鏖战黄土隧道
——中铁十二局集团太焦高铁云竹隧道施工纪实
■本报通讯员 冯学亮 郭俊江
  施工人员对仰拱边坡预留筋进行调直。冯学亮 摄

  4月初,太行山的夜晚还有一丝凉意,而此时,太(原)焦(作)高铁云竹隧道内却是一派热火朝天的施工景象。中国铁建十二局集团三公司太焦高铁项目部经理宋志荣不时抬手看看手表,又低头看手中图纸,他的目光中带着些许期待,又有着一丝不安——今天是他们即将穿越困扰了施工数月之久的细粉沙地质黄土层的关键时间节点。

  宁静。项目部所有施工指战员都在静静等待着施工现场的消息。

  “报告,施工已经穿越黄土层,进入岩石层!”当施工电台传来前方施工人员激动的声音后,宋志荣长舒了一口气。大家都知道,这场与黄土层施工的较量,以他们完胜告终,这比预计的施工节点提前了一个月。

  云竹隧道是太焦高铁全线48座隧道中的两个极高风险隧道之一,3850米的隧道里地质条件非常复杂,存在细粉沙地质、超浅埋深、穿越7条褶皱断层等几大难点。自2016年12月开工以来,建设者面对这条极高风险隧道,与困难展开了一次又一次的较量,攻克了一道又一道难关,在全线各标段中树立了标杆,受到业主肯定。

  “在云竹隧道施工,安全控制必保万无一失!”在每天的施工交班会上,项目部总工程师马占凯布置完任务后,最后总会叮嘱这样的一句话。因为他深深知道,在这个隧道里,影响安全的因素极其复杂。

  3850米的云竹隧道洞身被7条断层及7条褶皱“切割”。褶皱和断层就意味着洞体内的岩石碎脆,石块之间存在滑面,再加上岩石含水量较大,导致开挖作业时冒顶坍塌的安全风险增加。为此,项目部把科技保障和人工排险结合起来,全方位保证施工安全。他们在隧道出口安装了视频监控系统,对关键作业点实行全天候24小时监控。在施工作业之前,工区长都要组织人员提前排险,以防石块跌落。为加强地质异常超前预报,他们采用TSP技术进行围岩量测,利用红外探水技术监测含水量的大小。在管理制度上,他们实行项目领导和技术主管的双带班制度,24小时跟班作业。他们与责任人签订包保协议,成立质量安全督查组,定期对关键工序点核查整改。

  1.47米的超浅埋深,在云竹隧道约有120米“站在原地表就能看见预支管棚的钢管,站在洞内能看见密密麻麻的草根”,从项目部常务副经理梁胜国的描述中可以看到这一段区域的施工难度。超前注浆是最常规也是最有效的办法,项目部通过采用加密小导管注浆,由原来的1.8米注浆一次改为1.2米,加强围岩超前预加固。他们通过缩短开挖进尺,加强支护参数,把原设计的开挖60厘米立拱架变更为50厘米,还通过加大锁脚、锚管与钢拱架的焊接接触面,使其稳固性大大增强。浅埋深地段给施工带来的一个结果是偏压,隧道穿越浅埋深地段时,由于是丘陵状地貌,地表土的覆盖厚度不均产生的压力也不同,受外力大的地方就容易出现较大变形,从而易引发坍塌冒顶。项目部引进了手机信息化监测系统APP对洞顶地表沉降进行观测,测量队将测完的数据上传至信息系统后,无论是现场的技术主管还是项目部的管理人员,都能随时随地查看。

  针对云竹隧道地质结构复杂的实际情况,他们采用了“升级版”的三台阶开挖工法。开工前期,大家首先要面对的是150平方米细粉沙层大断面开挖难题,挖掘机很难在松软的台阶上“立足”。为此,他们在台阶之间增加临时仰拱支护桩,在掘进之前安装超前中管棚,然后再在超前管棚的下面预支超前小导管往里面注浆,实现加固底层,加速胶结,形成一个稳定的胶结圈,从而保证了隧道施工的顺利进行。

  截至目前,项目部在一次次与复杂施工的较量中取得了一个又一个的胜利,“大断面粉沙地层快速施工技术”已经在中铁十二局集团科技部立项,另外一项“隧道衬砌蒸汽养护装置”预计在今年5月投入使用。项目部还组织工程技术部申请了8个工艺工法创新课题,预计于明年年初全部完成。