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(zhù)世界最長(cháng)高速公路隧道——天山勝利隧道施工取得重大突破。
全長(cháng)22.1公里的天山勝利隧道是世界在建最長(cháng)的高速公路隧道,也是國內在建高速公路中典型的特長(cháng)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(jìn)機在中間服務(wù)隧道快速掘進(jìn)的優(yōu)勢,為左右雙主洞開(kāi)辟輔助工作面,實(shí)現“長(cháng)隧超短打”,預計可節約工期約5年。該技術(shù)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,地質(zhì)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(zhì)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(zhì)。同時(shí)還有“一長(cháng)”、“二深”、“五高”、“二新”的稱(chēng)號。
1、“一長(cháng)”
全世界最長(cháng)的高速公路隧道。單洞設計長(cháng)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(diǎn)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(cháng)隧道為首創(chuàng )。
2.隧道雙主洞采用鉆爆法施工,通過(guò)中導洞TBM超前優(yōu)勢,在車(chē)行橫道處開(kāi)辟主洞輔助工作面,實(shí)現長(cháng)隧短打。
若采用常規的鉆孔爆破方法,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(lǐng)域使用“TBM中導洞+主洞鉆爆法”組合工藝,實(shí)現“長(cháng)隧短打”,工期可縮短至72個(gè)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(gè)用TBM(硬巖掘進(jìn)機)掘進(jìn)的中導洞,TBM每月最快可以掘進(jìn)1000米,快于傳統鉆爆法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(guò)用于車(chē)輛掉頭的車(chē)行橫洞,為主洞增加4個(gè)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(jìn)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?!皠倮枴盩BM機是全球首創(chuàng )壓注式工法新型TBM掘進(jìn)機,整機長(cháng)度約282米,重約2000噸,掘進(jìn)斷面尺寸8430mm;具備兩種掘進(jìn)方式、三種支護模式,可以應對復雜多變的地質(zhì)環(huán)境,并能解決目前敞開(kāi)模式撐靴打滑落空無(wú)法推進(jìn)、支護工作量大、清渣困難等問(wèn)題。且可實(shí)現在多種復雜地層下進(jìn)行安全、環(huán)保、快速、高效地掘進(jìn),具有自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強度低、地質(zhì)適應性強、施工速度快等一系列優(yōu)異能力。
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