今天上午9时19分,中国铁建所属铁一院勘察设计、十九局集团承建的世界最难隧道工程——兰渝铁路胡麻岭隧道胜利贯通,为了列车能在5分钟内快速通行,建设者在这座13.6公里的隧道,奋斗了长达8年之久。
在施工现场,中央电视台进行了近10分钟的现场直播。
兰渝铁路是连接我国西南和西北地区最便捷的铁路大通道,胡麻岭隧道是决定其能否贯通的“头号重难点控制性工程”,也是全线最后一座贯通的隧道。
百年前,孙中山设想建设的国家铁路大动脉——兰渝铁路是我国铁路建设史上难啃的“硬骨头”。新中国成立之初,苏联援建专家认为“修通兰渝铁路的愿望根本无法达成”;国际工程地质与环境协会(IAEG)主席、西班牙马德里理工大学CarlosDelgado教授在考察时也表示,“在流沙中修隧道,这在世界隧道工程中属于首例”。“兰渝难”已成中国铁路界的共识。
隧道航拍
隧道建设怕硬不怕软,胡麻岭隧道则是千里兰渝线第三系富水粉细砂层隧道群的典型代表,地质比玉米粥还稀,比豆腐还软,38批国内外专家先后会诊难题,连德国专业团队都折戟胡麻岭。中国铁建迎难而上,创新总结形成一系列工艺工法,把外国人认为的不可能变为现实,使中国隧道建造水平登上崭新台阶。
为什么这条隧道需要建设八年之久?到底难在哪里?
1、国内罕见、世界难题
胡麻岭隧道施工至2011年8月19日,1号、2号斜井间仅剩173米,却遭遇“第三系富水粉细砂”地层,涌出的泥砂如泥石流一样,特别是3号斜井,水流呈喷射状,日均突水量竟达到1200立方米,隧道作业如同“在软豆腐中打洞”。
这里的地质以第三系泥岩、砂岩夹泥岩、富水粉细砂为主,泥沙含水量高达24%。传统的注浆及降水措施收效甚微,施工过程中边挖边流,稍有不慎就会变形和塌方。施工中曾先后发生4次大规模突水涌泥,共计涌出沙土5万立方米、泥浆15万立方米,抽出的水多达80万立方米。
掌子面大规模突水
2、三法合一、综合降水
经过对各种工艺试验的总结分析,中国铁建的工程技术人员提出将矿山法、新奥法和新意法“三法合一”,辅以综合降水、注浆固结措施的新思路。
九部双侧壁导坑法施工
在斜井内采用三台阶临时仰拱法,将作业面自上而下分为三个台阶开挖,各台阶成环受力。在正洞内采用九部双侧壁导坑法,将掌子面分割为九小块,每部分都使用钢架封闭成环,依靠强力支护措施控制围岩变形。
超前真空降水
同时在真空降水和注浆加固的过程中,使用浅埋段地表井降水工艺,在作业面前方和两侧地表钻井至隧道下方,再利用抽水机械排水。浅埋段地表可以方便快速成井,成井后降水漏斗亦可快速形成,降水效果非常明显。
3、战突水、斗涌泥
在隧道施工进入深埋段落,1号、2号斜井首先进入长段落高压富水区。1号斜井掌子面一侧泥沙突然连续向外涌动,光是涌出的固体砂土每天可达1600立方米,作业人员先后设置五道挡泥坝,最后一直到距离掌子面210米时,才勉强将泥沙挡住;而2号斜井也出现整体涌动,涌出体缓慢外挤至距掌子面41米处暂时稳定下来,涌出砂土总量达5000多立方米。
突水涌泥量之大严重影响施工
像这样的突水涌泥经常发生,往往清理还没多久,又发生新的突涌,隧道施工每月只能掘进8.2米。
施工技术人员和各方专家借鉴前期浅埋段地表井降水的良好效果,把目光放在了地表深井降水方案上,由于地质易塌孔,成井率很低,他们使用国内最先进的打井技术和作业设备,数次废井、更换十余种护壁泥浆配方,终于成功成井。隧道施工进度明显加快,每月平均掘进达到15米,其中五号洞单月开挖达27米,功效平均提高两倍以上。
在地表井口抽出大量泥浆
4、综合发力、决胜胡麻岭
2015年10月,胡麻岭隧道只剩最后700多米却出现新状况:剩余的9个作业口中,竟有6个口同时进入高压富水区,即使不间断抽水也跟不上地下水的补充速度。如果暂停地表深井抽水,隧道内则瞬间一片汪洋。同时,1号斜井再次发生超大规模突水涌泥,数千立方米已经固结如石的围岩,在巨大压力下被推出几十米,200米以上的地表竟出现大规模塌陷。
李克强总理在视察兰渝线时做出重要指示:“铁路对西部发展有重要意义。在西部山区修铁路非常艰苦,但你们是用艰辛和努力为西部贫困人口打开致富大门。一定要既保证工程质量,又保证自身安全。”
中国铁路总公司领导及各司局、甘肃省政府、中国铁建等领导纷纷进驻现场考察献策、激励士气,参建各方综合发力:铁一院精细查明1号、2号区间的每一处大小空腔;十九局集团调集石油钻机进行精准灌浆回填、掌子面帷幕注浆、降水泄压作业……
隧道贯通
之后,胡麻岭隧道施工不断掀起高潮,5号斜井创造每月施工35米的新记录!开挖的同时,施工人员采用“双液回退劈裂注浆”新工艺,提升掌子面开挖与加固的安全作业性。6米、5米、4米……2017年6月19日9时19分,胡麻岭隧道终于贯通!
欢呼声在幽暗的隧道里经久不息,很多人留下了激动的泪水。8年,人生能有多少个8年呢?他们抛家舍业地奋战在隧道里,青年变壮汉,中年鬓发白……
中国铁建人无怨无悔、迎难而上,不仅创造了复杂地质条件下长大隧道施工作业无人伤亡的记录,还创新总结形成一系列复杂地质条件下隧道施工工艺工法,把外国人认为的不可能变为现实,使中国隧道建造水平登上崭新台阶。
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