12月6日,天山勝利隧道“勝利號”TBM成功穿越F7烏拉斯臺斷層破碎帶,標志著世界最長高速公路隧道——天山勝利隧道施工取得重大突破。
全長22.1公里的天山勝利隧道是世界在建最長的高速公路隧道,也是國內在建高速公路中典型的特長高寒高海拔公路隧道。隧道采用“三洞+四豎井”施工法,利用TBM掘進機在中間服務隧道快速掘進的優(yōu)勢,為左右雙主洞開辟輔助工作面,實現“長隧超短打”,預計可節(jié)約工期約5年。該技術在國內高速公路隧道施工中屬于首次應用。
天山勝利隧道要穿越天山山脈,地處高寒高海拔地區(qū),地質條件復雜,氣候惡劣多變。隧道洞身圍巖主要為花崗斑巖、變質粉砂巖、花崗巖等及斷層碎裂巖,圍巖級別為III~V級。洞身最大埋深1112.6米,最大地應力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。同時還有“一長”、“二深”、“五高”、“二新”的稱號。
1、“一長”
全世界最長的高速公路隧道。單洞設計長度22.1km。
2、“二深”
1.隧道埋深深,洞身最大埋深1112.6m。
2. 2號豎井深,2號豎井設計深度702m,為國內最深高速公路隧道豎井。
3、“五高”
1.高地應力,最大地應力值達21.8Mpa。
2.高地震烈度。
3.高環(huán)境要求,環(huán)境敏感點多。
4.高寒:年平均氣溫為-5.4℃,地表2米以下為多年凍土層,最大凍結厚度15-30米,隧址極端氣溫達-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,其中中導洞采用TBM工法,在國內高速公路特長隧道為首創(chuàng)。
2.隧道雙主洞采用鉆爆法施工,通過中導洞TBM超前優(yōu)勢,在車行橫道處開辟主洞輔助工作面,實現長隧短打。
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,中交集團首次在公路隧道領域使用“TBM中導洞+主洞鉆爆法”組合工藝,實現“長隧短打”,工期可縮短至72個月。
所謂“TBM中導洞+主洞鉆爆法”,就是在雙主洞的中間增加一個用TBM(硬巖掘進機)掘進的中導洞,TBM每月最快可以掘進1000米,快于傳統(tǒng)鉆爆法3—10倍。
中導洞施工速度遠超左右主洞,在中導洞貫通后,通過用于車輛掉頭的車行橫洞,為主洞增加4個輔助作業(yè)面。
這也是國內首次在高速公路隧道中應用TBM,進口端、出口端各一臺,均由中交天和為天山勝利隧道量身打造。“勝利號”TBM機是全球首創(chuàng)壓注式工法新型TBM掘進機,整機長度約282米,重約2000噸,掘進斷面尺寸8430mm;具備兩種掘進方式、三種支護模式,可以應對復雜多變的地質環(huán)境,并能解決目前敞開模式撐靴打滑落空無法推進、支護工作量大、清渣困難等問題。且可實現在多種復雜地層下進行安全、環(huán)保、快速、高效地掘進,具有自動化程度高、工人勞動強度低、地質適應性強、施工速度快等一系列優(yōu)異能力。
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