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郑万高铁高家坪隧道贯通 我国隧道掘进迈向智能化机械化

郑州中科支护机械设备有限公司 发布时间:2021-04-22

湖北日报全媒记者 林晶 通讯员 肖帆 金大成

郑万高铁起于河南郑州,经湖北襄阳、神农架、宜昌、恩施,终至重庆万州。

近日,历时4年,郑万高铁全线岩溶发育、高风险隧道——高家坪隧道顺利贯通。隧道全长5506米,位于襄阳南漳县境内,是中国高铁隧道机械化配套施工、智能化建造示范工程,标志着我国隧道智能化、机械化施工迈上新台阶。当天,湖北日报全媒记者走进南漳县,探访隧道贯通背后的故事。

为建隧道打5000多米泄水洞

4月12日,记者走进贯通处,在正洞右侧看到了一左一右两个黑黢黢的洞口。“左洞为泄水洞,右洞为迂回导坑。”中铁十一局郑万高铁湖北段5标项目部副指挥长刘江介绍,为了保证隧道施工和后期铁路正常运营,在正洞一侧修建的泄水洞、迂回导坑就有5600多米,比正洞还长。“一旦正洞上方的溶洞有水流下来,将会通过迂回导坑和隧道泄水洞排出。”

作为郑万高铁全线岩溶发育、高风险隧道之一,高家坪隧道仅大小溶洞就有30多个,易发生突水、突泥等险情,施工难度大,是全线重难点控制性工程。其中难度大的是一个直径15米、高近300米的溶洞。

刘江介绍,2020年9月19日,高家坪隧道出口掘进至2.5千米时,发生约2.5万立方米的突泥,将施工作业面覆盖近100米,施工一度中断。经探测发现,有一个直径15米、高近300米的大溶洞与正洞垂直相交。项目部邀请国家铁路集团、武九客专湖北公司及全国知名隧道专家多次现场“会诊 ”,决定在与正洞平行右侧处,开凿一个迂回导坑和一个泄水洞,释放地应力和排水。

春节期间,200多名施工人员放弃回家过年的机会,18个作业面加班加点施工,开凿泄水洞,于2021年1月贯通。该洞仅花3个多月完成一般2年才能建好的泄水洞,创造了泄水洞的施工纪录。“泄水洞不仅为施工排水发挥了作用,后期列车运行时,也可通过该泄水洞引导溶洞内的积水,保证正洞和列车运营安全。”刘江介绍。

全程机械化、智能化施工

高家坪隧道是国内复杂的岩溶高风险隧道之一,其建造过程创造了中国高铁隧道机械化配套施工、智能化建造的示范工程。

“针对软弱围岩,过去采用分台阶施工,进度缓慢,安全风险高。在武九客专湖北公司主导下,我们在高家坪隧道实现了全断面、全围岩级别、全工序的机械化、智能化施工。”项目部指挥长黎建华介绍,项目部采用超前地质预报对隧道前方进行预探索,结合智能三臂凿岩台车随钻测量系统、掌子面围岩数码成像技术及云平台数据处理中心,对围岩等级进行自动分析、判断,系统还自动推荐支护方案,大大减少人工判别误差。

不仅如此,施工的机械化程度也大大提高。以往,掌子面钻孔、填充炸药等全靠人工,耗时长,作业风险大。智能三臂凿岩台车可以实现30秒自动钻孔,比人工钻孔更省时。以往是人工填充炸药,高家坪隧道采用国内的智能装药设备替代,填充炸药更精准,并采用泵注方式将炸药压进炮孔内。“五六十人施工的掌子面,现在仅需10个人就能完成,机械化、智能化施工不仅保证了施工安全,减少了施工人员,还大大提高了工作效率。”黎建华介绍说。

隧道施工还使用了多功能拱架安装台车、湿喷机械手、自行式仰拱栈桥等新设备、新工装,实现了掘进全工序的机械化。“该隧道的高效贯通,为我国隧道掘进更加智能化、机械化提供了丰富的经验,为全线通车打下坚实基础。”黎建华自豪地说。

郑万高铁通车后,襄阳至重庆、郑州均可实现2个小时内到达。并与京广、陇海、兰渝等铁路相连,成为连接中原、华中和西南地区的快捷高速通道,对便利沿线群众出行,推动三峡旅游资源开发,促进长江经济带建设具有重要意义。

来源:湖北日报

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