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攻克“隧道建設史上罕見的世界性難題”

渭武高速公路木寨嶺隧道貫通

來源: 時間:2023年07月23日 瀏覽次數: 【字體: 打印
  甘肅定西訊  經過近7年的艱苦奮戰,近日,中鐵隧道局施工的渭武高速公路控制性工程——木寨嶺隧道貫通,標志著我國隧道建設者又一次攻克“隧道建設史上罕見的世界性難題”,為年底全線通車打下堅實基礎。
  渭武高速全長237.74公里,是甘肅省迄今為止投資規模最大、建設難度極高的高速公路項目。木寨嶺隧道位于甘肅省定西市漳縣、岷縣兩縣交界,全長15.2公里,采用雙向四車道設計。作為甘肅公路建設史上最長的公路隧道,其穿越最高海拔3200多米的漳河、洮河流域分水嶺和多個地塊交界帶。
  項目負責人介紹,一條15公里的隧道,在常規地質條件下,兩三年就可以打通,但是在木寨嶺卻用了7年多,原因是隧址地質構造復雜、斷裂活動強烈。隧道所處地區地應力高度集中、巖體軟弱破碎、褶皺帶活動強烈,有3個背斜、3個向斜構造、6處褶皺和12條大斷層。圍巖以松散怕水的炭質板巖為主,全部為Ⅴ級,整體性差,自穩能力弱,施工中易發生掉塊坍塌、大變形。隧道穿越地層最大埋深達629.1米,埋深超500米的地段超過了60%,屬極高應力區,且地下水發育。
  自2016年5月進場施工以來,隧道軟巖大變形情況就十分嚴重,擠壓變形速率快、歷時長、變形量大,隧道單邊最大變形量超過2000毫米,刷新了國內紀錄。因其變形量突破了國內外隧道和地下工程界以往所遵循的巖石力學理論和隧道建造實踐的認知,超出了現行規范和標準范圍,在設計和施工方面無可供借鑒的經驗,難以預測其后變化規律,被國內地下工程界院士、專家及學者稱為“隧道建設史上罕見的世界性難題”。
  為攻克木寨嶺隧道建設過程中遇到的施工技術難題,中鐵隧道局技術團隊在吸取蘭渝鐵路木寨嶺隧道建設經驗的基礎上,深入現場調研地質因素、圍巖狀況,召開高原高寒高地應力軟巖大變形隧道施工科技大會,總結相關理論。同時,依托院士專家工作站開展研究,創新性提出隧道場解重構理論,即在核心擾動區主動重構圍巖剛度誘導應力調整的隧道施工場變控制方法,以提高圍巖剛度的主動控制代替拱架支護的被動約束。建設者和專家院士通過50多次論證實踐,最終形成了新型軟巖隧道大變形治理技術與方法,即通過網狀的錨索系統,將松散易碎的巖體壓實,形成拱形承載結構,提高巖體的穩定性。
  在應用此項技術后,圍巖變形量顯著降低,隧道單側最大形變從原來2米降到30厘米,解決了初期支護連續拆換的問題,大幅度提升施工效率,徹底扭轉了施工前期頻繁換拱、返工浪費、進度停滯的被動局面,使項目在保障安全和質量的前提下,圓滿地完成建設任務。預應力錨索支護新技術的應用,為高地應力軟巖隧道高效安全建設開辟了新的路徑,技術團隊也因此獲得多項發明專利。目前,這一系列研究成果已在全國10多個隧道項目中推廣應用。渭武高速土建6標作為國內率先實施這一技術的項目,也受到社會各界和廣大媒體的高度關注。 (王瑞東)
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