十年鏖戰(zhàn) 成蘭鐵路隧道“洞穿”龍門(mén)山斷裂帶
4月25日,成都至蘭州鐵路躍龍門(mén)隧道實(shí)現(xiàn)全線貫通。綿陽(yáng)市安州區(qū)高川鄉(xiāng)龍門(mén)山上,中鐵十九局成蘭鐵路工程指揮部洋溢著歡樂(lè)的氣氛,建設(shè)者們喜不自勝,指揮部副總工程師劉國(guó)強(qiáng)百感交集:“修了10年,終于通啦!”
躍龍門(mén)隧道穿越龍門(mén)山斷裂帶,鐵路建設(shè)中遇到的多種難題在這里集中呈現(xiàn)。十年鏖戰(zhàn),躍龍門(mén)隧道終于貫通,劉國(guó)強(qiáng)也從入職新人成長(zhǎng)為公司骨干,隧道建設(shè)之難不言而喻。
在成蘭鐵路公司成蘭指揮部指揮長(zhǎng)肖霞林看來(lái),躍龍門(mén)隧道的貫通為高原山區(qū)鐵路建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
突破 攻克建設(shè)中的“疊加”難題
地震斷裂帶、斷層破碎帶、巖溶富水段、高地溫……躍龍門(mén)隧道建設(shè)中遇到的不良地質(zhì)多達(dá)10余種,且這些不良地質(zhì)的規(guī)模、難度大多首屈一指。
“比如,因?yàn)楦叩貞?yīng)力軟巖大變形,就出現(xiàn)了‘群洞效應(yīng)’,3個(gè)洞、多個(gè)段同時(shí)變形加劇?!敝需F十九局成蘭鐵路工程指揮部指揮長(zhǎng)王海亮記得,2017年底,隧道左線、右線及位于中間的平行導(dǎo)洞,以肉眼可見(jiàn)的速度同時(shí)加劇變形,洞內(nèi)混凝土不斷往下掉,用以支護(hù)的鋼架被擠壓得“嘎嘎”響,20厘米高寬的H型鋼扭成了麻花,有的還折斷了。
既有施工工法對(duì)“群洞效應(yīng)”帶來(lái)的變形沒(méi)用,工法一改再改也不見(jiàn)效,建設(shè)進(jìn)度完全停滯。能否從源頭上改變?建設(shè)者們思考著。
建設(shè)中遇到的大變形是山體內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化所致。此前,鐵路建設(shè)應(yīng)對(duì)大變形以“放”為主,山體變化會(huì)自然達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn),或變化到一定程度時(shí)再干預(yù)。但高地應(yīng)力軟巖大變形,意味著山體擠壓力更大、巖體更軟,加之躍龍門(mén)隧道處于龍門(mén)山斷裂帶,巖層較破碎,變形程度加劇。
經(jīng)過(guò)反復(fù)研究和試驗(yàn),建設(shè)者們提出“主動(dòng)控制大變形”的理念,通過(guò)非爆開(kāi)挖、超前探測(cè)地質(zhì)、長(zhǎng)短錨桿結(jié)合等方式,提前加固巖體,與變形“搶時(shí)間”,有效控制住變形。由中鐵十九局首創(chuàng)的“高地應(yīng)力軟巖大變形兩臺(tái)階帶仰拱(短臺(tái)階)快速封閉成環(huán)施工法”被全面推廣到全國(guó)鐵路建設(shè)中,成為全路推廣應(yīng)用的針對(duì)大變形5種工法之一。
在躍龍門(mén)隧道建設(shè)取得的眾多關(guān)鍵技術(shù)成果中,“長(zhǎng)大隧道洞內(nèi)智能物流組織”引發(fā)記者的好奇。工程建設(shè)緣何“跨界”智能物流?原來(lái),躍龍門(mén)隧道是成蘭鐵路全線長(zhǎng)度超過(guò)20公里的3個(gè)隧道之一,雙洞加輔助施工通道總里程達(dá)71公里,規(guī)模為全國(guó)第一。建設(shè)高峰時(shí),同時(shí)布設(shè)了20多個(gè)工作面,每天200多臺(tái)施工車(chē)輛進(jìn)出洞。為了確保安全、提高工效,智能物流組織應(yīng)運(yùn)而生,比如,洞內(nèi)智能交通指揮系統(tǒng)通過(guò)紅外感應(yīng)定位器建立綠波帶,讓關(guān)鍵車(chē)輛通行能一路綠燈,不堵車(chē)。
取經(jīng)科研創(chuàng)新鏟除“攔路虎”
“這是灰?guī)r,這是輝綠巖……”在中鐵十九局成蘭鐵路工程指揮部的創(chuàng)新工作室里,堆放著上百塊巖石,廖學(xué)才興奮地介紹著他的“寶貝”——這些都是隨著建設(shè)推進(jìn),在不同地點(diǎn)、不同巖性位置取回來(lái)的樣品。
廖學(xué)才是四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)的退休工程師,2018年被指揮部聘請(qǐng)到躍龍門(mén)隧道一線開(kāi)展技術(shù)指導(dǎo)?!褒堥T(mén)山有著獨(dú)特的推覆結(jié)構(gòu),斷裂、折疊多,巖層分布極不整齊?!彼f(shuō),在建設(shè)進(jìn)度中,根據(jù)掌子面巖石的巖性、構(gòu)造、接觸面,可預(yù)測(cè)前方巖變,從而進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),為隧道順利掘進(jìn)提供技術(shù)支撐。
巖石取樣帶來(lái)意外收獲。廖學(xué)才發(fā)現(xiàn),隧道內(nèi)部分段落的巖性,和同一軸線的地表巖性不同,如果把收集到的上千個(gè)樣品按坐標(biāo)排列,相當(dāng)于劃出了龍門(mén)山區(qū)域埋深1400多米的精準(zhǔn)地質(zhì)圖。此前,受技術(shù)局限,對(duì)龍門(mén)山脈的地質(zhì)調(diào)查主要在地表,經(jīng)過(guò)躍龍門(mén)隧道建設(shè),“第一次打開(kāi)了龍門(mén)山”。
進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)測(cè),廖學(xué)才常與瓦斯打交道。躍龍門(mén)隧道內(nèi)瓦斯、硫化氫兩種有毒有害氣體同時(shí)存在,尤其瓦斯?jié)舛雀?,監(jiān)測(cè)斷面瓦斯逸出量最多時(shí)每分鐘有9立方米。在鐵路建設(shè)規(guī)范中,這一數(shù)字達(dá)0.5立方米就屬于高瓦斯隧道。而且,由于龍門(mén)山的特別構(gòu)造,這里的非煤地層附存于巖層表面,有毒有害氣體用常規(guī)辦法難以有效探測(cè),成為施工安全的“攔路虎”。
成蘭鐵路公司向煤礦行業(yè)取經(jīng),借鑒礦井的通風(fēng)方法,從川煤集團(tuán)請(qǐng)來(lái)通風(fēng)工程師石明燕,進(jìn)行專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)。經(jīng)多方學(xué)習(xí)、取經(jīng),結(jié)合自身實(shí)際,躍龍門(mén)隧道形成“主+局部”通風(fēng)系統(tǒng),并確定“以風(fēng)定產(chǎn)”的建設(shè)思路。每天,石明燕作為“通風(fēng)總指揮”確定能送多少風(fēng)后,再進(jìn)行施工組織?!耙燥L(fēng)定產(chǎn)”后,建設(shè)進(jìn)度從每月10米提高到每月15米。
為解決建設(shè)難題,成蘭鐵路公司組織參建單位和科研院校,開(kāi)展了數(shù)十個(gè)課題的工程試驗(yàn)和科技攻關(guān),山東大學(xué)、北京大學(xué)、西南交大等都參與其中?!拌F路隧道能成功‘躍龍門(mén)’,在于建設(shè)突破了行業(yè)壁壘,集納多行業(yè)之長(zhǎng)。”肖霞林認(rèn)為,這體現(xiàn)了我國(guó)多行業(yè)、多領(lǐng)域的先進(jìn)水平。
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專(zhuān)家解讀:歷時(shí)近10年打通 成蘭鐵路如何“躍龍門(mén)”?
4月25日,中國(guó)鐵路建設(shè)者在此創(chuàng)造了工程奇跡——成蘭鐵路躍龍門(mén)隧道全線貫通。該隧道長(zhǎng)約20公里,從四川盆地向青藏高原攀升,穿越了十余種不良地質(zhì),創(chuàng)造了4項(xiàng)全國(guó)第一,屬于極高風(fēng)險(xiǎn)隧道。[詳細(xì)] -
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歷時(shí)10年掘進(jìn) 成蘭鐵路躍龍門(mén)隧道全線貫通
25日上午,隨著躍龍門(mén)隧道右線最后1米拱部圍巖的鑿?fù)?,?biāo)志著成都至蘭州鐵路控制性工程躍龍門(mén)隧道,歷時(shí)10年的艱苦鏖戰(zhàn)順利貫通。 [詳細(xì)]
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