湖北中橋科技有限公司專業(yè)研究生產(chǎn)高強(qiáng)度無收縮零泌水的灌漿材料和公路橋梁外加劑(壓漿劑),為**公路橋梁建設(shè)作貢獻(xiàn)。
共(和)玉(樹)鄂拉山隧道全長9330米,是國內(nèi)乃至世界**長的高原凍土公路隧道,也是共玉公路頭號(hào)重難點(diǎn)工程。中鐵五局五公司承擔(dān)了進(jìn)口段5145米的施工任務(wù)。隧道地處高寒缺氧地區(qū),海拔4300米,科技含量高,高原又加多年凍土的自然條件,使施工遇到了很多世界性的全新技術(shù)難題。
用黑色防曬網(wǎng)隔斷太陽輻射
青藏高原太陽輻射強(qiáng)、熱量高,如何在多年凍土路段開挖,特別是隧道洞口開挖后有效的保護(hù)多年凍土的融化,對(duì)施工安全和順利進(jìn)行至關(guān)重要。五局標(biāo)段位于隧道進(jìn)口洞口淺埋段,地處第四系中更新冰水堆積物中,穩(wěn)定性極差,開挖后可見大量的凍結(jié)層狀冰,多年凍土凍結(jié)時(shí),巖土體強(qiáng)度較高,但多年凍土開挖融化時(shí),呈軟塑狀,成洞極為困難。
項(xiàng)目部及時(shí)成立了科技攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組,對(duì)洞口淺埋段凍土施工展開技術(shù)攻關(guān),經(jīng)過反復(fù)研究和探索,打破黑色吸熱對(duì)多年凍土保護(hù)不利的思維方式,成功應(yīng)用黑色防曬網(wǎng)有效隔斷太陽輻射,減緩多年凍土吸熱融化作用,通過網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)外的溫度監(jiān)測(cè)對(duì)比,搭設(shè)單層防曬網(wǎng)后,在中午溫度**高25℃左右時(shí),網(wǎng)內(nèi)溫度要低10℃左右;搭設(shè)雙層防曬網(wǎng)后,網(wǎng)內(nèi)溫度能控制在5—8℃,為遲緩凍土融化、確保洞口施工安全創(chuàng)造了有利條件。
操作簡單、價(jià)格低廉、效果良好的黑色防曬網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用,使得多年凍土鄂拉山隧道進(jìn)口左右線順利實(shí)現(xiàn)進(jìn)洞。
自進(jìn)式錨桿代替砂漿錨桿施工
鄂拉山隧道左洞洞口施工時(shí)值雨季,氣溫處于一年當(dāng)中**高時(shí)段,邊坡開挖后暴露于陽光直射下很快融化,造成坡腳積水浸泡坡腳反過來又影響邊坡**終形成坍塌,施工難度極大。項(xiàng)目部積極與建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、咨詢單位聯(lián)系,并深入現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真分析研究,決定采用臺(tái)階分層開挖法,弱爆破松動(dòng)(少打眼少裝藥避免鉆孔內(nèi)回凍),再用挖掘機(jī)(帶破碎錘)開挖和出碴。支護(hù)時(shí)通過在洞口搭設(shè)遮陽棚,邊仰坡錨網(wǎng)噴支護(hù)后鋪設(shè)砂袋覆蓋黑色遮陽網(wǎng)進(jìn)行降溫,邊坡腳設(shè)置片石混凝土保溫?fù)鯄?,避免了凍土邊坡熱融滑塌? 同時(shí)在邊坡錨網(wǎng)噴支護(hù)過程中砂漿錨桿鉆孔施工時(shí)容易卡鉆,項(xiàng)目部大膽地選用自進(jìn)式錨桿代替砂漿錨桿施工,因自進(jìn)式錨桿具有鉆、注、錨一體化的功能,一次成型是一種先進(jìn)的錨固體系,成功解決了常規(guī)錨桿鉆錨時(shí)的塌孔問題,較好地保證了復(fù)雜地質(zhì)條件下的注漿效果,使邊仰坡得到及時(shí)的防護(hù),為洞門施工總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)也贏得了時(shí)間。
跟管工藝防止凍土融化致管棚塌孔
鄂拉山隧道進(jìn)口海拔4300米,多年凍土淺埋段(洞口埋深僅1.9米)地表富冰含水量大,且土體碎石、塊石含量大,鉆桿在鉆孔過程中與孔壁凍土高速摩擦發(fā)熱傳導(dǎo),導(dǎo)致孔壁周圈凍土融化,發(fā)生孔內(nèi)坍塌卡鉆無法成孔,管棚施工難度極大。
開工以來,施工嚴(yán)重受阻,幾乎難以進(jìn)展。面對(duì)困難,項(xiàng)目部及時(shí)組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),經(jīng)專家論證后,決定采用跟管工藝施工,即采用XYIB型地質(zhì)鉆機(jī),鉆桿前端加裝偏心鉆,具擴(kuò)孔同步帶進(jìn)鋼管套的鉆進(jìn)技術(shù),用孔徑125mm鉆桿帶進(jìn)孔徑133mm套管,其**前端加裝導(dǎo)向鉆頭,后續(xù)管棚之間采用絲扣進(jìn)行連接,利用水平定向鉆機(jī)將棚管打入土體中。
在鉆進(jìn)過程中,依據(jù)導(dǎo)向鉆頭內(nèi)置的定位傳感器傳出的角度信號(hào),對(duì)鉆進(jìn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié),使管棚按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。當(dāng)套管帶進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后,撤回定向傳感器和鉆桿,用夾具夾住套管通過液壓千斤頂(50t)頂在導(dǎo)向墻砼上形成反推力向外逐節(jié)退出套管。采用此創(chuàng)新技術(shù)后,有效解決了凍土融化導(dǎo)致的管棚塌孔問題,管棚施工穩(wěn)打穩(wěn)扎,順利實(shí)現(xiàn)了鄂拉山隧道左右線進(jìn)洞。
淺埋凍土隧道洞身開挖與支護(hù)工藝
鄂拉山隧道左右洞進(jìn)口地表即淺又長。左洞埋深1.9m,250m淺埋段;右洞進(jìn)口埋深僅2.6m,淺埋段約205m。在設(shè)計(jì)中,左洞進(jìn)口110m、右洞進(jìn)口75m又被定為VI級(jí)圍巖,進(jìn)洞前洞身30m段落采取相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的注漿管棚超前支護(hù),洞身采用CRD法或CD法施工。
由于CRD法導(dǎo)洞斷面較小,要求必須采取小型機(jī)械和人工開挖,考慮到高寒缺氧地區(qū)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低,從而導(dǎo)致施工進(jìn)度慢。為解決這一難題,項(xiàng)目部根據(jù)地質(zhì)情況和以往的施工經(jīng)驗(yàn),靈活采用了三臺(tái)階法開挖,VI級(jí)圍巖凍土地段為防止掌子面溜坍,上臺(tái)階開挖時(shí)預(yù)留核心土,嚴(yán)格控制開挖步距,仰拱填充和一襯及時(shí)緊跟,穩(wěn)扎穩(wěn)打,步步為營,平穩(wěn)渡過多年凍土淺埋地段。
在施工中,中鐵五局五公司還在低溫早強(qiáng)混凝土配制解決隧道支護(hù)、一襯、二襯臺(tái)車一次性襯砌成型解決隧道襯砌、質(zhì)量管理和生態(tài)環(huán)保方面做出了創(chuàng)新。
據(jù)悉,遮陽網(wǎng)和遮陽棚成功解決洞口多年凍土段的開挖施工,以及采用跟管施工工藝有效解決凍土融化導(dǎo)致的管棚塌孔問題,兩項(xiàng)科技攻關(guān)獲得了2011年度青海省共玉公路建設(shè)指揮部“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新獎(jiǎng)”。
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