攻坚克难 向光而行
大瑞铁路保瑞段高黎贡山隧道地层种类高达18种,穿越19条活动断裂带,施工难度在世界隧道修建史上罕见——
攻坚克难 向光而行
经过建设者14年的艰苦奋斗,7月22日,大理至瑞丽铁路大理至保山段开通运营,保山地区结束不通火车的历史,沿线各族群众沉浸在喜悦中。
大瑞铁路全长330公里,采取大理至保山、保山至瑞丽分段建设模式。在距离保山市110多公里外的龙陵县境内,一项穿越横断山脉的超级工程——大瑞铁路保瑞段高黎贡山隧道正在紧张施工中。从2015年12月1日开工,1000余名施工人员轮流交替、夜以继日,16个作业面同时展开施工,目前已完成48.5%的掘进任务。建设者们正在向光而行,艰难地穿越横断山脉,创造着新的奇迹。
高黎贡山隧道全长34.548公里,是大瑞铁路咽喉控制性工程,占隧道施工史上多项第一。中国中铁隧道局集团承担29.307公里正线施工任务和33.501公里的高黎贡山隧道二线施工任务,出口段14公里采用2台TBM施工,设1座平导、1座斜井、2座竖井辅助施工。
“业界专家认为,大瑞铁路是目前国内艰险山区地形地质条件最为复杂的线路之一,而高黎贡山隧道又是本线艰险中的艰险。”中铁隧道局集团大瑞铁路项目部总工程师郑孝福介绍,高黎贡山隧道地处怒江、龙川江之间,线路所经山高谷深,施工环境极为恶劣。隧道地质具有高地热、高地应力、高地震烈度,活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡浅表改造过程“三高四活跃”特征,地层种类高达18种,穿越19条活动断裂带,地质情况复杂,几乎囊括隧道施工所有不良地质和重大风险,施工难度在世界隧道修建史上罕见。对于建设者来说,施工犹如在荆棘丛中前行,又如在沙堆里穿洞。
“为了提升施工效率,我们设计了2个竖井,增加作业面,达到缩短建设周期的目的。”郑孝福说,高黎贡山隧道1号竖井主井深762.59米,副井深764.74米,是国内最深在建铁路竖井。而这个“地心之旅”尤为艰难,竖井施工过程中,多次发生突泥涌水、垮塌等险情,涌水最大的时候每小时达300多立方米。
“施工到现在为止,遇到的困难相当多,一次遇到突水险情,水顺着这个井筒急速地上涨,竖井被全部淹完。”中铁隧道局集团高黎贡山隧道项目部竖井分部总工程师周志辉回忆起当时的情景,仍然心有余悸。
为此,他们邀请专家现场把脉,研讨处理方案,经过多次改进之后,竖井建设形成了开挖系统、出碴系统、悬吊系统、绞车提升系统等机械化流水线,实现了打眼、爆破、出碴、模板安装、混凝土浇筑等全流程机械化作业,有效加快了施工进度,目前正在进行井底车场施工。
在施工过程中,建设者时刻面临着大涌水、高地温、大变形、易坍塌等一系列重大风险,仅高黎贡山隧道斜井每天涌水量就达3.3万立方米,可填满17.5个标准游泳池;受高地温影响,涌水水温平均38摄氏度,最高达42摄氏度,洞内平均湿度96%。
“最困难的时候,每天只能掘进零点几米。此外,受极高地应力的影响,往往前方支护后,第二天就会出现拱架、喷射混凝土脱落,还有拱架的扭曲、大变形。”郑孝福说。针对大变形,建设者采取优化施工方案、调整支护参数、径向注浆、改变隧道结构曲率等多种措施,千方百计进行控制;科学制订抽排水施工方案,利用多台大型抽水设备进行反坡抽排水,控制大涌水;加大通风量、局部高温涌水段注浆封堵,并采购全进口大功率风机以及2台450千瓦大功率机械制冷设备,加上冰块降温等多种措施,有效解决了掌子面降温问题。
截至目前,高黎贡山隧道正洞完成16.74公里,占总长的48.5%,剩余17.79公里;平导完成16.8公里,占总长的48.6%,剩余17.74公里。“下一步,我们将进行科研立项,加大科研力度,逐项攻克施工难关。我们有信心有决心让高黎贡山隧道早日贯通。”郑孝福表示。
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