今日铁建

挑战世界难度!隧道如何克服千难万险穿越千山万岭

 

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”

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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”

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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”

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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”
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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
等六项世界之最
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”

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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”

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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”

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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”

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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”

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济南市黄岗路穿黄隧道
全长5755米
盾构段长约3290米
是“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”

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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”

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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”

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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