在“豆腐渣”里打洞,给“水帘洞”排水,还要上“火焰山”,这不是笑话

在“豆腐渣”里打洞,给“水帘洞”排水,还要上“火焰山”,这不是笑话
发布时间:2021-10-12    浏览次数:5565次

文章来源:企业观察报

中老昆万铁路是习近平总书记两次批示的重点项目,也是“一带一路”框架下首条由中方主导建设,全线采用中国技术标准,并与国内铁路网直接连通的国际铁路干线。中国交通建设集团(下称“中交”)一航局、二航局自2016年起,鏖战西南大山,在素有“地质博物馆”之称的横断山区架桥通隧,攻克了一个又一个世界级施工难题。



西双版纳、无量山、澜沧江,是我国通往印支半岛乃至整个东南亚地区的南大门。习近平总书记对中老铁路作出重要批示,“要把玉磨铁路建设成‘一带一路’的标志性工程。”

中老铁路由国内玉磨段和国外老挝段组成,全长1000余公里,北起云南省会昆明,经玉溪、普洱,由西双版纳磨憨口岸出境,南至老挝首都万象。项目建成通车后,有望实现从昆明至老挝首都万象的直达运输和当日通达。由中交建设者负责施工的玉磨段第17、19标段位于横断山区,这里山河相间、深涧密布、沟壑纵横,地质运动活跃。占比超九成的隧道施工,意味着建设者的绝大部分时间都在高温、高湿、高噪音、高粉尘、高密闭、高黑暗、高风险的“七高”和突泥、突水、突变的“三突”环境中奋战。

01“豆腐渣”里打隧道

“标段内6条隧道穿越5个断层破碎带,四、五级软弱围岩占95%。”中交一航局玉磨铁路项目副总工于文涛介绍。一航局承建的中老昆万铁路玉磨段第19标,堪称全线地质条件最差、施工难度最大的标段,桥隧占比98.8%。软岩地层几乎遍布全标段,其中又薄又脆的炭质页岩一泡就软、一碰就碎,隧道施工就像是在“豆腐渣”里打洞,还要让洞保持100年不变形。



因为围岩变形的缘故,曼木树隧道和景寨隧道施工时,光用于支护洞体的拱架就更换过190多次,最艰难的时候,月均进尺不足30米,个别掌子面“进一步退两步”。为此,项目团队试遍了树脂锚杆、大锁脚等支护工艺,始终收效甚微。

面对软岩大变形这一世界性隧道难题,项目团队没有退缩,组织技术力量外出学习,邀请权威专家到现场“把脉”,很快锁定了“围岩变形侵限速度快”这个症结。项目团队对症下药,确定了“以快治快”的基本思路,本着“快挖、快支、快封闭”的理念,总结出“软岩台阶法”快速施工工法。

这种工法是用3-5米宽的短台阶在掌子面辟出平行施工空间,将传统的流水作业变成多台阶平行推进的交叉作业,力争以最快速度形成环状闭合支护。“上台阶立拱,中台阶扒渣,下台阶出渣,三个工序并行不悖。”施工员肖真友介绍,“只要支护施工比软岩变形快一步,就算我们赢!”

想“快”并不简单。为保障各工序紧密衔接,项目部提出“零耽搁、负交接”的施工组织原则。全体技术人员24小时洞内值守,确保各工序紧密衔接,出台协作队伍循环考核机制,激发了一线施工热情。“每节单循环考核约1分钟,考核合格,我们全班组就能得到奖金呢。”立架班长邓贵辉说,新工法也让工人得了实惠。

随着对工法的深度消化与动态改良,项目团队成功压缩了一个施工循环的作业时间,将软岩隧道开挖到支护从20小时压缩到正洞12小时以内,创造了五级围岩月进尺90米的奇迹,软岩隧道掘进效率全线领先。同时,项目团队还研发了上台阶应力释放、补偿注浆等配套技术,取得国家发明专利2项、实用新型专利6项,充实了一航人在隧道施工领域的核心竞争力。

02“水帘洞”里速排水

反坡排水是山岭隧道施工绕不过的“拦路虎”,尽管对富水地质早有准备,但建设者还是在滇南“水帘洞”里遭遇了重重挑战。

“根据设计给出的预测数据,全标段富水最严重的景寨隧道每天顶多涌水2、3万立方米,可实际的日均涌水量却达到了6.6万立方米,能灌满26个标准泳池!”回想当初的窘迫,一航局玉磨项目副经理吕红军眉头紧皱,“按这个速度计算,如果不抽水,只需半小时,掌子面的积水能涨过2米,直接导致淹井停工!”

更可怕的是,曼木树、景寨、勐松1号隧道的岩温常年在38度以上,水温比人的体温还高,沉淀出了强碱物质,再加上混凝土、速凝剂这些“佐料”,简直成了名副其实的“毒水”。长期浸泡在这样的水中,皮肤极易红肿爆皮,严重时还会溃烂。“一旦洞内输电线路稍有漏电,‘电老虎’顺水噬人,后果不堪设想。”吕红军说。

由于洞内渗水严重,“淋雨”掘进成了很多掌子面的施工常态。“上台阶立拱时,瓢泼般的涌水浇得我们抬不起头。拱脚施工时,工人要冒着灼伤皮肤的危险,冲进齐胸深的水里作业,那时的坑道简直就是条‘地下河’呀!”施工员赵旭难忘“水中鏖战”的场景。

面对挑战,打造一套“水往高处流”的反坡排水系统成了当务之急。“景寨隧道中的斜井是抽水大户,我们将斜井内的1级泵站由320千瓦升级为640千瓦,并在支洞和平导新建了3座总功率达1200千瓦的2级泵站,还在各掌子面设置了3级临时泵站,让涌水像坐电梯似的一级级往上走。”吕红军用一串数字描述着景寨隧道的三级排水体系。在这些措施下,项目团队的排水效率达到了原设计的3倍,近2年抽排总量有2600万立方米,相当于把杭州西湖的水抽干了两遍。

吕红军介绍,项目部按照分级抽排的思路和“双机双管双回路”标准,对原设计的排水系统及配套供电设施进行了全方位改造,在各隧反坡段陆续建成了27座大功率排水泵站,布设抽水管线33.4公里,快速形成超过涌水量的抽排水能力,有效保障了隧道施工的有序推进。

03“火焰山”上保安全

1月的西双版纳,保持着它一贯的舒适温度,迎接八方来客。此时,在西双版纳隧道施工现场,工人们正为隧道贯通做最后冲刺,现场一片繁忙景象。而与室外如春的体感形成鲜明对比的是洞内摆放着大量冰块,大功率风机不断轰鸣着向洞内送风。

“这里的地层具有高地热特性,被大家称为‘火焰山’。”中交二航局项目经理周君表示。这一特性导致隧道不断向深处掘进的同时,各种机械、混凝土释放的热量也不断聚集,高温、高湿的情况逐渐加剧,洞内作业温度一度高达40度,对施工人员的作业安全和作业效率都是极大的挑战。

对此,现场安全员董金龙说:“这么高的温度,就算坐着不动也能出一身汗,还没开始干活,工人已经汗湿了衣服,施工中难免会有工人试图摘掉安全帽,这时刻考验着我们的现场安全管理。”

紧盯洞内安全文明施工是董金龙的职责所在,但更重要的是在如此恶劣的作业环境下,如何保障施工人员的体能,避免身体出现中暑等不适情况。为此,项目部每天运送20多吨冰块进洞,并备足了防暑降温用品。“休息时,我们都坐在冰堆旁,‘蒸桑拿’的感觉好多了。”开挖班班长老王说。

然而在更炙热的施工区域,常规的降温通风措施难以改善作业环境,为此项目部开展专题研究,对通风与降温设备进行了重新评估,为长达1064米的2号斜井设计、购置了大功率轴流风机,并配以高强风带,在隧道最深处、独头掘进长达2552米的2号斜井小里程方向修建储风室,同时采取洞内加冰、洒水等物理方式辅助降温。

终于,在与“火焰山”的对抗中,项目部将洞内温度控制在了30摄氏度以内,有效改善了洞内作业环境,保障了施工人员作业安全,助力项目团队打赢了这场决战“火焰山”的“安全战”。
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