9月10日,中鐵十四局承建的全長14.6公里的金甬鐵路千石巖隧道順利貫通,標志著國內首條“雙層高集裝箱”運輸鐵路——金甬鐵路建設取得突破性進展。
金甬鐵路千石巖隧道出口(袁瑞宇 攝)
千石巖隧道是浙江省在建最長鐵路隧道,起于浙江寧波奉化市溪口鎮,止于浙江紹興嵊州市金庭鎮,為單洞雙線鐵路隧道。隧址區為剝蝕低山區,山體陡峻,流水侵蝕切割劇烈,穿越7處斷層帶、5處節理密集帶和2處巖性接觸帶,地質復雜,開挖技術和安全風險高,施工難度大,是金甬鐵路的控制性工程。
金甬鐵路是國家“一帶一路”倡議的重要節點工程,全長約188.3公里,起自滬昆鐵路金華西站,終至杭甬鐵路寧波站,為客貨兼顧雙線鐵路,設計運營時速160公里,預留200公里。
國內礦山法隧道施工獨頭掘進里程最長
刷新同類工程掘進長度紀錄
千石巖隧道圍巖分類多,工法轉換頻繁,設計要求在不良地質地段要采用三臺階施工法及中隔壁臨時仰拱法施工,作業空間小,因此只能采用礦山法施工。經過前期施工策劃,從榧樹灣斜井以獨頭掘進方式開挖能有效確保工期。
隧道掘進(袁瑞宇 攝)
“千石巖隧道獨頭掘進長度達4524米,刷新了國內礦山法隧道施工獨頭掘進最長紀錄。”金甬鐵路項目部經理于偉說。掘進距離越長,隧道施工環境就越惡劣,在掘進到3600米時,作業面的含氧量幾乎降低到14%,相當于在海拔3800米的高原地區作業。
為了改善作業環境,提升作業效率,項目部利用軸流風機三級接力,各臺架設置射流風機加速空氣對流,滿足了施工通風需求,同時通過在洞內增設變壓器和儲氣罐、優化風管尺寸等方式,有效解決了風動式氣腿鑿巖機動力輸送困難的問題,為此類長大隧道施工積累了經驗。
線路長,埋深大
高地溫、大涌水成隧道施工“攔路虎”
全長14684米的千石巖隧道,最大埋深達到742米,線路長、埋深大造成隧道內高地溫段落長達5100米。
受高地溫影響,作業面溫度常年在30攝氏度以上,最高地溫接近41攝氏度,對施工人員的身體健康和施工進度造成了很大影響。為了預防工人中暑,項目部進一步優化通風方案,同時在各作業面增設霧炮進行降溫,平均每天往作業面運送5噸冰塊,使用小風機將涼風吹到人員集中的施工點,進一步提高降溫效果。
隧道穿越5處富水節理密集帶,地下水多發育,最大涌水量可達單日44164立方米,且全長1860米的曹家地斜井和正洞小里程1370米都屬于反坡地段,排水難度很大。
“2020年4月,曹家地斜井多次出現高壓涌水,最大涌水量達到每小時60立方米,相當于1小時就排出一個國內普通家庭一年的用水量。”金甬鐵路項目部隧道工區負責人梁秋彥說。由于反坡排水段落長3230米,涌水不斷的流到前端工作面,項目部設置了7個反坡排水接力站,3道排水管路,才滿足現場施工要求,連續736天,直至斜井小里程與千石巖隧道進口貫通后才完成排水任務。
穿越7處斷層破碎帶,2處巖性接觸帶
巖爆如同不定時炸彈
千石巖隧道穿越7處斷層破碎帶,2處巖性接觸帶,巖爆地段長達7180米。地應力集中釋放,巖爆隨時可能發生,施工危險系數很高。
打鉆作業(袁瑞宇 攝)
為此,項目部在開挖過程中采用“短進尺、多循環”的爆破工藝,減少藥量及爆破頻率,降低對圍巖的擾動,爆破后及時對掌子面及洞壁進行噴灑高壓水,降溫除塵,潤濕巖面,提高圍巖的塑性。
“我們還預先在工作面可能發生巖爆的部位有規則地打一些空眼進行注水,釋放應力,阻止圍巖產生巖爆。”金甬鐵路項目部總工赫旭峰介紹。項目部還在隧道內加密沉降觀測點布置,及時做好超前地質預報,探明前方圍巖情況,將巖爆對作業人員的危害降到最低,有效保障了施工安全。
勝利貫通(袁瑞宇 攝)
據悉,金甬鐵路是義甬舟開放大通道建設的支撐性項目,也是貫徹實施長三角一體化發展國家戰略,完善區域鐵路網布局的重要工程,建成后將實現世界小商品之都(義烏)與世界第一大港(寧波舟山港)互連互通,通過與滬昆高鐵連接,未來寧波向西到南昌、長沙、貴陽甚至昆明等城市的時間都將比目前縮短約1小時,對促進寧波地區以及浙江省更快融入“一帶一路”,助推沿線經濟社會發展具有重要意義。
【編輯:顯正】
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