決勝尖山練尖兵!
位于甘、蒙、寧三省交匯處的甘肅省白銀市平川區境內,海拔2250米的尖山巍峨矗立。尖山屬于祁連山脈,祁連構造帶是尖山最古老的構造體系。發(fā)生在1920年的海原大地震,是20世紀發(fā)生在中國最大的地震,地震釋放的能量相當于11.2個(gè)唐山大地震,對尖山的地質(zhì)構造也產(chǎn)生了重要影響。
尖山隧道出口
2017年6月19日,中蘭客專(zhuān)(甘肅段)開(kāi)工儀式在中鐵十四局承建的尖山隧道舉行,正式拉開(kāi)了項目建設的序幕。中蘭客專(zhuān)連接寧夏中衛市和甘肅省蘭州市,全長(cháng)219.671公里,設計時(shí)速250公里,是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的組成部分,是“一帶一路”建設的基礎設施。
做為先期標開(kāi)工的中蘭客專(zhuān)尖山隧道全長(cháng)6002米,最大埋深519米,是甘肅段最長(cháng)、埋深最大、唯一富水、存在高地應力的隧道,穿越7條破碎帶,地質(zhì)構造復雜、施工難度大、安全風(fēng)險高,四、五級圍巖達到90%以上。開(kāi)工伊始,尖山隧道便成為全線(xiàn)重點(diǎn)控制性工程,備受關(guān)注。
隧道立架
提起尖山隧道,項目負責人劉建勛開(kāi)口便談道,“每天都提心吊膽,睡不好覺(jué)。”
之所以讓他睡不好覺(jué),是安全、工期的壓力,每一米掘進(jìn)都面臨著(zhù)坍塌、掉塊的風(fēng)險,隧道圍巖隨時(shí)在變化。
2017年9月,隧道進(jìn)口剛進(jìn)洞,距洞口約25米處有一條9米寬的興電灌渠攔住了隧道的正常施工,興電灌渠位置隧道埋深僅2.9米。興電灌渠是甘肅省大型高揚程引黃灌區之一,解決了灌區18萬(wàn)人、10萬(wàn)多頭大牲畜、20萬(wàn)頭豬羊的飲水問(wèn)題,灌溉面積32萬(wàn)畝。
建設者緊緊抓住9月底到10月底進(jìn)行檢修的窗口期。“當時(shí)的施工工期非常緊張,埋深太淺,安全風(fēng)險極大,我們要在灌渠通水前,完成隧道掘進(jìn)穿越灌渠。”隧道進(jìn)口工區技術(shù)負責人李佳回憶。
將灌渠破除后,進(jìn)行了三七灰土換填,鋪設兩布一膜防止滲水,為防止渠身開(kāi)裂,采用鋼筋混凝土進(jìn)行水渠恢復。
建設者成立應急小組,24小時(shí)值班,加強沉降觀(guān)測頻率。即便面臨緊張的工期壓力,隧道掘進(jìn)時(shí),也嚴格控制進(jìn)尺,以每50公分一榀的速度掘進(jìn),保證1天2個(gè)循環(huán)的掘進(jìn)速度,最終在灌渠通水前順利穿越灌渠。
尖山隧道以千枚巖為主,薄薄的巖片之間,夾雜著(zhù)細微的晶體顆粒,穩定性極差,特別是千枚巖遇水軟化,為隧道掘進(jìn)造成了重大困擾。如果采用鉆爆法施工,容易出現掉塊等風(fēng)險。于是,他們優(yōu)化設計方案,采用懸臂式掘進(jìn)機施工。
“改用懸臂式掘進(jìn)機,掌子面無(wú)人作業(yè),能夠保證安全,而且容易控制超挖。”項目技術(shù)負責人朱耀璋說(shuō),可以一邊開(kāi)挖,一邊出渣,減少工序耗時(shí)。
隧道超前小導管施工
項目部工程部部長(cháng)李榮賀介紹,尖山隧道斜井向進(jìn)口方向掘進(jìn)的1公里,集合了富水、千枚巖、斷裂帶、高地應力多種困難,斷裂帶達到130米,對于尖山隧道施工極具代表性。
尖山隧道的裂隙水,在此處匯集,形成了一個(gè)個(gè)線(xiàn)狀水簾,一天的出水量達到6000方,施工人員只能穿著(zhù)雨衣在此處施工。一名作業(yè)工人回憶,即便穿著(zhù)雨衣,一道工序施工完成,滴水和汗水濕透了衣服,雨靴里灌滿(mǎn)了水。經(jīng)過(guò)嘗試,封堵的方法無(wú)法解決出水問(wèn)題,建設者便以排水為主,將水引流。
按照“管超前、嚴注漿、短開(kāi)挖、強支護、早封閉、勤量測”的十八字方針,隧道艱難地向前方掘進(jìn),日進(jìn)尺也由原來(lái)的3米,降低到1米。支護方式也按照最強支護類(lèi)型V級圍巖進(jìn)行支護,隧道內部高地應力影響,最大初支變形達到60公分。
“百日大干”助推隧道施工生產(chǎn)
測量站站長(cháng)洪小兵說(shuō),隧道支護完成應為平順,但這一段因為隧道上方內部壓力,隧道開(kāi)挖之后會(huì )收斂、沉降,隧道左上方50米范圍內多處“鼓包”,需要對隧道初支進(jìn)行24小時(shí)監測。
2021年5月16日,正值隧道向貫通沖鋒的時(shí)刻,最擔心的事情還是發(fā)生了。
在距離出口1.5公里處,同樣出現了初支“鼓包”現象,在進(jìn)行換拱施工時(shí),出現掉塊,施工人員迅速撤離,撤離結束后的一瞬間,近3000方破碎的巖石坍塌下來(lái),形成一個(gè)40米長(cháng)、12米寬、9米高的椎體,將隧道封堵,細細算來(lái),這些塌方體能夠將一個(gè)標準的游泳池填滿(mǎn)。
“幸好當時(shí)人員可以通過(guò)斜井撤離,否則將是隧道關(guān)門(mén)事件,多人將被困在隧道內。”出口工區工區長(cháng)常春海對于這次塌方心有余悸,僅處理這次坍塌用時(shí)近3個(gè)月。他說(shuō),尖山隧道最難的地方是一直在變,一循環(huán)、一方案,累計發(fā)生坍塌110余次。
隧道面臨的危險,沒(méi)有打垮建設者的意志。2021年4月份,他們舉行了保貫通誓師大會(huì ),在進(jìn)口和出口成立兩支突擊隊,后方公司領(lǐng)導擔任隊長(cháng),項目班子成員擔任副隊長(cháng),吃住在洞口。隧道技術(shù)人員每天兩班倒,12小時(shí)不出隧道,就餐在隧道內解決。
“隧道施工進(jìn)度主要在于工序提前銜接,每一分鐘都很珍貴,只能人等工序,不能工序等人。”技術(shù)員楊馳經(jīng)過(guò)在尖山隧道的鍛煉,已經(jīng)掌握了隧道施工精髓,他由最初的抵觸隧道施工,轉變?yōu)樗淼谰蜻M(jìn)的成就感,如果因為他的原因造成了施工銜接不暢,他心里倍感內疚。特別是2020年四五月份在隧道內值班,每天睡6個(gè)小時(shí),他整整瘦了17斤。
技術(shù)員沈巖記不清多少次在隧道內用午餐,“隧道施工很忙,到了飯點(diǎn)也有事需要協(xié)調解決,就不回食堂吃飯了,讓工作人員送到洞里來(lái),我只盼望著(zhù)隧道早點(diǎn)貫通,早點(diǎn)回家看看。”
2021年7月份,從出口走進(jìn)隧道3.2公里處,洞內施工人員正在進(jìn)行支護作業(yè),大家滿(mǎn)頭大汗,時(shí)不時(shí)拿出毛巾擦汗。“受高地熱影響,洞內作業(yè)面溫度接近40度,機械轟鳴,水汽蒸發(fā),就像蒸桑拿一樣,工作10分鐘就渾身濕透,現場(chǎng)配備應急藥箱,配備氧氣袋,工人交替休息,防止發(fā)生中暑。”技術(shù)員房電鵬說(shuō),冬天洞外大雪紛飛,洞內溫暖如春。
2021年9月3日 尖山隧道實(shí)現貫通
爭分奪秒中,他們創(chuàng )造了單口月進(jìn)尺107米的掘進(jìn)速度。
2021年9月3日,經(jīng)過(guò)1500多個(gè)日夜的掘進(jìn),尖山隧道“零傷亡”順利貫通。中央電視臺《新聞聯(lián)播》《新聞30分》等欄目對隧道貫通進(jìn)行了報道,建設者心中欣喜,紛紛在朋友圈轉發(fā)祝賀。
但唯一沒(méi)有轉發(fā)的是測量站站長(cháng)洪小兵,他又帶領(lǐng)著(zhù)測量員們進(jìn)入了隧道,他說(shuō),“后續尖山隧道的無(wú)砟軌道道床板施工和軌道精調,隧道貫通是一個(gè)新的起點(diǎn),還有很多工作要做,我要等到中蘭客專(zhuān)通車(chē)后,才會(huì )告訴大家,我參建的工程通車(chē)了。”
編輯:索營(yíng)華
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