12月6日,天山勝利隧道“勝利號(hào)”TBM成功穿越F7烏拉斯臺(tái)斷層破碎帶,標(biāo)志著世界最長(zhǎng)高速公路隧道——天山勝利隧道施工取得重大突破。
全長(zhǎng)22.1公里的天山勝利隧道是世界在建最長(zhǎng)的高速公路隧道,也是國(guó)內(nèi)在建高速公路中典型的特長(zhǎng)高寒高海拔公路隧道。隧道采用“三洞+四豎井”施工法,利用TBM掘進(jìn)機(jī)在中間服務(wù)隧道快速掘進(jìn)的優(yōu)勢(shì),為左右雙主洞開辟輔助工作面,實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)隧超短打”,預(yù)計(jì)可節(jié)約工期約5年。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)高速公路隧道施工中屬于首次應(yīng)用。
天山勝利隧道要穿越天山山脈,地處高寒高海拔地區(qū),地質(zhì)條件復(fù)雜,氣候惡劣多變。隧道洞身圍巖主要為花崗斑巖、變質(zhì)粉砂巖、花崗巖等及斷層碎裂巖,圍巖級(jí)別為III~V級(jí)。洞身最大埋深1112.6米,最大地應(yīng)力21.8Mpa,隧道最大涌水量112500m3/d,存在巖爆、涌水、軟巖大變形等不良地質(zhì)。同時(shí)還有“一長(zhǎng)”、“二深”、“五高”、“二新”的稱號(hào)。
1、“一長(zhǎng)”
全世界最長(zhǎng)的高速公路隧道。單洞設(shè)計(jì)長(zhǎng)度22.1km。
2、“二深”
1.隧道埋深深,洞身最大埋深1112.6m。
2. 2號(hào)豎井深,2號(hào)豎井設(shè)計(jì)深度702m,為國(guó)內(nèi)最深高速公路隧道豎井。
3、“五高”
1.高地應(yīng)力,最大地應(yīng)力值達(dá)21.8Mpa。
2.高地震烈度。
3.高環(huán)境要求,環(huán)境敏感點(diǎn)多。
4.高寒:年平均氣溫為-5.4℃,地表2米以下為多年凍土層,最大凍結(jié)厚度15-30米,隧址極端氣溫達(dá)-42℃。
5.高海拔:豎井最高海拔3623m。
4、“二新”
1.隧道施工采用“三洞+四豎井”施工方案,其中中導(dǎo)洞采用TBM工法,在國(guó)內(nèi)高速公路特長(zhǎng)隧道為首創(chuàng)。
2.隧道雙主洞采用鉆爆法施工,通過中導(dǎo)洞TBM超前優(yōu)勢(shì),在車行橫道處開辟主洞輔助工作面,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)隧短打。
若采用常規(guī)的鉆孔爆破方法,天山勝利隧道貫通大概需要12年,中交集團(tuán)首次在公路隧道領(lǐng)域使用“TBM中導(dǎo)洞+主洞鉆爆法”組合工藝,實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)隧短打”,工期可縮短至72個(gè)月。
所謂“TBM中導(dǎo)洞+主洞鉆爆法”,就是在雙主洞的中間增加一個(gè)用TBM(硬巖掘進(jìn)機(jī))掘進(jìn)的中導(dǎo)洞,TBM每月最快可以掘進(jìn)1000米,快于傳統(tǒng)鉆爆法3—10倍。
中導(dǎo)洞施工速度遠(yuǎn)超左右主洞,在中導(dǎo)洞貫通后,通過用于車輛掉頭的車行橫洞,為主洞增加4個(gè)輔助作業(yè)面。
這也是國(guó)內(nèi)首次在高速公路隧道中應(yīng)用TBM,進(jìn)口端、出口端各一臺(tái),均由中交天和為天山勝利隧道量身打造?!皠倮?hào)”TBM機(jī)是全球首創(chuàng)壓注式工法新型TBM掘進(jìn)機(jī),整機(jī)長(zhǎng)度約282米,重約2000噸,掘進(jìn)斷面尺寸8430mm;具備兩種掘進(jìn)方式、三種支護(hù)模式,可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境,并能解決目前敞開模式撐靴打滑落空無法推進(jìn)、支護(hù)工作量大、清渣困難等問題。且可實(shí)現(xiàn)在多種復(fù)雜地層下進(jìn)行安全、環(huán)保、快速、高效地掘進(jìn),具有自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、施工速度快等一系列優(yōu)異能力。
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