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世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦

时间:2021-11-17 来源网站:孝感化工机械网

世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦

世界最长高原冻土公路隧道建设创新大集锦2012-03-26

世界最长的高原冻土公路隧道工程世界最长的高原冻土公路隧道工程

世界最长的高原冻土公路隧道工程世界最长的高原冻土公路隧道工程

用黑色防晒网隔断太阳辐射

青藏高原太阳辐射强、热量高,如何在多年冻土路段开挖,特别是隧道洞口开挖后有效的保护多年冻土的融化,对施工安全和顺利进行至关重要。五局标段位于隧道进口洞口浅埋段,地处第四系中更新冰水堆积物中,稳定性极差,开挖后可见大量的冻结层状冰,多年冻土冻结时,岩土体强度较高,但多年冻土开挖融化时,呈软塑状,成洞极为困难。

项目部及时成立了科技攻关领导小组,对洞口浅埋段冻土施工展开技术攻关,经过反复研究和探索,打破黑色吸热对多年冻土保护不利的思维方式,成功应用黑色防晒网有效隔断太阳辐射,减缓多年冻土吸热融化作用,通过网内、网外的温度监测对比,搭设单层防晒网后,在中午温度最高25℃左右时,网内温度要低10℃左右;搭设双层防晒网后,网内温度能控制在5—8℃,为迟缓冻土融化、确保洞口施工安全创造了有利条件。

操作简单、价格低廉、效果良好的黑色防晒网的创新应用,使得多年冻土鄂拉山隧道进口左右线顺利实现进洞。

自进式锚杆代替砂浆锚杆施工

鄂拉山隧道左洞洞口施工时值雨季,气温处于一年当中最高时段,边坡开挖后暴露于阳光直射下很快融化,造成坡脚积水浸泡坡脚反过来又影响边坡最终形成坍塌,施工难度极大。项目部积极与建设、设计、监理、咨询单位联系,并深入现场认真分析研究,决定采用台阶分层开挖法,弱爆破松动,再用挖掘机开挖和出碴。支护时通过在洞口搭设遮阳棚,边仰坡锚网喷支护后铺设砂袋覆盖黑色遮阳网进行降温,边坡脚设置片石混凝土保温挡墙,避免了冻土边坡热融滑塌。

同时在边坡锚网喷支护过程中砂浆锚杆钻孔施工时容易卡钻,项目部大胆地选用自进式锚杆代替砂浆锚杆施工,因自进式锚杆具有钻、注、锚一体化的功能,一次成型是一种先进的锚固体系,成功解决了常规锚杆钻锚时的塌孔问题,较好地保证了复杂地质条件下的注浆效果,使边仰坡得到及时的防护,为洞门施工总结了经验也赢得了时间。

跟管工艺防止冻土融化致管棚塌孔

鄂拉山隧道进口海拔4300米,多年冻土浅埋段地表富冰含水量大,且土体碎石、块石含量大,钻杆在钻孔过程中与孔壁冻土高速摩擦发热传导,导致孔壁周圈冻土融化,发生孔内坍塌卡钻无法成孔,管棚施工难度极大。

开工以来,施工严重受阻,几乎难以进展。面对困难,项目部及时组织相关人员进行技术攻关,经专家论证后,决定采用跟管工艺施工,即采用XYIB型地质钻机,钻杆前端加装偏心钻,具扩孔同步带进钢管套的钻进技术,用孔径125mm钻杆带进孔径133mm套管,其最前端加装导向钻头,后续管棚之间采用丝扣进行连接,利用水平定向钻机将棚管打入土体中。

在钻进过程中,依据导向钻头内置的定位传感器传出的角度信号,对钻进角度进行调节,使管棚按设计轨迹钻进。当套管带进至设计深度后,撤回定向传感器和钻杆,用夹具夹住套管通过液压千斤顶顶在导向墙砼上形成反推力向外逐节退出套管。采用此创新技术后,有效解决了冻土融化导致的管棚塌孔问题,管棚施工稳打稳扎,顺利实现了鄂拉山隧道左右线进洞。

浅埋冻土隧道洞身开挖与支护工艺

鄂拉山隧道左右洞进口地表即浅又长。左洞埋深1.9m,250m浅埋段;右洞进口埋深仅2.6m,浅埋段约205m。在设计中,左洞进口110m、右洞进口75m又被定为VI级围岩,进洞前洞身30m段落采取相关标准的注浆管棚超前支护,洞身采用CRD法或CD法施工。

由于CRD法导洞断面较小,要求必须采取小型机械和人工开挖,考虑到高寒缺氧地区人员的劳动强度大、工作效率低,从而导致施工进度慢。为解决这一难题,项目部根据地质情况和以往的施工经验,灵活采用了三台阶法开挖,VI级围岩冻土地段为防止掌子面溜坍,上台阶开挖时预留核心土,严格控制开挖步距,仰拱填充和一衬及时紧跟,稳扎稳打,步步为营,平稳渡过多年冻土浅埋地段。

在施工中,中铁五局五公司还在低温早强混凝土配制解决隧道支护、一衬、二衬台车一次性衬砌成型解决隧道衬砌、质量管理和生态环保方面做出了创新。

据悉,遮阳网和遮阳棚成功解决洞口多年冻土段的开挖施工,以及采用跟管施工工艺有效解决冻土融化导致的管棚塌孔问题,两项科技攻关获得了2011年度青海省共玉公路建设指挥部科学技术进步创新奖。