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12月27日,由中铁十二局集团四连承建的重庆至湘江段首条富水岩溶10000米长隧道提前3个月顺利完工,成为全线第二条“万米长隧道”,打破了全线建设瓶颈,进一步加快了全线通车进程。
作为西南地区重要的铁路干线,重庆至湘湘高速铁路重庆至潜江段是旧重贵铁路的双线,全长约269条5公里,穿过武陵山峰峦叠嶂,穿越吴江廊道的柔和波涛,地质环境极其复杂。 在全线7条万米长隧道中,中铁十二局独立承建了平上隧道和中兴隧道两条1万米长的隧道,总长度为20条2公里。 平上隧道全长约10180米,存在岩溶、煤层、瓦斯、有害气体等安全隐患,穿过高压富水区,最大埋深550米,是全线可溶性岩石断面最多、地质构造最复杂的10000米长隧道。
隧道贯通工地。
地表水、地下水、裂隙水纵横交错,平上隧道下区域,以及难以捉摸的地下河和岩溶区域,掘进犹如穿过奶酪腔,安全风险极高。 崇乾铁路项目经理高伟民说,在汛期,隧道涌出的水经常涌出,隧道每小时出水量相当于500多个标准游泳池的容量。
如何穿越富水地质,如何穿越“水帘洞”和“山洞”,成为工程面临的重大施工难题。 通过加强先进地质预报管理,他们量身定制了“探测+堵漏+排水”相结合的富水岩溶隧道开挖施工方案,构建了“1条排水隧道+1条水平隧道+1条水平导轨+19条水平通道”的隧道施工结构形式,辅助隧道总长度10108米,兼具应急救援和隧道排水需求。 几乎与主隧道长度相等,施工长度和施工规模在重乾铁路全线中名列前茅。通过在洞内建造排水系统,施工方巧妙地将地下河改造成水库,作为日常文明施工和混凝土养护的取水场所,通过安全通道的最大进水量达到248万立方米的地下暗河已成功穿越大小喀斯特50余处,最大穿越空腔容积超过10万立方米。
隧道里的空洞到处都是。
为保障隧道安全掘进,项目建设方在平上隧道施工中应用了可视化先进物探、三维激光地质扫描仪、全自动三臂凿岩台车、智能双衬台车等成套化工设备,构建了一级机械化施工支撑体系,打造了标准化施工作业线。 平上隧道的建设由原来的“众人战术”向“智能掘进”转变,实现了先进地质智能探测、地质风险自动预警、机械化智能化风险消除相结合的施工模式。 据统计,该项目已将原有约一半的人员配备更换为成套智能机械设备,施工安全性和人体工程学得到显著提升。 针对隧道内存在的气体安全风险,施工方采用“人工风险去除+自动气体监测”的监测方式,根据气体监测浓度自动调节隧道通风量,并依靠智能机械化施工设备及时优化调整施工方法, 从而安全平稳地通过龙阳盖反断层、高谷反断层、雄家源反断裂、文福背斜等断裂断裂带以及煤层、瓦斯断面,创造了6250米平导单头掘进最长施工记录。
智能机械化配套施工。
依托隧道智能化机械化施工支护系统,推进“36米有效长度移动栈桥+倒拱全宽钢模板”倒拱支护工装,实现倒拱钢筋、倒拱混凝土、填充混凝土标准化流水线作业率先在全线推广使用小车“软搭接”工装,结束了衬砌周向施工缝处混凝土易被小车液压挤压的历史,提升了方案的安全性、工装工艺、工艺质量,打造了长隧道机械化成套施工示范样板。 在隧道开挖中,项目团队将隧道施工的主要难点转化为工装技术和技术创新的“孵化池”,着力解决隧道超开挖不足问题,探索应用了三臂凿岩台车开挖倒拱施工方法,大大提高了施工效率,成功实现了“以机代人”, 效率提升约35%,由人工开挖的平均超挖值23 cm提高到11 cm,有效节约了倒拱混凝土浇筑的损失通过柔性钻杆的应用,解决了三臂钻台车外推角过大的问题,隧道拱壁的过开挖由17 cm减少到9 cm,减少了47%的过开挖,施工成本控制明显提高。
成套机械化施工系统。
在提高隧道安全效率的同时,项目组针对隧道施工点多方位、范围广,率先探索实施“一板一档”管理模式,成为全线质量控制的标杆,并全路推广应用。 走进施工现场,扫描“一板一档”**设计图、设计剖面图、变形监测记录、倒拱混凝土强度报告,以及......隧道二衬上印有施工负责人隧道施工的关键信息就像手机上一本打开的书页。 “一板一档”管理模式,将隧道施工各阶段所有施工影像台账数据有机整合,形成施工档案电子版,可扫描掌握隧道全过程影像文献数据。 “相较于传统人工眼看记录的方式,'一板一档'相当于通过电子影像管理全流程为实体工程办理'质量身份证',一键掌握万米长隧道各部位的质量信息。 该项目总工程师张东生说。
查看隧道“一板一档”施工数据。
通过建立系统的质量档案信息,建设方可以及时对影响工程质量的关键问题进行优化和调整,实现质量问题的追溯,避免同一质量问题的再次发生。 他们还根据质量变化持续精准跟踪质量管理的各个环节,实现工程质量的全生命周期控制,有效解决西南地区高危山区铁路隧道“拱顶空心块、衬砌渗漏、倒拱上拱变形”等质量问题, 实现一次建设,一次成功。(中铁十二局)