德勝隧道防災(zāi)救援站內(nèi)部。
5月11日,在海拔2800米的群山深處,當(dāng)川青鐵路德勝隧道最后一段圍巖被鑿?fù)?,身穿不同顏色工服的建設(shè)者從兩頭奔向中間,興奮地?fù)肀г谝黄?。(川青鐵路是我國(guó)“八縱八橫”高鐵網(wǎng)中蘭州、西寧至廣州通道的重要組成部分,其中成都至鎮(zhèn)江關(guān)段于2023年11月28日建成投運(yùn)??ㄗ〈ㄇ噼F路四川境內(nèi)最后“咽喉”部位的,就是德勝隧道。)
將來通車以后,動(dòng)車通過這條長(zhǎng)近23公里的隧道,僅需 7分鐘,但上萬名建設(shè)者卻為之奮斗了10年。“真是塊‘硬骨頭’。剛畢業(yè)就來了這里,現(xiàn)在終于通了,讓人很激動(dòng)?!被貞浧疬@些年建設(shè)的艱辛,中鐵十六局成蘭鐵路項(xiàng)目指揮部工程部部長(zhǎng)李祎楠感慨不已。
隨著德勝隧道貫通,年內(nèi)動(dòng)車將第一次在海拔3000多米的川西北高原飛馳。這條國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的單洞雙線鐵路隧道如何被打通?記者進(jìn)行了探訪。
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(qū)邁向川西高山高原區(qū),最大海拔高差2000多米,沿線地質(zhì)極為復(fù)雜,多種不良地質(zhì)疊加,建設(shè)難度超前。德勝隧道正處于全線地質(zhì)最復(fù)雜的區(qū)域。
“10年建設(shè)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,隧道建設(shè)能遇到的不良地質(zhì)問題,在這里都遇到了?!敝需F二院成蘭鐵路項(xiàng)目德勝隧道技術(shù)負(fù)責(zé)人尹厚繼說。
為什么會(huì)這么難?他展示了一張地質(zhì)構(gòu)造圖,可以看到,德勝隧道位于四川盆地與青藏高原東側(cè)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(qū)域,穿越17個(gè)次級(jí)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年開工建設(shè),但勘察設(shè)計(jì)工作,早在2008年就已啟動(dòng)。中鐵二院成蘭鐵路項(xiàng)目德勝隧道地質(zhì)負(fù)責(zé)人魯金林全程參與了前期選線?!?年時(shí)間,我們對(duì)隧道沿線80平方公里地表進(jìn)行了地質(zhì)勘探?!彼f,總計(jì)地質(zhì)鉆孔8000米、物探3萬米,累計(jì)比隧道的里程還長(zhǎng)。最后“夾縫中選優(yōu)”,把原本計(jì)劃的兩條短隧道合并為一條長(zhǎng)隧道,并采取單洞雙線合修的方式,規(guī)避了不良地質(zhì)對(duì)隧道洞口施工、運(yùn)營(yíng)安全的影響。
變形速度為常規(guī)隧道14倍 定制技術(shù)、定制物料來幫助
不良地質(zhì)帶來的最大麻煩,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,里面夾雜著形狀扭曲的鋼架?!斑@原本是做好的初層支護(hù),在隧道外圍鄰近巖壁的位置,因?yàn)樗淼雷冃危粩D到了這里?!敝需F十六局成蘭鐵路項(xiàng)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(qū)域最大的壓力值達(dá)到25.8兆帕,相當(dāng)于指甲蓋大小的區(qū)域要承受500多斤的重量;隧道內(nèi)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(yīng)力加穩(wěn)定性極差的圍巖,讓德勝隧道7400多米的路段出現(xiàn)了軟巖大變形,變形段高達(dá)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(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),變形速度是常規(guī)隧道的14倍。
建設(shè)者幾經(jīng)嘗試,摸索出“主動(dòng)控制”的技術(shù),將10米長(zhǎng)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,將周圍的巖層“鎖緊抓牢”,形成“龜殼”一樣堅(jiān)硬的保護(hù)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(dá)50公斤,是常規(guī)隧道的2.5倍。
隧道內(nèi)建防災(zāi)救援站 出現(xiàn)險(xiǎn)情可第一時(shí)間撤離
建成通車后的隧道,安全能保證么?
“能!”成蘭鐵路公司成蘭建設(shè)指揮部黨支部書記李群說,建設(shè)期間,成蘭鐵路公司聯(lián)合全國(guó)多個(gè)領(lǐng)域的頂尖研究力量,開展了14項(xiàng)技術(shù)課題攻關(guān),部分經(jīng)驗(yàn)已在全國(guó)鐵路推廣應(yīng)用。其中,德勝隧道按8度抗震要求建設(shè),安全性高,建設(shè)期間已經(jīng)歷了多次地震考驗(yàn)。
在德勝隧道內(nèi),還“藏”著一座大型防災(zāi)救援站,這在全國(guó)乃至亞洲的單洞雙線合修鐵路隧道中屬于首創(chuàng)。
防災(zāi)救援站位于隧道中間,在500米的范圍內(nèi),兩側(cè)洞壁有數(shù)個(gè)洞,步入其中,沿著指示方向行走,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(xiàn)險(xiǎn)情,可確保人員第一時(shí)間安全撤離?!敝需F二局成蘭鐵路工程指揮部副經(jīng)理陳飛指了指頭頂說,“看,這里還有排煙的通道,避免煙霧過濃,造成二次傷害?!?/p>
尹厚繼介紹,在隧道群和長(zhǎng)度超過20公里的鐵路隧道里,都會(huì)設(shè)置救援站。不過,一般救援站設(shè)在洞外,且鐵路多為雙洞分修,可方便設(shè)計(jì)逃生路線。而德勝隧道是單洞雙線,加上特殊的地理?xiàng)l件,只能設(shè)置在洞內(nèi),這給設(shè)計(jì)和建設(shè)帶來不小難度。
這個(gè)防災(zāi)救援站的上中下、左中右各三層,共35個(gè)支洞,圍繞鐵路主線形成了一個(gè)極為復(fù)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,由于支洞太多、太近,建設(shè)中出現(xiàn)了群洞效應(yīng),一些已修好的隧道,在鄰近的隧道建設(shè)時(shí),又出現(xiàn)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(jié)構(gòu)施工技術(shù)等,克服了很多困難,終于建成防災(zāi)救援站。
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