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天山胜利隧道的硬支撑

发布时间:2023-12-21




看着眼前经过改良的仰拱块严丝合缝地拼接在一起,二公局新疆乌尉高速6标天山胜利隧道项目副总工程师张小虎长舒了一口气。

天山胜利隧道地处天山腹地,全长22.1公里,是世界最长的高速公路隧道,隧道埋深超过1100米,穿越16个地质断裂带,施工难度极高,为此,项目团队创新采用“TBM(隧道掘进机)中导洞 主洞钻爆法组合”工艺。隧道掘进机的应用离不开仰拱施工,所谓仰拱就是为改善隧道上部结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构,可以增加隧道底部和墙部的支撑抵抗力。

“仰拱块不合格就意味着隧道掘进机无法正常进洞施工,原有预制仰拱块存在超重问题,我们为其‘瘦身’,改为三腔空腹式结构,没想到带来了新问题。”回忆起隧道掘进机进场之初,张小虎面色沉重地说道。原来,三腔空腹式结构是在仰拱块中间“掏”出三个洞,虽然减轻了拱块重量,但也使其内腔气泡无法顺利排出,导致其表面甚至内部都出现像蜂窝一样的麻面,降低了强度,给工程带来较大的安全隐患。

“如果直接让这样的仰拱块配合隧道掘进机进洞作业,无疑是放进去一颗‘定时炸弹’。”张小虎无奈地说。为了顺利拆解这个“定时炸弹”,项目部成立预制仰拱块施工工艺改进与应用技术攻关小组,由张小虎担任组长。小组一成立,张小虎便带领组员一头扎进了仰拱块预制厂,连续几天,组员们白天蹲守在预制厂内观察仰拱块预制过程,晚上返回办公室逐帧研究仰拱块气泡产生过程的视频。

经过几天的研究,张小虎有了自己的判断。他立即召开技术攻关会议,提出自己的想法:“仰拱块产生缝隙的主要原因,一是在预制仰拱块时使用的传统附着式振捣器无法控制气压与流量,致使产生的气泡难以排除;二是仰拱块芯模多达24块,拼接后缝隙数量过多造成浇筑时漏浆严重,模板表面不平且极易变形。”经过讨论和测算,小组成员一致认为可以从这两方面入手寻求解决方法。

既然找到症结所在,那就“对症下药”。首先引进新的气动振捣器,相比于传统附着式振捣器,气动振捣器能够通过调节气压与流量来调整振动力、振动频率,有效排除混凝土气泡。其次是将芯模总数减至6块,大大减少拼接缝隙。基于多年的隧道施工经验,张小虎考虑到天山海拔高,温差大,仰拱预制过程中温度变化大,仰拱块容易产生收缩裂缝。因此,张小虎建议道:“我们给预制厂‘披个外套’,提升保温效果。”他组织攻坚小组对预制构件厂进行全封闭保温并铺设地暖,设置蒸汽养生系统,还在厂房大门外安装了保温帘。

经过多次改进,“瘦身健体”的仰拱块收缩裂缝得到有效控制,在减轻重量的同时提升了品质,顺利通过项目技术质量验收,该项工艺还获评全国公路微创新大赛金奖。

仰拱块的改良使隧道掘进机掘进效率大为提升,天山胜利隧道的工期从72个月缩短至52个月。如今,天山胜利隧道出口端中导洞掘进已经成功突破万米大关,预计将在今年年底实现贯通,为2024年底双主洞贯通、2025年底具备通车条件奠定了坚实基础。


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