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《开讲啦》刷新世界纪录!打通天山有多难?解密隧道“通关秘籍”

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xinwen.mobi 发表于 昨天 08:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

《开讲啦》中提到的打通天山的工程面临诸多巨大的困难:

一、复杂的地质条件
1. 岩石特性
   天山山脉地质构造复杂,其岩石种类繁多。在隧道挖掘过程中,遇到了坚硬的花岗岩、脆弱的页岩等不同性质的岩石。例如花岗岩硬度高,对施工设备的磨损极大,盾构机的刀具在挖掘花岗岩时损耗速度很快,需要频繁更换刀具,这不仅增加了成本,还会延误工期。
   页岩则相对脆弱,容易出现坍塌现象。当遇到页岩层时,隧道顶部和侧壁的页岩可能在挖掘震动或自身重力作用下突然掉落,对施工人员的生命安全造成严重威胁。
2. 地层结构
   天山地区存在大量的褶皱和断层结构。断层带附近的岩石破碎,地下水丰富,容易引发涌水、突泥等灾害。一旦发生涌水,大量的地下水会瞬间涌入隧道,淹没施工区域,冲毁施工设备;突泥则是软泥质物质在压力作用下突然涌入隧道,堵塞通道,使施工无法正常进行。
   地层的不均匀性也给施工带来挑战。不同地层的承载能力不同,在隧道挖掘和支护过程中,需要根据地层的实际情况精确调整施工参数,否则可能导致隧道变形、开裂等问题。

二、恶劣的自然环境
1. 气候条件
   天山地区气候多变,冬季寒冷漫长,极端低温可达零下数十摄氏度。低温会使施工设备中的液压油、润滑油等粘性增大,影响设备的正常运转。例如,挖掘机的液压系统在低温下可能出现动作迟缓甚至故障。
   夏季则可能出现暴雨、暴雪等极端天气。暴雨容易引发山体滑坡和泥石流,对隧道进出口以及施工营地等周边设施造成破坏;暴雪会封堵道路,导致物资运输困难,使施工所需的材料、设备和生活物资无法及时送达。
2. 高海拔影响
   天山高海拔地区空气稀薄,氧气含量低。这对施工人员的身体健康产生严重影响,容易引发高原反应,如头痛、呼吸困难、乏力等症状,降低施工人员的工作效率。同时,高海拔也对施工设备的性能产生影响,发动机在低氧环境下燃烧不充分,输出功率降低,影响设备的正常使用。

三、隧道施工的“通关秘籍”
1. 先进的勘察技术
   在隧道工程前期,采用了多种先进的勘察技术。例如,高精度的地质雷达可以探测隧道前方的地质结构,提前发现断层、溶洞等不良地质体的位置和规模。通过对地下岩层进行声波探测,分析岩层的完整性和应力状态,为施工方案的制定提供准确的地质依据。
2. 合适的施工技术与设备
   根据天山的地质条件,选择了合适的隧道挖掘方法。对于坚硬岩石,采用了钻爆法结合大型盾构机挖掘的方式。钻爆法可以通过精确控制炸药的用量和爆破方向,有效地破碎岩石;盾构机则在后续跟进,快速挖掘并同时进行支护,提高施工效率。
   在应对涌水、突泥等问题时,采用了预注浆技术。即在挖掘前方的地层中注入水泥浆等材料,填充地层中的空隙,封堵地下水通道,加固地层,从而减少涌水和突泥的风险。
   针对高海拔地区的特殊环境,对施工设备进行了改进。例如,对发动机进行涡轮增压改造,提高其在低氧环境下的进气量,保证发动机的正常功率输出;对设备的液压系统进行保暖和散热优化,使其能够适应天山地区的温度变化。
3. 严格的安全管理与质量控制
   在施工过程中,建立了严格的安全管理制度。对施工人员进行安全培训,提高他们对危险的识别和应对能力。在隧道内设置了完善的安全监测系统,实时监测隧道的变形、地下水压力、有害气体浓度等参数,一旦发现异常情况,及时采取措施进行处理。
   同时,加强了质量控制。从原材料的选用到施工工艺的每一个环节都进行严格把关。例如,对隧道支护所用的钢材、混凝土等材料进行严格检测,确保其质量符合设计要求;对隧道衬砌的厚度、平整度等指标进行精确测量和控制,保证隧道的结构安全。
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