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12月12日,由蜀道投资集团有限责任公司(以下简称“蜀道集团”)投建、四川高速公路建设开发集团有限公司主导投资、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司设计及监理、四川川交路桥有限责任公司隧道分公司建设的G8513线九寨沟—绵阳高速公路(以下简称“九绵高速”)全线最长隧道白马隧道双幅贯通,标志着九绵高速项目建设取得又一突破性进展,为九绵高速2025年全线建成通车奠定了坚实基础。
白马隧道进口端位于阿坝藏族羌族自治州九寨沟县勿角镇,出口端位于绵阳市平武县白马藏族乡,右线全长13公里,左线全长13.013公里,是四川省内在建第三长的公路隧道,属分离式特长隧道,最大埋深1092米。隧道Ⅴ级围岩占比高达97%,瓦斯段落占比100%,隧道穿越7处发育构造断裂带,围岩以碳质板岩和炭质千枚岩为主,岩体破碎,自稳能力差,富水段最大日涌水量达6.5万立方米,相当于25个标准游泳池储水量(长50米,宽21米,水深2.5米),埋深大,地应力高。Ⅴ级围岩的超高占比,加之断裂带、大埋深及涌水量等多重因素叠加,使得隧道掘进面临软岩大变形、塌方、高压涌突水等地质灾害,犹如在“豆腐”里面打隧道,是目前国内设计施工难度最大、风险最高的公路隧道之一。
自2016年6月进洞施工以来,建设团队通过加强设计、施工管控、技术管理和资源配置,顺利攻克软岩大变形技术难题,确保了白马隧道建设的安全稳步推进。
一是创新施工理念。为解决白马隧道在软弱岩层中施工的难题,建设团队提出“强超前、快支护、紧步距”的“三道拱”施工支护理念,并成功应用于实际施工中,实现了“快挖、快支、快锚、快封闭”,减少由软岩大变形导致的隧道反复加固、换拱,显著提高施工效率。
二是智能化机械化施工。团队积极开展软弱围岩隧道机械掘进设计理论研究,并引入千米定向钻,以高效、高质的钻进、钻探,有力应对软岩段落治理,并通过引进三臂凿岩台车、隧道专用破碎锤挖掘机等智能化先进设备和集团自主研发的“川隧大模型”(以隧道开挖进度管理为亮点,通过精准计算与预测,有效指导现场施工,减少等待与衔接时间,显著提升管理效率),实现施工工艺机械化、项目管控智能化,克服了不良地质的挑战,进尺速度翻倍。
三是安全保障与绿色施工。施工过程中,建设团队采用巷道式通风系统,确保瓦斯隧道的不间断通风。同时,在隧道富水段,设计完善的排水系统,利用污水处理设备,实现水资源的循环使用,确保了绿色施工。
截至目前,全线已顺利贯通43座隧道(隧道施工完成95.6%),九绵高速公路最后一座大桥沙尕沟大桥已于近日双幅贯通,全线127座桥梁已全部贯通。建成通车绵阳游仙至平武段、九寨沟段合计206公里。全线建成通车后,成都至九寨沟的路程将由原来的8小时缩短至4小时,形成向西连接甘肃、青海、新疆的高速公路出川大通道,对四川加快融入国家“一带一路”倡议具有重大意义,将更好地完善国家及地区路网结构,促进绵阳加快融入成渝地区双城经济圈,推动大九寨交旅融合发展示范区高质量建设,助推沿线县域经济高质量发展。
▲九绵高速白马隧道
延伸阅读
九绵高速公路项目途经阿坝州九寨沟县,绵阳市平武县、北川羌族自治县、江油市、游仙区,是G85银川至昆明高速公路平凉至绵阳联络线的重要路段,也是四川省内唯一一条交通运输部绿色公路典型示范工程。项目具有“三多三高三难”的特点,即环境敏感点多、地质灾害点多、特长软岩隧道多,桥隧比高、地震烈度高、安全风险高,施工组织难、工程技术难、隧道弃渣难。路线全长244.23公里,桥隧比82.04%,共有主线桥梁127座,隧道45座,设置互通式立交17处,收费站16个,服务区6处。
基于白马隧道地质条件复杂、环境敏感、气候条件恶劣等重难点,绵九公司秉承“安全、品质、绿色、低碳”的建设理念,加大项目质量管理、科技创新、“四新技术”应用与节能环保等方面的投入,创新工艺工法,开展了多项具有行业引领性的探索和实践。建设过程中,建设团队组建QC小组解决技术难题,获得综合配套国家级工法1项、省级工法两项、发明专利4项、实用新型专利21项,发表省级论文26篇。以白马隧道为典型案例,形成九绵高速软岩隧道大变形隧道动态施工指南、层状软岩隧道动态施工管控技术指南,为类似山区高速软岩隧道施工提供指导和借鉴。
(1)安全建设:将超特长软岩隧道设置为人字纵坡,减小施工过程地下水对于软弱围岩隧道施工的安全威胁;设置1处多功能交通转换带,提高超特长隧道救援应急、洞内维修期间的交通组织和通行能力。
(2)工艺创新:针对软岩隧道,不断完善机械配套,根据围岩实际情况,独创预应力管—索复合支护体系,结合非爆开挖工艺对围岩的扰动控制,减小围岩松动圈,加大深度锚固,抑制后期岩体变形对支护体系的冲击,有效控制隧道软岩大变形。
(3)绿色施工:始终坚持“绿水青山就是金山银山”的建设理念,深入落实“零弃方、少借方”的土石方平衡理念,开展弃方减量化资源化专项设计,将隧道洞渣用于服务区填筑;立足“惠民利民”的原则和“永临结合”的思路,按永久性标准开展施工便道规划,工程完工后,交付给当地村民使用;坚持“带绿施工”“边建边绿”,最大程度减少水土流失,开辟出一条公路建设和生态保护间的高质量、可持续发展之路。
(4)大熊猫保护:长达13公里的长隧道以大埋深的方式穿越大熊猫国家公园核心区,建成后将大幅减少国道247线越岭段车流量,更有利于熊猫种群栖息繁殖,项目取得的大熊猫国家公园相关环保建设经验,为推动行业和地方技术标准规范的制订具有重要推动作用。
项目建设成果
QC成果6项:《软岩隧道钢拱架节点连接装置的研发》《软岩隧道拱架连接方法创新》《隧道爆破施工装药装置的研发》《提高软岩隧道钢拱架连接一次性自检合格率》《降低开挖台车临边防护栏杆消耗率》《提高钢筋网片加工合格率》。
发明专利4项:《针对弱面层理走向与隧道开挖方向平行或小角度相交情况下的定向加固方法》《一种纵向层理下不同大变形等级超前小导管定向加固方法》《一种基于图像识别的隧道掌子面裂隙识别方法》《一种带有泄压装置的竖井防排水系统》。
实用新型专利21项:《一种软岩变形隧道钢拱架的连接装置》《一种适用于台阶法施工隧道的逃生管道》《一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置》《一种用于软弱围岩爆破施工的装药装置》《一种软弱围岩钢拱架的锁脚装置》《一种用于隧道的可移动式健康保护站》《一种竖井环向排水系统》《一种竖井排水系统》《一种竖井竖向排水系统》《一种用于削减隧道爆破开挖冲击波能量的装置》《一种防止隧道洞顶落石柔性防护网装置》《一种具有液压让压功能的隧道初期支护结构》《一种可同时调节掌子面和模板台车处通风量的风口装置》《一种适用于软岩大变形隧道开挖支护结构》《一种竖井复合式防排水系统》《一种用于工程车辆的平板洗轮机》《一种用于回收喷射混凝土落料的输送带装置》《一种用于瓦斯隧道二次衬砌施工的移动风墙台车》《一种适用于不同大变形等级层状软岩的新型锚杆》《一种隧道挂防水板快捷小车》《一种隧道半自动立钢拱架装置》。
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