隧道及地下工程是人們為克服自然交通障礙、開辟地下通道和利用地下空間而建造的土木工程。面對高山、大海阻擋,人們開山鑿洞、穿越海峽,締造了一個個令人驚嘆的隧道奇觀。目前,我國的隧道修建技術在許多方面已達到世界先進水平,在理論、設計、施工、新材料、新設備、環保等方面取得了長足的進步。
不要驚醒沉睡的獅子
我國隧道工程建設水平能夠進入世界先進行列,其中一個重要的因素是得力于“新奧法”的推廣和使用!靶聤W法”上世紀70年代末傳入我國,并應用于大瑤山隧道等工程中,取得了良好的效果!靶聤W法”深深地影響了我國隧道的建設歷程。所以當今的隧道建設工作者言必稱“新奧法”。記者有幸多次采訪到中國工程院院士王夢恕,這位隧道界的專家形象地將“新奧法”的精髓概括為“不要驚醒沉睡的獅子”。
“新奧法”的特點是“管超前、短開挖、弱爆破、強支護、緊襯砌、勤量測、快封閉”。較之傳統的礦山法,“新奧法”的優勢是明顯的:它所提倡的以噴射混凝土為代表的柔性支護可以及早達到早封閉巖面和調整圍巖應力的效果;適時施作二次襯砌可使厚度減薄,進而節約原材料和縮小開挖斷面;它所主張的信息化設計、施工理論和現場監測控制方法將隧道工程科學推向了更高的層次,使隧道施工變得更快速、更節約、更安全。
“從技術上來講,我們國家隧道施工已經很成熟了,這是值得驕傲的!蓖鯄羲≌f。隧道施工非常艱苦、危險,保證安全至關重要。突泥、突水是隧道建設中的主要工程地質問題,甚至是制約隧道建設順利進行及安全運營的關鍵。
曾參與建設青島海底隧道、廈門翔安隧道的中鐵十八局集團一公司項目經理張愛春認為,地下施工承受著很大的壓力。在隧道施工中,水是“萬惡之源”,最怕的就是水。地質情況紛繁復雜,也給隧道施工帶來了難處。
設計理念至關重要
隧道施工設計至關重要,要根據不同的情況做好設計方案。王夢恕認為,應根據巖層的情況做好襯砌,要根據圍巖特征采用不同的支護參數和類型,及時施作密貼于圍巖的柔性噴混凝土和錨桿等初期支護,以控制圍巖的變形和松弛。
隧道施工方案盡可能較少使用斜豎井,提倡設置平行導坑,以提高施工速度,避免大的浪費,減輕施工對自然環境的破壞。王夢恕強調:“要高度重視環境保護,將隧道及地下工程環保工作的位置放在重中之重。做好施工現場通風、排水和運輸,施行文明施工!
張愛春也強調設計的重要性以及地質監測的重要性。他認為,要更好地實施設計、施工信息化管理,以確保施工安全和工程質量。
施工科技進一步發展
記者曾親身體驗隧道施工的場景,在地面上,依然可以聽到地下20米處傳來的一聲聲的巨響。在我國已建成的各類隧道中,90%以上是用隧道爆破的方法完成掘進施工的。近年來,我國隧道爆破技術有了長足的進步。用于隧道爆破的工業炸藥品種增多、品質更好,尤其是安全性能和抗水性能有了很大的提高。使用高性能的抗水炸藥及差段起爆技術使得隧道底部爆破“老、大、難”的狀況有了根本性的改變。
隧道掘進機是一種高智能化,集機、電、液、光、計算機技術為一體的隧道施工重大技術裝備。由于隧道掘進機的制造工藝復雜,技術附加值高,隧道掘進機在國內尚處于起步階段,主要依賴進口。近年來,我國采取“自主設計,國際采購,國內制造、國內總裝”的產業化理念,走具有中國特色的“引進——消化——仿制——創新”的研發路線,不斷進行技術攻關。2008年4月,由國家“863”計劃資助、我國自主研發制造的首臺復合式盾構機在河南下線,填補了國內相關領域的空白。
通過不斷努力,目前我國水下隧道施工技術取得了重大進展,上海市大連路越江隧道工程以及多個隧道工程中采用了連結通道凍結法施工,利用人工制冷技術,使地層中的水變冰,把天然土變成凍土,具有凍結速度快、凍土強度高、帷幕均勻性好、與隧道管片結合嚴密的特點,大大提高了安全性。
隨著我國城市化進程不斷加快,今后相當長的時期內,國內的隧道工程將不斷增加,而存在的一些問題也需要解決。例如,一些決策者的價值觀和短期行為使隧道及地下工程技術運用的合理性遭到了偏見和冷遇,建筑市場上存在的惡性競爭、低價中標、違規分包等現象嚴重阻礙了隧道工程建設的發展和提高。隧道工程建設是一項艱苦、危險的事業,國家應出臺政策,鼓勵人們為隧道及地下工程事業作貢獻,大力推進人才的教育和培養。城市規劃應將土地、市政、房地產和人防統一考慮。同時,應鼓勵技術設備國產化,使這個領域得到更好的發展,穿山越海成坦途。