“黑科技”助隧道施工一臂之力

摘 要：针对高速公路隧道施工中遇到的地质情况及存在的质量、安全隐患，结合工程实际情况，介绍了隧道施工中建设者运用“四新”技术解决施工难题。“黑科技”在隧道施工中的应用，加快了施工进度，取得较好的经济效益，得到业主和同行的好评。以在类似项目可以推广应用。

关键词：黑科技、隧道施工、围岩、注浆 一、工程概况

广西桂林至柳城高速公路全线共设15座隧道，总长32604延米，包括5座特长隧道，6座长隧道，2座中隧道，2座短隧道，桥隧比高达71.94%。项目隧道工程地处属卡斯特地貌，地形复杂多变、施工难度极大。

二、工况特点分析

单幅全长53.5米的泗顶长隧道是桂柳高速的一个“超级拦路虎”，是全线最长隧道，地质条件复杂，施工难度极大。隧道斜井也是广西第一条高速公路隧道斜井，全长597米，最大埋深1.23米，纵坡11.495%。围岩80%为中风化白云质灰岩，该地围岩极易孕育溶洞溶腔，再加上隧址区地下水丰富，岩溶裂隙发育，岩体破碎，给项目建设提出巨大考验。在施工过程中，因不良地质情况多次遭遇大小溶洞、冒顶塌陷、涌水突泥等诸多危险。

三、建设理念创新

桂柳高速项目坚持高标准建设、高质量管理，秉承“科技引导、方案先行、科学决策、动态管理”的建设理念，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”原则，大力推行“四新技术”推广应用，积极开展重大课题研究。

要保安全，还要保进度，保质量。针对泗顶长隧道的建设难点，项目参与方多次组织专家团队深入施工现场举行技术评审会，制定科学有效的技术方案，严格执行各项风险管控体系，根据现场突发地质情况，及时调整施工方案及围岩支护措施，确保施工安全。

四、隧道开挖阶段“黑科技”应用

面 对隧道建设诸多技术难题。建设者通过采用超前地质预报技术和地质雷达、意大利进口MC15超前钻机、激光摊铺机等一系列“黑科技”，保障了隧道施工质量。

项目在施工中采用意大利MC15地质超前钻机，该设备适用于不同地质条件下隧道工程超前地质预报、管棚施工、帷幕注浆和抢险救援等工作，最大钻孔深度150米，取芯作业深度50米，能准确获取隧道掌子面前方围岩状况和涌水情况，提前探明隧道施工中将要出现的断层破碎带、突水突泥等不良地质，有效降低隧道施工安全风险。

除了采用地质超前钻机，建设者在项目施工中还集中优势资源，加大设备投入，引入湿喷机械手、小导管尖头加工机、小导管自动冲孔机、钢板自动切割机、

钢板自动冲剪机、钢筋网片排焊机、自行式 二衬模板台车、自动喷淋二衬养护台车、全自动化防水板安装台车等先进设备，为隧道品质工程建设保驾护航。比如湿喷机械手的使用，有效地降低了混凝土回弹率和粉尘浓度，提高了喷浆支护效果，保证喷射混凝土

强度和厚度，保障了建设者的职业健康安全。

五、隧道路面施工阶段 1.隧道智能化建造及装配技术

目前，隧道施工已基本实现施工机械化，在这个基础上，应结合新兴数字

化、智能化技术，结合“机、电、液”一体化，并总结隧道施工经验与各类施工工法，涵盖隧道超前作业、开挖、出渣、支护、衬砌等工序，打造隧道智能化施工体系。在隧道智能装备体系中，充分应用智能控制技术，实现隧道智能装备施工环境自感知、目标导向定位自执行、施工状态与反馈自学习、施工效果自评估、施工组织自决策、施工过程自管理，打造更实用、更智能、更经济、全系列的铁路隧道智能装备。为了更好地对隧道施工全生命周期进行管理，结合新奥法、新意法、挪威法对隧道智能建造装备进行协同管理，对隧道智能建造数据流的交互模式开展研究，制定数据在装备与装备、装备与环境、装备与围岩之间的交互与衔接流程，为服务隧道施工全生命周期管控提供技术保障。 2. 复杂环境长大水下隧道施工智能装备

开展大断面、高水压、长距离水下隧道施工设备的研发，扩大盾构/TBM的适用范围，适应各种复杂的水下地质，满足水下隧道工程的施工要求，实现设备技术的应用降低水下隧道施工风险，实现水下隧道施工设备的自动化、智能化，提高施工效率。发展基于光学、电磁学等的多源隧道快速检测技术，以传感设备的轻量化、无损、快速检测为目标，重点集成墙后隧道外观、结构和技术状态检测设备，开展隧道外观和隐蔽面快速检测技术研究，开发基于机器视觉的隧道病害快速检测与识别技术，实现衬砌开裂、漏水、冻害等病害的快速检测。开发了基于三维激光扫描点云的隧道变形快速识别技术，实现了衬砌变形的全空间可视化显示；为了实现隧道衬砌缺陷和空洞的三维、再现，开发了隧道隐蔽面探地雷达多频、融合检测技术。

3. 超长复杂隧道及地下工程智慧防灾技术

无论隧道是在建还是已投入运营，其防灾、抗灾、救灾工作都应放在首要位置。隧道灾害主要为火灾、爆炸或洪水。在施工期间，隧道内可能存在坍塌、岩溶、岩爆、放射性物质或有毒气体泄漏的危险。在已投入运营的隧道内，可能因信号故障、设备故障、交通事故等原因造成重大事故，因此，必须以“预防为主”为指导原则，在隧道及地下工程设计标准中认真体现“安全第一”的方针，确保足够的抗灾能力和可靠的逃生路线，防止事故发生。特别是在超长复杂隧道和大型地下工程发生火灾时，人员疏散和救援困难，容易发生大规模伤亡。如何制定有效的防灾避灾措施，有效保障灾后人员安全，减少财产损失，需要结合新兴技

术，发展信息化、数字化的防灾手段，实现消防和疏散救援的智能化。 六、重大课题研究与应用

在科技创新方面，建设者勇于创新，积极开展课题研究。“绿色公路特长隧道洞门型式与光环境耦合设计与施工关键技术”，成功运用在隧道建设中。该课题有助于消除隧道洞门设计与光环境相互割裂的现象，为今后隧道洞门设计提供了新的理念。也为后期运营降低隧道照明能耗，提高隧道洞口的行车舒服性和安全性。为打造绿色公路品质工程提供了技术支撑。

七、隧道施工安全与“黑科技”

为确保施工安全，项目部建立了隧道智能管理系统，将人脸识别系统、视频监控系统、车辆门禁系统、人员定位系统、有害气体检测系统、LED显示系统纳入信息化管理平台，对隧道洞内人员、环境、设备进行实时检测，及时对险情进行预判，保障施工生产安全有序。

八、结语

诸多“黑科技”在高速公路隧道施工项目中的应用，大大加快了隧道施工进度，保证施工安全和质量，为项目节约了施工成本；节省人力、物力、财力，达到项目与企业的双赢，值得在类似项目上推广应用。 参考文献

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