武广客专铁路浏阳河隧道河底段胜利贯通——中铁一局首创世界水底隧道建设“浏阳河工法”
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中铁一局又一次成功挑战隧道工程建设的极限,运用世界一流的“浏阳河工法”,于6 月 15日 10 时18分,胜利贯通世界首座采用“全封闭预加固铣钻法”施工的水下大断面高速铁路隧道----武广客运专线浏阳河隧道。此项工法一举填补了国内外水下隧道施工领域的诸多空白。
中铁一局副总经理项志敏参加了今天的贯通仪式,在贯通点发表了热情洋溢的讲话。武广公司长沙项目部总工程师周乾大、总监任赛星等到场祝贺。
浏阳河隧道是国内首座地下穿城而过的铁路隧道,全长10.1公里,同时穿越长沙市人民东路建筑密集区域、浏阳河底部与机场高速公路。隧道设计为单洞双线,开挖断面达163.8平方米的大跨度断面隧道。
浏阳河隧道河底段在施工中面临穿河流、埋深浅、围岩差、跨度大四大技术难题。隧道穿河地段埋深仅有19.1米,地质为常有渗水裂隙的砂质泥岩与纵向石膏体,浏阳河丰水季节最大水深达8米以上,一旦出现隧道透水,其后果无法想象,是目前国内外在建的施工安全风险最大的超浅埋水底隧道。
浏阳河隧道设计建设处处体现了“以人为本”的施工新理念,大量采用新设计、新技术、新工艺、新材料、新设备,用高新技术手段来确保隧道施工的绝对安全,彻底消灭一切安全风险源,把保护施工人员的人身安全提高到前所未有的高度。
面对国内外隧道施工中前所未有的高风险难题,中铁一局浏阳河隧道项目部建立了国内一流的工程院院士专家咨询平台,积极引进当今世界上尖端的隧道施工技术,在河底段17个月零12天的施工中创造出国际领先、适合国情的“浏阳河工法”。此项工法有四个核心内容。
一是借助国内外专家的智慧与数字仿真模拟技术反复优化设计、用最佳的施工方案确保安全。项目部采用有限元分析、模型验证等先进的数字摸似施工技术手段,在下穿浏阳河隧道施工的每道工序作业前,将地质围岩的各种参数输入电脑,建立大型的仿真数值模型,确定合理的施工边界条件,模拟出不同的施工环境和有针对性的施工方法,并对施工后的效果进行仿真模似计算,对施工的顺序和参数进行电脑“兵棋演练”,从而达到了施工方案最优化的结果。
二是对隧道掌子面使用玻璃纤维锚杆进行预加固,这项技术在国内属首次采用。在河底段施工开挖前,先用直径108毫米长管棚套打小导管注浆,沿隧道施工断面轮廓对顶部岩体进行预加固,对待开挖的掌子面打入80根18米长的玻璃纤维锚杆注浆固结掌子面,待隧道顶部与前部围岩充分稳定后再进行开挖作业。
三是机械开挖与弱爆破开挖相结合。在国内首次引进采用铣挖机及悬臂掘进机进行铣挖施工,通过铣挖机前部“狼牙棒”式切削头的高速转动,直接对围岩进行切削施工,对围岩的扰动降至最低。项目部通过对传统技术的改造优化,开发出了根据爆破源距离计算段位装药量,控制起爆顺序的“弱爆破”钻爆法施工核心技术。这项“静悄悄”的弱爆破技术成果在国内居于领先地位。经第三方科研机构测量,隧道爆破作业传导到地面的振速每秒仅0.28厘米,远远小于国家规范允许的2.3至2.8厘米;地表的最大沉降量仅为6毫米,比设计允许的20毫米沉降量小出14毫米,对地表居民区的建筑与生活基本没有造成影响。
四是在在国内首次成功采用新型全包式防水板铺设新工艺,形成从仰拱到洞顶全封闭的防水。这种新型防水材料可以与现浇混凝土发生化学反应,就像人的皮肤一样,可以与肌肉粘合在一起,又称为“皮肤式防水”,这种高分子聚合材料还有自愈合功能。从而确保了浏阳河隧道永久性的不渗水、不漏水。
浏阳河隧道河底段的顺利贯通,标志着国内隧道施工理念发生了革命性的变革,标志着国内第一座穿越城区、穿越河流的高速铁路隧道施工技术取得了重大突破,表明我国隧道建设技术又登上了一个新台阶,对今后中铁一局大规模展开城市地下空间施工开辟了宽广的前景。
中铁一局副总经理项志敏参加了今天的贯通仪式,在贯通点发表了热情洋溢的讲话。武广公司长沙项目部总工程师周乾大、总监任赛星等到场祝贺。
浏阳河隧道是国内首座地下穿城而过的铁路隧道,全长10.1公里,同时穿越长沙市人民东路建筑密集区域、浏阳河底部与机场高速公路。隧道设计为单洞双线,开挖断面达163.8平方米的大跨度断面隧道。
浏阳河隧道河底段在施工中面临穿河流、埋深浅、围岩差、跨度大四大技术难题。隧道穿河地段埋深仅有19.1米,地质为常有渗水裂隙的砂质泥岩与纵向石膏体,浏阳河丰水季节最大水深达8米以上,一旦出现隧道透水,其后果无法想象,是目前国内外在建的施工安全风险最大的超浅埋水底隧道。
浏阳河隧道设计建设处处体现了“以人为本”的施工新理念,大量采用新设计、新技术、新工艺、新材料、新设备,用高新技术手段来确保隧道施工的绝对安全,彻底消灭一切安全风险源,把保护施工人员的人身安全提高到前所未有的高度。
面对国内外隧道施工中前所未有的高风险难题,中铁一局浏阳河隧道项目部建立了国内一流的工程院院士专家咨询平台,积极引进当今世界上尖端的隧道施工技术,在河底段17个月零12天的施工中创造出国际领先、适合国情的“浏阳河工法”。此项工法有四个核心内容。
一是借助国内外专家的智慧与数字仿真模拟技术反复优化设计、用最佳的施工方案确保安全。项目部采用有限元分析、模型验证等先进的数字摸似施工技术手段,在下穿浏阳河隧道施工的每道工序作业前,将地质围岩的各种参数输入电脑,建立大型的仿真数值模型,确定合理的施工边界条件,模拟出不同的施工环境和有针对性的施工方法,并对施工后的效果进行仿真模似计算,对施工的顺序和参数进行电脑“兵棋演练”,从而达到了施工方案最优化的结果。
二是对隧道掌子面使用玻璃纤维锚杆进行预加固,这项技术在国内属首次采用。在河底段施工开挖前,先用直径108毫米长管棚套打小导管注浆,沿隧道施工断面轮廓对顶部岩体进行预加固,对待开挖的掌子面打入80根18米长的玻璃纤维锚杆注浆固结掌子面,待隧道顶部与前部围岩充分稳定后再进行开挖作业。
三是机械开挖与弱爆破开挖相结合。在国内首次引进采用铣挖机及悬臂掘进机进行铣挖施工,通过铣挖机前部“狼牙棒”式切削头的高速转动,直接对围岩进行切削施工,对围岩的扰动降至最低。项目部通过对传统技术的改造优化,开发出了根据爆破源距离计算段位装药量,控制起爆顺序的“弱爆破”钻爆法施工核心技术。这项“静悄悄”的弱爆破技术成果在国内居于领先地位。经第三方科研机构测量,隧道爆破作业传导到地面的振速每秒仅0.28厘米,远远小于国家规范允许的2.3至2.8厘米;地表的最大沉降量仅为6毫米,比设计允许的20毫米沉降量小出14毫米,对地表居民区的建筑与生活基本没有造成影响。
四是在在国内首次成功采用新型全包式防水板铺设新工艺,形成从仰拱到洞顶全封闭的防水。这种新型防水材料可以与现浇混凝土发生化学反应,就像人的皮肤一样,可以与肌肉粘合在一起,又称为“皮肤式防水”,这种高分子聚合材料还有自愈合功能。从而确保了浏阳河隧道永久性的不渗水、不漏水。
浏阳河隧道河底段的顺利贯通,标志着国内隧道施工理念发生了革命性的变革,标志着国内第一座穿越城区、穿越河流的高速铁路隧道施工技术取得了重大突破,表明我国隧道建设技术又登上了一个新台阶,对今后中铁一局大规模展开城市地下空间施工开辟了宽广的前景。
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