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新技術(shù)新材料成就綠色安全隧道工程
時(shí)間:2023-07-31    來(lái)源:中國(guó)建材報(bào)    分享:
興延高速全線設(shè)置特長(zhǎng)隧道3座、長(zhǎng)隧道2座,總長(zhǎng)33km。其中石峽隧道全長(zhǎng)5.88km,是興延高速的工期控制性工程,也是北京地區(qū)最長(zhǎng)、建設(shè)難度最大的大跨公路隧道
興延高速全線設(shè)置特長(zhǎng)隧道3座、長(zhǎng)隧道2座,總長(zhǎng)33km。其中石峽隧道全長(zhǎng)5.88km,是興延高速的工期控制性工程,也是北京地區(qū)最長(zhǎng)、建設(shè)難度最大的大跨公路隧道,具有長(zhǎng)距離穿越富水軟弱圍巖施工風(fēng)險(xiǎn)高、施工進(jìn)度慢、材料損耗大的特點(diǎn)及難點(diǎn)。

低回彈早強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)讓隧道施工更綠色


隧道施工中受圍巖條件、噴射混凝土早期強(qiáng)度不足等因素影響,普遍存在噴射混凝土回彈率高、早期強(qiáng)度不足,造成巨大的材料浪費(fèi),也給施工帶來(lái)極大安全隱患。我們根據(jù)速凝劑摻入量對(duì)噴射混凝土凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度的影響,經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)后,研發(fā)了一種低回彈新型早強(qiáng)速凝劑。添加新型早強(qiáng)速凝劑后,噴射混凝土綜合回彈率在無(wú)水區(qū)段可控制在5.58%,富水區(qū)段控制在6.22%。


大斷面隧道修建讓隧道施工更快速更安全


石峽隧道長(zhǎng)距離穿越松散軟巖及碎屑流地層,圍巖受斷層影響擠壓泥化,穩(wěn)定性控制極為困難。

為解決長(zhǎng)距離穿越松散軟巖的難題,克服傳統(tǒng)超前支護(hù)在類似地層中卡鉆、塌孔、堵孔、擴(kuò)挖工作室、施作效率低等一系列問(wèn)題,我們研發(fā)了T76S型自進(jìn)式管棚快速支護(hù)技術(shù);同時(shí)提出了拱腳穩(wěn)定性控制技術(shù)及環(huán)縱向大剛度拱架結(jié)構(gòu)形式,使得隧道沉降值減小16.3%;最終提出“基于管棚支護(hù)的兩臺(tái)階快速開(kāi)挖方法”,使平均月進(jìn)尺由30m提高至70m,實(shí)現(xiàn)了大斷面隧道的快速施工。


為降低碎屑流地層可能引發(fā)突水突泥的風(fēng)險(xiǎn),綜合運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、掌子面封堵、超前泄水與注漿、作管棚與高壓注漿、加強(qiáng)支護(hù)等技術(shù)手段,成功降低了隧道突水突泥的風(fēng)險(xiǎn)。

新型綠色、低碳材料讓隧道更耐久


全線隧道電纜溝蓋板應(yīng)用了活性粉末混凝土預(yù)制蓋板。該蓋板具有承載力高(承載力是傳統(tǒng)混凝土蓋板的3.5~4.0倍)、耐久性長(zhǎng)(可以達(dá)到70~100年的使用壽命)、自重輕(是傳統(tǒng)混凝土蓋板自重的1/3)、綠色環(huán)保(材料為無(wú)機(jī)材料)、景觀性好(可量身定制各種蓋板的規(guī)格、造型、LOGO)等優(yōu)點(diǎn)。

本項(xiàng)目全線隧道出渣約445萬(wàn)m3,將全線隧道出渣調(diào)運(yùn)至平原區(qū)作填石路基,落實(shí)了固廢再利用,實(shí)現(xiàn)了全線土石方零棄渣,真正踐行了綠色理念。


石峽隧道建設(shè)中研發(fā)并應(yīng)用了一系列更綠色、更安全、更耐久的新材料及新技術(shù),專項(xiàng)課題研究成果榮獲華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(2022年度)和中國(guó)公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)(2022年度)。研究成果在多個(gè)工程中得到應(yīng)用,社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益巨大,值得進(jìn)一步的推廣和提升。

(作者:吳金剛,北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司道路交通院道橋二所所長(zhǎng);李建林,北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司高級(jí)工程師)


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