將來(lái)通車(chē)以后,動(dòng)車(chē)通過(guò)這條長(cháng)近23公里的隧道,僅需7分鐘,但上萬(wàn)名建設者卻為之奮斗了10年。“真是塊‘硬骨頭’。剛畢業(yè)就來(lái)了這里,現在終于通了,讓人很激動(dòng)。”回憶起這些年建設的艱辛,中鐵十六局成蘭鐵路項目指揮部工程部部長(cháng)李祎楠感慨不已。
隨著(zhù)德勝隧道貫通,年內動(dòng)車(chē)將第一次在海拔3000多米的川西北高原飛馳。這條國內最長(cháng)的單洞雙線(xiàn)鐵路隧道如何被打通?記者進(jìn)行了探訪(fǎng)。
多種不良地質(zhì)疊加
遇到突發(fā)情況300多次
川青鐵路從成都平原區邁向川西高山高原區,最大海拔高差2000多米,沿線(xiàn)地質(zhì)極為復雜,多種不良地質(zhì)疊加,建設難度超前。德勝隧道正處于全線(xiàn)地質(zhì)最復雜的區域。
“10年建設期間,遇到的掌子面溜坍、涌泥、突水、大變形等影響工期的突發(fā)情況,就有300多次??梢哉f(shuō),隧道建設能遇到的不良地質(zhì)問(wèn)題,在這里都遇到了。”中鐵二院成蘭鐵路項目德勝隧道技術(shù)負責人尹厚繼說(shuō)。
為什么會(huì )這么難?他展示了一張地質(zhì)構造圖,可以看到,德勝隧道位于四川盆地與青藏高原東側的地形急變帶,位于3條活動(dòng)斷裂帶組成的“A”字形斷塊區域,穿越17個(gè)次級褶皺、1條斷層,鄰近岷江活動(dòng)斷裂帶,最近的距離只有500米。
德勝隧道于2014年開(kāi)工建設,但勘察設計工作,早在2008年就已啟動(dòng)。中鐵二院成蘭鐵路項目德勝隧道地質(zhì)負責人魯金林全程參與了前期選線(xiàn)。“6年時(shí)間,我們對隧道沿線(xiàn)80平方公里地表進(jìn)行了地質(zhì)勘探。”他說(shuō),總計地質(zhì)鉆孔8000米、物探3萬(wàn)米,累計比隧道的里程還長(cháng)。最后“夾縫中選優(yōu)”,把原本計劃的兩條短隧道合并為一條長(cháng)隧道,并采取單洞雙線(xiàn)合修的方式,規避了不良地質(zhì)對隧道洞口施工、運營(yíng)安全的影響。
變形速度為常規隧道14倍
定制技術(shù)、定制物料來(lái)幫助
不良地質(zhì)帶來(lái)的最大麻煩,是軟巖大變形。走進(jìn)剛貫通的德勝隧道,一塊突出的水泥堆十分顯眼。走近一看,里面夾雜著(zhù)形狀扭曲的鋼架。“這原本是做好的初層支護,在隧道外圍鄰近巖壁的位置,因為隧道變形,被擠到了這里。”中鐵十六局成蘭鐵路項目指揮部副總工程師譚勇告訴記者。
德勝隧道鄰近的斷裂帶極為活躍,部分區域最大的壓力值達到25.8兆帕,相當于指甲蓋大小的區域要承受500多斤的重量;隧道內的圍巖又以千枚巖、板巖為主,一碰就倒、一捏就碎,遇水成泥。高地應力加穩定性極差的圍巖,讓德勝隧道7400多米的路段出現了軟巖大變形,變形段高達32.6%。
2023年7月,德勝隧道掘進(jìn)僅剩160米時(shí),又遭遇大變形。監測發(fā)現,變形速度是常規隧道的14倍。
建設者幾經(jīng)嘗試,摸索出“主動(dòng)控制”的技術(shù),將10米長(cháng)的中空錨管扎進(jìn)巖層,在里面注漿,讓錨管在巖層里“生根”,并加裝雙層HW200型鋼拱架,將周?chē)膸r層“鎖緊抓牢”,形成“龜殼”一樣堅硬的保護層,再進(jìn)行襯砌施工。由于變形極為突出,德勝隧道所用的物料都是特制的,最大變形段的錨管直徑51毫米,鋼拱架每米重達50公斤,是常規隧道的2.5倍。
隧道內建防災救援站
出現險情可第一時(shí)間撤離
建成后的隧道,安全能保證么?
“能!”成蘭鐵路公司成蘭建設指揮部黨支部書(shū)記李群說(shuō),建設期間,成蘭鐵路公司聯(lián)合全國多個(gè)領(lǐng)域的頂尖研究力量,開(kāi)展了14項技術(shù)課題攻關(guān),部分經(jīng)驗已在全國鐵路推廣應用。其中,德勝隧道按8度抗震要求建設,安全性高,建設期間已經(jīng)歷了多次地震考驗。
在德勝隧道內,還“藏”著(zhù)一座大型防災救援站,這在全國乃至亞洲的單洞雙線(xiàn)合修鐵路隧道中屬于首創(chuàng )。
防災救援站位于隧道中間,在500米的范圍內,兩側洞壁有數個(gè)洞,步入其中,沿著(zhù)指示方向行走,10分鐘左右可走到洞外。“這是逃生通道,平均50米一個(gè),一旦發(fā)現險情,可確保人員第一時(shí)間安全撤離。”中鐵二局成蘭鐵路工程指揮部副經(jīng)理陳飛指了指頭頂說(shuō),“看,這里還有排煙的通道,避免煙霧過(guò)濃,造成二次傷害。”
尹厚繼介紹,在隧道群和長(cháng)度超過(guò)20公里的鐵路隧道里,都會(huì )設置救援站。不過(guò),一般救援站設在洞外,且鐵路多為雙洞分修,可方便設計逃生路線(xiàn)。而德勝隧道是單洞雙線(xiàn),加上特殊的地理條件,只能設置在洞內,這給設計和建設帶來(lái)不小難度。
這個(gè)防災救援站的上中下、左中右各三層,共35個(gè)支洞,圍繞鐵路主線(xiàn)形成了一個(gè)復雜的洞室群,其主要作用為上層排煙、中層疏散、底層逃生撤離。
陳飛說(shuō),由于支洞太多、太近,建設中出現了群洞效應,一些已修好的隧道,在鄰近的隧道建設時(shí),又出現了變形或裂縫。施工采用控制爆破技術(shù)、零近接(交叉洞室)結構施工技術(shù)等,克服了很多困難,終于建成防災救援站。(王眉靈)