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敦格铁路当金山隧道平导贯通 地质堪比“酥心饼干”

当金山隧道正洞全长20.1公里,是敦格铁路中的重难点控制性工程。该隧道地处当金山腹地,最高海拔近4000米,年平均气温在0℃以下,植被稀疏,含氧量比青藏铁路还低。线路途经国内最长F5区域断层825米以及1900米的大变形段落,云母石英片大量散布,隧道岩体整体较为破碎,工程地质条件较差,岩层轻轻一碰就掉渣,相当于在“酥心饼干”上打洞,施工中可能存在围岩大变形失稳,突、涌水和高地应力区岩爆等问题。

大柱山隧道开工以来,隧道已经涌水约2亿立方米,相当于15座西湖。隧道进口施工人员常年带水作业,即使穿戴雨衣都会湿透。中铁一局建设者不但要经常在“水帘洞”中“淋浴”,还会经历“桑拿”。在隧道的出口,洞内施工长期处于40℃左右和85%以上湿度的恶劣施工环境,为了确保施工作业人员身心健康,项目部通过长年给隧道施工最前方的掌子面运送冰块降温。

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自2013年建设伊始,一场大规模、长期性的供氧“动脉搭桥术”便陆续拉开帷幕。项目指挥长张开新说,在通风竖井施工中,建设者瞄准“反井法”施工速度快、无人下井、安全系数高等优势积极探索应用,帮隧道自下而上插入442米深的“吸管”,开创了铁路隧道通风竖井施工工法先河。

此外,中铁一局项目员工在施工过程中,还成功解决了平导8.3公里独头通风、7.8万m3/d的长距离反坡排水、1.7公里的低瓦斯施工、软岩大变形等技术难题。尤其是在156米长的燕子窝断层施工中,项目部通过邀请专家,不断完善改进施工方案,历时26个月的攻坚克难、昼夜奋战,最终安全通过该断层。

中铁一局大瑞铁路项目三工区总工程师
杜利军:我们也是等了10年,坚守10年,这一刻对我们来说特别不容易,终于看到希望了。

敦格铁路位于丝绸之路经济带中心线上,是沟通甘肃、青海、新疆、西藏四省区的一条最便捷通道,也是“一带一路”沿线的重要交通大动脉,将与库格铁路相交汇一并成为西北通向中亚的第二条国际大通道。全线建成通车后,将改变新疆、西藏乃至中亚国家之间铁路运输迂回绕行的历史。

6月26日上午11时10分,经过11年的艰难施工,由中铁一局集团有限公司承建的大瑞铁路大柱山隧道平导顺利贯通。大柱山隧道有着“中国最难隧道”、“世界最难掘进隧道”、“中国隧道施工地质博物馆”之称,隧道平导的贯通为2020年隧道完工奠定了坚实基础。

大瑞铁路是一级电气化铁路,设计时速为每小时140公里。2008年6月开始分两个阶段开工建设。建成通车后,大理到瑞丽的行车时间将由现在公路的6小时,缩短到2个小时左右。

在施工现场,三臂凿岩台车、330扒渣机、湿喷机械手等大型机械设备十分吸引眼球,这些“大家伙”像变形金刚一样承担着隧道钻孔、出碴、支护等各个施工环节。单从采用湿喷机械手来说,单作业面就可以节省12个劳动力,缩短班组循环时间2小时,实现了低强度、低风险、低成本、高效率的“三低一高”目标。

大理至瑞丽铁路,是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和西部开发性新线项目之一,也是我国西南进出境通道之一的中缅国际铁路通道的重要组成部分,是中国连接中南半岛经济走廊的重要环节;同时还是贯彻落实国家西部大开发战略,重塑“南方丝绸古路”、凸显云南面向东南亚、南亚的桥梁和纽带作用的重要通道。大瑞铁路的建成,对促进沿线地区经济社会发展,推动云南省“精准扶贫”工作实施、提升云南对外开放水平,推动我国与东南亚、南亚国家的交流与合作,将产生重大而深远的影响。

除了大柱山隧道外,全长330公里的大瑞铁路全线还有多个难点工程,工程人员在施工过程中不断克服各种工程难题,期间也创造了多项国内甚至世界领先的技术。

据悉,敦格铁路预计2018年年底全线通车。通车后,火车通过当金山隧道只需10分钟。为了这10分钟的中国速度,建设者们投身在高原深处,如扎根戈壁的骆驼草一般坚守无人区。

大柱山隧道建设期间:突泥涌水、岩层破碎、高地温

中铁八局大瑞铁路项目部四分部项目经理
吴丽君:多次出现坍方突泥涌水,这些导致了我们工程无法顺利进展。

为了解决隧道岩层突、涌水难题,提高反坡排水效率,该项目在综合坡率达到10.98%的2号斜井共设置了7级泵站,相当于将水垂直抬升了286米。同时,采取了修建安全体验馆、开展安全三级教育等多项措施推动安全教育培训,有效提高了从业人员的安全意识和应急处置能力,将这块“酥心饼干”安全地“啃”了下来。

澳门新葡新京 ,作为大瑞铁路全线工期控制性工程,由于施工环境异常恶劣,施工异常艰难,大柱山隧道工期从最初的5年半,一度调整为8年,又再度调整为13年。目前,大柱山隧道正洞还剩余1.8公里,预计
2020年全面完工。

中铁八局大瑞铁路项目部四分部项目经理
吴丽君:通过前面的切割头,对掌子面的围岩持续开挖,然后挖下来的渣子掉到铲板上,通过一运转二运到出渣车上面。它是把传统的爆破、通风、出渣三个工序结合到一体。

3月31日8时6分,由中铁十七局集团承建的中国在建最长的单线、单洞、单面坡隧道——敦铁路甘肃段当金山隧道平导贯通,创下了国内隧道独头掘进8528米、高原施工最难通风的新记录。

中铁一局副总经理、总工程师安国勇:”开工建设11年之后,大柱山隧道进出口两个工区的建设者第一次在掌子面胜利会面。中铁一局四公司的建设者在这里坚守了十余年,十年前约定的“不见不散”今天终得实现。”

此外,位于保山市龙陵县境内、创造了六项国内第一、全长34.5公里的高黎贡山隧道1号竖井掘进已经突破至井深702.7米,打破国内铁路竖井最深纪录。横跨澜沧江的澜沧江大桥目前已经完成第二孔箱梁浇筑,其“二次竖转”工法创造了三项建桥“世界第一”纪录,其安全风险等级一度达到我国在建铁路桥梁最高。

敦格项目二分部经理常立柱说,项目首先明确了“快挖、快支、快封闭”的施工理念,使用超前水平地质钻钻芯取样与地质雷达相结合的方式对隧道前方状况进行检测,每一循环都对地质情况做到“心中有数”,同时布置爆破后监测点,对每循环的爆破振动进行监测,控制爆破震速在允许范围内。

大柱山隧道全长14484米,最大埋深995米,穿越着名的横断山脉南段,设置贯通平导辅助正洞施工,为大瑞线控制性工程之一。其所在区域地质环境复杂,断裂构造发育,
具有“三高”、“四活跃”(活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件、活跃的岸坡浅表改造过程)的特征。洞内纵坡设计为小“人”字坡,最大纵坡23.5‰,穿越6条断裂带,岩溶发育地段5处,褶皱构造3条,经过有放射性场所监督区、低高温带,地质极其复杂多变,施工难度极大。

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作为铁路总公司第一个全面推广采用机械化配套施工的特长隧道试点工程,该项目充分发挥了在机械化施工、成本管控方面的优势,工程取得了安全、质量、进度、效益上的新突破。

向参与大瑞铁路大柱山隧道的施工建设者们致敬

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见证平导贯通后,项目职工王强很激动:“这个隧道就是一所大学,我们在这里边施工边研究、边学习边总结。一辈子能参与修建这样一条‘四高隧道’,值了!”

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克服多种工程难题 创多项先进技术

对此,经过数年的反复论证和实验,从2017年开始,施工者率先在秀岭隧道采用悬臂掘进机施工工艺,项目施工效率比普通钻爆法增加了30%,预计在2020年的11月秀岭隧道正洞能够贯通。

大理至瑞丽铁路控制性工程大柱山隧道,因为复杂的地质地貌,施工过程中要不断应对突泥涌水、高温等情况,所以大柱山隧道也被称为“最难打的隧道”。经过工程人员近11年的努力,今天上午,大柱山隧道平行导洞将贯通。

大瑞铁路穿越了云南省西部的苍山、高黎贡山等山脉,跨怒江、澜沧江、西洱河,沿线地质地貌复杂。在苍山脚下的大理州漾濞县河西村,开工于2008年、全长17.623公里的秀岭隧道正在加紧施工。这是大瑞铁路建设的又一个“拦路虎”,是全线最长的单头掘进隧道。和大柱山隧道一样,秀岭隧道在施工过程中也遇到了各种各样的地质难题。

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大柱山隧道全长14.5公里,建成后列车经过只需要4分钟,但2000多名施工者已经在这里奋战了10多年。

大柱山隧道于2008年开工建设,但由于隧道内突泥涌水和高地热等复杂地质情况,使得工期从5年延长至8年后又增至13年。在施工期间,工人们90%的时间都是在应对突泥涌水和高温。

一次发生在隧道内的涌泥险情,在五个多小时内,就把工人们艰苦挖掘的200多米长,6米高的隧道全部灌满。而在隧道的出口方向,从2015年6月起,遇了高地温地段,洞里一年四季的温度都在40摄氏度以上,一天得用掉四五吨降温冰。

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平行导洞是平行于隧道正洞施工的一条隧道,但施工时要超前于正洞,主要作用是为正洞开挖提供地质情况参考,同时可以通过导坑与正洞连接,增加正洞作业面,并给正洞提供排水、出渣、通风等辅助工作,建成后可以发挥应急、维护等作用。25日下午,记者来到大柱山隧道平导施工作业面时,工人们正在利用专业设备从隧道入口方向往出口方向进行地质探测。经探测确认,平行导洞距离贯通仅有2.5米,实施一次爆破就可以完成。