Una revisión del desarrollo de los túneles de autopistas en China
El primer túnel de tráfico en China comenzó con el túnel Shimen en la pendiente de Gubao en Shaanxi, que se construyó en el año 66 d.C. Después de la fundación de la Nueva China, en la década de 1950, China sólo tenía más de 30 túneles de carretera con una longitud total de 2,5 kilómetros. En las décadas de 1960 y 1970, mi país comenzó a construir algunos túneles de más de 100 metros de largo en carreteras troncales, pero los estándares eran muy bajos. A fines de la década de 1980, China realmente comenzó a construir autopistas y túneles. El túnel Zhongliangshan y el túnel Jinyunshan de la autopista Chengdu-Chongqing, que se completaron y abrieron al tráfico en la década de 1990, aumentaron la longitud de un único túnel en las autopistas de mi país a más de 3.000 m y lograron grandes logros en ventilación y deslizamientos de tierra. , gas, aguas subterráneas, gestión de operaciones y tecnología de monitoreo del tráfico. El avance revolucionario ha acumulado una experiencia valiosa para la futura construcción de largos túneles de carreteras en zonas montañosas de mi país. A finales de la década de 1990, el túnel Erlangshan de la autopista Sichuan-Tíbet (465.438+060 m de largo), el túnel de la autopista Huayingshan en Guang'an, Sichuan (4634 km de largo) y el túnel Jiudingshan de la autopista Chu-Dalian en Yunnan ( 3204 m de largo) se abrieron al tráfico y crearon la historia de la construcción de largos túneles de montaña en mi país. La finalización y apertura del túnel de la carretera submarina de superficie del río Pearl Sha de Guangzhou y del túnel de cruce del río Huangpu de Shanghai (de más de 3.000 metros de largo) marcan que la tecnología de construcción de túneles sumergidos de mi país ha alcanzado un nuevo nivel. Doble vía del túnel de carretera Tieshanping en Chongqing (longitud total 5.424 m), túnel Tanyugou de la autopista Beijing-Badaling, túnel Zhenwushan de la autopista Sichuan-Guizhou en Chongqing Túnel Hanjialing de la autopista Shenyang-Dalian en la provincia de Liaoning (el de cuatro carriles más ancho); túnel de carretera en Asia) espere. Cabe decir que el nivel de tecnología de construcción de los túneles de carreteras de mi país se acerca al nivel avanzado internacional, y algunos han alcanzado el nivel líder internacional.
Desde principios del siglo XXI, la red de carreteras de China se ha extendido gradualmente a través de las montañas y las aguas profundas de la costa. A finales de 2010, había 7.384 túneles de carreteras en todo el país, con una longitud de 5.122.600 metros, incluidos 265 túneles extralargos, con una longitud de más de 165.438 metros. Grandes proyectos como el túnel Qinling Zhongnanshan, el túnel y puente Shanghai Chongming y el túnel submarino Xiamen Xiang'an se han completado uno tras otro. Consulte el archivo adjunto para obtener más detalles.
Estado actual de la tecnología de construcción de túneles de carretera y el desarrollo industrial en el país y en el extranjero
Desarrollo interno
China es un país montañoso y alrededor del 75% de su territorio Es montañoso o montañoso, ríos y vastos océanos. En los últimos diez años, el tráfico en la red de carreteras ha ido atravesando gradualmente las montañas y extendiéndose hacia las aguas profundas del mar. La tasa media de crecimiento anual de los túneles de carreteras en zonas montañosas es de 350 kilómetros, y se han completado y abierto al tráfico 28 túneles submarinos. Al mismo tiempo, en la construcción urbana, con el fin de ahorrar terreno y proteger el medio ambiente, están en auge los túneles de carreteras urbanas y también han surgido intercambios subterráneos. En general, la construcción de túneles de carreteras ha entrado en un período de rápido desarrollo. Sus logros se reflejan en la madurez de la teoría básica, los métodos de investigación integrales, la tecnología avanzada de levantamiento y diseño, la escala de construcción cada vez mayor, los tipos estructurales cada vez más ricos y la mecanización de la tecnología de construcción. , materiales avanzados y equipamiento completo.
1. Teoría básica
Desde finales de la década de 1970, con la introducción y promoción del principio del "Nuevo Método Austriaco", los técnicos de túneles de carreteras han ido notando gradualmente la "trinidad" del entorno del túnel. rocas” (Generación de carga, estructuras portantes y materiales de construcción), y ha sido aplicado con éxito mediante voladuras controladas, soporte de hormigón proyectado con anclaje y monitoreo en obra, etc., lo que ha mejorado el nivel de construcción de túneles carreteros en nuestro país. Además, en la práctica, el nuevo método austriaco se ha desarrollado aún más, especialmente en combinación con las condiciones nacionales de construcción de túneles de carreteras de mi país, y se han llevado a cabo más exploraciones e investigaciones en teoría básica, como métodos de entierro poco profundo y excavación subterránea.
2. Métodos de investigación.
Al principio, la analogía de la ingeniería y el análisis mecánico clásico eran los principales métodos de investigación para túneles de carreteras.
Sin embargo, una vez que un túnel encuentra condiciones geológicas de ingeniería complejas o forma una estructura de sección transversal especial, por un lado, es difícil encontrar precedentes de ingeniería similares como referencia y es difícil encontrar modelos analíticos mecánicos clásicos adecuados para aplicar; por otro lado, es difícil confiar únicamente en lo anterior. No se garantiza que los métodos sean razonables o precisos. Por lo tanto, con el desarrollo de diversas tecnologías, el método de investigación de simulación numérica de todo el proceso de ingeniería de túneles con la ayuda de computadoras se ha ido generalizando gradualmente. Como principal método de investigación de la ciencia moderna, el método experimental es sin duda un método de investigación extremadamente importante. Es un arma poderosa en la investigación de ingeniería de túneles y puede compensar las deficiencias de los métodos de análisis de simulación numérica. Ambos se complementan. En general, el método de analogía de ingeniería, el método analítico clásico, el método de simulación numérica y el método experimental constituyen el sistema de métodos de investigación de la ingeniería de túneles, especialmente los dos últimos se han convertido en los principales medios eficaces para resolver problemas técnicos importantes.
3. Aspectos técnicos del estudio y diseño
Se ha mejorado enormemente el nivel de estudio y diseño de los túneles de carretera. El primero es el avance de los métodos de exploración geológica, como el uso de herramientas geofísicas modernas y plataformas de perforación geológica de alta velocidad. La exploración geológica inicial y la predicción del avance geológico durante la fase de construcción generalmente utilizan el método de reflexión de ondas sísmicas, el método de reflexión de ondas acústicas, el método de exploración de agua por infrarrojos y el radar geológico. La integración de múltiples métodos de exploración geológica ha mejorado enormemente la confiabilidad de la información geológica en términos de conceptos de diseño, se ha fortalecido la conciencia ambiental y se han popularizado principios como el diseño previo a la construcción y el diseño dinámico de retroalimentación de información durante la fase de construcción; debido al uso de tecnología informática, la tensión, la deformación y el daño del túnel que rodea la roca, la estructura, el estrato y las estructuras adyacentes se analizaron numéricamente para proporcionar una base cuantitativa para el diseño; Ha mejorado enormemente la situación del dibujo. Sobre la base de los avances mencionados, la calidad del diseño de los túneles de carreteras ha mejorado considerablemente.
4. En términos de escala de construcción
La escala de la construcción de túneles se refleja principalmente en la construcción de muchos túneles ultralargos y túneles ultralargos. Según estadísticas incompletas, actualmente hay 179 túneles de montaña de autopistas extralargos en mi país (incluidos los que están en construcción). Entre ellos, el túnel de la autopista Shaanxi Qinling Zhongnanshan, con una longitud total de 18,02 kilómetros, se completó y abrió al tráfico en junio de 2007. Es el túnel de doble túnel más grande del mundo y un representante típico de la tecnología de construcción de túneles de autopista ultralargos. Para túneles planos de gran envergadura, se han construido en China casi cien túneles de doble orificio y seis carriles, y la tecnología de construcción es básicamente madura; se han construido uno tras otro varios túneles de autopista de doble orificio y ocho carriles. El túnel Hanjialing en la provincia de Liaoning se completó y abrió al tráfico en 2004. Es el primer túnel de carretera de cuatro carriles y un solo orificio de China. El túnel Shenzhen Yabao se construyó en 2006, con un ancho máximo de excavación de 21,1 m y una altura máxima de excavación de 13,7 m. Fue el primer túnel de autopista de ocho carriles con doble orificio en China y se puso en funcionamiento en 2008.
5. Tipo de estructura
En los primeros días, las estructuras separadas por doble orificio se usaban ampliamente en túneles de carreteras. Sin embargo, debido a diversas condiciones, en muchos casos, el espacio entre las líneas izquierda y derecha de un túnel de doble orificio a menudo no puede cumplir con los requisitos de construcción. Por lo tanto, han surgido dos formas estructurales de túnel: túneles de múltiples arcos y túneles de paso pequeño. Además, con la aparición de requisitos técnicos para condiciones o funciones especiales, como conexiones puente-túnel y pasos elevados subterráneos, está aumentando la práctica de ingeniería de estructuras de túneles bifurcados, estructuras híbridas puente-túnel y estructuras de pasos elevados subterráneos.
Para los túneles de múltiples arcos, el tipo de muro ha cambiado del muro central recto general original a un muro central recto tipo sándwich, y luego a un muro central curvo tipo sándwich de túneles simétricos de múltiples arcos a múltiples asimétricos; Túneles de arco Los túneles ni siquiera tienen paredes centrales, desde túneles de doble arco totalmente oscuros o totalmente iluminados hasta túneles de doble arco combinados, claros y oscuros. En comparación con los túneles de arcos múltiples, los túneles de paso pequeños se han utilizado ampliamente debido a sus ventajas de menor riesgo de ingeniería y costo relativamente menor. En 2004, se completó y abrió al tráfico la sección Fuzhou de la autopista Beijing-Fuzhou, y el túnel de 14 arcos se cambió a un túnel de despeje pequeño. Este fue el primer proyecto de construcción a gran escala en mi país para promover túneles de despeje pequeños. .
Para solucionar el problema de la proximidad entre puentes y túneles, se desarrolló un nuevo tipo estructural: la estructura bifurcada, que se divide en dos tipos: el primero parte del arco continuo. la sección de la estructura y la pequeña entrada en la entrada. La sección estructural con espacio libre pasa gradualmente a una estructura normal separada de dos orificios; el segundo tipo de sección de entrada se configura primero como un arco de cuatro carriles y luego se transforma gradualmente en un; túnel de múltiples arcos y un pequeño túnel con espacios libres, y finalmente se transformó en una estructura estándar de dos orificios separados. El túnel Baziling de la autopista Hurongxi de Hubei, que se completó en 2007, y el túnel Yuehuquan y el túnel Paipan de la autopista Jinji de Shanxi, que se abrieron al tráfico en 2008, son proyectos típicos. Especialmente en el Túnel de Paipan, para adaptarse a la extensión de la estructura completa del puente hacia el interior del túnel, se desarrolló una estructura especial de construcción híbrida puente-túnel de doble capa superior e inferior, con una luz máxima de excavación de 25,77 m, una luz relación de 0,35, y un área de sección transversal de 346,6m2.
Debido a que los pasos elevados subterráneos pueden reducir la demolición, proteger el medio ambiente y pueden realizar directamente la conversión del tráfico entre túneles subterráneos o entre túneles subterráneos y carreteras de superficie, este tipo de estructura también ha aparecido en los últimos años. El túnel Shiwanshan y el túnel Zhonggushan en la primera fase del proyecto de la carretera del aeropuerto de Xiamen están completamente conectados. Es el primer túnel en China que adopta una estructura de paso elevado subterráneo y se completó en septiembre de 2008. Este tramo presenta tanto una estructura plana bifurcada como una estructura de cruce superior e inferior. La extensión máxima de excavación de un solo pozo es de 25,89 m, el espesor de las inclusiones de roca en la pequeña sección de despeje es de solo 1,42 m y la sección de arco continuo tiene una estructura de arco continuo asimétrico. El túnel Xiangjiang de Changsha Yingpan Road, cuya construcción comenzó en agosto de 2009, también introdujo por primera vez una estructura de paso elevado subterráneo en un proyecto de túnel submarino.
Debido a la continua profundización de la investigación relevante y las necesidades urgentes de la práctica de la ingeniería, los límites para el espesor de la roca circundante en túneles de despeje pequeños y el espesor de la pared central de túneles de múltiples arcos se están modificando constantemente. renovado con el desarrollo de una serie de nuevos tipos estructurales El desarrollo y la práctica han enriquecido los tipos estructurales de túneles y han mejorado la vitalidad de los proyectos de túneles.