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  复杂地形地质条件下山区高速公路建设成套技术  
  日期:2012-11-26    来源:  
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——2011年度国家科技进步奖二等奖

 

    进入21世纪后,中国高速公路建设重心逐步向占全国面积69%的西部山区转移,遭遇到了一系列特殊的世界级工程难题。西部山区是我国重要江河的发源地与流经地,处于我国地质阶梯的过渡带,具有“地形陡升、河谷深切、局部气候异常、构造复杂、岩溶发育”等一系列突出特点。极其复杂的地形地质条件是我国山区高速公路建设面临的主要挑战,山区高速公路线形组合型式、地质阶梯与深切峡谷跨越技术、岩溶等不良地质段落穿越技术、大型地质灾害控制技术等成为亟待解决的关键技术难题。

    在交通部西部交通建设科技计划、湖北省交通厅科技计划等项目的支持下,湖北沪蓉西高速公路建设指挥部、中交第二公路勘察设计研究院有限公司和湖北省交通规划设计院等20余家科研、设计及施工单位组织了400多名科研人员,通过历经7 年的科研攻关与工程实践,形成了复杂地形地质条件山区高速公路建设成套技术。本项成果荣获2011年度国家科技进步奖二等奖。

    一、主要创新成果

    1. 提出了适应复杂地形地质和特殊桥隧结构的线形组合型式,建立了深切峡谷条件下桥隧相连的隧道锚设计体系,创立了悬索桥锚碇可换式预应力技术,实现了预应力锚固系统的完全可换和整束预应力筋可维护;首创了火箭抛送先导索架设技术,形成了国家级工法"430m 跨度上承式钢管混凝土拱桥双拱肋无风缆节段拼装工法",解决了深切峡谷大跨桥梁修建技术难题。

 

1 火箭远程抛送先导索

 

2 钢管混凝土拱桥双拱肋无风缆吊装

 

    2. 揭示了高海拔山区峡谷小区域气候特征及其对大跨桥梁力学行为的影响规律。首次揭示了高海拔山区风场特性,提出了推算及修正桥位处虚拟基本风速的方法,解决了现行公路桥梁抗风设计规范无法适用于高海拔山区深切峡谷桥梁设计的难题;获得了山区局部区域太阳辐射作用下箱梁温度场的分布特征,为解决混凝土薄壁箱梁温度开裂难题提供了理论基础。

    3. 创立了大跨度公路分岔隧道结构新型式,研发了大跨分岔隧道大型组合式三维地质力学模型试验系统,建立了大跨公路分岔隧道施工优化、通风设计与安全控制等关键技术体系,为国内外第一批公路分岔隧道建设提供了有力的技术支撑。

 

3 三维地质力学模型试验

 

    4. 揭示了岩溶地区地下水和不良地质体的赋存规律,完善了岩溶隧道突涌水灾害专家评价系统与综合超前地质预报体系,攻克了岩溶隧道穿越超长连续溶蚀断层破碎带与极软弱破碎地层的施工关键技术难题,形成了复杂地质条件下重大地质灾害超前预报和综合治理技术体系。

 

4 隧道涌水突泥负压排水技术

 

    二、推广应用及效益

    该成果在湖北沪蓉西高速公路建设中得到了全面应用,有力支撑了世界第一隧道锚钢桁架悬索桥-四渡河大桥(主跨900m、高度560m)、世界第一跨径(430m)上承式钢管混凝土拱桥-支井河大桥、国内外第一批高速公路分岔隧道(八字岭隧道、庙垭隧道、漆树槽隧道)的建设。成果还在湖北三峡翻坝高速公路、宜巴高速公路及广东广乐高速公路等多个工程得到推广,近三年产生经济效益93464 万元,具有显著的社会效益。

    该项目部分研究成果已纳入国家行业推荐性标准《公路隧道设计细则》和湖北省地方标准《公路隧道施工地质预报技术规程》,形成了国家级工法《430m 跨度上承式钢管混凝土拱桥双拱肋无风缆节段拼装工法》,有力的促进了行业科技进步,具有广阔的推广应用前景。

  
 
 
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