專家解讀:曆時近10年打通 成蘭鐵路如何“躍龍門”?
在綿陽市安州區高川鄉(xiang) 海拔2000多米的地方,蔥鬱植被覆蓋連綿群山,與(yu) 白雲(yun) 藍天交相呼應。然而,美景之下掩藏的卻是極其複雜多變的不良地質,因為(wei) 這裏正處於(yu) 龍門山地震斷裂帶。
4月25日,中國鐵路建設者在此創造了工程奇跡——成蘭(lan) 鐵路躍龍門隧道全線貫通。該隧道長約20公裏,從(cong) 四川盆地向青藏高原攀升,穿越了十餘(yu) 種不良地質,創造了4項全國第一,屬於(yu) 極高風險隧道。
在近10年的施工中,建設者如何克服困難挑戰不可能?4月25日,記者采訪了躍龍門隧道項目主要負責人。
穿越龍門山斷裂帶
創造4項全國第一
躍龍門隧道建設難度有多大?作為(wei) 項目承建方之一,中鐵十九局成蘭(lan) 鐵路工程指揮部總工劉國強先從(cong) 看得到的地形地貌進行了解釋。隧道位於(yu) 綿陽安州區高川鄉(xiang) 與(yu) 阿壩州茂縣土門鎮之間,穿越龍門山山脈,地形陡峻、嶺穀高差懸殊大。線路從(cong) 四川盆地向青藏高原攀升,高差達到346.3米。
掩藏在地形之下的,是看不見的地質條件。
“隧道沿線不良地質複雜多變,屬於(yu) 極高風險隧道。”劉國強說,高裂度地震活動斷裂帶、岩溶富水帶、下穿激流溝壑、高地應力、高地溫、軟岩大變形、岩爆……十餘(yu) 種不良地質集合於(yu) 此。隧道內(nei) 有高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體(ti) ,隧道外部環境受“5·12”汶川地震影響,極易發生危岩落石、山體(ti) 滑坡、泥石流等地質災害。
作為(wei) 我國在建鐵路最為(wei) 艱難的越嶺隧道之一,躍龍門隧道創造了4項全國第一: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。
遭遇最大“攔路虎”
整整10個(ge) 月掘進受阻
麵對前所未見的地質條件和無先例參考的現實,從(cong) 躍龍門隧道開工之初,建設者就做足了攻關(guan) 準備。以劉國強為(wei) 帶頭人的“劉國強勞模和工匠人才創新工作室”圍繞該隧道創建了11項課題,中鐵十九局還與(yu) 中鐵西南科學研究院有限公司、山東(dong) 大學、西南交通大學、北京交通大學等科研單位和院校合作,逐一攻堅克難。
然而,隧道施工最大的“攔路虎”,還是在2018年出現了。
劉國強說,2018年1月,隧道出現了嚴(yan) 重的“軟岩大變形群洞變形效應”。“要破解軟岩大變形就需要在初支完畢後快速打錨杆注漿,但錨杆孔打多了,原本賦存在圍岩裏的瓦斯就會(hui) 立即溢出來,且濃度極高,現場監測儀(yi) 器立馬就會(hui) 報警,施工隊就得立即停工撤離。”劉國強說,這樣反複的幹擾對施工組織造成很大影響,整整10個(ge) 月,掘進速度嚴(yan) 重受阻。
向行業(ye) 外“借智”
建立多級通風係統
麵對施工困境,參建人員“逐個(ge) 擊破”。一方麵,他們(men) 將原有中間平導的位置進行了外移調整,以減弱“群洞”影響;另一方麵,成立了隧道通風施工技術研究中心,專(zhuan) 門研究如何有效提高通風量,解決(jue) 有毒有害氣體(ti) 的排出。
“在嚐試了鐵路行業(ye) 的多種方法後,我們(men) 又向行業(ye) 外‘借智’。”劉國強說,他們(men) 從(cong) 礦業(ye) 借鑒經驗,經過科學的計算和通風模型驗算,並加以現場實踐,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”的多級通風係統,徹底解決(jue) 了特長型、複雜型隧道施工通風安全及高瓦斯管控的難題。
此外針對大變形,他們(men) 采用“主動控製”的理念,結合躍龍門隧道“快挖快噴、快支快錨”的隧道機械化配置配套施工體(ti) 係,首創了軟岩大變形兩(liang) 台階帶仰拱(短台階)快速封閉成環施工工法,終於(yu) 走出了施工“死循環”。
4月25日上午,隨著最後1米拱部圍岩被鑿通,經曆近10年建設,躍龍門隧道終於(yu) 貫通。至此,影響成蘭(lan) 鐵路全線建設的“腸梗阻”被打通,它也為(wei) 中國乃至世界高原山區鐵路建設提供了寶貴經驗。
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