6月3日,由蜀道集团川高公司主导投资的乐西高速美姑至昭觉段(以下简称“乐西高速”)控制性工程大凉山2号隧道全线贯通,标志着隧道主体工程基本完工,实现了乐西高速美姑至昭觉段建成通车的关键节点突破,为乐西高速2024年美姑至昭觉段54公里分段式通车奠定了坚实基础。
大凉山2号隧道全长约12.5千米,是西南地区在建高速公路中第四长隧道。隧址位于剥蚀、溶蚀构造高山区,山脊单薄,地形破碎,沟壑众多,地质构造及地层岩性极为复杂,在施工过程中面临滑坡、偏压、岩溶、富水、瓦斯、高地应力等不良地质,隧道洞身穿越420米软弱大变形段,灰岩富水段最大日涌水量71682立方米,相当于28个标准游泳池储水量,施工难度大、安全风险高。建设单位通过加强设计、严格施工管控、狠抓技术管理、强化资源配置,保障了大凉山2号隧道安全顺利贯通。
在项目管理上,乐西公司秉承“安全、快捷、绿色、智慧”的建设理念,从设计、施工、运维等各阶段对隧道实行全生命周期管理。坚持“安全选线、地质选线、地形选线、环保选线”的原则,保障隧道本质安全;全过程采用机械化配套施工,信息化管理,保障施工安全;通过双斜井辅助通风排烟,同时在隧道内设置2处多功能交通转换带,提高运营防灾救援能力。同时,通过对隧道断面进行加宽设计,提高洞内外运行速度的协调性,提升隧道行车舒适性。
在项目设计上,设计团队在勘测中全面采用GPS卫星定位技术进行控制测量和工程测量,运用遥感地质解译技术进行测区地质判释,避让2处大型不良地质体。针对软弱大变形段,从“四个创新”着手,即安全建设创新、快捷高效创新、绿色建设创新、智慧建设创新,通过室内岩性试验、数值模拟、地应力测试等方法,研究隧道围岩力学特性、地下水、背斜断层等因素对围岩变形的影响规律,并在机理分析基础上秉承“主动适应+强支撑”理念,提出采用双层小导管+中台阶临时支撑+边墙临时支撑的综合处置措施。施工过程中设计人员常驻现场,通过已揭示的地质情况,开展动态设计。
在施工过程中,采用多功能拱架安装台车、二衬全自动浇筑台车、湿喷机械手、凿岩台车等新设备,实现机械化换人、自动化减人。软岩大变形段施工严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则;灰岩富水段施工坚持“有疑必探、先探后掘、堵排结合”的原则;在围岩较好段施工积极推进光面爆破,控制超欠挖,减少对围岩扰动,降低喷浆料消耗10%,提高掌子面自稳性,提高隧道施工安全性。并对隧道施工进行全过程高精度测量控制,各个作业面的贯通误差均控制在1厘米以内,实现了“精准级”贯通。多措并举,隧道历时3年半顺利贯通,在同规模超特长隧道建设进度中节约工期一年以上,极大提升了工程建设管控水平。
在科研成果上,以大凉山2号隧道建设为依托,项目团队从实践中出创新,以创新指引实践,提炼总结形成成果论文9篇并发表核心期刊4篇,申请专利5项,3项实用新型专利已授权,2项发明专利处于实质审查阶段。大凉山2号隧道荣获中国公路学会2023年度“隧道与地下空间创新工程”奖。
乐西高速是首条深入大小凉山腹地的乡村振兴之路和民族团结之路。乐西高速美姑至昭觉段54公里分段式建成通车后,将彻底结束美姑、昭觉两县不通高速公路的历史,对助力乡村振兴,推动对外文化交流,打通成都平原和攀西地区交通双通道,更好服务于大小凉山和彝族聚居区经济社会发展,实现各民族共同富裕将发挥重要作用。
美姑至昭觉通车段航拍
大凉山2号隧道全线贯通照片
【延伸阅读】
乐西高速(马边至昭觉段)是《四川省高速公路网规划》8条纵线中的第7条,路线起于乐山市马边彝族自治县民建镇,顺接仁沐新高速公路马边支线,经凉山州雷波县、美姑县,止于昭觉县南侧,与西昌至昭通高速公路相连。路线全长151.753公里,桥隧比81.78%,概算335.32亿元,工期5年,是首条深入大小凉山腹地的高速公路。项目跨越多个珍稀植物保护区,具有工程规模大、桥隧比例高、地质地形复杂、进场通道差等特点,重难点是两隧(大凉山1、2号隧道)、两桥(苏坝特大桥和子莫格尼特大桥)、一区段(项目穿越40公里无人区林场)。
基于大凉山2号隧道地质条件复杂、环境敏感、气候条件恶劣等重难点,乐西公司秉承“安全、快捷、绿色、智慧”的建设理念,积极开展科技创新,在设计和施工中开展了多项具有行业引领性的探索和实践。
(1)安全建设:大凉山2号隧道通过双斜井辅助通风排烟,提高通风排烟效率,利用斜井节能风道辅助通风,降低通风能耗约15%。同时在隧道内设置2处多功能交通转换带,提高防灾救援能力,实现了特长隧道“长隧短运”。
(2)快捷建设:通过对隧道断面进行加宽设计,提高了洞内外运行速度的协调性,提高隧道通行能力,隧道断面可满足100Km/h的运行速度。
(3)绿色建设:针对传统电缆沟盖板重量大、维修难的问题,隧道中引入了高韧性轻型电缆沟盖板,混凝土用量仅为传统电缆沟盖板的1/3,经济环保性能突出。
(4)智慧建设:结合乐西高速穿越崇山峻岭,沿线植被茂密的特点,公司引入了机载激光雷达、倾斜摄影等技术,高效识别了多处不良地质体,精准勘测了沿线地形地貌,提升勘察设计精度和效率。针对传统设计协同性差、变更频繁等难题,建设单位积极研发BIM技术,创建涵盖乐西高速全线13万个构件、百万条属性的高精度数字模型,提高设计的合理性和准确性,制定了《公路工程信息模型标准》。
(5)施工创新:施工期间研发了隧道智能二衬台车带模注浆工艺,避免了衬砌背后空洞等病害,同时二次衬砌浇筑时间节约了1/6。针对大凉山2号隧道地质条件复杂的特点,建立了隧道围岩动态分析平台,提高了围岩动态分析、开挖工法实时修正的效率。施工严格遵循“短开挖、弱爆破、快封闭、勤量测、强支护”的原则,涌水段坚持“超前预报、堵排结合、限量排放”的原则,达到了良好的施工效果。
(6)工艺创新:施工单位积极推行光面爆破,平均残眼率达90%以上,根据围岩完整性、节理裂隙发育情况动态调整炮眼布置、炮眼间距、装药量,降低混凝土用量约20%,缩短了出渣及喷射混凝土的时间,加快了施工进度。
论文9篇:《ResearchontheDesignandConstructionofInclinedShaftsforLongMountainTunnels:AReview》《大凉山地区深埋高地应力公路隧道岩爆机理及防治对策》《粉砂质泥岩浅埋偏压隧道洞口段大变形机理及治理措施》《基于尖点突变理论的大凉山隧道断层带渗流/爆破开挖时围岩稳定性研究》《大凉山深埋软弱围岩公路隧道塌方机理及处治措施》《山岭隧道斜井转正洞相交段施工工艺优化研究》《基于剪切边界的隧道系统锚杆剪力特征离散元数值模拟研究》《乐西高速大凉山2号隧道出口快速施工技术》《乐西高速通风单斜井转正洞快速施工技术》;
核心期刊4篇:《ResearchontheDesignandConstructionofInclinedShaftsforLongMountainTunnels:AReview》《大凉山地区深埋高地应力公路隧道岩爆机理及防治对策》《基于剪切边界的隧道系统锚杆剪力特征离散元数值模拟研究》《山岭隧道斜井转正洞相交段施工工艺优化研究》;
专利5项:《一种处治岩溶隧道涌泥突水地质灾害的施工结构》《一种高速公路瓦斯隧道通风装置》《具有交通转换功能的隧道》3项实用新型专利已授权;《高速公路瓦斯突出隧道超厚煤层揭煤防突施工方法》《一种隧道突水突泥封堵装置及方法》2项发明专利处于实质审查阶段。