《城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术研究》

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该项目属于地下工程领域。

福州市二环路金鸡山隧道位于福州市东二环,北接福州火车站、汽车北站,南接晋安区、台江区,是台江区、晋安区通往火车站的主要干道。隧道前后道路已拓宽为双向八车道,该隧道仍为双向四车道,由于周边没有可代替的道路,导致该隧道成为福州市内环线的最堵点。既有福州市二环路金鸡山隧道由两座行车隧道加一座非机动车隧道组成,行车隧道为单洞2车道隧道,非机动车隧道为上下行2x3.5米宽,机动车隧道单幅长576米,非机动车隧道单幅长654米。

该项目以福州二环路金鸡山隧道原位拓宽施工为研究对象,通过对城市环境下钻爆法隧道扩建的控制爆破技术研究、特大断面隧道原位扩建的施工力学分析研究,总结归纳出适用于城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术。为城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工提供了较为成熟可靠的控制爆破技术、围岩力学分析以及施工工法,主要技术创新内容如下:

(1)城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工领域一直是隧道扩建施工的一个难题,该研究在国内外仍处于起步阶段,该课题通过详细分析城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工中的控制爆破震动研究和各施工方法下各工况围岩支护应力,最终给出在该类工程中所采用的安全、合理的施工方案,对以后的城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工项目有着很好的借鉴意义。

(2)课题组通过研究城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术,针对城市复杂环境下既有隧道拓宽工程,通过模拟分析以及现场试验,获取满足工程要求的施工工艺、控制爆破诸多参数,为城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工提供了新的施工技术手段。

(3)课题组详细分析了各类特大断面原位扩挖方法的力学特性,通过深入研究开挖方法的不同给周边围岩乃至周边建筑物的影响以及爆破震动对周边建筑产生的影响,提出了提高城市环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工安全、效率的有效措施,对城市环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工具有很好的指导意义。

(4)研究成果具有创新性和先进性。

课题组通过分析研究得出的《内部开口增加作业面的特大断面隧道原位扩建施工工法》、《特大断面隧道钻爆法原位扩建施工工法》两项工法,解决了城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工技术难题,其成果将被广泛应用于市政隧道原位扩建类似工程,为相关工程提供技术依据和参考,在既有隧道拓宽施工中具创新性和先进性,整体达到国际先进水平、局部达到国际领先水平。

(5)课题完成了研究总结报告一篇:

《城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术研究》研究报告1份;

(6)形成省部级工法2篇、形成国家发明专利2项,实用新型专利1项,发表学术论文5篇。

成果说明

该课题成果已成功在福州市二环路金鸡山隧道施工中应用,获得了良好的环境、社会、经济效益。对今后类似条件下的工程建设具有示范作用,具有重要的推广价值和借鉴意义。 随着国民经济的飞速发展,交通量日益增大,大部分城市道路己不能满足日趋增长的交通需求,需要进行相应的改扩建才能达到相应的服务水平。路基桥梁工程拓宽施工相对简单,但隧道拓宽施工相对困难。野外高速公路一般采取在既有隧道两侧各增加两个隧道来达到增加车道数的目的,但为不影响既有通行交通往往要做成分离式隧道(间距在1倍隧道跨径以上)才能确保爆破作业安全,为此隧道

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