郑万高铁大断面隧道安全快速标准化修建关键技术是中国铁路总公司科技研究开发计划课题重大项目成果,该项目依托郑万高铁湖北段隧道工程,以大断面隧道大型机械化配套为基础,对大断面隧道施工系列装备、隧道支护设计方法、大断面隧道施工工法及工艺、隧道施工质量管控等关键技术开展了系统研究,创新性的提出了高速铁路大断面隧道机械化快速施工成套技术,保证了隧道结构的安全性,提高了隧道的施工质量,实现了大断面机械化施工隧道安全快速标准化修建。
创新性成果
1、首次提出大断面隧道机械化施工的全断面、微台阶机械化配套方案及施工工法工艺标准,制定了施工期间掌子面稳定性评价方法及支护安全位移控制指标,实现了软弱围岩隧道大断面施工技术的重大突破。
2、创新性提出掌子面稳定性定量评价及超前支护设计方法,基于形变荷载的支护结构设计方法,确定了高铁大断面隧道机械化施工适用的超前支护及支护体系设计参数,为软弱围岩大断面隧道施工安全提供了有力支撑。
3、开发了涨壳式预应力中空注浆锚杆、软弱围岩超前高压注浆、初期支护早高强喷射混凝土超欠挖控制、二次衬砌智能带压分层浇筑、自行式液压仰拱栈桥、防水板自动铺设、等七大施工工艺,实现了大断面隧道高质量施工。
4、创新性提出大断面隧道机械化施工安全管控方法,以超前地质预报、超前预加固、超欠挖、初期支护、监控量测五种信息为评价指标,建立了隧道信息化管理平台,实现了大断面隧道机械化施工标准化管理。
应用领域与已推广使用情况:该成果可应用于铁路、公路、水利、城市轨道交通等钻爆法施工隧道的修建。目前已将研究成果全面应用于郑万高铁湖北段隧道工程,共计32.5座隧道,隧道总长为167.6 km,保证了隧道施工的安全性,提高了施工进度,获得建设单位、设计单位、施工单位及相关隧道工程专家的普遍认可和一致好评。
知识产权情况:郑万高铁大断面隧道安全快速标准化修建关键技术科研项目共申请发明专利12项,实用新型专利5项。
技术水平:国际先进。
技术成熟度:已成熟,处于规模化小试阶段。
团队(或成果完成人)简介:王明年团队多年来主要从事大型及复杂隧道工程施工力学,隧道及地下工程抗震及减震理论,隧道通风、防灾及节能,地下铁道近接施工技术教学与科研工作等方面的内容。团队共有57名成员,其中教师6人,博士研究生10人,硕士研究生41人。目前团队共获得国家级科技进步奖5项,省部级科技进步奖30项,其他科技奖22项,出版专著(教材)12部,授权专利24项,软件著作权7项,发表论文共计160余篇,其中SCI、EI 70余篇。