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        穿黃工程:科技創新攻難關

        日期:2015年3月25日 14:07

          作為南水北調中線工程的關鍵控製性工程,穿黃工程必須要攻克一大難題:長江黃河要在這裏實現曆史性的立體交匯,做到各行其道、互不幹擾。而千百年來,黃河河床“率性而為”、“肆意擺動”,三公裏多的河床底層,好似河流淤積地層博物館,為盾構機的掘進布下一道道坎。穿黃工程是我國第一次采用大直徑隧洞穿越黃河,第一次在水利工程中采用泥水平衡式盾構機進行隧洞施工,世界上第一次采用隧洞雙層襯砌的結構形式。諸多的第一次,匯聚成天書般的考卷,檢驗著南水北調建設者的智慧和勇氣。
           國務院南水北調辦和中線建管局為穿黃工程建立了四個層次的專家谘詢體係,構建了嚴密的科技創新支撐和保障體係。從重大疑難技術課題到具體的施工方法和工藝,全麵覆蓋工程各方麵。提出刀具維修與更換、掘進測量、盾構出洞等10多個技術方案,經過了國內外相關專業專家的論證,成功破解了穿黃工程的施工難題,提供了盾構施工的創新成果和新鮮經驗,促進了隧洞盾構施工技術的發展。
           超深地下連續牆施工
           黃河下的偉大穿越,隻是南水北調工程建設者非凡科技創新能力的一個縮影。這裏不得不提超深地下連續牆施工技術。穿黃工程北岸豎井為穿黃隧洞盾構始發井。由於地層條件差、地下水位高、結構複雜,地下連續牆施工中對成槽技術、鋼筋籠下放、水下混凝土澆築、槽段鏈接技術、防滲技術等要求非常高,施工難度很大。施工中采用了先進的設備液壓銑槽機(雙輪銑),現場組織了多項生產性試驗,並運用了銑接頭、鋼筋接駁器等,最終確保了地下連續牆在保證質量的前提下,順利按期完工。
           穿黃隧洞盾構始發采用豎井形式,始發豎井為圓形結構,內徑16.4米、外徑21米、深50.5米。豎井施工采用“逆作法”順序。在地下連續牆的防護下,邊開挖邊襯砌。由於地層條件基本為全砂層,地下水位高,施工中豎井內出現湧水湧砂的風險較大。豎井的開挖施工、封底技術、降水方案等都是難點。施工前對豎井施工方案充分研究論證,並請科研單位計算數值,確定合理的開挖、降水及封底方案。通過現場試驗,將封底的三重管雙高壓旋噴工藝調整為單管法高壓旋噴工藝,順利封底,保證內襯澆築安全;采用了一體式整體滑模,提高了澆築質量和施工效率。豎井的勝利完工,為盾構機順利始發打下了堅實基礎。
           盾構始發技術
           穿黃工程的盾構始發區域距離地麵近50米,是國內較深的盾構始發,受始發井尺寸所限,采取分段始發方案,始發地層主要是砂層,埋深大,地下水位高,易發生湧水湧砂,對人員、設備造成嚴重威脅。始發前采取了冷凍封水措施、高壓旋噴樁加固地層,並加強洞口密封。始發時對反力架、始發架進行密切監控,嚴格控製始發時的泥水壓力。下遊線盾構於2007年7月8日順利始發,上遊線盾構於2008年3月15日順利始發。
           穿黃隧洞洞徑大,地下水位高,地層條件差,盾構施工承受的外力很大,管片拚接技術要求非常高。盾構掘進初期一度出現了管片局部碎裂、安裝困難等問題,經過數月的研究、試驗、論證,決定改動管片結構形式。改進後生產的新管片,拚裝順利。
           盾構機維護技術
           穿黃隧洞長4250米,過河隧洞長3450米,盾構機要一次穿越過河隧洞後,才能到達南岸豎井全麵檢修和維護。如何保證在過河隧洞施工過程中盾構機正常工作,是盾構的一個重大技術挑戰。通過技術攻關,穿黃工程建立起一套完善的盾構機維護技術。根據“勤檢查、勤換刀”的原則,把帶壓進倉檢查換刀作為一項常態的維護手段。對受磨損嚴重的刀盤具,通過工程措施實現常壓進倉,全麵檢查,徹底修複。穿黃工程采用先進的“SMW”工法加固地基以後,成功地修複常壓下的刀盤刀具。
           穿黃隧洞內砌工序複雜,首先按設計要求進行外襯管片的手孔封堵,接著進行彈性防排水墊層敷設,然後鋼筋綁紮並預埋波紋管,最後用鋼模台車澆築混凝土;在混凝土強度到達預期後,安裝鋼絞線,進行張拉;張拉完成後,對錨索孔道灌漿和預留錨具槽混凝土回填。穿黃隧洞內襯邊頂拱低位槽處鋼筋密集,常規混凝土澆築方式難以保證混凝土密實。最終,現場經過8次模擬試驗,采用人工振搗輔以附著式振搗器,較好地解決了混凝土澆築難題。(中國建設報)

        所屬類別: 科技創新

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