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目前,许多结构新颖、规模空前的大断面隧道工程开始面临着极差的修建环境和恶劣的地质条件,如软弱围岩、破碎带、断层、高地应力、富水地层等。如何有效遏制隧道大变形、突涌水等灾害事故的发生,保障地下工程的安全高效施工,已成为目前隧道与地下工程研究领域亟需解决的关键科学技术难题。
为破解这些技术难题,项目团队采用试验、理论分析、数值模拟及现场应用等多种方法,经多年研究,创建了大断面隧道围岩大变形综合控制对策,优化了隧道支护型式,减少了支护材料的浪费,遏制了隧道大变形、突涌水等灾害事故的发生,改善了隧道中施工人员和机械的作业环境,提高了施工效率,节约了施工成本,保障了隧道工程的快速安全环保施工,有效解决了复杂地质条件下大断面隧道安全快速施工技术难题,具备大面积推广应用前景。
“大断面隧道破碎围岩变形特性及施工关键技术”的项目成果能够有效控制隧道的施工变形,保证工程安全、工程质量和工程进度,解决复杂条件下的大断面隧道碎裂围岩注浆加固技术难题,并采用了多学科交叉的综合研究方法,在地质学、材料学、化学、机械技术、勘测技术等多学科交叉方面进行了多方面的有益探索,为隧道与地下工程学科的发展注入了新的活力。
目前,该项目成果已成功应用于莲花山1、2号隧道、广州龙怀高速公路马口排隧道、兴延高速公路石峡隧道、成昆铁路杨家湾隧道等诸多隧道施工中,并在中铁十四局集团公司范围内推广应用。
中铁十四局集团第二工程有限公司(工法)
中铁十四局集团第二工程有限公司(科技进步奖)
应用效果显示,项目成果有效遏制了隧道大变形、突涌水等灾害事故的发生,改善了隧道中施工人员和机械的作业环境,提高施工效率,节约施工成本,保障了隧道工程的快速安全施工,取得了显著的经济效益和社会效益。
作为该项目的第一完成单位,中铁十四局集团有限公司(简称“集团”)前身系中国人民解放军铁道兵第四师,组建于1947年。1984年1月奉命集体转业并入铁道部,2001年9月改制为母子公司管理体制的现代企业集团,隶属于中国铁建股份有限公司,是国务院国有资产监督管理委员会管理的大型建筑企业,也是国内大直径盾构和水下盾构及城市轨道交通领域的骨干企业和龙头企业。
中铁十四局集团第二工程有限公司工法获奖一览表(省部级以上)
序号 获奖项目名称 获奖级别 奖励等级 获奖时间24 膨胀性黄土隧道“桥式”大锁脚施工工法 省部级 铁路建设工程部级工法 2015~2016年度25 钢桁梁半浮半拖架设施工工法 总公司 中国铁道建筑总公司工法一等奖 2017年26 钢桁梁半浮半拖架设施工工法 省部级 铁路建设工程部级工法 2017~2018年27 “跳跃式”刚柔结合拱架支护施工工法 省部级 山东省省级工法 2017年28 钢桁梁拖拉顶推施工工法 省部级 山东省省级工法 2017年29 膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法 省部级 山东省省级工法/公路工程工法/总公司工法 2018年30 波形钢腹板拖吊施工工法 省部级 公路工程工法 2019年31 超长体外预应力张拉施工工法 省部级 公路工程工法 2019年32 岩溶隧道水泥基-玻璃纤维浆液堵水加固施工工法 省部级 公路工程工法 2019年33 波形钢腹板拖吊施工工法 省部级 山东省工法 2019年34 单拱双线隧道长大薄壁中隔墙施工工法 省部级 山东省工法 2019年35 浅埋偏压小净距岩溶隧道施工工 省部级 山东省工法 2019年36 上跨既有高速铁路混凝土连续箱梁顶推施工工法 省部级 山东省工法 2019年
集团下辖13个子公司,3个分公司,现有员工14690人,其中专业技术人员总数9110人,占职工总数的60%以上,研发人员1536人,占职工总人数的11%,高级职称1794人,中级职称3123人;具有一级注册建造师769人,1147个资格项。中铁十四局具有“4+1”项特级资质,其中,集团公司具有铁路工程、建筑工程和市政工程、公路工程施工总承包四项特级资质,所属三公司具有公路工程特级资质。
集团技术中心2014年被认定为国家级企业技术中心。目前,集团拥有1个国家级企业技术中心,1个博士后科研工作站,1个院士专家工作站,6家省级企业技术中心,1个山东省省级工程技术研究中心,1个省级工程实验室,3家子公司被认定为高新技术企业,为自主创新提供了更好的人才保障和发展平台。
近十年,集团在科技创新方面取得了卓著成绩,获得国家级科技进步及发明奖5项,中国土木工程学会詹天佑大奖12项,山东省科学技术奖等省部级科技奖30余项,中国铁建股份有限公司科技进步奖47项,中国岩石力学与工程学会,中国施工管理企业协会等国家级协会科技进步奖50余项,集团共拥有国家专利580项,其中发明专利52项,取得软件著作权29项。
此外,集团在科技创新平台建设方面,也取得了显著成效,取得了一大批科技成果和知识产权。其中,集团在大盾构工程、装配式建筑工程、测量实验检测、城市轨道交通工程等领域掌握了多项核心技术,科技创新为集团公司高质量发展奠定了坚实基础。
设立在中铁十四局集团有限公司的工作站、企业技术中心,以及所荣获的国家科技进步奖展示。
作为该项目的第二完成单位,中铁十四局集团第二工程有限公司(简称“二公司”)是国有独资大型企业,是隶属于国务院国有资产管理监督委员会的驻鲁中央企业,是世界最大建筑业承包商、世界500强企业——中国铁建股份有限公司的全资三级子公司。
二公司是住建部核准的公路工程施工总承包一级企业,同时在兼营项目上取得铁路工程施工总承包二级、市政公用工程施工总承包一级、房屋建筑工程施工总承包一级、公路路基工程专业承包一级、公路路面工程专业承包一级、桥梁工程专业承包一级、机场场道工程专业承包一级、隧道工程专业承包壹级等资质,是第一批获交通部公路工程施工一级企业资信单位、第一批获国家民航总局民用机场工程施工许可证单位,并且是中国民航协会机场工程委员会团体会员。可承担各级公路工程和桥梁、隧道工程的施工;可承担各类型城市道路、城市桥梁建筑工程和机场跑道施工;可承担新建、扩建铁路的大中型建设项目综合工程施工,包括10千米以上的大型路基土石方、大爆破、特大桥及生产生活配套设施等单项工程施工。
二公司以技术中心为创新平台,通过承担的中国铁建科技创新项目、山东省科技创新项目,坚持自主研发,同时积极采取技术引进、消化吸收、产学研合作以及技术集成等多种模式开展技术创新并取得了丰硕成果。二公司组建以来,先后荣获国家科技进步奖2项、詹天佑土木工程奖2项、省部级科技进步奖14项、国家级工法1项;国家专利63项,其中发明专利8项;荣获鲁班奖6项、国家优质工程金奖1项,银奖7项、省部级优质工程奖47项、市政金杯奖4项;全国用户满意工程1项、全国建筑业新技术应用示范工程1项;取得国家、省部级质量管理QC成果20项。
山岭隧道是二公司的主营市场,根据山岭隧道地质复杂等特点,进行隧道装备的现代化、自动化研究;隧道防排水新技术研究;明挖隧道施工;超前地质预报的精确度研究、特长复杂隧道地质超前预报;初期支护围岩稳定性、安全预警研究;二次支护混凝土耐久性研究;构造带、冻融区域、富水、高瓦斯、高地温、岩溶、高地应力(软岩大变形、岩爆)、高水压、滑坡体等复杂地质地理条件下隧道施工技术研究。开展超浅埋新管幕暗挖法隧道下穿特级火车站综合施工技术、控制注浆工艺封堵岩溶水施工关键技术等研究。