成自宜高鐵最長最難隧道貫通 建設過程中遭遇三大“攔路虎”
人民網成都5月30日電 (郭瑩)歷經821天的緊張施工,今日,成都至自貢至宜賓高速鐵路(以下簡稱成自宜高鐵)控制性工程白云山隧道順利貫通。
成自宜高鐵是國家“八縱八橫”高速鐵路網中京昆通道的重要組成部分,設計時速350公里,預計2023年底建成通車。此次貫通的白云山隧道位于內江市資中縣、威遠縣境內,全長13340米,是全線最長的隧道,也是修建難度最高一座隧道。建設者通過科學施工,埋頭苦干,攻堅克難,最終啃下這塊“硬骨頭”。
極高風險隧道 建設過程險象環生
白云山隧道貫通現場,最后1米拱部巖體被鑿通。成蘭鐵路有限公司供圖
白云山隧道地處四川威遠穹隆地貌核心部位,地質異常復雜,掘進過程中,持續不斷溢出瓦斯等有毒有害氣體、穿越煤層及老窯采空區、下穿多座水庫,成為建設者最頭疼的三大難題。
首當其沖的就是高瓦斯。白云山隧道穿越的地質存在天然氣與煤層瓦斯疊加,掘進過程中,有毒瓦斯氣體不斷溢出,掌子面底板積水處常見氣泡不斷冒出,就像開水沸騰一樣。有的段落,瓦斯壓力較大,鉆孔涌水會瞬間噴射出來,當瓦斯溢出量特別大的時候,隧底瓦斯探孔甚至會出現瓦斯將孔內水壓噴至隧道拱頂現象。
“瓦斯無色無味,不易被發現。我們采用24小時人工檢測和自動監測相結合的方式,配備專業瓦斯監測班組,監測人員三班倒,每隔3個小時進行一次監測,即時監控氣體溢出情況。”中鐵十二局成自高鐵工程指揮部安全總監趙凱說,全隧安裝了風電瓦電閉鎖系統,“一旦瓦斯濃度達到0.3%,隧道安全設備就會自動報警,通知工人撤出;超過0.5%,電源便會自動切斷,有效保障施工安全。”
第二個難點是隧道穿越煤層及采空區。白云山隧道地處威遠穹隆地貌核心部位,附近煤炭資源豐富,過往煤礦開采后形成采空區。從設計施工圖上看,白云山隧道正好就在采空區縫隙里穿越。采空區內留存大量聚集渣土和積水,拱頂距采空區最短距離僅2.2米,建設過程中,施工人員必須小心翼翼,否則,突涌的礦渣流水會瞬間灌滿整個隧道。
2021年8月,隧道3#斜井在超前鉆探過程中發現大面積采空區,打孔瞬間水流噴涌而出,建設一度停滯3個多月。為了解決這一問題,建設者加強隧道地質超前預報,在原有支護外層添設套拱,起到穩定支撐作用。后期通過水泵連續不斷抽水,注漿堵水,減少水患影響。
“第三個難點是隧道下穿多座水庫。”中鐵十二局成自高鐵工程指揮部工程部長景銀豐介紹,隧道途徑地段水庫密集,13公里隧道下穿或側穿7座水庫,建設者必須提前探明前方的水系、加強超前地質預報,圍巖監控量測,縮短開挖進尺,規避涌水對施工進度影響。
科學施工組織 提前一個月完成建設
施工難度大,中途一度停滯,工期卻提前了1個月,究其原因,科學的施工組織、緊密工序銜接以及充足的人力機械投入是關鍵。
施工現場,焊花飛濺。成蘭鐵路有限公司供圖
中鐵十二局成自高鐵工程指揮部指揮長李心平說,白云山隧道屬于極高風險隧道,瓦斯含量高。按規定,這樣的隧洞每個獨頭通風最長不能超過2公里。“因此,隧道廣開作業面,共設6座斜井、1座副斜井、13個掌子面,同步施工,在確保安全的前提下大幅提升效率。”
“普通隧道,一個掌子面在施工高峰期用工人數在七八十號人左右,但我們每個掌子面用工人數超過一百人。”為了促進工序緊密銜接,實現專項專班,項目部設置了多個班組,包括通風班組、瓦斯檢測班組、開挖支護班組、注漿班組等,一個工序完成后,下一個班組立即接上,保證流暢作業,效率大幅提升。
在機械投入方面,隧道采用大型機械化配套施工,配置應用了三臂鑿巖臺車、拱架安裝機、二襯智能臺車等全機械化配套施工設備,從超前地質預報、鉆爆到襯砌混凝土澆筑、養護等全工藝流程的機械化配套設備循環作業。
李心平曾經參建過多座隧道建設,是一個不折不扣的“鐵路老兵”。在他看來,在自己參與的所有項目中,白云山隧道修建難度居首。他說:“隧道貫通后,隧道通風情況得到極大改善,高瓦斯危害基本解除,施工步入‘快車道’。”
“目前,成自宜高鐵建設已進入全面沖刺階段,工程路基及橋梁隧道已經完成85%以上。”成蘭鐵路公司成自宜鐵路建設指揮部指揮長張宗偉透露,項目預計今年11月底鋪軌,明年年底開通。開通后,線路在宜賓地區與渝昆高鐵、成貴高鐵相銜接,今后從成都到自貢40分鐘,到宜賓僅需1小時左右。
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