奮戰(zhàn)8年，穿山越河，地下“行走”85.32公里
4月15日10時30分，一條長85.32公里的隧道——“大伙房水庫輸水工程”一期的輸水隧道在遼寧山區(qū)全線貫通。
輸水隧道直徑8米，首尾高低相差36米，地表到隧道頂端距離最大為630米，最小60米，穿越了50余座山峰、50多條河谷、29條斷層。
“這條隧道的長度大大超過了53.86公里的日本青函隧道，成為目前世界上已經(jīng)建成的最長隧道。 ”在隧道貫通儀式上，省水利廳有關(guān)人士這樣介紹。
為這項國家重點工程奮戰(zhàn)了8年的建設(shè)者們同樣非常激動，世界工程史上的一項新奇跡在他們的手里產(chǎn)生了！
“大伙房水庫輸水隧道工程是高危工程，在施工過程中施工人員面臨著圍巖破碎、涌水、塌方等多種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的威脅。其超大的規(guī)模和技術(shù)上的復(fù)雜性，決定了工程建設(shè)中必然會碰到許多新的棘手問題。 ”有關(guān)人士告訴記者：“由于該工程采用了世界先進的安全控制措施和嚴(yán)格的管理手段，工程至今沒有發(fā)生重大安全事故，這本身也是工程界的一個奇跡。 ”
“工程在同一隧道中使用3臺TBM（全斷面硬巖隧道掘進機），創(chuàng)造了TBM日掘進63.5米、月掘進1111米、誤差3厘米的世界級高精度貫通等多項紀(jì)錄。 ”隧道的施工方之一、北京振沖工程股份有限公司的負(fù)責(zé)人自豪地對記者說。
當(dāng)代愚公，究竟如何持科技之劍，鑿?fù)ㄊ澜缱铋L隧道？本報記者進行了獨家探訪。
在國內(nèi)率先使用TBM這一“戰(zhàn)略武器”
“六河標(biāo)段因隧道穿越六河河床而得名，該段雖然只有140米，但因其埋深僅為63米，且處于3條斷層交匯帶，巖石破碎，透水性極強，因此成為整個大伙房水庫輸水工程地質(zhì)條件最復(fù)雜的地段。 ”
“六河標(biāo)段隧道順利鑿?fù)?，得益于工程采用了國際水平的TBM施工技術(shù)。 ”說起大伙房輸水工程的隧道工程，有關(guān)專家舉例說明。據(jù)介紹，作為世界上最先進的掘進設(shè)備，TBM是當(dāng)今世界上長距離隧洞施工最鐘愛的 “戰(zhàn)略武器”，被譽為“流動的現(xiàn)代化地下工廠”。在國內(nèi)率先使用TBM的大伙房水庫輸水工程一期的輸水隧道開挖洞徑8米，連續(xù)長85.32公里，工程地質(zhì)情況復(fù)雜多變。
在一條隧道上同時使用3臺TBM掘進，在國內(nèi)更無先例。為確保施工的安全和質(zhì)量，在施工前，特別安排工程技術(shù)人員多人次赴國內(nèi)外同類工程工地考察學(xué)習(xí)，同時還舉行了TBM技術(shù)研討會、水力過渡過程咨詢會等，邀請國內(nèi)一流專家進行指導(dǎo)。
根據(jù)專家的意見，進一步對輸水工程主要方案進行了優(yōu)化：一期工程先后將原設(shè)計的16條施工支洞優(yōu)化為14條，將TBM結(jié)構(gòu)形式由雙護盾改為開敞式，將原設(shè)計的管片襯砌結(jié)構(gòu)改為模筑砼和噴錨襯砌結(jié)構(gòu)等。這些優(yōu)化設(shè)計不但增強了工程建設(shè)的安全性，節(jié)省了工程投資，還提高了工程質(zhì)量控制和施工進度。
采用國內(nèi)最先進超前預(yù)報手段確保安全
為確保一期工程85.32公里輸水隧洞15個貫通面實現(xiàn)高精度貫通，組織開展了“超長隧洞貫通精度控制”課題的研究和實踐。 “目的是進行不良地質(zhì)情況超前預(yù)報，以保障施工安全。 ”專家解釋，隧道在施工過程中常會出現(xiàn)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，例如塌方、涌水、突泥和巖爆等。為了將地質(zhì)災(zāi)害的威脅降到最低程度，施工前進行超前地質(zhì)預(yù)報是十分必要的。
施工中廣泛采用了國內(nèi)外最先進的TSP（隧道前方地震反射）超前預(yù)報手段，并綜合運用水平聲波剖面法、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、隧洞掘進電法超前監(jiān)視等先進探測儀器和手段，有效地預(yù)防和減少了突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害；采用GPS技術(shù)和多單位測量復(fù)核的辦法，精心布設(shè)了高精度工程測量基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，保障了長距離隧洞開挖的精確貫通。
投入科研經(jīng)費2300萬元取得一系列科技突破
據(jù)介紹，自工程籌建開始至今，有關(guān)方面先后確定了20余項科研攻關(guān)課題，累計投入科研經(jīng)費2300萬元，取得了一系列突破性的成果。這些努力化解了工程建設(shè)中的諸多難題和風(fēng)險，也大大提高了工程的科技含量。
《特長隧洞TSP203地質(zhì)預(yù)報技術(shù)研究》課題實踐，成功地將常規(guī)的TSP超前預(yù)報手段輔以其它方法用于TBM地質(zhì)預(yù)報，預(yù)報不良地質(zhì)位置、規(guī)模的精度一般可超過85%，填補了國內(nèi)有關(guān)技術(shù)的空白。
為提高混凝土襯砌的內(nèi)在質(zhì)量和外觀效果，施工中還進行了改變混凝土配比的試驗，在混凝土拌和物中摻加CSA抗裂防水劑及粉煤灰。與此對應(yīng)的“全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺車與TBM聯(lián)合作業(yè)的優(yōu)化與研究”科研課題，填補了國內(nèi)TBM綜合施工方法的空白，解決了開敞式TBM開挖、襯砌不能同時施工的難題，現(xiàn)已申報國家專利。
施工人員告訴記者，CSA抗裂防水劑可以提高大面積混凝土的抗裂、防水性能。經(jīng)過實踐，混凝土中加入這種抗裂防水劑后，自身抗裂、防水性能顯著增強，邊頂拱基本無裂縫及滴滲水現(xiàn)象，永久襯砌質(zhì)量得到進一步提高。
工程中靈活采用了TBM與人工鉆爆施工相結(jié)合的開挖技術(shù)路線，有效避免了由于使用TBM施工所造成的技術(shù)局限。在國內(nèi)率先采用長距離皮帶機運輸出渣工藝，成功采用10公里以上皮帶機實現(xiàn)大容量高速度出渣，打破了國內(nèi)皮帶機最長運輸距離為3.5公里的紀(jì)錄。
科技之光，處處閃現(xiàn)在遼寧的 “水生命線”——大伙房水庫輸水工程之中。
4月15日10時30分，一條長85.32公里的隧道——“大伙房水庫輸水工程”一期的輸水隧道在遼寧山區(qū)全線貫通。
輸水隧道直徑8米，首尾高低相差36米，地表到隧道頂端距離最大為630米，最小60米，穿越了50余座山峰、50多條河谷、29條斷層。
“這條隧道的長度大大超過了53.86公里的日本青函隧道，成為目前世界上已經(jīng)建成的最長隧道。 ”在隧道貫通儀式上，省水利廳有關(guān)人士這樣介紹。
為這項國家重點工程奮戰(zhàn)了8年的建設(shè)者們同樣非常激動，世界工程史上的一項新奇跡在他們的手里產(chǎn)生了！
“大伙房水庫輸水隧道工程是高危工程，在施工過程中施工人員面臨著圍巖破碎、涌水、塌方等多種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的威脅。其超大的規(guī)模和技術(shù)上的復(fù)雜性，決定了工程建設(shè)中必然會碰到許多新的棘手問題。 ”有關(guān)人士告訴記者：“由于該工程采用了世界先進的安全控制措施和嚴(yán)格的管理手段，工程至今沒有發(fā)生重大安全事故，這本身也是工程界的一個奇跡。 ”
“工程在同一隧道中使用3臺TBM（全斷面硬巖隧道掘進機），創(chuàng)造了TBM日掘進63.5米、月掘進1111米、誤差3厘米的世界級高精度貫通等多項紀(jì)錄。 ”隧道的施工方之一、北京振沖工程股份有限公司的負(fù)責(zé)人自豪地對記者說。
當(dāng)代愚公，究竟如何持科技之劍，鑿?fù)ㄊ澜缱铋L隧道？本報記者進行了獨家探訪。
在國內(nèi)率先使用TBM這一“戰(zhàn)略武器”
“六河標(biāo)段因隧道穿越六河河床而得名，該段雖然只有140米，但因其埋深僅為63米，且處于3條斷層交匯帶，巖石破碎，透水性極強，因此成為整個大伙房水庫輸水工程地質(zhì)條件最復(fù)雜的地段。 ”
“六河標(biāo)段隧道順利鑿?fù)?，得益于工程采用了國際水平的TBM施工技術(shù)。 ”說起大伙房輸水工程的隧道工程，有關(guān)專家舉例說明。據(jù)介紹，作為世界上最先進的掘進設(shè)備，TBM是當(dāng)今世界上長距離隧洞施工最鐘愛的 “戰(zhàn)略武器”，被譽為“流動的現(xiàn)代化地下工廠”。在國內(nèi)率先使用TBM的大伙房水庫輸水工程一期的輸水隧道開挖洞徑8米，連續(xù)長85.32公里，工程地質(zhì)情況復(fù)雜多變。
在一條隧道上同時使用3臺TBM掘進，在國內(nèi)更無先例。為確保施工的安全和質(zhì)量，在施工前，特別安排工程技術(shù)人員多人次赴國內(nèi)外同類工程工地考察學(xué)習(xí)，同時還舉行了TBM技術(shù)研討會、水力過渡過程咨詢會等，邀請國內(nèi)一流專家進行指導(dǎo)。
根據(jù)專家的意見，進一步對輸水工程主要方案進行了優(yōu)化：一期工程先后將原設(shè)計的16條施工支洞優(yōu)化為14條，將TBM結(jié)構(gòu)形式由雙護盾改為開敞式，將原設(shè)計的管片襯砌結(jié)構(gòu)改為模筑砼和噴錨襯砌結(jié)構(gòu)等。這些優(yōu)化設(shè)計不但增強了工程建設(shè)的安全性，節(jié)省了工程投資，還提高了工程質(zhì)量控制和施工進度。
采用國內(nèi)最先進超前預(yù)報手段確保安全
為確保一期工程85.32公里輸水隧洞15個貫通面實現(xiàn)高精度貫通，組織開展了“超長隧洞貫通精度控制”課題的研究和實踐。 “目的是進行不良地質(zhì)情況超前預(yù)報，以保障施工安全。 ”專家解釋，隧道在施工過程中常會出現(xiàn)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，例如塌方、涌水、突泥和巖爆等。為了將地質(zhì)災(zāi)害的威脅降到最低程度，施工前進行超前地質(zhì)預(yù)報是十分必要的。
施工中廣泛采用了國內(nèi)外最先進的TSP（隧道前方地震反射）超前預(yù)報手段，并綜合運用水平聲波剖面法、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、隧洞掘進電法超前監(jiān)視等先進探測儀器和手段，有效地預(yù)防和減少了突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害；采用GPS技術(shù)和多單位測量復(fù)核的辦法，精心布設(shè)了高精度工程測量基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，保障了長距離隧洞開挖的精確貫通。
投入科研經(jīng)費2300萬元取得一系列科技突破
據(jù)介紹，自工程籌建開始至今，有關(guān)方面先后確定了20余項科研攻關(guān)課題，累計投入科研經(jīng)費2300萬元，取得了一系列突破性的成果。這些努力化解了工程建設(shè)中的諸多難題和風(fēng)險，也大大提高了工程的科技含量。
《特長隧洞TSP203地質(zhì)預(yù)報技術(shù)研究》課題實踐，成功地將常規(guī)的TSP超前預(yù)報手段輔以其它方法用于TBM地質(zhì)預(yù)報，預(yù)報不良地質(zhì)位置、規(guī)模的精度一般可超過85%，填補了國內(nèi)有關(guān)技術(shù)的空白。
為提高混凝土襯砌的內(nèi)在質(zhì)量和外觀效果，施工中還進行了改變混凝土配比的試驗，在混凝土拌和物中摻加CSA抗裂防水劑及粉煤灰。與此對應(yīng)的“全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺車與TBM聯(lián)合作業(yè)的優(yōu)化與研究”科研課題，填補了國內(nèi)TBM綜合施工方法的空白，解決了開敞式TBM開挖、襯砌不能同時施工的難題，現(xiàn)已申報國家專利。
施工人員告訴記者，CSA抗裂防水劑可以提高大面積混凝土的抗裂、防水性能。經(jīng)過實踐，混凝土中加入這種抗裂防水劑后，自身抗裂、防水性能顯著增強，邊頂拱基本無裂縫及滴滲水現(xiàn)象，永久襯砌質(zhì)量得到進一步提高。
工程中靈活采用了TBM與人工鉆爆施工相結(jié)合的開挖技術(shù)路線，有效避免了由于使用TBM施工所造成的技術(shù)局限。在國內(nèi)率先采用長距離皮帶機運輸出渣工藝，成功采用10公里以上皮帶機實現(xiàn)大容量高速度出渣，打破了國內(nèi)皮帶機最長運輸距離為3.5公里的紀(jì)錄。
科技之光，處處閃現(xiàn)在遼寧的 “水生命線”——大伙房水庫輸水工程之中。
