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全球首创新掘进机10米/天“对掘”天山
2021-04-16 来源:科技日报

世界上最长的高速公路隧道——新疆乌尉公路天山胜利隧道传来捷报:全球首创压注工法(DTSES)新型TBM掘进机“胜利号”,顺利完成了敞开式掘进与压注混凝土工法切换,并以10米/天速度完成了200米断裂带压注法施工,效果完全达到设计预想,推动复杂地质条件下超长隧道建设的技术进步。

天山胜利隧道是新疆乌尉公路关键性节点工程,海拔3200米,项目紧临天山1号冰川和乌鲁木齐水源保护地,具有“一长、二深、五高”的特点。“一长”,世界上最长的高速公路隧道,全长约22公里。“二深”,竖井深,1号竖井深达702米,是世界上最深的高速公路竖井;隧道埋深深,隧道最大埋深1112.2米。“五高”,高地应力、高地震烈度、高环保要求、高寒、高海拔。如此复杂的地质和自然环境,传统的矿山法及敞开式TBM施工很难满足施工要求。

全球首创压注式工法施工隧道一次性成型效果

针对天山胜利隧道的地质特点,中交天和首次提出压注混凝土工法理念,并将压注混凝土工法与硬岩掘进机进行创新性融合,研制出具备两种掘进、三种支护模式的压注工法硬岩掘进设备,以应对复杂多变地质环境,解决目前敞开模式撑靴打滑落空无法推进、支护工作量大、清渣困难等问题,实现在多种复杂地层(大变形、强岩爆、多断裂带等)下实现安全、环保、快速、高效掘进。

传统敞开式TBM在复杂地质环境中施工

据中交天和天山胜利隧道山南项目指挥长李宝龙介绍,该工法系全球首次研发和应用,后期施工效率还会有更大幅度提升,以20米/天速度掘进不在话下,会超出设计预想很多。目前敞开式TBM在破碎带、岩爆、软岩大变形等复杂地层中施工,月掘进不足数米,甚至不到1米的情况大有存在。

“雪山号”盾构在胜利隧道进口段始发前准备

中交二公局天山胜利隧道项目专家、顾问、高级工程师曹刚向媒体介绍,“胜利号”TBM遇到大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题,只需切换成另外一个掘进模式,就可以实现在多种复杂地层下安全、环保、快速、高效掘进。压注法施工现场还具有无需混喷、无需清渣,施工环境好,机械化程度高,支护工作量小,劳动强度低而且成型初衬质量好等优点。

另悉, “胜利号”的姊妹机——“天山号”TBM掘进机也已从该隧道进口端向南掘进,拉开了天山“对掘”帷幕,未来将与“胜利号”在隧道中部“会师”,完成隧道全线贯通。

新疆乌尉公路是“一带一路”建设重要项目,对完善新疆高速公路网的布局、改善沿线地区交通基础设施条件、推动南北疆互联互通,具有十分重要的意义。该公路建成通车后,开车从乌鲁木齐到库尔勒,时间将由目前的7个多小时缩短为3小时;从库尔勒到若羌将由现在的7个半小时缩短为3个半小时;从库尔勒到且末将由现在的10小时缩短为4小时。

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