日前,2022年度四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)揭曉,在榮獲一等獎(jiǎng)的科研成果中,“超長(zhǎng)深埋高風(fēng)險(xiǎn)公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”“高烈度區(qū)高陡邊坡抗震關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”已在四川多條山區(qū)高速公路中應(yīng)用。
四川山區(qū)地質(zhì)條件極其復(fù)雜,山區(qū)高速公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)面臨諸多難題。“科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”如何幫助山區(qū)公路突破難題?
監(jiān)測(cè)并處置巖爆打通超長(zhǎng)和深埋隧道
在小涼山腹心的群山之中,峨眉至漢源高速公路的控制性工程大峽谷隧道正在建設(shè)。該隧道最大埋深(即隧道穿越的山體從頂部到隧道的垂直高度)達(dá)1944米,為高速公路隧道中的“世界第一埋深”。3月31日,建設(shè)者歷經(jīng)75個(gè)月奮戰(zhàn),終于打通了大峽谷隧道的右洞。實(shí)現(xiàn)貫通,“超長(zhǎng)深埋高風(fēng)險(xiǎn)公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”功不可沒(méi)。
在山體深處打洞,重力和圍巖應(yīng)力作用下,石塊被擠壓從圍巖彈出,被稱為“巖爆”,被視作隧道建設(shè)的“攔路虎”之一。
“大峽谷隧道埋深極大,重力及圍巖內(nèi)應(yīng)力更強(qiáng),巖爆現(xiàn)象非常突出。”四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司工程師何佳表示。
在隧道建設(shè)中,工程應(yīng)用“超長(zhǎng)深埋高風(fēng)險(xiǎn)公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”中的相關(guān)防控技術(shù),能提前預(yù)判發(fā)生巖爆的點(diǎn)位以及強(qiáng)度,并采用柔性防護(hù)網(wǎng)技術(shù)、大直徑深孔卸壓爆破等技術(shù),有效處置巖爆,可使施工進(jìn)度提高30%—40%。
這項(xiàng)科研成果最早應(yīng)用于巴陜高速米倉(cāng)山隧道。此外,在米倉(cāng)山隧道中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)還有硫化氫有毒氣體分級(jí)防護(hù)技術(shù)、深大通風(fēng)豎井建造技術(shù)等,解決了有毒有害氣體、通風(fēng)等難題,打通了橫亙?cè)诖冮g的千年“屏障”。
找到并治理危險(xiǎn)邊坡 保障公路運(yùn)營(yíng)安全
汶馬高速公路是四川連接大西北的出川大通道,穿過(guò)了“5·12”汶川特大地震的震中地帶。為確保運(yùn)營(yíng)通行安全,建設(shè)者應(yīng)用了“高烈度區(qū)高陡邊坡抗震關(guān)鍵技術(shù)”。
高速公路從山區(qū)穿過(guò)時(shí),兩側(cè)的邊坡比一般的高速公路更高、更陡,風(fēng)險(xiǎn)隱患更大。“西部高烈度山區(qū)斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈、地形高差顯著,邊坡災(zāi)害有三難:識(shí)別難、評(píng)價(jià)難、防控難。”參與科研課題的四川公路設(shè)計(jì)院勘察設(shè)計(jì)二分院副總工程師何云勇說(shuō),在國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目支持下,項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)近20年科研攻關(guān),實(shí)現(xiàn)了對(duì)高烈度區(qū)危險(xiǎn)邊坡的快速識(shí)別,以及對(duì)邊坡災(zāi)變的定量評(píng)價(jià)和精準(zhǔn)防控。
有了關(guān)鍵技術(shù),可以識(shí)別危險(xiǎn)邊坡,汶馬高速在線路選線之初,對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)能避則避。2019年,位于理縣境內(nèi)雜谷腦河岸邊的一處斜坡出現(xiàn)大面積滑動(dòng),滑源區(qū)高差達(dá)210米,滑動(dòng)后的海拔較此前下降了150米。由于此前汶馬高速在選線時(shí)繞避了該隱患點(diǎn),線路和服務(wù)區(qū)距滑源區(qū)1公里開(kāi)外,此次滑動(dòng)對(duì)公路影響極小。
不能避讓的,則提前采取工程措施予以防范。比如,命名為H1、H2的兩個(gè)高陡邊坡,長(zhǎng)、高分別超過(guò)180米、300米,在建設(shè)時(shí)同步通過(guò)抗滑樁進(jìn)行了治理。通行在汶馬高速上可以看到,路兩邊的山體掛上了安全防護(hù)網(wǎng),或被混凝土緊固。運(yùn)營(yíng)以來(lái),邊坡后緣山體出現(xiàn)了一些崩落碎土石塊,但對(duì)汶馬高速均無(wú)影響。(全媒體記者 王眉靈)