“跨不盡的山巒和起伏,河流和盆地,數(shù)不盡的密密的層林,沼澤和溝壑,接連在原沒有鐵路的川西北土地上,在高原峽谷的蒼茫中低吟著建設(shè)者壯美的贊歌……”這便是川青鐵路沿途廣袤而復(fù)雜的地形地貌的生動(dòng)寫照。
列車駛過茂縣車站(常博 攝)
川青鐵路是我國繼青藏鐵路之后修建的又一條“高原天路”,正線全長約836公里,設(shè)計(jì)時(shí)速200公里,起自成都東站,經(jīng)阿壩藏族羌族自治州,甘肅省甘南藏族自治州,青海省黃南藏族自治州、海東市,接入西寧站,是我國首次穿越南北地震帶修建的鐵路,被譽(yù)為中國最難、世界罕見的鐵路線。線路穿越活動(dòng)斷裂帶密集區(qū)的龍門山和西秦嶺地震斷裂帶,途徑四川盆地、秦嶺山地、河西走廊,地質(zhì)條件極為復(fù)雜。建成后,不僅將結(jié)束川西地區(qū)無鐵路的歷史,也將架起成都通向中亞的第二條國際大通道。
在歷時(shí)十余年的川青鐵路青白江至鎮(zhèn)江關(guān)段的建設(shè)中,中鐵十七局集團(tuán)一公司成蘭項(xiàng)目承擔(dān)五線特大橋、五線中橋、茂縣隧道和茂縣站維修車間等施工任務(wù),其中茂縣隧道位于四川省阿壩藏族羌族自治州茂縣光明鄉(xiāng),長6113米,工程地質(zhì)上呈現(xiàn)出“地形切割極為強(qiáng)烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著”以及“高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害”的“四極三高”特征,同時(shí)伴隨著軟巖大變形、涌水突泥等不良地質(zhì),建設(shè)難度極大,是全線的重難點(diǎn)控制性工程,堪稱難點(diǎn)中的最難點(diǎn)。
爛豆腐上動(dòng)刀子——勇穿地震活躍帶
“黃鶴之飛尚不得過,猿猱欲度愁攀援”,蜀道難,川西險(xiǎn)。而川青鐵路翻山越嶺,跨河穿林,如巨龍般穿行于川西北連綿起伏的山巒和極端復(fù)雜的地貌中,其中茂縣隧道穿過長達(dá)480米的茂汶活動(dòng)斷裂帶核部,如穿山甲般嵌入龍門山后山,受汶川地震影響,長期處于活躍狀態(tài),余震不斷。
茂縣隧道所在位置(常博 供圖)
2014年5月,茂縣隧道1號(hào)斜井施工進(jìn)入活動(dòng)斷裂帶,受高地應(yīng)力、余震影響明顯,并且首次遇到大變形,變形量累計(jì)達(dá)到120厘米,在國內(nèi)在建隧道中實(shí)屬罕見,這也是全線唯一同時(shí)出現(xiàn)活動(dòng)斷裂帶和大變形情況的隧道,圍巖手捏即碎。怎樣實(shí)現(xiàn)在“爛豆腐上動(dòng)刀子”成為建設(shè)者們遇到的第一個(gè)“攔路虎”。
“辦法總比困難多,為了做好大變形隧道施工,我們與相關(guān)單位共同研發(fā)了適用于隧道大變形段施工的DCM2-90履帶式錨桿臺(tái)車,提高了軟巖隧道整體進(jìn)度。”項(xiàng)目總工程師劉偉說道。該項(xiàng)目召開方案研討會(huì),通過技術(shù)難題攻關(guān)及現(xiàn)場踏勘,群策群力研討出既能適應(yīng)活動(dòng)斷裂產(chǎn)生的錯(cuò)動(dòng)和位移,又能保證隧道結(jié)構(gòu)不被破壞的施工方案——仿照人體脊柱,通過短節(jié)設(shè)計(jì),讓隧道像脊柱一樣,可以鉸接,采用圓形襯砌結(jié)構(gòu),加強(qiáng)每一節(jié)剛度,每節(jié)之間采用寬變形縫及特殊的止水帶,既能夠適應(yīng)變形,還能為運(yùn)營后隧道加固提供空間。茂縣隧道成功穿越地震活躍帶,實(shí)現(xiàn)了在“爛豆腐上動(dòng)刀子”。
化解施工“腸梗阻”——巧施工法強(qiáng)爆破
自2012年底進(jìn)場以來,茂縣隧道修建先后通過了三線合修大跨段、變寬合修段、左右線分修段、小凈距段等的重重考驗(yàn)。施工過程中,隧道斷面面積也從84.8平米分14次變化漸變?yōu)?61.83平米,高峰時(shí)段,掌子面多達(dá)17個(gè),隧道最大開挖斷面達(dá)320平米,為普通單線隧道斷面的3倍以上。其中,小凈距段雙洞寬度從1.84米漸變到9.97米,采用何種方式開挖爆破才能避免相鄰洞室初支、二襯開裂?成為建設(shè)者們需要啃下的一塊“硬骨頭”。
茂縣隧道施工場景(常博 攝)
兵來將擋,水來土掩。建設(shè)者們通過轉(zhuǎn)換7種施工工法,強(qiáng)化機(jī)械化配套作業(yè),確保了施工安全質(zhì)量。“為了減少開挖爆破對相鄰洞室的相互擾動(dòng),我們通過采用掘進(jìn)機(jī)開挖、控制爆破等方法降低爆破振動(dòng)對襯砌的影響,穩(wěn)扎穩(wěn)打,順利解決了小凈距隧道施工難題”,項(xiàng)目經(jīng)理侯國強(qiáng)介紹道。
面對地質(zhì)復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)高、任務(wù)重等不利因素,建設(shè)者精心組織施工,狠抓工序銜接,重點(diǎn)分析和總結(jié)施工參數(shù)與經(jīng)驗(yàn),不斷優(yōu)化掘進(jìn)方案,大大的提高了施工效率,縮短了工期。通過國鐵集團(tuán)科研課題及工程試驗(yàn)專題,配合形成的“成蘭鐵路高地應(yīng)力軟巖隧道大變形控制技術(shù)”在全國推廣,施工過程中申請實(shí)用新型專利16項(xiàng),形成省部級(jí)施工工法5項(xiàng),技術(shù)總結(jié)與論文60余篇。項(xiàng)目獲山西省、中國鐵建“青年文明號(hào)”稱號(hào),多次獲成蘭鐵路有限責(zé)任公司“先進(jìn)集體”稱號(hào),1名職工獲中華鐵路總工會(huì)頒發(fā)的“火車頭”獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
封堵巖層“水篩子”——打贏涌水攻堅(jiān)戰(zhàn)
茂縣隧道施工段落上方為土門河流域,為當(dāng)?shù)刈畹透g基準(zhǔn)面,節(jié)理裂隙發(fā)育,極易發(fā)生大規(guī)模涌水、塌方等情況。
項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理李金林回憶起那次涌水的經(jīng)歷至今仍心有余悸,“2015年6月14日,一號(hào)斜井工區(qū)出現(xiàn)滴狀滲水。隨著出水口塌方體逐漸擴(kuò)大,剎那間,水流噴涌而來,洞內(nèi)積水深度達(dá)到了50公分。情急之下,項(xiàng)目安全事故應(yīng)急救援小組立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,及時(shí)切斷現(xiàn)場電源,人員機(jī)械才得以安全有序撤離洞外。”
為了對付涌水這一勁敵,該項(xiàng)目邀請專家先后7次親臨現(xiàn)場,徒步爬上海拔3000多米的山頂,對山體水系發(fā)育進(jìn)行實(shí)地勘探,累計(jì)發(fā)現(xiàn)出水點(diǎn)近100多個(gè),實(shí)測最大涌水量每天3萬立方米,累計(jì)涌水量達(dá)1500萬立方米,超過了整個(gè)西湖的蓄水量。在掌握了最新的水文地質(zhì)情況后,專家們結(jié)合現(xiàn)場情況,制定止水措施,優(yōu)化排水方案,歷時(shí)995天,項(xiàng)目建設(shè)者們齊心協(xié)力打贏了這場“涌水攻堅(jiān)戰(zhàn)”。
綠水青山綻笑顏——打好環(huán)境“保衛(wèi)戰(zhàn)”
茂縣隧道下穿2處風(fēng)景名勝區(qū)、3處自然保護(hù)區(qū)、1處國家森林公園,沿線還有馬棚堰、青白江、湔江、石亭江、綿遠(yuǎn)河和石大關(guān)鄉(xiāng)6處二級(jí)水源保護(hù)區(qū),穿越的寶頂溝自然保護(hù)區(qū),分布著眾多國家重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)植物。如何保證沿線珍稀瀕危野生動(dòng)物不受影響、景觀資源不受破壞、江河水源不受污染成為擺在項(xiàng)目建設(shè)者面前的又一大難題。
“為盡量減少施工對周邊自然環(huán)境的擾動(dòng),建設(shè)人與自然和諧共生的美麗家園,我們通過采取污水處理零排放、清水分流、清水限量排放等措施,并在洞口設(shè)置四級(jí)沉淀池和污水處理站保護(hù)生態(tài)水系統(tǒng),同時(shí)采用水壓爆破、光面爆破等先進(jìn)工藝,嚴(yán)格控制爆破藥量,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)爆破,成功降低了施工對周邊環(huán)境影響。”該項(xiàng)目副總工程師王林介紹道。同時(shí),項(xiàng)目采用零仰坡進(jìn)洞方法,確保隧道通過最小工作面實(shí)施安全進(jìn)洞,最大限度保持洞口原生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和完整性,實(shí)現(xiàn)保護(hù)天然植被上千平方米。
山巒起伏,河水蜿蜒,日日夜夜靜靜陪伴著建設(shè)者們,見證著川青鐵路座座橋梁拔地起,條條隧道穿群山。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。無論山高路遠(yuǎn),水急橋險(xiǎn),都有中國鐵建建設(shè)者們始終如一的堅(jiān)守。2023年11月28日,川青鐵路青白江東至鎮(zhèn)江關(guān)段正式開通運(yùn)營,填補(bǔ)了川西北鐵路的空白,把西北與西南地區(qū)緊密聯(lián)系在一起,對發(fā)揮西北和西南地區(qū)資源優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢、統(tǒng)籌區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)民族地區(qū)團(tuán)結(jié)進(jìn)步將發(fā)揮積極的促進(jìn)意義。
【編輯:楊璇】
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