這條超難隧道“躍龍門”背後……
隧道內(nei) 工作場景。成蘭(lan) 鐵路公司供圖
連接成都、蘭(lan) 州的成蘭(lan) 鐵路穿過龍門山中部,從(cong) 成都平原向青藏高原攀爬,建設難度之大、安全風險之高、環保控製之嚴(yan) ,世所罕見。作為(wei) 工程試驗段先行建設的成(都)川(主寺)段位於(yu) 四川省境內(nei) ,其長達20公裏的躍龍門隧道穿越龍門山斷裂帶,從(cong) 2013年建設以來,相繼遇到高瓦斯、高岩溫、高地應力、硫化氫、岩溶富水、軟岩大變形等“攔路虎”,被視作全線“超難隧道”。
經過近9年的奮戰,11月28日,躍龍門隧道左線實現貫通。“超難隧道”如何成功“躍龍門”?
地處汶川地震災害核心區,地形陡峻,嶺穀高差懸殊大,地質災害頻發
科學應對,用科研和技術創新攻堅破難
“超難隧道”建設難在哪?中鐵二院成蘭(lan) 鐵路項目經理周躍峰介紹,成蘭(lan) 鐵路工程地質條件的複雜程度在世界鐵路建設曆史上極為(wei) 罕見,而躍龍門隧道地處汶川地震災害核心區,地形陡峻,嶺穀高差懸殊大,地質災害頻發,“是成蘭(lan) 鐵路難上之難”。
這條隧道有幾個(ge) 全國第一:輔助坑道規模全國第一,早古生界非煤有害氣體(ti) 逸出段落長度全國第一,5億(yi) 年前寒武係高地應力軟岩變形段落的長度全國第一,單隧穿越地質地層時空長度全國第一。
麵對困難,建設者們(men) 科學應對。中鐵十九局成蘭(lan) 鐵路項目副總工程師劉國強的辦公室門口,掛著“劉國強勞模和工匠人才創新工作室”等4個(ge) 牌子。“這個(ge) 創新工作室專(zhuan) 門開展施工重難點的技術創新,目的隻有一個(ge) :早日打通躍龍門隧道。”劉國強說,工作室17人均是生產(chan) 骨幹及技術人員,囊括隧道建設各工種。
工作室帶頭人除了劉國強,還有他的師父、中鐵十九局首席隧道專(zhuan) 家王俊濤。兩(liang) 人從(cong) 2013年躍龍門隧道開建之時就來到現場,和中鐵二院、北京交通大學、西南交通大學、山東(dong) 大學等科研單位和院校合作,開展課題研究。
2016年,隧道將下穿高川河,由於(yu) 多年山洪泥石流,河底堆積物太多,常規辦法難以判斷河床的真正位置。劉國強和山東(dong) 大學合作,開展超前地質預報探測的研究,準確探明前方富水體(ti) 的精確位置、富水量的大小、破碎帶的規模等,確定施工方法、加固措施和治水措施,安全、成功穿過高川河。該課題“深長隧道重大突湧水災害預測預警與(yu) 風險控製關(guan) 鍵技術”獲得山東(dong) 省科學進步一等獎。
高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體(ti) 和軟岩大變形同時出現
遭遇瓶頸,整整10個(ge) 月沒有一尺進度
躍龍門隧道內(nei) ,多條施工通道交錯,全隧道有130多個(ge) “十字”和“丁字”交叉路口。為(wei) 指引安全,洞內(nei) 特意設置了交通燈。建設高峰期,僅(jin) 3號斜井每天進出車輛就達560車次,為(wei) 此,建設者特意研發了“長大隧道施工交通調度安全管控係統”,進行綜合調度。
這樣的綜合施策,是躍龍門隧道建設的一大特點。成蘭(lan) 鐵路有限責任公司成蘭(lan) 指揮部指揮長肖霞林介紹,躍龍門隧道的10餘(yu) 種不良地質,單個(ge) 攻破都有一定難度,它們(men) 聚集在一個(ge) 洞內(nei) ,難度係數成幾何倍數的增長。
2017年底,躍龍門隧道遇到前所未有的嚴(yan) 峻挑戰:高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體(ti) 和軟岩大變形同時出現,整整10個(ge) 月的時間,隧道沒有一尺進度。“建設陷入一個(ge) 死循環。”劉國強說,應對軟岩大變形,需要爆破後在岩壁上快速打錨注漿,但一打洞,有毒有害氣體(ti) 就溢出,且濃度極高,現場監測儀(yi) 器一直報警,完全無法施工。
思路決(jue) 定出路。項目部鎖定“通風”這個(ge) 症結,成立隧道通風施工技術研究中心,專(zhuan) 研如何有效提高通風量。在嚐試鐵路建設的方法後,他們(men) 又向行業(ye) 外“借智”,經過無數次嚐試,獨創“特長型高瓦斯隧道階段型動態施工通風技術”,建立“主+局部”的9級通風係統,徹底解決(jue) 特長型、複雜型隧道施工通風安全及高瓦斯管控的難題。
“在躍龍門隧道,通風已經從(cong) 輔助施工手段變為(wei) 主要施工舉(ju) 措。”劉國強說,建立通風網絡係統後,技術人員每天根據生產(chan) 計劃、地質情況、安全風險等確定通風方案,再根據通風的條件來進行施工組織。
躍龍門隧道的有毒有害氣體(ti) 為(wei) 非煤層溢出,沒法提前監控或采取舉(ju) 措控製其變量。中鐵五局發明了“土辦法”:用堿性的石灰來中和酸性的硫化氫。瓦斯監測班組負責人朱培江說,隨著掌子麵的推進,洞內(nei) 建立噴淋係統,噴灑石灰水來稀釋空氣中的硫化氫濃度。
正是需要一鼓作氣接著幹的時候,一些人卻打起“退堂鼓”
艱苦奮戰,“不躍龍門誓不還”
2019年,躍龍門隧道建設已度過最艱難的時候,中鐵十九局成蘭(lan) 項目指揮部卻喊出“不躍龍門誓不還”的口號。這是怎麽(me) 回事呢?
“建設的辦法找到了,需要落實到生產(chan) 上,但是,有一部分人卻失去了信心。”指揮長王海亮回憶。2017年底,王海亮剛剛接棒指揮長,躍龍門隧道建設就進入“瓶頸”。其間,他帶著項目部的技術人員、業(ye) 務骨幹,反複求教、反複試驗,直至找到有效的解決(jue) 辦法。正是需要一鼓作氣接著幹的時候,項目部一些人卻打起“退堂鼓”。
2012年躍龍門隧道建設籌備之際,王海亮就來到現場,2017年底接棒指揮長至今。“來之前我就想,5年不行就7年嘛,沒想到足足幹了9年。”他說,躍龍門隧道難建,早有心理準備,但沒想到這麽(me) 難建。
大家的心情能夠理解,但是,建設到了這一步,不進則退!王海亮召集班組長以上骨幹開“反思會(hui) ”,鼓勵大家以“破釜沉舟”的心態繼續推進建設,並喊出“不躍龍門誓不還”的口號。
這種不退縮的幹勁直接影響著建設的進度。項目部測量隊隊長趙小劍是一名“90後”,別看他身板瘦小,但是工作起來卻極其拚命。測量是在隧道中“定準”,為(wei) 掘進找準方向,每次爆破後,他都第一個(ge) 衝(chong) 上去,迎著煙塵、頂著滲水定下點:“打這兒(er) !”
長達20公裏的躍龍門隧道貫通後,其接口的橫向誤差值28毫米、高程18毫米,分別是規範要求誤差值的7%和1/3,精度極高。
在隧道左線貫通儀(yi) 式上,中國工程院院士李術才、北京交通大學博士生導師吳旭發來視頻,祝賀建設者們(men) “喜躍龍門”。他們(men) 動情地說:“感謝你們(men) 不畏艱難、艱苦奮戰,成功打通躍龍門隧道,為(wei) 中國乃至世界高原山區鐵路建設提供了寶貴經驗。”
躍龍門隧道3號斜井的入口放置著一塊大石頭,待明年雙線貫通後,一首已經寫(xie) 好的“躍龍門賦”將刻印其上,記錄這段攻堅克難的建設曆程。
朱培江則有個(ge) 願望:等成蘭(lan) 鐵路通車後,要帶上在貴州的家人,“走我修過的鐵路,坐火車去九寨溝,看川西高原美景!”
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