貴州省正安至習(xí)水高速公路PPP項(xiàng)目被譽(yù)為“隧道地質(zhì)博物館”,其中的桃子埡隧道位于貴州省遵義市桐梓縣境內(nèi),進(jìn)口位于桐梓縣羊蹬鎮(zhèn),出口位于桐梓縣木瓜鎮(zhèn)木瓜村,洞身穿越雞公嶺山脈。桃子埡隧道最大埋深978米。該隧道巖性復(fù)雜,含煤系、碳酸鹽巖、碎屑巖;穿過(guò)煤層系、采空區(qū)、高瓦斯、煤與瓦斯突出、高地應(yīng)力、地溫、巖溶、地下水及老煤窯涌水、堆積體及危巖體、地面塌陷等不良地質(zhì),是目前全國(guó)在建和已建埋深最大、地質(zhì)條件最復(fù)雜的公路隧道。而設(shè)備創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新是掘進(jìn)這一國(guó)家級(jí)工程的關(guān)鍵。
桃子埡隧道為超長(zhǎng)隧道,地質(zhì)條件極其復(fù)雜,施工任務(wù)重,而傳統(tǒng)棧橋采用的是固定結(jié)構(gòu),適應(yīng)性、靈活性差,不但仰拱施工質(zhì)量難以控制,而且開(kāi)挖、襯砌不能同步進(jìn)行,導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度高、安全事故頻發(fā)、功效非常低,大大影響了隧道施工進(jìn)度。
液壓移動(dòng)棧橋通過(guò)增加行走設(shè)施、安裝液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等措施,加大棧橋跨度、增加棧橋轉(zhuǎn)向和升降等功能改造,使得隧道施工的空間得以拓展,整個(gè)施工作業(yè)面可以平面展開(kāi)。在保證棧橋上各種車輛設(shè)備正常通行不影響掌子面施工的情況下,橋下同時(shí)進(jìn)行隧道的仰拱初期支護(hù)、鋼筋綁扎、襯砌及回填施工,橋面可拼卸的面板方便了混凝土灌注,隧道出渣及進(jìn)料與仰拱施工可平行作業(yè),減少了仰拱施工給隧道掘進(jìn)造成的干擾,加快了隧道施工速度,襯砌無(wú)干擾作業(yè)的同步拓展,保證了各自施工的順暢,圍巖較好情況下可實(shí)現(xiàn)隧道單洞掌子面開(kāi)挖、仰拱、襯砌單月累計(jì)達(dá)100米及以上。
當(dāng)完成一個(gè)工作面后,在不需要拆卸的情況下,利用其行走設(shè)施就可以由牽引車直接拖拽滑動(dòng)至下一個(gè)工作面,節(jié)約了傳統(tǒng)棧橋重復(fù)拼裝時(shí)間。最重要的是,其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)保證、人性化的設(shè)計(jì)方案,確保了隧道施工的安全性,已作為隧道施工中一個(gè)必須投入的安全設(shè)備、設(shè)施,促進(jìn)了隧道施工安全一種全新理念的形成。
結(jié)合簡(jiǎn)單易用的數(shù)控系統(tǒng),利用高溫在噴嘴處噴射出來(lái)的高速氣流離子化,從而形成導(dǎo)電體。當(dāng)電流通過(guò)時(shí),該導(dǎo)氣體即形成高溫等離子電弧,電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發(fā)),并借助高速等離子氣流的動(dòng)力排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。利用環(huán)形氣流技術(shù)形成的細(xì)長(zhǎng)并穩(wěn)定的等離子電弧,保證了能夠平穩(wěn)且經(jīng)濟(jì)地切割任何導(dǎo)電的金屬。
數(shù)控等離子切割機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、精確度高、工作效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等多種優(yōu)點(diǎn)。尤其在切割速度和精度上,數(shù)控等離子切割速度快于傳統(tǒng)氧切割速度的數(shù)倍,同時(shí),切割面光潔、整齊,熱變形情況較好,既保證了切割質(zhì)量,又減少了人工,還安全快捷。
液壓移動(dòng)棧橋
數(shù)控等離子切割機(jī)
鋼筋網(wǎng)片自動(dòng)焊接機(jī)
鋼筋網(wǎng)片焊接機(jī)操作方便,僅需人工添加規(guī)格統(tǒng)一的鋼筋階段(經(jīng)緯絲),經(jīng)絲有可調(diào)節(jié)卡槽,安放時(shí)直接放入定位卡槽即可,緯絲放入裝料區(qū),開(kāi)始工作后自動(dòng)落料。焊接采用一次壓緊分控送點(diǎn)的方法,即在焊接同一排緯絲時(shí),將焊接變壓器分開(kāi)工作,以減小對(duì)電力變壓器的容量要求并減小電流沖擊,確保焊接質(zhì)量。緯絲落料機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)盤式裝置自動(dòng)落料,使緯絲放置更加準(zhǔn)確。
焊接網(wǎng)格多樣化,經(jīng)絲間距可調(diào)整相關(guān)零部件,緯絲間距PLC控制,方便靈活。
為保證隧道平安施工,此門禁系統(tǒng)特設(shè)獨(dú)立安檢通道,進(jìn)入隧道的所有人員由安保人員進(jìn)行搜身檢查并登記,嚴(yán)防任何人員將手機(jī)、打火機(jī)、香煙、火柴等違禁物品帶入隧道。安保人員全天24小時(shí)輪崗作業(yè),確保進(jìn)洞人員實(shí)時(shí)安檢。
桃子埡隧道瓦斯及有害氣體自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要由隧道掌子面?zhèn)鞲衅?、防水臺(tái)車部位傳感器、二襯臺(tái)車部位分站、監(jiān)控中心顯示屏等四大部分組成??蓪?shí)現(xiàn)洞內(nèi)瓦斯及其他有害氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)控。瓦斯自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)與瓦檢員的人工檢測(cè)相結(jié)合,雙管齊下,為瓦斯監(jiān)測(cè)提供有力保障。
桃子埡高瓦斯隧道洞內(nèi)所用電器設(shè)備均為煤礦許用設(shè)備。主要包括四種:真空隔爆型饋電開(kāi)關(guān)、照明綜合保護(hù)器、防爆照明燈、防爆變壓器。饋電開(kāi)關(guān)是控制供電回路的開(kāi)關(guān),能起到供電回路的安全運(yùn)行,有欠壓、漏電、過(guò)載、過(guò)流、短路等功能。而且結(jié)合瓦斯自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)瓦電閉鎖。為保證桃子埡長(zhǎng)大隧道洞內(nèi)電壓穩(wěn)定性,左右幅洞內(nèi)各安裝了一臺(tái)200千瓦的防爆變壓器。
瓦電閉鎖系統(tǒng)是由瓦斯自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、防爆電器電力系統(tǒng)及斷電儀組合而成。當(dāng)洞內(nèi)掌子面或二襯臺(tái)車部位瓦斯傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)(大于0.5%)后,傳感器通過(guò)分站第一時(shí)間把瓦斯?jié)舛葦?shù)值會(huì)傳回監(jiān)控中心,監(jiān)控中心系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通過(guò)安裝在隧道洞口饋電開(kāi)關(guān)上的斷電儀控制饋電開(kāi)關(guān)及時(shí)切斷洞內(nèi)所有電源,從而保證洞內(nèi)瓦斯超限后的安全。
桃子埡隧道通風(fēng)系統(tǒng)為雙風(fēng)機(jī)雙電源供風(fēng)系統(tǒng)。左右洞各配備兩臺(tái)通風(fēng)機(jī),同時(shí)兩洞各配備一臺(tái)250千瓦的備用發(fā)電機(jī)。在一臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)通風(fēng)可隨時(shí)啟用,或在洞內(nèi)瓦斯超限時(shí)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)可同時(shí)啟用,向洞內(nèi)送風(fēng);雙電源可保證在停電狀況下可隨時(shí)啟用發(fā)電機(jī),從而保證洞內(nèi)24小時(shí)不間斷的通風(fēng),真正做到停工不停風(fēng)。
該標(biāo)段對(duì)所有進(jìn)入隧道的車輛均進(jìn)行了防爆改裝。根據(jù)設(shè)計(jì)方案共改裝車輛26臺(tái)。其不防爆原理為:通過(guò)防爆改裝的每臺(tái)車輛上均配備一臺(tái)懸掛于車前的瓦斯傳感器,若傳感器檢測(cè)到瓦斯超限,則會(huì)自動(dòng)使車輛熄火,從而起到防爆作用。
桃子埡隧道瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
桃子埡隧道二襯臺(tái)車用防爆電器設(shè)備
雙風(fēng)機(jī)雙風(fēng)管進(jìn)洞
桃子埡隧道人員定位系統(tǒng)是為彌補(bǔ)門禁系統(tǒng)中進(jìn)出洞人員登記制度的不足而設(shè)置的人員自動(dòng)識(shí)別定位系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)每個(gè)進(jìn)出洞人員發(fā)放定位卡,再在洞內(nèi)每隔200米安裝識(shí)別定位卡的讀卡器,從而使洞內(nèi)人員的位置及身份信息被最近的讀卡器識(shí)別,更加準(zhǔn)確的確定該人員在洞內(nèi)的位置。除此之外,桃子埡隧道根據(jù)煤礦標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了應(yīng)急物資儲(chǔ)備室,并根據(jù)相關(guān)要求配備了各種應(yīng)急物資。
7月1日,桃子埡隧道以每天12米的速度,出口左右幅掘進(jìn)雙雙突破了2000米。隨著隧道的貫通,一個(gè)“地質(zhì)博物館”也被公路人的開(kāi)拓精神攻克。