中老鐵路最后一座隧道貫通紀實:基建狂魔亮出“科技劍”
中老鐵路最后一座隧道——全長9.5公里的景寨隧道于近日貫通。單從隧道長度看,這座隧道相比全線10公里以上的15座長大隧道,不值一提。但景寨隧道卻是“金玉其外,敗絮其中”,成為中老鐵路全線建設(shè)進度的“攔路虎”。
面對最后的“攔路虎”,中國建設(shè)者亮出“科技劍”,降服隧道“變臉”難題,施工進度跑出“加速度”。景寨隧道貫通后已全面轉(zhuǎn)入仰拱、襯砌和無砟軌道等剩余工程施工。至此,中老鐵路全線167座隧道全部貫通,為今年底開通運營奠定堅實基礎(chǔ)。
緊急轉(zhuǎn)戰(zhàn)啃下最難“硬骨頭”
2020年4月,考慮到景寨隧道極高的施工風(fēng)險和工期壓力,綜合中鐵隧道局在隧道與地下工程領(lǐng)域建設(shè)的領(lǐng)軍實力,特別是中老鐵路新平隧道和立新隧道施工積累的寶貴經(jīng)驗和突出成績,建設(shè)主管部門決定,由中鐵隧道局玉磨鐵路三標項目部從正在緊張施工中的新平隧道,抽調(diào)精干人員,統(tǒng)籌人力物力,緊急轉(zhuǎn)戰(zhàn)景寨隧道,增援攻克最后一座堡壘,承擔(dān)景寨隧道剩余未貫通段中,最難最險最不可控的1600多米隧道的施工。
“景寨隧道是個‘硬骨頭’,且成了施工建設(shè)進程中實實在在的“攔路虎”?!敝需F隧道局西南指揮部總工程師李紅軍這樣形容。
景寨隧道穿越瀾滄江斷裂帶,緊伴瀾滄江而行,最大埋深711米,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,圍巖破碎、富水,軟硬不均。圍巖以極薄層頁巖為主,它就像一本書一樣,一層一層的,風(fēng)化非常嚴重,層間粘合性差,開挖后就如煤堆一般,掌子面極易出現(xiàn)溜坍現(xiàn)象。
自開工以來,景寨隧道共發(fā)生突水、突泥、坍塌、軟巖變形等險情近千次,隧道單日最大涌水量達到7.5萬立方米,可灌溉滿30個標準游泳池。
像這樣的地質(zhì)情況,常規(guī)施工情況下,月進度不到40米,將極大影響隧道按期貫通目標。冰冷的現(xiàn)實再次提醒建設(shè)者,“極薄頁巖層隧道確實不好干,景寨隧道就是其中的典型代表?!?/p>
中鐵隧道局參建人員充分發(fā)揮自身專業(yè)優(yōu)勢,創(chuàng)新采用三臺階預(yù)留核心土帶仰拱非爆一次性開挖工法,雙層支護,以短進尺、快循環(huán)、強支護的理念,安全穩(wěn)妥推進掌子面施工,持續(xù)10個月平均施工進度120米以上,于今年2月26日安全順利完成了前期既定的1202米增援施工任務(wù)。
此后,中鐵隧道局進口工區(qū)又再次增加承擔(dān)隧道300米施工任務(wù)和斜井平導(dǎo)小里程100米掘進的增援任務(wù),施工壓力和挑戰(zhàn)可以說由增援變?yōu)橹鞴ァ?/p>
過硬技術(shù)降服隧道“變臉”難題
景寨隧道長區(qū)段落穿越高地應(yīng)力,具有順層偏壓、軟巖大變形、涌水突泥、高地應(yīng)力等特點,為高風(fēng)險隧道,其中變形段長達2.4公里,穿越富水破碎巖1.5公里。
2021年5月,由國鐵集團和中國鐵路昆明局集團、中鐵二院、中鐵隧道局等14家單位的專家進行會診。指出隧道地質(zhì)構(gòu)造運動劇烈,褶曲現(xiàn)象明顯,最大應(yīng)力達到14.36兆帕,相當(dāng)于每平方厘米承受140公斤壓力,就像一個指甲上站了兩個人,實屬國內(nèi)外罕見。
景寨隧道進口和斜井平導(dǎo)小里程掌子面圍巖主要為頁巖夾砂巖、泥巖為主,溜塌變形風(fēng)險極高,圍巖變形劇烈且持續(xù),最通過科學(xué)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)最大變形速率達21厘米/天,最大變形量達2.3米,雙層鋼拱架被高地應(yīng)力扭成“S”形麻花狀。
“常規(guī)施工手段根本降不住景寨隧道的‘壞脾氣’”,看著現(xiàn)場已經(jīng)扭成“麻花”狀的鋼架,隧道進口工區(qū)總工程師丁國鵬無奈的說。
“在軟巖大變形和順層偏壓的共同作用下,隧道的圓形斷面,單側(cè)不斷地向內(nèi)擠壓,弧形就變成了直線,所以極易成拱部的初支鋼架扭斷或者剪斷的情況,如果處理不及時或者加固不當(dāng),極易造成隧道坍塌?!敝需F隧道局景寨隧道斜井工區(qū)經(jīng)理周坤朋說。
面對高地應(yīng)力,變形控制難度大,施工進度滯后等問題,項目部積極開展快速施工技術(shù)攻關(guān),在深入研判圍巖自身條件的基礎(chǔ)上,經(jīng)過專家論證,探索、總結(jié)出一套適應(yīng)景寨隧道特點的專用施工方案。
丁國鵬介紹,施工的總體思路是:加大預(yù)留變形量,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和掌子面圍巖情況動態(tài)調(diào)整預(yù)留變形量,最大預(yù)留變形量單側(cè)1.5米,相當(dāng)于將原設(shè)計斷面加寬了近一半。采用2層或3層型鋼支護結(jié)構(gòu)加強,用型鋼作為縱向連接筋,提高支護結(jié)構(gòu)的整體剛度。組織專業(yè)人員進行圍巖徑向注漿加固,實現(xiàn)了以空間換時間,保證了工程質(zhì)量和施工安全,施工效率得到明顯提高。
科學(xué)管理施工進度跑出“加速度”
要保住貫通節(jié)點目標,除了先進技術(shù),更離不開科學(xué)施工組織?!本罢淼肋M口工區(qū)經(jīng)理劉剛感慨的說到。
根據(jù)專家意見,景寨隧道地質(zhì)國內(nèi)外罕見,在高地應(yīng)力、高地溫、圍巖破碎、易溜塌等不利地質(zhì)情況下,正常進度指標僅為40米至60米每月。根據(jù)剩余工程情況,要實現(xiàn)6月初貫通目標,進口和斜井掌子面必須滿足單作業(yè)面每天4米,每月120米的進度指標,工期緊迫,進度壓力大。
在隧道即將貫通剩下最艱難的100米時,根據(jù)工程特點和剩余工程量,中鐵隧道局成立現(xiàn)場工作組,主要領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥,各級管理人員24小時蹲點現(xiàn)場,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和督導(dǎo)推進,舉全局之力按正常施工組織資源的2至3倍超常配置,現(xiàn)場管理和作業(yè)人員近600人,主要施工設(shè)備150臺套,設(shè)置6小時循環(huán)換班制,確保24小時施工不停歇,直到隧道安全貫通。
為增加大家積極性,項目部嚴格工序循環(huán)時間考核,對各工序循環(huán)時間精確到分鐘進行考核,當(dāng)班結(jié)束后及時兌現(xiàn),確保工序無縫銜接。通過科學(xué)的施工組織,施工進度大幅提高,連續(xù)十個月平均施工進度達到123米,最高峰月進度達到156米,創(chuàng)造了單線鐵路極高地應(yīng)力環(huán)境順層偏壓地層軟巖施工國內(nèi)新紀錄,全力保障了隧道安全順利貫通。
中老鐵路全長1000多公里,北起中國昆明,南至老撾萬象,由中國段、老撾段組成,是中國“一帶一路”倡議與老撾“變陸鎖國為陸聯(lián)國”戰(zhàn)略的對接項目。建成通車后,中國昆明至老撾萬象有望實現(xiàn)直達運輸、當(dāng)日通達。
編輯:劉群
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