寒露时节,在陕西南部的大巴山深处,正呈现出一幅大干快上、热火朝天的施工景象,特别是在地下千米深隧大巴山特长隧道施工现场,各作业点施工生产井然有序、机械轰鸣、人员穿梭,呈现出一片忙碌有序的施工大干景象。
安岚高速公路大巴山特长隧道左线全长13593米,右线全长13561米,为安岚高速公路项目全线施工难度最大的重点控制性工程,也是陕西省内在建高速公路最长隧道。由中交一公局一公司安岚20标承担该隧道中间核心部位单洞7929米及1号双线通风斜井等施工重任。
该隧道是交通运输部“平安百年品质工程”示范项目,承担着推动建立一套系统完善的工程质量安全耐久性技术体系等重要任务。建设期间,项目团队以科技创新为引领,持续优化创新生态,大力推进数智化转型与数智技术深度融合,加快培育新质生产力,就隧道多元勘探匹配技术、关键施工工序环节质量控制、成套机械化配套施工及全要素信息化管理等九大攻关方向开展示范创建工作,针对大巴山隧道工程特难点,着重对特大涌水处置、高地应力防治等进行科研攻关,取得了一系列丰硕成果。
多维突破 炼成发展最强内核
结合大巴山隧道埋深大、围岩复杂且富水等情况,通过应用三维网络分布式电磁勘探系统,利用大地电磁法,对隧道线路的天然电磁场和人工建立的电磁场进行数据采集,并配套专业的反演软件数据处理和三维软件成图,获得地下介质的电阻率等信息,对隧道动态设计进行多元勘探匹配技术应用,提供网格测线范围内空间立体图像,对隧道及周边一定空间范围内的不良地质体进行三维建模,形成可视化成果,进而指导设计、施工。同时通过地下空间三维探测、瞬变电磁、超前地质预报等物探钻探相结合的多元勘探技术手段,分析对比不同地质勘探方法,提高了隧道地质勘察精度和效率,准确预报掌子面前方裂隙水分布位置、性质及水量大小等情况,及时优化调整支护参数和开挖工法,有效保障隧道施工质量安全。
对施工过程质量进行自动化监测,应用互联网集成技术将拌和站生产配比数据监控系统、试验机联网监控管理系统连接至信息化指挥平台,系统地对原材料检测指标、混凝土生产配合比数据实时监测,当实测数据超出设定值后进行自动报警提示,第一时间妥善处理不合格材料,从源头上有效控制工程质量。同时采用地质雷达、断面仪等检测设备,对初期支护、二次衬砌及仰拱的厚度等指标进行数据采集,分析处理数据,判定工程质量,对超出设计及规范允许限值的部位实时警报,确保及时处理施工过程中的质量缺陷。
数智创新 培育新质生产力
结合大巴山隧道围岩富水等情况,对隧道防排水进行精细化设计,解决隧道渗漏水病害,延长结构使用寿命,提升全生命周期的安全性、耐久性。通过专项设计掌子面环形帷幕注浆、浸水段初期支护周壁注浆加固堵水等措施,并配合“固定+移动”两级泵站反坡排水施工,安全高效的穿越了富水及特大涌水段落。同时对富水隧道衬砌环向施工缝采用止水槽专项设计及施工,对富水段落采取加密环向半圆管和横向排水管等措施。
在施工中,还采用成套机械化智能化设备对开挖、支护、仰拱、调平层、防排水、衬砌、养护、沟槽等进行科学施工,在采用机械化9台套的基础上,对各工序环节作了进一步的补充措施,如自主研发的逃生管道配套避险屋、涌水应急救援成套物资、挂布台车火灾应急救援箱、应急挡水门等。该项成果经中国公路建设行业协会专家委员会鉴定,获评国内先进水平。
借脑引智 推动施工科学高效
在隧道施工过程中,推行“智慧工地”建设,采用“1+1+6”隧道全要素信息化管理模式,即:1个指挥中心+1个管理云平台+6大核心应用,六大核心应用包括超前地质预报、围岩监控量测、试验检测、现场质量管控、环境监测和安全及预警系统),有效提升施工管理科学化。通过构建隧道全要素信息化集成管理云平台,将超前地质勘探、围岩监控量测、质量检测、试验数据等隧道建设期间的全要素信息化档案以三维模型、图像及数据化表格等形式智能存储,形成了一套系统完善的隧道工程质量安全耐久性信息化管理体系。
施工过程中,大巴山隧道存在地处偏远山区、电力供应不足、围岩极其富水、需经大纵坡长斜井反坡抽排水及国家级自然保护区内特大量污水处理等方面的技术难题,项目自主研发了结合施工进展及隧址区特点,分阶段细化排水系统,综合设计各阶段排水设施,采用卧式离心泵“固定站”+潜水泵“移动站”组成持续高效的抽排水方法,研制了富水隧道三、五级可转换的沉淀池与蓄水仓及平流式气溶气浮机大容量污水处理设备,形成了特长富水隧道抽排水一体化处理等关键技术,经中国公路建设行业协会专家委员会鉴定,获评国际先进水平。
针对大巴山特长隧道利用斜井单向掘进长、施工通风难度大及涌水突泥风险大等特点,结合现场实际优化采用了压入式、接力式和巷道式“三种”通风方式,分“五个阶段”综合运用,依据各阶段爆破排烟、作业机械所产生的废气、洞内作业人员数量、掌子面需求风量及通风距离等因素,计算确定了各阶段送、排风机选型及管路布设等,并采用智能监测设备,实时监测洞内空气质量。该项成果经中国公路建设行业协会专家委员会鉴定,获评国内领先水平。
4年来,通过项目团队扎根巴山深处,积极推进“平安百年品质工程”示范创建工作,全力攻关科研难题,最终取得了国际领先技术成果1项、国际先进2项、国内领先2项、国内先进5项;授权实用新型专利4项;受理发明专利11项;省部级工法7项;主编地方标准2项已等丰硕成果,切实为助力行业高质量发展作出了应有贡献。
编辑:李玲
审核:卫涛