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大国重器中铁十八局VS中交一公局二公局:“月城凉山号”与“天山胜利号”正面PK!

发布于:2021-11-25 10:48:25 来自:道路桥梁/隧道工程 1 63 [复制转发]


大凉山1号隧道



乐西高速公路马边至昭觉段是首条深入大小凉山腹地、落实精准扶贫政策的高速公路,全长约151.753公里,由 蜀道集团川高乐西公司 投资。项目具有工程规模大、桥隧比例高、地质地形复杂、进场通道差等特点。其中, 长15.3公里的大凉山1号隧道是目前西南地区最长的高速公路隧道,由TBM王牌企业中铁十八局承建

 
大凉山1号隧道进口端约8公里,位于四川麻咪泽自然保护区试验区内,为了保护环境,无法在保护区设置斜井及竖井。因此, 蜀道集团川高乐西公司 作为业主方、 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 作为设计方, 创新思维,大胆引入了TBM施工理念 。因此, 大凉山1号隧道,是我国高速公路隧道领域TBM施工工法的首次尝试 ,将改变数十年来“以人力为主”、“小米(钻爆法)+步枪(三臂凿岩台车)”的传统钻爆法施工方式, 开创了隧道领域大国重器(TBM工法)施工的先河
 

“月城凉山号”


 
“月城凉山号”:开挖直径达7.93m,整机长度176m,总装机功率达5200kW。前身是由 铁建重工 联合 中铁十八局 等单位自主研制的曾用于吉林中部引松供水工程的国产首台大直径敞开式TBM的再制造。曾经掘进速度创造了最高月1209.8米,最高日进尺86.5米,平均进尺660米的记录,比原工期提前14个月全线率先贯通。

 

为了更好的再战大凉山,结合大凉山1号隧道的工程特点和地质条件, 中铁十八局 铁建重工 对“月城凉山号”进行 针对性改造和再利用 。因此, “月城凉山号”是私人化订制的高速公路首台TBM,更是TBM设备再利用方面是一次突破性的尝试 同时也展现了中铁十八局及铁建重工在TBM再制造领域的先进水平
 
月城凉山号掘进中穿越诸多不良地质,其中包括,断层破碎带、突涌水段、瓦斯地段、软岩大变形段和岩溶地段,穿越的两个断层,围岩稳定性差,会导致坍塌、挤压变形,其他地段更是存在涌水、大变形、瓦斯、岩溶等地质性问题。
 
然而,即便是遇到种种困难,中铁十八局驾驶着“月城凉山号”披荆斩棘,创造了 一系列的全国纪录
 
1、“月城凉山号”从2020年10月开始进洞,截止2021年8月4日,用时短短9个月,创造了全国公路独头掘进3000米最快纪录。 
2、2021年8月11日~9月11日,独头月掘进723.82米的全国纪录;
3、2021年10月1日,独头日掘进达到45米的全国纪录;
 
中铁十八局集团公司是全国唯一一家 “五特六甲” 建筑法人企业,具有铁路、建筑、水利水电、市政、公路工程5项施工总承包特级资质及对应勘察或设计甲级资质。 也是中国铁建旗下一张拥有TBM/盾构闪亮名片的王牌子公司

“月城凉山号” 作为 一台再制造TBM,在中铁十八局的指挥下,能够取得如此优异的战绩,实属不易 。而这个战绩的取得,背后是业主单位、设计单位及施工单位付出的努力和汗水。

 

 

为保证“月城凉山号”TBM的安全快速掘进,蜀道集团川高乐西公司制定了专项施工方案;四川省公路规划勘察设计研究院有限公司公路隧道TBM技术攻关创新团队与各参建单位开展一系列的技术攻关,结合水文地质条件,通过优化TBM施工参数与衬砌支护体系,实现了TBM的快速掘进。 
 
因此,中铁十八局“月城凉山号”能够连续刷新高速公路隧道独头掘进的全国纪录,离不开 蜀道集团川高乐西公司 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 等的鼎力支持。
 

天山胜利隧道



在3000米高海拔上,绵延2500公里的山体里,一条长达22公里的超级隧道正在建设。这就是世界上 最长的高速公路隧道~新疆乌尉高速天山胜利隧道
 

 

这条由 中交集团投资建设 ,总承包分公司实施管理、 中交一公局、中交二公局 施工的隧道长达22公里,是世界最长的高速公路隧道,也是国内在建高速公路中 最长的高寒、高海拔、高地应力特长隧道 。打通这一条超级隧道有多难?  

 



最大地应力值达21.8兆帕,相当于1平方厘米岩石。要承受218公斤的重量超过一般岩石承载力50倍以上。这同时意味着,施工中很有可能遇到岩爆严重时,破坏力相当于4-5级地震。

 

天山胜利隧道岩层分布图

 


 



隧道共穿越16条破碎带,围岩稳定性差、坍塌、突水涌泥风险大,其中最大最危险的F6博罗科努-阿其克库都克断裂带,位于中交一公局集团承建的胜利隧道北面进口端1900米处影响宽度达到440米 。它被建设者视为目前隧道施工的最大“拦路虎”。质地脆弱且种类繁多的岩体组成成分活跃的地质活动与地下水,造就了F6断层破碎的“玻璃心”体质,穿越过程中极易发生突水涌泥及大规模坍塌。

 

F6断层示意图

 


 


 

隧址位于高寒高海拔地区,年平均气温零下5.4℃,最低气温达零下41.5℃。即使6至8月,这里仍是终年积雪、冰川纵横。这样的极端环境对施工质量控制带来影响,增加了安全风险,同时影响工效,制约施工进度。
 

 


 


 

隧道最大埋深1112.66米,埋深越大,岩爆、软岩大变形、高地温、高压涌水等问题发生的几率越高。打通用以通风的竖井也异常艰难,深达702米的天山胜利隧道2号竖井,是国内最深的高速公路隧道竖井。这个长长的“烟囱”比广州塔“小蛮腰”还要高出100米。

 

 


 


 
竖井最高海拔3624米,一般人在海拔3000米以上就可能产生高原反应。再加上极端低温,不仅仅是作业工人,就连施工机械的效率都会大幅度降低。
 
若采用常规的钻孔爆破方法,天山胜利隧道贯通大概需要 12年 中交集团“艺高人胆大”,使用“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺,实现“长隧短打”,工期可缩短至72个月 。这项施工技术为国内首次应用,填补了国内隧道施工技术的空白。
 


“天山胜利号”



所谓“TBM中导洞+主洞钻爆法”,就是在双主洞的中间增加一个用TBM(硬岩掘进机)掘进的中导洞,TBM每月最快可以掘进1000米,快于传统钻爆法3—10倍。中导洞施工速度远超左右主洞,在中导洞贯通后通过用于车辆掉头的车行横洞为主洞增加4个辅助作业面。 进口端、出口端各一台 ,均由 中交天和 为天山胜利隧道量身打造,取名 “天山号” “胜利号”

 

 
 
“天山号” TBM全长282米、重约2000吨,开挖断面直径8.43米。是针对天山胜利隧道的“四高一多一特”特点量身定制的隧道掘进机,可应对复杂多变地质环境,实现在大变形、强岩爆、多断裂带等多种复杂地层下的安全、环保、快速、高效掘进。
 
“胜利号” TBM掘进机开挖直径为8.43米、全长282米、重约2900吨。该机器 首创压注式混凝土施工工法(DTSES) ,实现在TBM机向前切土推进后,利用内置式框架和注入现浇混凝土快速形成隧道衬砌,防止围岩变形或坍塌,有效避免塌方危害作业人员及设备安全。
 
利用TBM掘进有效应对复杂地质环境的同时,实现自动初期支护安装,减少作业人员投入,进一步降低安全风险。加强隧道支护、加快涌水抽排、迅速清运塌方石块、回填塌腔等一系列预案也齐上阵。 历经80天艰苦奋战、于2021年8月23日成功穿越“玻璃心”般的F6断裂带 。其中, “胜利号”创造了日进尺30.15米的绝佳纪录
 
除此之外,建设者还自主创新了“多功能胶轮车”、“洞顶正上方悬挂式连续皮带”、“复杂网络通风”、“压注式混凝土工法”等10项新技术,在国内公路领域均属首次应用。截至目前,天山胜利隧道工程三洞同时掘进, 服务隧道掘进累计完成4200米。左右主洞双双突破2000米大关,掘进累计完成2100米, 标志着乌尉高速又一节点工期任务实现。
 
逢山开路、遇水架桥,有了天山胜利隧道这22公里的一纵,被横亘东西2500多公里的天山分隔南北的新疆将获得新的连接,而这一切正由中交人在逐步实现。

大凉山1号隧道VS天山胜利隧道,一南一北两条高速公路特长隧道,并且都是采用TBM施工功法施工,你认为谁才是大国重器领域的王者

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