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堅守3500多天 攻克世界級工程難題

打通川青“腸梗阻” 德勝隧道終得勝

人民網記者 郭瑩
2024年05月11日15:34 | 來源:人民網-四川頻道
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川青鐵路青白江至鎮江關段自2023年11月28日正式開通運營以來,旅客發送量屢創新高。這條從平原開往高原的鐵路線,已成為游客青睞的網紅線。5月11日,一則好消息從四川省阿壩州鬆潘縣境內傳來,歷時10年修筑,川青鐵路全線控制性工程德勝隧道終於被打通。

這意味著,川青鐵路成黃段全線貫通。未來,從成都出發,乘坐高鐵可直達5A級旅游景區黃龍、九寨溝,再無阻礙。

川青鐵路成都東至黃勝關段走向示意圖。成蘭鐵路公司供圖

川青鐵路成都東至黃勝關段走向示意圖。成蘭鐵路公司供圖

掘進,打通生命線、旅游線

假定列車以時速200公裡行駛,預計7分鐘可通過德勝隧道。為了這短短的7分鐘,鐵路建設者在莽莽高原堅守了3500多天,才攻克下這道世界級的工程難題。

德勝隧道洞身位於龍門山、西秦嶺和岷江3條活動斷裂帶交匯區域,這裡是我國地形地質條件最復雜的地區之一,地質災害頻發。

隧道從2014年9月啟動建設,前期勘探設計就持續了整整6年。這期間,專業人員扎根山嶺,完成了80.4平方公裡的地理勘測,前后進行了十余次線路方案的優化,最終確定這近23公裡隧道線路的走向。

既然困難重重,為何執著選址於此?

德勝隧道洞口。成蘭鐵路公司供圖

德勝隧道洞口。成蘭鐵路公司供圖

據中鐵二院德勝隧道設計負責人尹厚繼介紹,德勝隧道所處區域百年內發生過5次以上的7級地震,隧道抗震設防為8度,在極端災害情況下,能夠肩負起生命通道和物資運輸通道的作用。另外,鐵路選線採取先定車站后定線路的原則。川青鐵路鬆潘車站是全線重要的經濟據點,交通輻射范圍覆蓋九寨黃龍景區,車站的位置一經確定,德勝隧道所處山嶺地區就成為川青鐵路這條樞紐干線的必經之地。這樣一來,旅游資源效益便實現了最大化。

選線難,建設更難。通常情況下,一條23公裡的山嶺鐵路隧道,建設周期在4年左右,德勝隧道建設持續10年,其過程可謂險象環生。

俯瞰隧道。成蘭鐵路公司供圖

俯瞰隧道。成蘭鐵路公司供圖

由於這條隧道地處岷江峽谷地帶,周邊鬆散岩堆密集,受“5.12”汶川特大地震等多次震后效應影響,隧道自2014年開工以來,多次受到泥石流、滑坡、強降雨等災害影響,給建設者人身安全造成極大威脅。中鐵二局德勝隧道指揮部常務副經理王淵至今對發生在2021年的一次泥石流心有余悸,“當時,我和同事正在4號橫洞附近的工程駐地,十幾秒鐘,奔涌而下的泥石流便沒過了我們的腿肚子。”

“還有一次,G213國道因山體滑坡被阻斷,物料運輸隻能繞行小路,原本300公裡的運輸距離,貨車多繞了500公裡,多花了2天時間才運攏。”王淵說。

和普通支撐用鋼材比較,德勝隧道用於支撐的鋼材要大一號。上面為普通工字鋼,下面為德勝使用的H型鋼。人民網記者 郭瑩攝

和普通支撐用鋼材比較,德勝隧道用於支撐的鋼材要大一號。上面為普通工字鋼,下面為德勝使用的H型鋼。人民網記者 郭瑩攝

不僅有外患,也有內憂。德勝隧道周邊地表水系發達,隧道附近有一條常年有水的沖溝與隧道伴行,水位高於隧道,加上隧道本身岩石裂隙多,透水性較強,加大了隧道涌突水風險。2018年,隧道4號橫洞工區發生涌水突泥,造成160米隧道仰拱瞬間被淹沒,重達百噸工程台車被徹底損毀。

然而,最令人頭疼的,還是軟岩大變形,它也被稱為隧道的“癌症”。德勝隧道與岷江斷裂帶幾乎平行,兩者最近距離僅為500米,構造應力場對隧道影響非常大。工程單位監測數據顯示,隧道內受到最大的地應力數值曾達到25mpa,相當於人的指甲蓋那麼大的地方放一塊250公斤的岩石所承受的壓強。重壓之下,圍岩條件又不理想。德勝隧道內分布1條斷層、17條次級褶皺,平均1公裡就有1處,圍岩軟硬相間,部分段落為脆弱的炭質千枚岩,遇水便化為粉渣,開掘起來猶如在沙堆裡挖洞,十分艱難。兩項因素疊加,導致全隧三分之一的區段被軟岩變形嚴重,制約著工程整體進度的推進。

距離德勝隧道出口約5公裡處,是全隧軟岩變形最嚴重的段落。直徑18米的開挖斷面,在開掘后的4個月內,被擠壓成直徑10米的不規則形狀。

施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網記者 郭瑩攝

施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網記者 郭瑩攝

“遇強則強!”中鐵十六局川青鐵路項目總工程師王建介紹,隧道在開挖的過程中變形速率高,持續時間長,常規隧道使用的支護形式和材料難以抵抗。因此,他們選擇了最強韌的支護材料,在短循環中採取最強措施,主動控制隧道變形。比如,把原有的兩級支護改為三級支護﹔將支撐用普通工字鋼替換為每米重50千克的H型鋼,打造兩層“龜殼”﹔把22毫米的常規錨杆型號替換成51毫米的中空自進式錨杆,密布隧道四周,就像是刺猬的棘刺,再注入水泥漿,固定隧道圍岩……“普通隧道開挖隻需要10道工序,我們總共用了48道工序,竭盡全力,和下一次‘變形’賽跑。”王建說,找到安全建設的那把“鑰匙”,制約工程進度的“卡脖子”問題就被順利破解了。

創新!國內單洞雙線合修隧道首次設置救援站

德勝隧道近23公裡,是已建成的全國最長的單洞雙線鐵路隧道,投用后,如果車輛在洞內發生火災,無法及時開出洞外,后果將不堪設想。因此,隧道在規劃階段就提出要在隧道中修建防災救援站的設想,這在當時屬於國內首創。

如今,這座長達550米的防災救援站已經建成,猶如將一個車站修進了隧道裡。

施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網記者 郭瑩攝

施工人員正在進行貫通最后的施工。人民網記者 郭瑩攝

從規劃圖上看,這個防災救援站分縱向分為上、中、下3層,整體由35個洞室組成,長度超過3100米,規模龐大、結構復雜。除了正洞救援站,還配套建設救援疏散平導、疏散橫通道、排煙道,各條通道相互獨立,互不干擾。

隧道內圍岩軟弱,遇水成為粉渣。人民網記者 郭瑩攝

隧道內圍岩軟弱,遇水成為粉渣。人民網記者 郭瑩攝

為了詳細了解救援站構造,記者從4號橫洞進入,步行800多米,抵達位於隧道中部的救援站。救援站左右兩邊,預留了寬闊的人行站台。“通常情況下,列車遭遇事故后疏散時間隻有七八分鐘,考慮到列車停車后乘客走到站台需要耗時較長,因此乘客在站台上的時間非常有限。”王淵介紹,救援站站台每隔50米就設置有一個安全緊急出口,聯通救援疏散平導,旅客可以通過這些出口進行快速疏散。

“救援站的設立,體現了中國高鐵線路飛速建設過程中,防災救災應急意識的進一步提升,也為在建特長隧道防災減災能力提升提供了可復制的‘樣板范例’。”一位設計人員這樣說。

暢連!從成都坐高鐵直達九寨溝、黃龍

川青鐵路是國家“八縱八橫”高速鐵路規劃網“蘭廣”通道的重要組成部分,設計時速200公裡,也是“5.12”汶川特大地震災后,四川省最艱巨的恢復重建的交通工程。隨著德勝隧道的貫通,川青鐵路成黃段最后一道建設關卡被突破,為該區段今年通車奠定基礎。

隧道中修建了防災救援站,途徑列車一旦在隧道中遭遇危險,可運行至救援站緊急疏散旅客。成蘭鐵路公司供圖

隧道中修建了防災救援站,途徑列車一旦在隧道中遭遇危險,可運行至救援站緊急疏散旅客。成蘭鐵路公司供圖

無砟軌道施工完成。成蘭公司供圖

無砟軌道施工完成。成蘭公司供圖

“現在,游客開車從成都去九寨溝需要大概7個小時,線路通車(后)坐火車僅僅需要3個小時左右。”成蘭鐵路公司成蘭建設指揮部指揮長李群介紹,這條線路串聯了九寨溝、三星堆、黃龍等著名景點,通車后將極大激活沿線地區的旅游資源,推動川西北地區的經濟發展。

(責編:袁菡苓、高紅霞)

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