重慶與北京、鄭州車程時間縮短至4小時和6小時。
  這條大通道中,重慶段關鍵性控制工程——一條全長18.95公里的小三峽隧道,穿越在連綿起伏的群峰中,施工進度直接關系著全線通車時間。
  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,認為鄭萬高鐵重慶段是目前國內施工最復雜、風險最高的高速鐵路。其中小三峽隧道則是重慶段地質條件最復雜、風險最高的隧道。
  “因地處復雜的地質構造中,小三峽隧道沿線可能多為巖溶、滑坡、危巖落石、崩塌、巖堆、順層等不良地質和特殊巖土,屬一級高風險隧道,堪稱’地質博物館’。”
  來看一組數(shù)據(jù):經(jīng)預測,整個隧道日最大涌水量達16.8萬立方米,相當于60多個標準游泳池(2500立方米)的蓄水量;其中巖溶段長達7.2公里,最大日涌水量達15.7萬立方米。目前,鄭萬高鐵重慶段進展順利,全線控制性工程小三峽隧道輔助坑道累計開挖10023米,正洞累計開挖2270米,輔助坑道已全部進正洞施工,單日掘進速度由6米提高到了27米,所有正洞面月掘進速度突破800米。
  十八般武藝齊上陣攻克世界難題
  長達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。但對施工者來說,修建這座隧道卻需花費超過5年的時間。因為,他們需攻克一個個“史無前例”的難題。“剿滅一個個難題,全憑精湛的工藝和獨到的技術。”白家友稱,超前地質預報探測、國內最先進的機械化配套施工技術等成為施工的亮點。“小三峽隧道最大埋深達675米,涌水壓大,若施工過程突發(fā)涌水,極易發(fā)生大范圍安全事故。”鄭萬鐵路重慶段負責人表示,在隧道施工中配有超前地質預報探測設備,可以提前探測到前方的地質結構,第一時間采取措施封堵高風險施工區(qū)域,讓施工更安全、可靠。
  記者在施工現(xiàn)場看到,車身為橙色的三臂鑿巖臺車,舞動著三條長臂,可以直接鉆進巖壁的“肚子”。
  “長達17米的長臂,精準定位,可謂‘指哪打哪’。”施工方表示,其做起事情來“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,洞內可同時容納兩臺三臂鑿巖臺車施工,最快時一天可掘進約9米。相比人工開挖作業(yè),既安全又高效。這臺三臂鑿巖臺車,只是小三峽隧道施工采用的新設備、新工藝的一部分。施工過程中,施工方創(chuàng)新設計了由三臂鑿巖臺車、濕噴機械手及自行移動棧橋為主的機械化配套施工作業(yè)線,并自主設計了臺車噴霧養(yǎng)護臺架、鋼構件加工車間桁吊檢修平臺,率先使用了國內混凝土分層逐窗澆筑的新型模板臺車。這使得施工進度大大提前:小三峽隧道創(chuàng)造了斜井IV級圍巖施工月掘進超200米的“高鐵速度”。
  長江黃金水道上,小三峽以秀麗別致,精巧典雅著稱。在建的小三峽隧道,如何保護好長江上這一綠色屏障、并保證三峽水體不受污染?在小三峽隧道一號橫洞洞口附近,建有一個專門污水處理站。“這個小小的污水處理站,每小時可處理污水60立方米。”現(xiàn)場負責人稱,體積雖小,但五臟俱全。較其它工地污水處理站相比,該站設施設備更先進、完備。據(jù)介紹,通常建設工地所建的污水處理設備,只設四級沉淀池。小三峽隧道污水處理站則增設了新設備,主要對施工設備產(chǎn)生的油污、混凝土腐蝕性物質除油和過濾。“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,有力促進了對小三峽生態(tài)環(huán)境的保護。”現(xiàn)場負責人稱。“金山銀山不如綠水青山,建設綠色鄭萬高鐵是我們建設的宗旨和目標。”重慶段土建三標一分部相關負責人稱,為最大程度保護好環(huán)境,小三峽隧道按照施工環(huán)境保護、水土保護與主體工程同步設計、同時施工和同時投用的設計理念,可以確保環(huán)保的監(jiān)控達標。
  與此同時,在隧道施工時,為減少洞口開挖面積,避免山體變形,施工過程中采用了零開挖進洞技術。
  “以前,為了美觀,隧道進出口會建成美觀的平面形狀,這就需對洞口上方的山體進行大面積開挖。”現(xiàn)場負責人稱,由此導致山體擾動,洞口較易形成滑坡等地質災害。小三峽隧道一號橫洞則根據(jù)地形特點,直接進洞開挖,更好地保護了山體風貌。
  鄭萬高鐵設計時速350公里,線路全長818公里,年運行能力6000萬人次。其東起河南鄭州東站,西至萬州區(qū)渝萬鐵路萬州北站,跨河南省開封市、平頂山市、南陽市進入湖北省,穿襄陽市、神農架林區(qū)、興山縣、巴東縣進入重慶市,經(jīng)巫山、奉節(jié)、云陽、萬州,與建成的渝萬高鐵萬州北站相連。
  鄭萬高鐵重慶段全長約184公里,沿線共設4個車站:已建成車站萬州北站,新建巫山站、奉節(jié)站、云陽站3個車站。其中萬州北站和巫山站設始發(fā)站。
  鄭萬高鐵時速350公里,項目通車后,從華東、華中等地坐列車到重慶,不必再繞行四川達州等地。屆時從重慶坐高鐵到北京,可直接走渝萬高鐵、鄭萬高鐵,全程將由目前的12小時縮短至6小時。重慶到鄭州的時間也將由現(xiàn)在的8小時以上縮短至4小時以內。

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