二衬台车在展开定位作业。地质 刘 瑜摄 。博物
秦岭内地,馆里工匠工程云海苍莽。掘进绝活在千山万壑之间,严重一座巨型地道洞门如钢铁巨龙般俯首耸立——这便是地质本年4月11日贯穿的新建陕西西安至湖北十堰高铁(以下简称“西十高铁”)操控性工程西岭地道 。
作为西十高铁穿越秦岭山区最长的博物Ⅰ级高危险地道 ,西岭地道以±1.7毫米的馆里工匠工程横向精度、±3.1毫米的掘进绝活纵向精度 、±5.6毫米的严重高程精度贯穿 ,标志着西十高铁建造获得了关键性发展,地质为后续无砟轨迹施工奠定了坚实根底。博物
打通双线36.115公里的馆里工匠工程Ⅰ级高危险地道。
立异使用 ,掘进绝活把岩层当“豆腐”切。严重
西岭地道 ,坐落陕西省商洛市商州区境内 ,地处秦岭低中山区,是西十高铁全线最长的Ⅰ级高危险地道,发明了我国高铁Ⅰ级高危险地道的最长施工纪录。
“西岭地道规划为双洞单线地道,双线总长36.115公里,犹如‘地下长城’,需求选用4座斜井 、20个作业面一同施工 。这儿的地质条件之杂乱,可谓一座‘地质博物馆’。”中铁七局西十高铁3标二分部总工程师何心德介绍,“地道穿越6类围岩、2处大型断层、8处褶皱 、5公里的软岩大变形、10处洞身浅埋段,施工进程中,咱们时间面临着微瓦斯溢出、岩溶、突涌水 、顺层崩塌等危险。”。
地质条件如此杂乱 ,怎么保证施工安全和质量?项目建造团队立异施工途径,选用了数字化施工系统 ,通过BIM建模和无人机歪斜拍摄技能,构建了厘米级精度的数字地道模型;投入智能衬砌台车 、焊接机器人等智能装备 ,构成了全方位的机械化施工网络。
尤其在浅埋段施工中 ,因为覆土薄 、岩层改变频频且结构杂乱,团队选用装备智能压力传感系统的悬臂掘进机 。“机械臂能实时感知岩层改变 ,主动调理掘进参数 ,不只能将喷发混凝土超耗率下降40%,还能下降地道崩塌危险 。”何心德说,“这相当于把岩层当‘豆腐’切,在‘薄如蛋壳’的浅埋层完成‘零扰动施工’ 。” 。
杂乱的地质条件也为地道通风制作了更多难题。“西岭地道作为长大地道 ,完成通风本就不易。”何心德指着3号斜井洞口的风机说,“通过造访调研和调查学习,咱们决议依据不同施工阶段调整通风规划 。” 。
考虑到斜井长1.6公里,断面小,团队挑选高功率的智能风机,装备低风阻的风袋,在通风间隔大于1公里时,运转功率是一般风机的1/4 ,且噪声较小,不会影响正常施工进程中咱们的沟通。
但是,斜井进入正洞施工后 ,转变为4个掌子面,也便是开挖坑道进程中不断向前推动的作业面 。施工人员发现,若仍按原规划选用4台风机 、布设4条风袋别离通风,通风管道会在这个斜井小断面辅佐坑道占有过大的空间,导致施工机械设备难以通行 。“那个时候 ,我先在地道里仔细观察,然后回到办公室安排技能人员一同重复证明办法可行性 ,最终选用两台风机承当4个掌子面的施工通风,在斜井规模选用两条风袋 ,进入正洞再一分为二,凭借流体力学理论树立模型对风量、风压进行检算,保证掌子面风量足够 。”何心德至今浮光掠影。
这样布设管道,通风、通行问题都处理了 。为了保证通风作用,技能人员还专门组成课题小组 ,研讨怎么保证4个掌子面的回风,减小彼此搅扰,依据掌子面空气质量主动调理风量风压。现在 ,团队关于通风方面的研讨现已构成2篇技能论文,并在职业中心期刊上宣布,获得2项国家专利和1项陕西省省级工法 。
操作员在指挥地道内作业。 刘 瑜摄。
发明1/256800的相对闭合差。
精准监测,摸清岩层的“脾气”。
在杂乱地质环境中处理掘进难题,为项目建造奠定了重要根底 ,而保证这条地道在秦岭山脉深处完成高精度贯穿,则对丈量和操控技能提出了苛刻的要求。
团队选用了先进的断面扫描仪——3D激光扫描仪 。曾经的断面仪一次只能扫一个断面 ,用时10分钟;而3D激光扫描仪能够收集60米规模的断面数据,可按30厘米切取一个断面,取点距离20厘米 ,也只需求10分钟 。这极大地提高了断面扫描功率,协助施工人员把握现场开挖状况,并能及时调整爆炸参数,继续操控开挖掘进水平。
“为了摸清岩层的‘脾气’,咱们还构建了‘三位一体’智能勘探系统 。”项目工程部部长郑向南介绍,地质雷达与超前钻探组成“地质侦察兵” ,像做“微创手术”相同取芯剖析;运用TSP地震波法进行岩体“CT扫描” ,猜测断层参数辅导支护规划;动态监测渠道作为“才智大脑”,在岩体完整性指数低于0.3或地下水流量打破10立方米/小时阈值时 ,会当即宣布警报。
2023年7月的一场暴雨,查验了这套系统的可靠性 。地道出口边坡忽然宣布2.3毫米/小时的位移警报,团队当即启动了由50台光栅水准仪组成的智能监测网。“曩昔遇到雨天,人工监测常常受限 ,仪器损坏也是常事。现在,即便0.1毫米的纤细变形,也逃不过‘电子眼’的捕捉 。”项目丈量员李晓林轻点平板电脑 ,边坡的三维模型明晰出现,每一处纤细位移都被精准定位和记载 。
不只如此,针对不同地质特性 ,团队研制完成了全站仪毫米级精度追寻变形动态 、立异三台阶微震爆炸工艺等差异化“治疗计划”。在霸占3号、4号斜井小半径转弯丈量难题时 ,团队更是立异选用“全导线网”计划——在地道两边穿插布设4组棱镜,让每个测点参加多个闭合环平差核算,用冗余观测“征服”差错。
2023年4月 ,团队初次在8号操控点进行实测。当核算结果从屏幕上跳出的那一刻,现场爆宣布喝彩——相对闭合差到达惊人的1/256800!这项技能效果尔后获得国家专利并获评省级工法 ,专家评定以为,该效果“创始了杂乱线型地道精准丈量的新范式”。
完成12分钟的紧迫撤离