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十年鏖戰(zhàn) 成蘭鐵路隧道“洞穿”龍門山斷裂帶

發(fā)布時間:2022-04-27 10:21:00來源: 四川日報

  4月25日,成都至蘭州鐵路躍龍門隧道實現(xiàn)全線貫通。綿陽市安州區(qū)高川鄉(xiāng)龍門山上,中鐵十九局成蘭鐵路工程指揮部洋溢著歡樂的氣氛,建設(shè)者們喜不自勝,指揮部副總工程師劉國強百感交集:“修了10年,終于通啦!”

  躍龍門隧道穿越龍門山斷裂帶,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),躍龍門隧道終于貫通,劉國強也從入職新人成長為公司骨干,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肖霞林看來,躍龍門隧道的貫通為高原山區(qū)鐵路建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗。

  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……躍龍門隧道建設(shè)中遇到的不良地質(zhì)多達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,因為高地應(yīng)力軟巖大變形,就出現(xiàn)了‘群洞效應(yīng)’,3個洞、多個段同時變形加劇。”中鐵十九局成蘭鐵路工程指揮部指揮長王海亮記得,2017年底,隧道左線、右線及位于中間的平行導(dǎo)洞,以肉眼可見的速度同時加劇變形,洞內(nèi)混凝土不斷往下掉,用以支護的鋼架被擠壓得“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“群洞效應(yīng)”帶來的變形沒用,工法一改再改也不見效,建設(shè)進度完全停滯。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)對大變形以“放”為主,山體變化會自然達到一個平衡點,或變化到一定程度時再干預(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,加之躍龍門隧道處于龍門山斷裂帶,巖層較破碎,變形程度加劇。

  經(jīng)過反復(fù)研究和試驗,建設(shè)者們提出“主動控制大變形”的理念,通過非爆開挖、超前探測地質(zhì)、長短錨桿結(jié)合等方式,提前加固巖體,與變形“搶時間”,有效控制住變形。由中鐵十九局首創(chuàng)的“高地應(yīng)力軟巖大變形兩臺階帶仰拱(短臺階)快速封閉成環(huán)施工法”被全面推廣到全國鐵路建設(shè)中,成為全路推廣應(yīng)用的針對大變形5種工法之一。

  在躍龍門隧道建設(shè)取得的眾多關(guān)鍵技術(shù)成果中,“長大隧道洞內(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,躍龍門隧道是成蘭鐵路全線長度超過20公里的3個隧道之一,雙洞加輔助施工通道總里程達71公里,規(guī)模為全國第一。建設(shè)高峰時,同時布設(shè)了20多個工作面,每天200多臺施工車輛進出洞。為了確保安全、提高工效,智能物流組織應(yīng)運而生,比如,洞內(nèi)智能交通指揮系統(tǒng)通過紅外感應(yīng)定位器建立綠波帶,讓關(guān)鍵車輛通行能一路綠燈,不堵車。

  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,在不同地點、不同巖性位置取回來的樣品。

  廖學(xué)才是四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊的退休工程師,2018年被指揮部聘請到躍龍門隧道一線開展技術(shù)指導(dǎo)。“龍門山有著獨特的推覆結(jié)構(gòu),斷裂、折疊多,巖層分布極不整齊?!彼f,在建設(shè)進度中,根據(jù)掌子面巖石的巖性、構(gòu)造、接觸面,可預(yù)測前方巖變,從而進行超前地質(zhì)預(yù)報,為隧道順利掘進提供技術(shù)支撐。

  巖石取樣帶來意外收獲。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樣品按坐標排列,相當于劃出了龍門山區(qū)域埋深1400多米的精準地質(zhì)圖。此前,受技術(shù)局限,對龍門山脈的地質(zhì)調(diào)查主要在地表,經(jīng)過躍龍門隧道建設(shè),“第一次打開了龍門山”。

  進行地質(zhì)超前預(yù)測,廖學(xué)才常與瓦斯打交道。躍龍門隧道內(nèi)瓦斯、硫化氫兩種有毒有害氣體同時存在,尤其瓦斯?jié)舛雀撸O(jiān)測斷面瓦斯逸出量最多時每分鐘有9立方米。在鐵路建設(shè)規(guī)范中,這一數(shù)字達0.5立方米就屬于高瓦斯隧道。而且,由于龍門山的特別構(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,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,從川煤集團請來通風(fēng)工程師石明燕,進行專業(yè)指導(dǎo)。經(jīng)多方學(xué)習(xí)、取經(jīng),結(jié)合自身實際,躍龍門隧道形成“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,再進行施工組織?!耙燥L(fēng)定產(chǎn)”后,建設(shè)進度從每月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,開展了數(shù)十個課題的工程試驗和科技攻關(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’,在于建設(shè)突破了行業(yè)壁壘,集納多行業(yè)之長?!毙は剂终J為,這體現(xiàn)了我國多行業(yè)、多領(lǐng)域的先進水平。

(責(zé)編: 于超)

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