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科技创新
当煤炭人遇上国内最难施工隧道
2017-08-25 09:29:18   来源: 

重庆能源巨能建设集团、中环建设公司等合作攻关,创造性地利用定制雷管等常规爆破器材,研发出利用常规爆破器材实现低振速控制下城市隧道精确爆破的综合技术,破解了国内大城市建筑群下隧道施工难题



8月的一天,烈日当空,国内大城市建筑群下最难施工隧道——重庆渝中连接隧道施工现场,工人紧张而有序地忙碌着。该隧道工程由重庆能源巨能建设集团中环建设公司承揽,截至7月底已完成全部工程量的60%。

隧道施工难在哪儿

中环建设公司的前身是煤矿建设第五工程处。20世纪90年代,第五工程处下放地方后开始由煤矿建设向市政、水电、铁路和公路建设转型;2000年后,该公司先后承揽跨江大桥、轻轨隧道工程;2012年,该公司中标承揽重庆市“十二五”交通枢纽工程渝中连接隧道。

这条贯穿重庆主城区渝中半岛的弓背形隧道,为双向四车道,单道全长728米,位于繁华的重庆主城区解放碑、小什字地区地下。

该隧道埋深较浅,距离地表平均深度10米左右,最浅处只有3米,上层公路隧道与下层轻轨隧道间的最小距离只有27厘米,加上地处繁华地段,隧道沿线地面高楼密集,地下管网星罗棋布、轨道线路交叉,而且居住与来往的居民较多。

该隧道的周边下穿和近接18栋建筑物,其中爆破区域涉及8栋建筑物及2条交叉的轻轨轨道线,并从国家级保护文物宋代建筑罗汉寺下方穿过,垂直方向距罗汉寺仅14米至18米。

整个工程包括隧道开挖、主体工程、附属工程(装修装饰、路面铺设、交通电照等),计划工期30个月。开挖包括暗洞和明洞的开挖,明洞和暗洞又均分左右双道。单洞的暗洞全长445米,断面每开挖1米产生土石方270立方米。明洞全长139米,最大跨度50米,深度20米,全部开挖土石方量达10万立方米。明洞的开挖难度不逊于暗洞,主要是因为开挖必须考虑降低噪声、减少扬尘,必须确保交通转换畅通,施工需要“明挖暗做”,即先搭建钢平台,然后在下面开挖施工。

创新隧道开挖方式

施工环境复杂,迫使中环建设公司在暗洞开挖和明洞开挖过程采用综掘机掘进与爆破掘进两种方式交替推进。

爆破的最大难度在于,考虑到民生和安全,噪声白天要控制在85分贝以下,夜晚要控制在70分贝以下,施工中反映爆破时地面建筑所感受震感的爆破振速,在文物保护建筑罗汉寺及附近区域不得超过0.5厘米/秒,隧道全线所有地面振速控制在1.0厘米/秒以下(即500米左右范围只能感觉到微微的震动)。

重庆能源巨能建设集团、中环建设公司与北京科技大学合作攻关,创造性地利用定制雷管等常规爆破器材,研发出利用常规爆破器材实现低振速控制下城市隧道精确爆破的综合技术;与爆破厂家合作研制了25段无串段高精度非电雷管,为减少分段药量创造条件;采用独创的“现场实验+数学计算”的方法,摸索总结出满足多重振速要求的隧道轨迹安全药量的确定原理;成功实现隧道爆破现场高速摄影图像数据采集,依据测得振速规律调整掏槽孔、辅助孔与周边孔布置参数,不断改善爆破效果。

应用这一技术后,爆破振速精确地控制在规定标准以内。文物保护建筑罗汉寺及附近区域振速均未超过0.5厘米/秒,大部分控制在0.3厘米/秒以内;其他地面建筑控制在1.0厘米/秒以下,大部分在0.8厘米/秒以内,大大降低了施工风险。

今年6月25日,该技术通过重庆市科技成果转化促进会组织的专家鉴定,且部分达到国际领先水平。


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