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新技术新材料成就绿色安全隧道工程
时间:2023-07-31    来源:中国建材报    分享:
兴延高速全线设置特长隧道3座、长隧道2座,总长33km。其中石峡隧道全长5.88km,是兴延高速的工期控制性工程,也是北京地区最长、建设难度最大的大跨公路隧道
兴延高速全线设置特长隧道3座、长隧道2座,总长33km。其中石峡隧道全长5.88km,是兴延高速的工期控制性工程,也是北京地区最长、建设难度最大的大跨公路隧道,具有长距离穿越富水软弱围岩施工风险高、施工进度慢、材料损耗大的特点及难点。

低回弹早强喷射混凝土技术让隧道施工更绿色


隧道施工中受围岩条件、喷射混凝土早期强度不足等因素影响,普遍存在喷射混凝土回弹率高、早期强度不足,造成巨大的材料浪费,也给施工带来极大安全隐患。我们根据速凝剂掺入量对喷射混凝土凝结时间、抗压强度的影响,经过大量的试验后,研发了一种低回弹新型早强速凝剂。添加新型早强速凝剂后,喷射混凝土综合回弹率在无水区段可控制在5.58%,富水区段控制在6.22%。


大断面隧道修建让隧道施工更快速更安全


石峡隧道长距离穿越松散软岩及碎屑流地层,围岩受断层影响挤压泥化,稳定性控制极为困难。

为解决长距离穿越松散软岩的难题,克服传统超前支护在类似地层中卡钻、塌孔、堵孔、扩挖工作室、施作效率低等一系列问题,我们研发了T76S型自进式管棚快速支护技术;同时提出了拱脚稳定性控制技术及环纵向大刚度拱架结构形式,使得隧道沉降值减小16.3%;最终提出“基于管棚支护的两台阶快速开挖方法”,使平均月进尺由30m提高至70m,实现了大断面隧道的快速施工。


为降低碎屑流地层可能引发突水突泥的风险,综合运用超前地质预报、掌子面封堵、超前泄水与注浆、作管棚与高压注浆、加强支护等技术手段,成功降低了隧道突水突泥的风险。

新型绿色、低碳材料让隧道更耐久


全线隧道电缆沟盖板应用了活性粉末混凝土预制盖板。该盖板具有承载力高(承载力是传统混凝土盖板的3.5~4.0倍)、耐久性长(可以达到70~100年的使用寿命)、自重轻(是传统混凝土盖板自重的1/3)、绿色环保(材料为无机材料)、景观性好(可量身定制各种盖板的规格、造型、LOGO)等优点。

本项目全线隧道出渣约445万m³,将全线隧道出渣调运至平原区作填石路基,落实了固废再利用,实现了全线土石方零弃渣,真正践行了绿色理念。


石峡隧道建设中研发并应用了一系列更绿色、更安全、更耐久的新材料及新技术,专项课题研究成果荣获华夏建设科学技术奖二等奖(2022年度)和中国公路学会科学技术三等奖(2022年度)。研究成果在多个工程中得到应用,社会、经济效益巨大,值得进一步的推广和提升。

(作者:吴金刚,北京市市政工程设计研究总院有限公司道路交通院道桥二所所长;李建林,北京市市政工程设计研究总院有限公司高级工程师)


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