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十年鏖戰 成蘭鐵路隧道“洞穿”龍門山斷裂帶

發布時間:2022-04-27 10:21:00來源: 四川日報

  4月25日,成都至蘭(lan) 州鐵路躍龍門隧道實現全線貫通。綿陽市安州區高川鄉(xiang) 龍門山上,中鐵十九局成蘭(lan) 鐵路工程指揮部洋溢著歡樂(le) 的氣氛,建設者們(men) 喜不自勝,指揮部副總工程師劉國強百感交集:“修了10年,終於(yu) 通啦!”

  躍龍門隧道穿越龍門山斷裂帶,鐵路建設中遇到的多種難題在這裏集中呈現。十年鏖戰,躍龍門隧道終於(yu) 貫通,劉國強也從(cong) 入職新人成長為(wei) 公司骨幹,隧道建設之難不言而喻。

  在成蘭(lan) 鐵路公司成蘭(lan) 指揮部指揮長肖霞林看來,躍龍門隧道的貫通為(wei) 高原山區鐵路建設提供了寶貴經驗。

  突破 攻克建設中的“疊加”難題

  地震斷裂帶、斷層破碎帶、岩溶富水段、高地溫……躍龍門隧道建設中遇到的不良地質多達10餘(yu) 種,且這些不良地質的規模、難度大多首屈一指。

  “比如,因為(wei) 高地應力軟岩大變形,就出現了‘群洞效應’,3個(ge) 洞、多個(ge) 段同時變形加劇。”中鐵十九局成蘭(lan) 鐵路工程指揮部指揮長王海亮記得,2017年底,隧道左線、右線及位於(yu) 中間的平行導洞,以肉眼可見的速度同時加劇變形,洞內(nei) 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”帶來的變形沒用,工法一改再改也不見效,建設進度完全停滯。能否從(cong) 源頭上改變?建設者們(men) 思考著。

  建設中遇到的大變形是山體(ti) 內(nei) 部的應力發生變化所致。此前,鐵路建設應對大變形以“放”為(wei) 主,山體(ti) 變化會(hui) 自然達到一個(ge) 平衡點,或變化到一定程度時再幹預。但高地應力軟岩大變形,意味著山體(ti) 擠壓力更大、岩體(ti) 更軟,加之躍龍門隧道處於(yu) 龍門山斷裂帶,岩層較破碎,變形程度加劇。

  經過反複研究和試驗,建設者們(men) 提出“主動控製大變形”的理念,通過非爆開挖、超前探測地質、長短錨杆結合等方式,提前加固岩體(ti) ,與(yu) 變形“搶時間”,有效控製住變形。由中鐵十九局首創的“高地應力軟岩大變形兩(liang) 台階帶仰拱(短台階)快速封閉成環施工法”被全麵推廣到全國鐵路建設中,成為(wei) 全路推廣應用的針對大變形5種工法之一。

  在躍龍門隧道建設取得的眾(zhong) 多關(guan) 鍵技術成果中,“長大隧道洞內(nei) 智能物流組織”引發記者的好奇。工程建設緣何“跨界”智能物流?原來,躍龍門隧道是成蘭(lan) 鐵路全線長度超過20公裏的3個(ge) 隧道之一,雙洞加輔助施工通道總裏程達71公裏,規模為(wei) 全國第一。建設高峰時,同時布設了20多個(ge) 工作麵,每天200多台施工車輛進出洞。為(wei) 了確保安全、提高工效,智能物流組織應運而生,比如,洞內(nei) 智能交通指揮係統通過紅外感應定位器建立綠波帶,讓關(guan) 鍵車輛通行能一路綠燈,不堵車。

  取經科研創新鏟除“攔路虎”

  “這是灰岩,這是輝綠岩……”在中鐵十九局成蘭(lan) 鐵路工程指揮部的創新工作室裏,堆放著上百塊岩石,廖學才興(xing) 奮地介紹著他的“寶貝”——這些都是隨著建設推進,在不同地點、不同岩性位置取回來的樣品。

  廖學才是四川省地質礦產(chan) 勘查開發局區域地質調查隊的退休工程師,2018年被指揮部聘請到躍龍門隧道一線開展技術指導。“龍門山有著獨特的推覆結構,斷裂、折疊多,岩層分布極不整齊。”他說,在建設進度中,根據掌子麵岩石的岩性、構造、接觸麵,可預測前方岩變,從(cong) 而進行超前地質預報,為(wei) 隧道順利掘進提供技術支撐。

  岩石取樣帶來意外收獲。廖學才發現,隧道內(nei) 部分段落的岩性,和同一軸線的地表岩性不同,如果把收集到的上千個(ge) 樣品按坐標排列,相當於(yu) 劃出了龍門山區域埋深1400多米的精準地質圖。此前,受技術局限,對龍門山脈的地質調查主要在地表,經過躍龍門隧道建設,“第一次打開了龍門山”。

  進行地質超前預測,廖學才常與(yu) 瓦斯打交道。躍龍門隧道內(nei) 瓦斯、硫化氫兩(liang) 種有毒有害氣體(ti) 同時存在,尤其瓦斯濃度高,監測斷麵瓦斯逸出量最多時每分鍾有9立方米。在鐵路建設規範中,這一數字達0.5立方米就屬於(yu) 高瓦斯隧道。而且,由於(yu) 龍門山的特別構造,這裏的非煤地層附存於(yu) 岩層表麵,有毒有害氣體(ti) 用常規辦法難以有效探測,成為(wei) 施工安全的“攔路虎”。

  成蘭(lan) 鐵路公司向煤礦行業(ye) 取經,借鑒礦井的通風方法,從(cong) 川煤集團請來通風工程師石明燕,進行專(zhuan) 業(ye) 指導。經多方學習(xi) 、取經,結合自身實際,躍龍門隧道形成“主+局部”通風係統,並確定“以風定產(chan) ”的建設思路。每天,石明燕作為(wei) “通風總指揮”確定能送多少風後,再進行施工組織。“以風定產(chan) ”後,建設進度從(cong) 每月10米提高到每月15米。

  為(wei) 解決(jue) 建設難題,成蘭(lan) 鐵路公司組織參建單位和科研院校,開展了數十個(ge) 課題的工程試驗和科技攻關(guan) ,山東(dong) 大學、北京大學、西南交大等都參與(yu) 其中。“鐵路隧道能成功‘躍龍門’,在於(yu) 建設突破了行業(ye) 壁壘,集納多行業(ye) 之長。”肖霞林認為(wei) ,這體(ti) 現了我國多行業(ye) 、多領域的先進水平。

(責編: 於超)

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