Китайская корпорация China Railway Eryuan создала интегрированную систему предотвращения и контроля неблагоприятных геологических условий в тоннелях

Репортаж от Wedoany，China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., опираясь на сотни сложных тоннельных проектов, разработала интегрированную техническую систему «идентификация рисков + всесторонний контроль» для тоннелей в сложных геологических условиях, чтобы решить проблемы строительства тоннелей в сложной геологической среде Западного Китая. Данная техническая система охватывает такие ключевые технологические области, как многомерная разведка, контроль газовыделения, контроль слабых пород, контроль карста, контроль горных ударов и контроль высоких геотемператур.

На этапе разведки традиционные технологии имеют ограниченные возможности обнаружения, что затрудняет точное выявление скрытых опасностей на глубине. China Railway Eryuan инновационно создала пространственную систему «воздух-земля-скважина-тоннель» для детальной разведки неблагоприятных геологических условий. Система включает макроскопическое сканирование с помощью аэрогеофизической разведки, детальный анализ профилей с помощью наземной геофизической разведки, детальное стратиграфическое расчленение с помощью сверхглубокого бурения и комплексного каротажа, а также комплексную идентификацию неблагоприятных геологических условий перед забоем с помощью технологии опережающего геологического прогнозирования в тоннелях. Соответствующие результаты были включены в отраслевой стандарт «Правила инженерных изысканий неблагоприятных геологических условий для железнодорожного строительства».

Учитывая, что газ (метан) невидим, не имеет запаха и при потере контроля может легко привести к авариям, данная система на основе стандартов классификации газоносных тоннелей в железнодорожной отрасли создала четырехуровневую герметичную защитную линию «вмещающие породы — первичная крепь — вторичная обделка — деформационный шов». Этот механизм обеспечивает управление рисками на протяжении всего жизненного цикла тоннеля — от изысканий и проектирования до строительства и эксплуатации. Данная технология обеспечила успешное строительство и эксплуатацию почти 500 газоносных тоннелей по всему Китаю.

Для решения проблемы значительных деформаций слабых пород в глубоких тоннелях Хэндуаньшаньского региона система создала систему идентификации рисков «точное измерение напряжений в горном массиве + мультифакторная совместная идентификация + интеллектуальная динамическая идентификация в процессе строительства», впервые обеспечив количественную и полную идентификацию риска значительных деформаций слабых пород. Кроме того, система впервые применила технологию активного контроля значительных деформаций, создала платформу интеллектуального мониторинга на всем жизненном цикле, сформировав замкнутый цикл «мониторинг-предупреждение — динамическая оптимизация проекта — быстрое усиление конструкции», что позволило успешно решить проблему контроля значительных деформаций величиной до 6 метров на глубине более 1000 метров и обеспечить безопасное строительство железных дорог Сычуань-Цинхай, Лицзян-Шангри-Ла, Дали-Жуйли и других.

Для борьбы с карстовыми опасностями данная технология использует четырехуровневый подход «макроскопическая идентификация — последовательная разведка — идентификация рисков — интеллектуальное восприятие» для скрытых карстовых образований, что позволяет точно выявлять очаги опасности. Система впервые применила технологию зонального дренажа для тоннелей в условиях высоконапорных водоносных карстовых пород, а также разработала комплекс методов обработки, включая новую выпуклую дренажную конструкцию и новую конструкцию деформационного шва для снижения давления и фильтрации, что обеспечило успешное завершение строительства десятков тоннелей с высоким риском карста, таких как высокоскоростные железные дороги Гуйян-Наньнин и Чэнду-Гуйян.

В области предотвращения и контроля горных ударов данная система на основе выяснения закономерностей зарождения горных ударов впервые создала механизм идентификации горных ударов с мультипольным сопряжением «сильное сжатие — высокое горное давление — хрупкие породы — возмущение от выемки», а также оснастила его системой мониторинга и предупреждения в реальном времени и системой безопасности. Соответствующие технологии обеспечили безопасное завершение строительства тоннеля Баюй на железной дороге Ласа-Ньингчи.

Для условий строительства тоннелей с высокими геотемпературами система на основе комплексной идентификации глубинной геотермальной проводимости, теплопроводности разломных структур, тепловой циркуляции подземных вод и тепловыделения при возмущении от выемки сформировала систему «циклическая разведка — динамическая оценка — интеллектуальное предупреждение», впервые предложила метод проектирования термостойкой крепи, разработала новое оборудование для охлаждения и защиты, что обеспечило безопасное ведение работ в высокотемпературных тоннелях с локальной температурой до 90°C и способствовало безопасному завершению проходки тоннеля Санчжулин на железной дороге Ласа-Ньингчи.

В China Railway Eryuan заявили, что будут продолжать углубленные исследования в области ключевых технологий подземного строительства, чтобы справляться с более глубокими, более опасными и более сложными геологическими условиями.