堅守3500多天 攻克世界級工程難題
打通川青“腸梗阻” 德勝隧道終得勝
川青鐵路青白江至鎮(zhèn)江關段自2023年11月28日正式開通運營以來,旅客發(fā)送量屢創(chuàng)新高。這條從平原開往高原的鐵路線,已成為游客青睞的網(wǎng)紅線。5月11日,一則好消息從四川省阿壩州松潘縣境內(nèi)傳來,歷時10年修筑,川青鐵路全線控制性工程德勝隧道終于被打通。
這意味著,川青鐵路成黃段全線貫通。未來,從成都出發(fā),乘坐高鐵可直達5A級旅游景區(qū)黃龍、九寨溝,再無阻礙。
川青鐵路成都東至黃勝關段走向示意圖。成蘭鐵路公司供圖
掘進,打通生命線、旅游線
假定列車以時速200公里行駛,預計7分鐘可通過德勝隧道。為了這短短的7分鐘,鐵路建設者在莽莽高原堅守了3500多天,才攻克下這道世界級的工程難題。
德勝隧道洞身位于龍門山、西秦嶺和岷江3條活動斷裂帶交匯區(qū)域,這里是我國地形地質條件最復雜的地區(qū)之一,地質災害頻發(fā)。
隧道從2014年9月啟動建設,前期勘探設計就持續(xù)了整整6年。這期間,專業(yè)人員扎根山嶺,完成了80.4平方公里的地理勘測,前后進行了十余次線路方案的優(yōu)化,最終確定這近23公里隧道線路的走向。
既然困難重重,為何執(zhí)著選址于此?
德勝隧道洞口。成蘭鐵路公司供圖
據(jù)中鐵二院德勝隧道設計負責人尹厚繼介紹,德勝隧道所處區(qū)域百年內(nèi)發(fā)生過5次以上的7級地震,隧道抗震設防為8度,在極端災害情況下,能夠肩負起生命通道和物資運輸通道的作用。另外,鐵路選線采取先定車站后定線路的原則。川青鐵路松潘車站是全線重要的經(jīng)濟據(jù)點,交通輻射范圍覆蓋九寨黃龍景區(qū),車站的位置一經(jīng)確定,德勝隧道所處山嶺地區(qū)就成為川青鐵路這條樞紐干線的必經(jīng)之地。這樣一來,旅游資源效益便實現(xiàn)了最大化。
選線難,建設更難。通常情況下,一條23公里的山嶺鐵路隧道,建設周期在4年左右,德勝隧道建設持續(xù)10年,其過程可謂險象環(huán)生。
俯瞰隧道。成蘭鐵路公司供圖
由于這條隧道地處岷江峽谷地帶,周邊松散巖堆密集,受“5.12”汶川特大地震等多次震后效應影響,隧道自2014年開工以來,多次受到泥石流、滑坡、強降雨等災害影響,給建設者人身安全造成極大威脅。中鐵二局德勝隧道指揮部常務副經(jīng)理王淵至今對發(fā)生在2021年的一次泥石流心有余悸,“當時,我和同事正在4號橫洞附近的工程駐地,十幾秒鐘,奔涌而下的泥石流便沒過了我們的腿肚子。”
“還有一次,G213國道因山體滑坡被阻斷,物料運輸只能繞行小路,原本300公里的運輸距離,貨車多繞了500公里,多花了2天時間才運攏。”王淵說。
和普通支撐用鋼材比較,德勝隧道用于支撐的鋼材要大一號。上面為普通工字鋼,下面為德勝使用的H型鋼。人民網(wǎng)記者 郭瑩攝
不僅有外患,也有內(nèi)憂。德勝隧道周邊地表水系發(fā)達,隧道附近有一條常年有水的沖溝與隧道伴行,水位高于隧道,加上隧道本身巖石裂隙多,透水性較強,加大了隧道涌突水風險。2018年,隧道4號橫洞工區(qū)發(fā)生涌水突泥,造成160米隧道仰拱瞬間被淹沒,重達百噸工程臺車被徹底損毀。
然而,最令人頭疼的,還是軟巖大變形,它也被稱為隧道的“癌癥”。德勝隧道與岷江斷裂帶幾乎平行,兩者最近距離僅為500米,構造應力場對隧道影響非常大。工程單位監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,隧道內(nèi)受到最大的地應力數(shù)值曾達到25mpa,相當于人的指甲蓋那么大的地方放一塊250公斤的巖石所承受的壓強。重壓之下,圍巖條件又不理想。德勝隧道內(nèi)分布1條斷層、17條次級褶皺,平均1公里就有1處,圍巖軟硬相間,部分段落為脆弱的炭質千枚巖,遇水便化為粉渣,開掘起來猶如在沙堆里挖洞,十分艱難。兩項因素疊加,導致全隧三分之一的區(qū)段被軟巖變形嚴重,制約著工程整體進度的推進。
距離德勝隧道出口約5公里處,是全隧軟巖變形最嚴重的段落。直徑18米的開挖斷面,在開掘后的4個月內(nèi),被擠壓成直徑10米的不規(guī)則形狀。
施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網(wǎng)記者 郭瑩攝
“遇強則強!”中鐵十六局川青鐵路項目總工程師王建介紹,隧道在開挖的過程中變形速率高,持續(xù)時間長,常規(guī)隧道使用的支護形式和材料難以抵抗。因此,他們選擇了最強韌的支護材料,在短循環(huán)中采取最強措施,主動控制隧道變形。比如,把原有的兩級支護改為三級支護;將支撐用普通工字鋼替換為每米重50千克的H型鋼,打造兩層“龜殼”;把22毫米的常規(guī)錨桿型號替換成51毫米的中空自進式錨桿,密布隧道四周,就像是刺猬的棘刺,再注入水泥漿,固定隧道圍巖……“普通隧道開挖只需要10道工序,我們總共用了48道工序,竭盡全力,和下一次‘變形’賽跑。”王建說,找到安全建設的那把“鑰匙”,制約工程進度的“卡脖子”問題就被順利破解了。
創(chuàng)新!國內(nèi)單洞雙線合修隧道首次設置救援站
德勝隧道近23公里,是已建成的全國最長的單洞雙線鐵路隧道,投用后,如果車輛在洞內(nèi)發(fā)生火災,無法及時開出洞外,后果將不堪設想。因此,隧道在規(guī)劃階段就提出要在隧道中修建防災救援站的設想,這在當時屬于國內(nèi)首創(chuàng)。
如今,這座長達550米的防災救援站已經(jīng)建成,猶如將一個車站修進了隧道里。
施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網(wǎng)記者 郭瑩攝
從規(guī)劃圖上看,這個防災救援站分縱向分為上、中、下3層,整體由35個洞室組成,長度超過3100米,規(guī)模龐大、結構復雜。除了正洞救援站,還配套建設救援疏散平導、疏散橫通道、排煙道,各條通道相互獨立,互不干擾。
隧道內(nèi)圍巖軟弱,遇水成為粉渣。人民網(wǎng)記者 郭瑩攝
為了詳細了解救援站構造,記者從4號橫洞進入,步行800多米,抵達位于隧道中部的救援站。救援站左右兩邊,預留了寬闊的人行站臺。“通常情況下,列車遭遇事故后疏散時間只有七八分鐘,考慮到列車停車后乘客走到站臺需要耗時較長,因此乘客在站臺上的時間非常有限。”王淵介紹,救援站站臺每隔50米就設置有一個安全緊急出口,聯(lián)通救援疏散平導,旅客可以通過這些出口進行快速疏散。
“救援站的設立,體現(xiàn)了中國高鐵線路飛速建設過程中,防災救災應急意識的進一步提升,也為在建特長隧道防災減災能力提升提供了可復制的‘樣板范例’。”一位設計人員這樣說。
暢連!從成都坐高鐵直達九寨溝、黃龍
川青鐵路是國家“八縱八橫”高速鐵路規(guī)劃網(wǎng)“蘭廣”通道的重要組成部分,設計時速200公里,也是“5.12”汶川特大地震災后,四川省最艱巨的恢復重建的交通工程。隨著德勝隧道的貫通,川青鐵路成黃段最后一道建設關卡被突破,為該區(qū)段今年通車奠定基礎。
隧道中修建了防災救援站,途徑列車一旦在隧道中遭遇危險,可運行至救援站緊急疏散旅客。成蘭鐵路公司供圖
無砟軌道施工完成。成蘭公司供圖
“現(xiàn)在,游客開車從成都去九寨溝需要大概7個小時,線路通車(后)坐火車僅僅需要3個小時左右。”成蘭鐵路公司成蘭建設指揮部指揮長李群介紹,這條線路串聯(lián)了九寨溝、三星堆、黃龍等著名景點,通車后將極大激活沿線地區(qū)的旅游資源,推動川西北地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。
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