挑战世界难度!隧道如何克服千难万险穿越千山万岭

企业   2024-12-10 19:00   山东  
俯瞰中国的广袤国土
山川林立,河流纵横
孕育美丽风光的同时
也给发展带来了严重阻碍
尤其是在我国西部
高原、高寒等各类极端条件
给隧道工程建设
带来了巨大挑战!

中铁十四局不断攻克
超大埋深、超长距离
超高水压、超大断面
以及高地应力、高低热
复杂断层等地质环境难点
在千难万险间
穿越千山万岭
建设了一批世界级超级工程




 从地表到地下  
  今天,我们换个视角看世界  



01

超大埋深


锦屏水电枢纽辅助洞工程     

“新时代百大建筑”



锦屏水电站工程

是“新时代百大工程”

工程位于雅砻江干流锦屏大河湾上

全长超过17.5公里

埋深达2375米


中铁十四局承建

锦屏水电枢纽辅助洞工程

面临超深埋、高水压

大涌水量、高地应力

多发岩爆、大型溶洞等难题

是一项系统性强的超大型地下工程


施工团队首创强岩爆综合防治技术体系,攻克100兆帕级超高地应力下隧洞安全施工难题,研发超高压大流量地下突涌水治理成套技术,解决千米级超高压突涌水情况下的施工技术难题,建立隧洞成洞和围岩稳定控制方法,解决超高地应力和超高外水压力耦合作用下建设难题。


重黔高铁重庆长江隧道    

“万里长江高铁第一隧”



重黔高铁重庆长江隧道
号称“万里长江高铁第一隧”
隧道全长3845米
从山洞中始发
最大埋深149米
最小覆岩厚度仅10米
隧区跨越重庆两区,于浅丘
江底、低山地貌下稳步掘进
是全线12项重难点工程之一

中铁十四局建设团队驾驶一台开挖直径12.66米、重3500吨的泥水平衡盾构机施工,长距离穿越不良地质,多次穿越江底裂隙带,下穿近百栋建筑物,多次穿越运营地铁轨道线及长江主航道。加强技术创新、工法研究,使其成为国内首座在洞内组装、始发、接收和拆解的盾构隧道



02

穿越断层


高海拔隧道   

“TBM长距离不卡机”



雪域高原,幽静壮美

这片神秘的土地被称为“第三极”

在超高海拔隧道施工中

所能想到的不良地质情况

在这里都能遇到

除了地质难题

还有头痛、头晕、心悸等高反症状

在这里施工

注定是一场鏖战


中铁十四局承建的高原高寒TBM工程,最大埋深1585米,地处地层碰撞挤压破碎带,山地泥石灾害频发,沿线不良地质极度发育,极硬岩、高地温和低温融雪并存,岩溶水丰富建设难度巨大。项目采用两台敞开式TBM施工,配套研发了智能超前地质预报、智能卡机预警、智能刀具感知、智能油液在线及主机振动监测等系统,实现了最高日进尺32.97米,最高月进尺567米,平稳穿越了破碎带。


 滇中引水    

“我国在建最大引水工程”


滇中引水工程
被水利部明确为
全国“十大标志性水利工程”之首
拥有十大世界级技术难题
以及投资规模最大、建设难度最高
地质条件在世界引调水工程中最复杂
六项世界之最
几乎囊括地下施工所有的地质难题
中铁十四局承建的
滇中引水工程大理I段施工1标
管段主洞施工长度13.5公里

中铁十四局严格落实“不探不挖、探完再挖、弱爆破、短进尺、强支护、勤测量”原则,每30米一循环进行超前地质钻探,重叠5米进行下一循环钻探,超前注浆稳固后再短进尺开挖。截至目前,香炉山隧洞1号支洞主洞上游段全断面二次衬砌全部完成,标志着“千里引水第一标”衬砌作业取得阶段性胜利。



03

超长距离


西部引水隧洞工程   

“盾构独头掘进世界纪录


中铁十四局承建的
西部引水隧洞工程
全长43.8公里
隧洞地质条件复杂
存在超长距离、极软岩、极硬岩、强膨胀
大埋深、高水压、破碎带等重大技术难点
采用3台直径5.5米的
土压平衡盾构机施工

施工团队采用先进盾构技术、智能化控制系统及高效施工方法,解决了超长深埋软岩隧道地质工况复杂、施工风险高、掘进效率低、刀具磨损严重等核心难题,形成了超长深埋软岩隧道盾构装备设计与智能化高效施工关键技术,创造了盾构独头掘进13.8公里的世界性纪录。


广湛高铁湛江湾海底隧道    

“国内独头掘进距离最长穿海高铁盾构隧道”


广湛高铁湛江湾海底隧道
全长9640米
采用开挖直径为14.33米的
“永兴号”盾构机施工
是国内独头掘进距离最长的
穿海高铁盾构隧道
工程具有开挖断面大、地质条件差、施工风险高等特点

中铁十四局项目团队对盾构机进行改造创新,通过对盾构机排渣系统的改造和对刀具材料及型式的优化,掘进效率更高,实现平均月进尺260米,最高月进尺510米的成绩。同时,利用智慧工程指挥中心,应用盾构智能化管理系统,确保安全平稳推进,保持地面沉降的毫米级控制。



04

超高水压


深江铁路海底隧道    

“世界最深海底高铁隧道


建设世界难度级别的

超级工程会遇到什么?


下穿多条主航道

先后穿越13种地层、5种复合地质

全断面硬岩掘进长达2.75公里

花岗岩强度最高达124.6兆帕

还连续穿越17条断裂带及分支

以及遇到复杂的水文及地质条件

最重要的是

这里位于珠江口水面下106米

最高水压10.6bar

且国内尚无同等条件的工程经验

和设计标准可供参考


面对挑战,中铁十四局研发打造“深江1号”盾构机,配置了常-带压重型复合刀盘等一系列智能化系统,加强智能建造技术的研发和应用,采用刀具磨损监测系统、HSP超前地质预报技术、管道自动焊接机器人等多项精益建造技术,确保盾构机在超高水压、超大埋深、裂隙发育的不良地质段连续、稳定、安全掘进。


青岛胶州湾第二海底隧道    

“世界上建设规模最大、

最长的海底公路隧道


青岛胶州湾第二海底隧道
是世界建设规模最大
长度最长、水压最高
首座超大直径盾构法
与大断面钻爆法对接的
海底道路隧道
隧道全长17.48公里
工程具有超特长隧道通风防灾
大断面隧道穿越大规模断裂
超大直径盾构承受超高水压等世界级难题

中铁十四局积极开展盾构地质超前预报、盾构高效掘进与安全控制、同步注浆监测、常压换刀、刀具配置等前沿技术研发应用。截至目前,“国信号”8.18米开挖直径盾构机掘进2900多米,“海天号”15.63米直径大盾构机开挖掘进1500多米,皆超出施工筹划预期。



05

超大断面


  济南黄岗路穿黄隧道    

“世界最大直径水下盾构隧道”



济南市黄岗路穿黄隧道
全长5755米
盾构段长约3290米
“世界最大水下盾构隧道”
隧道穿越黄河和沿线多条公路
黄河之下富含砂石和粉质黏土
夹杂大量钙质结核
给隧道施工带来巨大挑战

中铁十四局量身打造了“山河号”盾构机,该设备刀盘直径17.5米,相当于6层楼高,配备带压复合型刀盘、伸缩式主驱动等先进技术和超前地质预报、同步注浆检测等智能化装备系统,盾构机总装达到世界先进水平。配备适合黄河流域黏土地层的撕裂刀和高流量中心冲刷泵,有效应对刀盘结泥饼问题,提高底部排渣效率。



06

超大跨度


  青岛唐山路隧道    

“亚洲最大跨交通隧道”



青岛唐山路隧道是
“亚洲最大跨交通隧道”
隧道全长1551米
集超大断面、超小净距为一体
最大开挖断面447.6平方米
最大开挖跨度31.8米
最大开挖高度17.8米
相当于两个篮球场宽、六层楼高

中铁十四局通过双侧壁导坑法进行开挖施工,在确保超大断面隧道施工安全的同时,提高隧道开挖效率,通过注浆加固、设置对拉锚杆协助承载等措施,确保超小净距隧道施工安全通过,减轻施工对相邻隧道的扰动。目前,该隧道最大跨度断面已顺利开挖完成。



07

复杂环境


苏通GIL综合管廊工程    

“万里长江第一廊”



苏通GIL综合管廊工程

号称“万里长江第一廊”

是目前世界上电压等级最高

输送容量最大

技术水平最高的创新工程

隧道全长5468.5米

最低点位于江底74.83米

水压力最高达0.98兆帕

并穿越1800米可燃气体地层


中铁十四局建设团队充分考虑高水压、长距离穿越高石英含量的密实砂层、穿越有害气体地层等情况,对盾构机进行了较为全面的、有针对性的专项设计。创造了日掘进14.12米、月均417米世界大直径盾构隧道施工纪录。


杨林隧道   

“亚洲第一隧”



杨林隧道长约9.5公里
被誉为“亚洲第一隧”
中铁十四局建设者
在建设过程中
遭遇12次典型地质灾害
400多米岩溶段
8次突泥涌水
累计突泥量13万方
累计填埋隧道约1.7公里
遭遇最后37米的施工魔咒

经过论证勘察,中铁十四局确定“不探不挖、开挖一段、闭合一段、加固一段”的施工原则,稳定地质,创新使用了上部CD法施工,将大断面隧道分为上下两部分,安全穿越云南群山



中铁十四局建设团队

将一如既往

在地球最坚硬的肌肤下

用科技与智慧

跨越江河湖海、挑战天险天堑

塑造一个又一个隧道梦想




责任编辑:王潇珩 钟行利 李桂香
执行主编:范少文  胡   琦  
内容来源:科技创新部 隧道公司 大盾构公司
出品单位:中铁十四局融媒体中心


中铁十四局
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