穿越世界级难度“复杂地质博物馆”,大瑞铁路杉阳隧道贯通
3月28日,历经14年艰难掘进,全长13.39公里、被业内认为我国围岩掘进难度最大铁路隧道,即中缅国际大通道重要组成部分——大(理)瑞(丽)铁路杉阳隧道安全贯通。
由中铁二十三局集团承建的杉阳隧道位于云南省大理州永平县境内,全长13.39公里,地处澜沧江断裂带,共穿越横断山区6条大型断层破碎带。地质极其复杂活跃,为一级高风险隧道。最后200米围岩,经国内专家组评审为VI级,是我国在建围岩掘进难度最大、安全风险最高的铁路隧道。杉阳隧道的贯通为我国今后再建同类地质条件下的铁路隧道,积累了丰富的技术经验。
“在云南修隧道就是恼火”提起在云南建隧道,无论是施工建设者还是地方老百姓,都会不约而同地皱眉摇头。大瑞铁路杉阳隧道,掘进区域地处滇西地质最为复杂的“三高四活跃”不稳定区,隧道掘进无异于穿越一座充满世界级难度的“复杂地质博物馆”。自2008年3月进场以来,中铁二十三局建设者们14年如一日坚守在滇西的大山深处,最终取得胜利。
5倍高压水枪冲在软泥上“豆腐里打洞”
杉阳隧道位于澜沧江活动断裂带东侧,穿越5条褶皱、6条断裂,最大地应力达20兆帕,5倍于开到最大值的消防高压水枪的压力。且隧道岩层为“遇风崩解,遇水成泥”的滇西红层,岩体破碎、稳定性差,被判定为软岩大变形段。“高压+软岩”的围岩环境,让隧道施工就像在“豆腐里打洞”。
通过加强监控量测管理和超前地质预报工作,建设者了解软岩的“脾性”,为及时调整支护参数提供依据,施工中胆大心细,相应调整支护参数。隧道施工“怕软不怕硬”。面对高压+软岩的隧道环境,建设者研究出一套“岩变我变”的工作思路:通过加强监控量测管理和超前地质预报工作,做好基础数据收集,分析数据曲率,了解软岩的“脾性”,为及时调整支护参数提供依据。施工中在保证安全质量的前提下,打破传统的固化思维,根据围岩特性,调整钢架间距、型号,纵向连接筋,锁脚锚杆等支护参数,加快施工。
最大一次涌泥可装满100个集装箱
杉阳隧道累计发生突泥涌沙26次,最大突泥量达3750立方米,可以装满100个40立方米容量的集装箱。发生突泥涌沙的断面就像“流沙包”,戳破外皮就容易让“流沙馅”泄漏。杉阳隧道掘进过程中多次发生涌突灾害。截至目前,杉阳隧道累计发生突泥涌沙26次,最大一次突泥量达3750立方米,可以装满100个40立方米容量的集装箱。
建设者在可能出现突泥涌沙的断面内,打入超前小导管或者支撑力更强的管棚,作为支撑防护,并结合断面周边固结灌浆加固岩层,将如“流沙包”般围岩中的“流沙馅”固化,与“外皮”凝结成一个整体,再外设二次模筑、增加钢架等支撑措施,避免突泥涌沙灾害。
一年四季天天“蒸桑拿”
杉阳隧道进出口随着掘进距离的增加,作业面岩石温度最高达40.1摄氏度,环境温度最高达42摄氏度,加上洞内富水,作业人员施工不到1小时,所穿的雨鞋就能积半靴水,脱下外套轻轻一拧,就能挤出一斤水,洞内如火炉一般,在里面站一会儿衣服就会湿透。此外,隧道内空气大部分段落氧气含量为9%左右,局部段落空气含氧量仅为5%,远低于人体能够承受的19.5%的临界值,机械设备经常因缺氧停止工作,工人因缺氧经常出现呕吐、胸闷甚至缺氧昏厥现象。
为改善隧道掌子面作业环境,项目部每天运送40吨冰块进入掌子面降温,动态调整通风方案,配备1.5倍正常作业人员,提高换班频率,减少作业人员的高温作业时间。
VI级围岩“国内外罕见”
杉阳隧道部分地段被国内外专家论证为“国内外罕见”的VI级围岩。所谓VI级围岩,就像游戏打怪升级过程中集各项“技能”于一身的超级大BOSS,拥有涌水、突泥涌渣、溜塌掉块等“物理攻击技能”,还拥有高地应力、高温、缺氧等“魔法攻击技能”,它将这些“技能”重新组合,或打包或叠加,让施工难度成倍增加。
为战胜VI级围岩,建设者们采取超强措施+多重保障应对:结合围岩变更率高、围岩变化快的特点,遵循“岩变我变”的施工原则,加强监控量测、及时调整支护参数;严格按照“三超前四到位一增强”隧道施工原则进行施作等。同时,做好应急预案,配足掌子面溜塌、突涌等常用处理物资,发生特殊地质情况时,通过及时施作管棚、超前注浆、周边注浆等措施快速处理。
据悉,大瑞铁路全长330公里,桥隧比76.5%,是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和西部开发重要项目,全线采取大理至保山、保山至瑞丽分段建设模式,其中,先期开工建设的大理至保山段随着杉阳隧道的攻克,有望今年内开通运营。
岁月如梭,转眼14年过去了。3月28日,大瑞铁路杉阳隧道顺利贯通,大保段开通在望,届时将结束保山不通火车的历史,大理至保山也将从以往公路2个多小时车程缩短至铁路的1个小时左右车程。而到时火车只需5分钟,就能穿越杉阳隧道,坐在车厢里欣赏风景的旅客也许不会知道,为了这5分钟的畅通,有那么一群人付出了14年青春。
摄影:左兴东
标签: 地质博物馆
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