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在(zai)云南(nan)红河州的崇山峻岭(ling)间(jian),一(yi)条穿越(yue)地(di)球“脉搏(bo)”的现代化高速公(gong)路,成功穿越(yue)哀(ai)牢山地(di)质禁区。 建(jian)水(个(ge)旧(jiu))至元阳高速公路,这条(tiao)长达124公里(li)、桥隧比(bi)高达70%的超级工(gong)程,不仅打通了(le)天堑,更连接起(qi)建(jian)水、个(ge)旧(jiu)、元阳三座边(bian)远小城,为沿(yan)线各族群众(zhong)铺就(jiu)了(le)一条(tiao)致富路、幸福路。 支撑这(zhei)一(yi)建设奇迹的(de),是电(dian)建路桥公司(si)自主研发(fa)的(de)“超深(shen)断裂带(dai)区域(yu)长大隧(sui)道施工关(guan)键技术(shu)”。这(zhei)项关(guan)键技术(shu)开(kai)创了复(fu)杂地质条件(jian)下隧(sui)道施工新纪元(yuan),荣获中国电(dian)建科学技术(shu)奖(jiang)一(yi)等(deng)奖(jiang)。 破题:直面地球“手术刀”下的建设禁区 建(个)元高速公路如(ru)同(tong)一条蜿蜒的巨(ju)龙,穿梭(suo)在滇南(nan)群山之间。124.53公里的线路,不仅要跨越深谷,更要直面地球深处(chu)的“脉动”。 公(gong)路穿(chuan)越哀牢山,地处云贵高(gao)(gao)原、横(heng)断山和青藏高(gao)(gao)原南缘(yuan)三大地理区域的接合部,位于青藏高(gao)(gao)原东南缘(yuan)地震带,地质构造之复杂堪称“地质博(bo)物馆”。 “就像(xiang)在千层(ceng)酥里(li)(li)打洞,稍有不慎就会引(yin)发(fa)连锁反应(ying)。”项目总工(gong)程(cheng)师(shi)这(zhei)样形(xing)容施工(gong)难度。多级次断(duan)裂带(dai)在这(zhei)里(li)(li)交错纵横(heng),将岩体切割得支离(li)破碎。 更(geng)棘手(shou)的是,隧道还要穿越(yue)极高地热区(qu),掌子面温度一度接近90℃,降温后作(zuo)业也如在“蒸笼”里一样(yang)。 在他(ta)白依隧道施工中,建设(she)者遭遇了(le)典(dian)型的(de)“类岩堆体(ti)”。这(zhei)种由构造运动形(xing)成的(de)特殊地质体(ti),既不像(xiang)岩石般(ban)坚(jian)固,又不同于(yu)普通土体(ti),其(qi)力学特性难以把(ba)握。初(chu)期(qi)施工中,支(zhi)护结构屡(lv)屡(lv)出现(xian)变形(xing)超标,进(jin)度一度停滞。 面对困(kun)境(jing),电建路(lu)桥公司联合多(duo)家科研院所,开启了长(zhang)达十(shi)年(nian)的科技攻关。他们深知,要征服这片(pian)地质禁区,必须首先读懂大(da)地的“语言”。 攻坚:四大创新突破世界级难题 创新之一:解码(ma)“类岩堆体”,为破碎岩体建立(li)身份档案(an) 项目团队创(chuang)造性地提(ti)出“类岩(yan)堆体(ti)”这(zhei)一(yi)全新(xin)概念,建立了系统的围岩(yan)分类方法。通过大量的现场(chang)试验和数值模拟,首次揭示了这(zhei)类特(te)殊地质体(ti)的形成机(ji)理(li)和力(li)学行为特(te)性。 在五老峰隧(sui)(sui)道施工中,这项(xiang)技术发挥(hui)了(le)关键作用。通过精确识别类(lei)岩(yan)堆体的(de)类(lei)型和特性,建设者能够“量身定制”支护方案(an),不仅确保了(le)施工安(an)全,还将(jiang)月(yue)进尺提高了(le)30%。更(geng)重要的(de)是(shi),这项(xiang)技术为类(lei)似地质条件下的(de)隧(sui)(sui)道建设提供了(le)理(li)论支撑和实(shi)践范本。 创(chuang)新之(zhi)二(er):驯服“变(bian)形巨人”,NPR技术实(shi)现刚性柔性平衡(heng) 在(zai)多(duo)级构(gou)造软岩(yan)段,传统(tong)的(de)支(zhi)护(hu)方式往(wang)往(wang)难以遏制围(wei)岩(yan)的(de)持续变形。项(xiang)目团队基(ji)于开挖应力(li)补偿理论(lun),研(yan)发了(le)双梯度(du)注(zhu)浆突涌水治理技术,创新(xin)性地(di)将(jiang)NPR(负泊松比(bi))材(cai)料(liao)引入支(zhi)护(hu)体系。 “这就好比给隧道穿上一件既能(neng)伸缩(suo)又(you)能(neng)承重的智能(neng)铠(kai)甲。”技术负责(ze)人解释道。NPR锚索与双(shuang)层立体(ti)桁架的组(zu)合,实(shi)现了柔性调控与刚性支撑(cheng)的完美结(jie)合。 新(xin)技术先后在建个元高速公路他白依(yi)隧道(dao)、澜沧江古水(shui)水(shui)电(dian)站江边排水(shui)洞(dong)(dong)、争岗(gang)滑坡体排水(shui)洞(dong)(dong)等推广应用,成(cheng)功将(jiang)围(wei)岩变形控(kong)制在300毫米以(yi)内,创造了穿多级断层破碎带隧道(dao)“零(ling)换拱、零(ling)侵限、零(ling)突涌”的纪录(lu)。 创新之三:智取“地心热浪”,构(gou)建热害防控体(ti)系 尼格隧道(dao)施工中,建设者遭遇了极高(gao)地(di)热(re)挑战。面对近90℃的(de)岩温(wen)(wen),常规的(de)降(jiang)温(wen)(wen)措施收(shou)效(xiao)甚微。项目(mu)团(tuan)队建立了国(guo)内(nei)首个公路隧道(dao)施工热(re)害(hai)分级标(biao)准,开发(fa)出智能通风调控系统。 “我们(men)就像在给(ji)隧道安(an)装(zhuang)'空调(diao)系(xi)统'。”通风专(zhuan)家介绍(shao)说。通过实时监测热源分布,系(xi)统能够(gou)自动调(diao)整通风参数,确(que)保作(zuo)(zuo)业环境始终处于可(ke)控(kong)状(zhuang)态(tai)。同(tong)时,研(yan)发的耐高(gao)温(wen)爆破技术(shu),解决了(le)(le)高(gao)地温(wen)环境下(xia)爆破作(zuo)(zuo)业的安(an)全(quan)难题(ti)。这些(xie)创新使隧道施工耗电(dian)量(liang)降低了(le)(le)33%,实现了(le)(le)节能与安(an)全(quan)的双(shuang)赢。 创新之(zhi)四:打造“数字(zi)孪生”,实(shi)现(xian)隧道(dao)建(jian)设透(tou)明化 为提高施(shi)(shi)工(gong)效率,项目(mu)技术团队构建了(le)隧道三维地(di)质动(dong)态仿真模型(xing),开发出(chu)施(shi)(shi)工(gong)管(guan)控与可视化自动(dong)监(jian)测预警平台。这(zhei)个“数字孪生(sheng)”系统能够(gou)实(shi)时反映(ying)隧道结构的(de)物理(li)力学(xue)性(xing)态,实(shi)现(xian)施(shi)(shi)工(gong)全(quan)过(guo)程的(de)可视化管(guan)控。 “现在(zai),我们可以提(ti)前(qian)预(yu)(yu)演(yan)施工(gong)过程中(zhong)可能(neng)遇到的(de)各种情(qing)况。”项目总(zong)工(gong)程师表示。该系统通过海量数据的(de)智能(neng)分析,建(jian)立了(le)监控预(yu)(yu)警指标(biao)体系,将传(chuan)统的(de)事(shi)后处(chu)理转变为事(shi)前(qian)预(yu)(yu)防,大幅提(ti)升了(le)施工(gong)安全水平。 成效:科技引领铸就工程丰碑 创新(xin)(xin)成果获(huo)(huo)得业(ye)界高度认可。依托建(个(ge))元高速公路(lu)隧道施(shi)工(gong)关键技(ji)术(shu),项目已获(huo)(huo)得发明专利6项、实用新(xin)(xin)型专利4项、软件著(zhu)作权(quan)5项,出版专著(zhu)4部,发表高水平(ping)论文20篇,编制技(ji)术(shu)标准1部。在中国(guo)电建2025年科学技(ji)术(shu)奖成果鉴定会(hui)上,专家(jia)组(zu)一致认为项目研究成果“总体达到国(guo)际领(ling)先水平(ping)”。 经济效益显著。技(ji)术(shu)创新(xin)带来的直接(jie)经济效益达5亿元。通过优(you)化(hua)支(zhi)护设计(ji),避(bi)免了(le)材料浪费;通过改进施工(gong)(gong)工(gong)(gong)艺,提高了(le)工(gong)(gong)作效率(lv);通过智能调(diao)控系统(tong),降低了(le)能源消耗。在(zai)阿(a)白寺隧道施工(gong)(gong)中,新(xin)技(ji)术(shu)的应用(yong)使工(gong)(gong)期缩短(duan)了(le)4个月,节约成本近(jin)8000万元。 社会效益深远。更重(zhong)要的(de)是,这项技(ji)术为类似地质条件下(xia)的(de)基(ji)础设(she)施建(jian)设(she)提(ti)供了完(wan)整解决方(fang)案。在云南澜沧江上游(you)的(de)古水水电站争(zheng)岗滑坡体排水洞等(deng)工程(cheng)中,该技(ji)术体系(xi)成功规(gui)避了重(zhong)大施工风险,保障(zhang)了工程(cheng)建(jian)设(she)者(zhe)和周边(bian)群(qun)众(zhong)的(de)生命财(cai)产安全。 如今,当车辆飞驰在建(jian)个元高速公路上,乘客(ke)们或许不会知道(dao),脚下的隧道(dao)曾是世界级的工程难题。但正是这些隐藏在山体(ti)中的创新(xin)与突破,见证了中国(guo)电建(jian)挑(tiao)战自然、造福人民的智慧与勇(yong)气。 从巍(wei)巍(wei)太行(xing)到滇南群山,电建(jian)路桥(qiao)公司的建(jian)设者(zhe)们用科技创新(xin)书写(xie)着中(zhong)国(guo)隧道建(jian)设的新(xin)篇章。在(zai)这条(tiao)穿越(yue)地球(qiu)脉动的道路上,每(mei)一个创新(xin)突破都是建(jian)设者(zhe)用智慧和汗(han)水铸(zhu)就(jiu)的丰碑,见证着中(zhong)国(guo)从“基建(jian)大国(guo)”迈向(xiang)“基建(jian)强国(guo)”的坚定步伐(fa)。 |
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