近日,经过建设者4年零10个月的不懈努力,由中铁十一局集团承建的成昆铁路复线重难点、高风险工程德昌隧道全线顺利贯通,标志着成昆铁路复线冕宁至米易段25座隧道全部贯通。
位于四川省凉山州的德昌隧道以“狡猾多变”闻名,被称为攀西地质“百慕大”,让中铁十一局建设者吃尽了苦头。如何才能破译这条“荆棘之路”上的隧道密码?如何破除“豆腐式”的软岩、突水涌水、高地热、复杂断层……
让我们将时针拨回到4年前,从德昌隧道开工建设起,建设者们就和它“较起了劲”。
“打隧道,最怕的就是地质太复杂”
德昌隧道是成昆铁路复线第二长大隧道,全长14365米,最大埋深约1公里,是全线重难点、高风险工程。从青藏高原到四川盆地褶皱山体所带来高压富水区、断层破碎带、高地应力、高地热等制约着隧道建设。
“在这样的地质打隧道,就像在‘豆腐脑’里面打隧道,实在是太难了,相关专家至少来了20次。”中铁十一局集团峨米项目常务副经理乔红彦说。施工过程中相继遇到洞口软岩变形滑塌和泥石流,洞内“昔格达”地层软岩变形,该地质有着“见风成粉、遇水成泥”的特点,如同软嫩的“豆腐脑”,自稳力差,极易造成隧道坍塌事故,最难时期单个工作面每月推进仅22米。
“隧道施工不怕硬,就怕软,我们是吃硬不吃软啊!”乔红彦打趣道。“在豆腐脑里加点卤水,能使豆腐快速凝固成形。我们能不能也研究一下,在岩层中加点东西来加固围岩?”有人提出了这样的想法。
最终经过专家多次“会诊”,经反复研究对比,终于为攻克“昔格达”地质寻到了“良方”。建设者先在掌子面处浇筑一堵2.5米厚的止浆墙,再把水泥浆、水玻璃和外加剂等“配料”精心调制成特殊的“卤水”,通过高压注浆泵注入岩体,不仅能使破碎岩石快速凝固成一个整体,还能有效堵住裂隙水,大大降低开挖风险。“把豆腐脑变成冻豆腐”,这才步履维艰地突破这进出口两端短短三四百米的“昔格达”地质段。
“这个洞里能行船”
说起“超长、高压、富水岩溶断层”,许多人并不知道这意味着什么,即使是有着多年隧道施工经验的“老司机”或许也没料到,隧道里的水竟能汇成一条“急流”,撑起一艘小船。
2019年,德昌隧道发生突水涌水,流到洞口的水形成了一方水洼。进入隧道后,水流哗哗之声格外清晰,地面的水流得又快又急,犹如夏日雨后的河流。到掌子面时,还能看见如人腰粗的几股水流从施工口不断喷涌而出。这样的场景,隧道开挖以来已多次出现。“德昌隧道内平均日涌水量近3万方,最高一天涌水可达6万方,相当于30个标准游泳池的水量,加之洞内反坡排水,大大增加了隧道的排水难度。”项目总工程师李磊说。
走进隧道内,隧道侧壁上布置着密密麻麻的小导管,股状的水顺着导管流到地面上,然后顺着排水沟汇集到下台阶的临时集水坑里,通过水泵抽离施工场地。“为了加大抽排水频率,我们还设置了多处固定泵站,与移动式抽水泵相补充,加大排水来解决突水涌水难题。”李磊说。
项目部还就围岩实际情况采取了“以堵截为主,引排为辅”的措施,通过对富水地段沿隧道开挖轮廓线以外进行深孔帷幕注浆,或者采用浅孔注浆、管棚注浆、中空锚杆注浆等进行注浆止水;并通过地表排水、导坑排水、超前钻孔排水等方法进行排水降压。在二衬施工及水沟电缆前,通过铺挂防水板,安放盲管、泄水管等手段二次解决涌水问题,有效保证了工程质量。
“水深”之外,又遇“火热”
“每次从隧道出来后全身都要湿透,在隧道里面就算站着不动,一会儿工夫工作服也全都打湿完了。”“我们不但要经常在‘水帘洞’中‘淋浴’,还要天天‘蒸桑拿’。”……刚结束报检工作的技术主管黄国辉一边拧着被汗水浸湿的工作服一边对笔者说道,高温是制约德昌隧道施工的关键“绊脚石”。
自2019年5月以来,德昌隧道施工作业面最高温度达43摄氏度,平均38摄氏度。由于隧道内温度过高,项目部每天要往掌子面运送两三次冰块,每次10吨。掌子面打风枪的地方、立拱架的地方、地热严重的地方都放上了冰块。冰块其实对隧道内降温起不了多大作用,不过工人们施工一会就到冰块边坐一会儿,也算是有了去暑的地方。
项目部还通过洒水降温,开挖结束后,整修作业面洒一次水,喷射混凝土前,掌子面、边墙洒一次水,隧道出渣时,在掌子面及渣体上不间断地洒水。“水浇在岩面和发热的地方,立刻化为水蒸气,洞内就像在云雾中。”黄国辉说。“洒水后热气扑面的状况缓解了,水蒸气则在通风机作用下排到了洞外。”不仅如此,项目部还在隧道里增加了通风措施,并设置应急空调房等,使作业面的温度保持在30摄氏度左右。
据了解,成昆铁路复线是国家西部大开发重点工程建设项目,全长623.339公里,成峨段、米攀段已相继开通,目前仅剩冕米段、冕峨段还在施工。
成昆铁路复线建成通车后,成都至昆明普速列车全程耗时将从18个小时压缩至7个小时左右,将大幅提升西南地区铁路客货运输能力。