這條超難隧道“躍龍門”背后……
隧道內(nèi)工作場景。成蘭鐵路公司供圖
連接成都、蘭州的成蘭鐵路穿過龍門山中部,從成都平原向青藏高原攀爬,建設(shè)難度之大、安全風(fēng)險(xiǎn)之高、環(huán)??刂浦畤?yán),世所罕見。作為工程試驗(yàn)段先行建設(shè)的成(都)川(主寺)段位于四川省境內(nèi),其長達(dá)20公里的躍龍門隧道穿越龍門山斷裂帶,從2013年建設(shè)以來,相繼遇到高瓦斯、高巖溫、高地應(yīng)力、硫化氫、巖溶富水、軟巖大變形等“攔路虎”,被視作全線“超難隧道”。
經(jīng)過近9年的奮戰(zhàn),11月28日,躍龍門隧道左線實(shí)現(xiàn)貫通?!俺y隧道”如何成功“躍龍門”?
地處汶川地震災(zāi)害核心區(qū),地形陡峻,嶺谷高差懸殊大,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)
科學(xué)應(yīng)對(duì),用科研和技術(shù)創(chuàng)新攻堅(jiān)破難
“超難隧道”建設(shè)難在哪?中鐵二院成蘭鐵路項(xiàng)目經(jīng)理周躍峰介紹,成蘭鐵路工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度在世界鐵路建設(shè)歷史上極為罕見,而躍龍門隧道地處汶川地震災(zāi)害核心區(qū),地形陡峻,嶺谷高差懸殊大,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),“是成蘭鐵路難上之難”。
這條隧道有幾個(gè)全國第一:輔助坑道規(guī)模全國第一,早古生界非煤有害氣體逸出段落長度全國第一,5億年前寒武系高地應(yīng)力軟巖變形段落的長度全國第一,單隧穿越地質(zhì)地層時(shí)空長度全國第一。
面對(duì)困難,建設(shè)者們科學(xué)應(yīng)對(duì)。中鐵十九局成蘭鐵路項(xiàng)目副總工程師劉國強(qiáng)的辦公室門口,掛著“劉國強(qiáng)勞模和工匠人才創(chuàng)新工作室”等4個(gè)牌子。“這個(gè)創(chuàng)新工作室專門開展施工重難點(diǎn)的技術(shù)創(chuàng)新,目的只有一個(gè):早日打通躍龍門隧道?!眲鴱?qiáng)說,工作室17人均是生產(chǎn)骨干及技術(shù)人員,囊括隧道建設(shè)各工種。
工作室?guī)ь^人除了劉國強(qiáng),還有他的師父、中鐵十九局首席隧道專家王俊濤。兩人從2013年躍龍門隧道開建之時(shí)就來到現(xiàn)場,和中鐵二院、北京交通大學(xué)、西南交通大學(xué)、山東大學(xué)等科研單位和院校合作,開展課題研究。
2016年,隧道將下穿高川河,由于多年山洪泥石流,河底堆積物太多,常規(guī)辦法難以判斷河床的真正位置。劉國強(qiáng)和山東大學(xué)合作,開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測的研究,準(zhǔn)確探明前方富水體的精確位置、富水量的大小、破碎帶的規(guī)模等,確定施工方法、加固措施和治水措施,安全、成功穿過高川河。該課題“深長隧道重大突涌水災(zāi)害預(yù)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)控制關(guān)鍵技術(shù)”獲得山東省科學(xué)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體和軟巖大變形同時(shí)出現(xiàn)
遭遇瓶頸,整整10個(gè)月沒有一尺進(jìn)度
躍龍門隧道內(nèi),多條施工通道交錯(cuò),全隧道有130多個(gè)“十字”和“丁字”交叉路口。為指引安全,洞內(nèi)特意設(shè)置了交通燈。建設(shè)高峰期,僅3號(hào)斜井每天進(jìn)出車輛就達(dá)560車次,為此,建設(shè)者特意研發(fā)了“長大隧道施工交通調(diào)度安全管控系統(tǒng)”,進(jìn)行綜合調(diào)度。
這樣的綜合施策,是躍龍門隧道建設(shè)的一大特點(diǎn)。成蘭鐵路有限責(zé)任公司成蘭指揮部指揮長肖霞林介紹,躍龍門隧道的10余種不良地質(zhì),單個(gè)攻破都有一定難度,它們聚集在一個(gè)洞內(nèi),難度系數(shù)成幾何倍數(shù)的增長。
2017年底,躍龍門隧道遇到前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn):高瓦斯、硫化氫等有毒有害氣體和軟巖大變形同時(shí)出現(xiàn),整整10個(gè)月的時(shí)間,隧道沒有一尺進(jìn)度?!敖ㄔO(shè)陷入一個(gè)死循環(huán)?!眲鴱?qiáng)說,應(yīng)對(duì)軟巖大變形,需要爆破后在巖壁上快速打錨注漿,但一打洞,有毒有害氣體就溢出,且濃度極高,現(xiàn)場監(jiān)測儀器一直報(bào)警,完全無法施工。
思路決定出路。項(xiàng)目部鎖定“通風(fēng)”這個(gè)癥結(jié),成立隧道通風(fēng)施工技術(shù)研究中心,專研如何有效提高通風(fēng)量。在嘗試鐵路建設(shè)的方法后,他們又向行業(yè)外“借智”,經(jīng)過無數(shù)次嘗試,獨(dú)創(chuàng)“特長型高瓦斯隧道階段型動(dòng)態(tài)施工通風(fēng)技術(shù)”,建立“主+局部”的9級(jí)通風(fēng)系統(tǒng),徹底解決特長型、復(fù)雜型隧道施工通風(fēng)安全及高瓦斯管控的難題。
“在躍龍門隧道,通風(fēng)已經(jīng)從輔助施工手段變?yōu)橹饕┕づe措。”劉國強(qiáng)說,建立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后,技術(shù)人員每天根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、地質(zhì)情況、安全風(fēng)險(xiǎn)等確定通風(fēng)方案,再根據(jù)通風(fēng)的條件來進(jìn)行施工組織。
躍龍門隧道的有毒有害氣體為非煤層溢出,沒法提前監(jiān)控或采取舉措控制其變量。中鐵五局發(fā)明了“土辦法”:用堿性的石灰來中和酸性的硫化氫。瓦斯監(jiān)測班組負(fù)責(zé)人朱培江說,隨著掌子面的推進(jìn),洞內(nèi)建立噴淋系統(tǒng),噴灑石灰水來稀釋空氣中的硫化氫濃度。
正是需要一鼓作氣接著干的時(shí)候,一些人卻打起“退堂鼓”
艱苦奮戰(zhàn),“不躍龍門誓不還”
2019年,躍龍門隧道建設(shè)已度過最艱難的時(shí)候,中鐵十九局成蘭項(xiàng)目指揮部卻喊出“不躍龍門誓不還”的口號(hào)。這是怎么回事呢?
“建設(shè)的辦法找到了,需要落實(shí)到生產(chǎn)上,但是,有一部分人卻失去了信心?!敝笓]長王海亮回憶。2017年底,王海亮剛剛接棒指揮長,躍龍門隧道建設(shè)就進(jìn)入“瓶頸”。其間,他帶著項(xiàng)目部的技術(shù)人員、業(yè)務(wù)骨干,反復(fù)求教、反復(fù)試驗(yàn),直至找到有效的解決辦法。正是需要一鼓作氣接著干的時(shí)候,項(xiàng)目部一些人卻打起“退堂鼓”。
2012年躍龍門隧道建設(shè)籌備之際,王海亮就來到現(xiàn)場,2017年底接棒指揮長至今?!皝碇拔揖拖耄?年不行就7年嘛,沒想到足足干了9年?!彼f,躍龍門隧道難建,早有心理準(zhǔn)備,但沒想到這么難建。
大家的心情能夠理解,但是,建設(shè)到了這一步,不進(jìn)則退!王海亮召集班組長以上骨干開“反思會(huì)”,鼓勵(lì)大家以“破釜沉舟”的心態(tài)繼續(xù)推進(jìn)建設(shè),并喊出“不躍龍門誓不還”的口號(hào)。
這種不退縮的干勁直接影響著建設(shè)的進(jìn)度。項(xiàng)目部測量隊(duì)隊(duì)長趙小劍是一名“90后”,別看他身板瘦小,但是工作起來卻極其拼命。測量是在隧道中“定準(zhǔn)”,為掘進(jìn)找準(zhǔn)方向,每次爆破后,他都第一個(gè)沖上去,迎著煙塵、頂著滲水定下點(diǎn):“打這兒!”
長達(dá)20公里的躍龍門隧道貫通后,其接口的橫向誤差值28毫米、高程18毫米,分別是規(guī)范要求誤差值的7%和1/3,精度極高。
在隧道左線貫通儀式上,中國工程院院士李術(shù)才、北京交通大學(xué)博士生導(dǎo)師吳旭發(fā)來視頻,祝賀建設(shè)者們“喜躍龍門”。他們動(dòng)情地說:“感謝你們不畏艱難、艱苦奮戰(zhàn),成功打通躍龍門隧道,為中國乃至世界高原山區(qū)鐵路建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。”
躍龍門隧道3號(hào)斜井的入口放置著一塊大石頭,待明年雙線貫通后,一首已經(jīng)寫好的“躍龍門賦”將刻印其上,記錄這段攻堅(jiān)克難的建設(shè)歷程。
朱培江則有個(gè)愿望:等成蘭鐵路通車后,要帶上在貴州的家人,“走我修過的鐵路,坐火車去九寨溝,看川西高原美景!”
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