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成自宜高铁最长最难隧道贯通 建设过程中遭遇三大“拦路虎”

2022年05月30日14:06 | 来源:人民网-四川频道
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人民网成都5月30日电 (郭莹)历经821天的紧张施工,今日,成都至自贡至宜宾高速铁路(以下简称成自宜高铁)控制性工程白云山隧道顺利贯通。

成自宜高铁是国家“八纵八横”高速铁路网中京昆通道的重要组成部分,设计时速350公里,预计2023年底建成通车。此次贯通的白云山隧道位于内江市资中县、威远县境内,全长13340米,是全线最长的隧道,也是修建难度最高一座隧道。建设者通过科学施工,埋头苦干,攻坚克难,最终啃下这块“硬骨头”。

极高风险隧道 建设过程险象环生

白云山隧道贯通现场,最后1米拱部岩体被凿通。成兰铁路有限公司供图

白云山隧道地处四川威远穹隆地貌核心部位,地质异常复杂,掘进过程中,持续不断溢出瓦斯等有毒有害气体、穿越煤层及老窑采空区、下穿多座水库,成为建设者最头疼的三大难题。

首当其冲的就是高瓦斯。白云山隧道穿越的地质存在天然气与煤层瓦斯叠加,掘进过程中,有毒瓦斯气体不断溢出,掌子面底板积水处常见气泡不断冒出,就像开水沸腾一样。有的段落,瓦斯压力较大,钻孔涌水会瞬间喷射出来,当瓦斯溢出量特别大的时候,隧底瓦斯探孔甚至会出现瓦斯将孔内水压喷至隧道拱顶现象。

“瓦斯无色无味,不易被发现。我们采用24小时人工检测和自动监测相结合的方式,配备专业瓦斯监测班组,监测人员三班倒,每隔3个小时进行一次监测,即时监控气体溢出情况。”中铁十二局成自高铁工程指挥部安全总监赵凯说,全隧安装了风电瓦电闭锁系统,“一旦瓦斯浓度达到0.3%,隧道安全设备就会自动报警,通知工人撤出;超过0.5%,电源便会自动切断,有效保障施工安全。”

第二个难点是隧道穿越煤层及采空区。白云山隧道地处威远穹隆地貌核心部位,附近煤炭资源丰富,过往煤矿开采后形成采空区。从设计施工图上看,白云山隧道正好就在采空区缝隙里穿越。采空区内留存大量聚集渣土和积水,拱顶距采空区最短距离仅2.2米,建设过程中,施工人员必须小心翼翼,否则,突涌的矿渣流水会瞬间灌满整个隧道。

2021年8月,隧道3#斜井在超前钻探过程中发现大面积采空区,打孔瞬间水流喷涌而出,建设一度停滞3个多月。为了解决这一问题,建设者加强隧道地质超前预报,在原有支护外层添设套拱,起到稳定支撑作用。后期通过水泵连续不断抽水,注浆堵水,减少水患影响。

“第三个难点是隧道下穿多座水库。”中铁十二局成自高铁工程指挥部工程部长景银丰介绍,隧道途径地段水库密集,13公里隧道下穿或侧穿7座水库,建设者必须提前探明前方的水系、加强超前地质预报,围岩监控量测,缩短开挖进尺,规避涌水对施工进度影响。

科学施工组织 提前一个月完成建设

施工难度大,中途一度停滞,工期却提前了1个月,究其原因,科学的施工组织、紧密工序衔接以及充足的人力机械投入是关键。

施工现场,焊花飞溅。成兰铁路有限公司供图

中铁十二局成自高铁工程指挥部指挥长李心平说,白云山隧道属于极高风险隧道,瓦斯含量高。按规定,这样的隧洞每个独头通风最长不能超过2公里。“因此,隧道广开作业面,共设6座斜井、1座副斜井、13个掌子面,同步施工,在确保安全的前提下大幅提升效率。”

“普通隧道,一个掌子面在施工高峰期用工人数在七八十号人左右,但我们每个掌子面用工人数超过一百人。”为了促进工序紧密衔接,实现专项专班,项目部设置了多个班组,包括通风班组、瓦斯检测班组、开挖支护班组、注浆班组等,一个工序完成后,下一个班组立即接上,保证流畅作业,效率大幅提升。

在机械投入方面,隧道采用大型机械化配套施工,配置应用了三臂凿岩台车、拱架安装机、二衬智能台车等全机械化配套施工设备,从超前地质预报、钻爆到衬砌混凝土浇筑、养护等全工艺流程的机械化配套设备循环作业。

李心平曾经参建过多座隧道建设,是一个不折不扣的“铁路老兵”。在他看来,在自己参与的所有项目中,白云山隧道修建难度居首。他说:“隧道贯通后,隧道通风情况得到极大改善,高瓦斯危害基本解除,施工步入‘快车道’。”

“目前,成自宜高铁建设已进入全面冲刺阶段,工程路基及桥梁隧道已经完成85%以上。”成兰铁路公司成自宜铁路建设指挥部指挥长张宗伟透露,项目预计今年11月底铺轨,明年年底开通。开通后,线路在宜宾地区与渝昆高铁、成贵高铁相衔接,今后从成都到自贡40分钟,到宜宾仅需1小时左右。

(责编:袁菡苓、高红霞)

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