德勝隧道出口。成蘭鐵路公司供圖
十年鑿山,一朝“德勝”。5月11日,川青鐵路成黃段最后一塊“硬骨頭”——德勝隧道全線貫通。從2014年開工到2024年貫通,建設(shè)者們?cè)诖ㄎ鞲咴瓓^戰(zhàn)十年,終于攻克這一世界級(jí)隧道施工難題。在隧道貫通之際,華西都市報(bào)、封面新聞?dòng)浾邔?duì)話多名設(shè)計(jì)、參建者,共同揭秘這座隧道建設(shè)有多難。
看選線
被三條斷裂帶包圍不良地質(zhì)密集
德勝隧道全長22.943公里,位于四川阿壩州松潘縣境內(nèi),被岷江、龍門山、西秦嶺三條斷裂帶包圍,處于岷江峽谷地帶,沿線滑坡、泥石流、危巖落石等不良地質(zhì)分布密集,這就給洞口選擇造成了極大困難。
2008年9月,中鐵二院成蘭鐵路項(xiàng)目德勝隧道地質(zhì)負(fù)責(zé)人陶玉靜和魯金林,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)。團(tuán)隊(duì)采用物探與鉆探結(jié)合的方式,勘測(cè)了沿線80.4平方公里的范圍,地面鉆探孔達(dá)到74個(gè)?!般@探需要徒步爬山2個(gè)多小時(shí),最深的孔有500多米,要探測(cè)一年左右,最短的也需要一個(gè)月?!碧沼耢o說。
“2012年之前,這里一直設(shè)計(jì)的是用兩座隧道通過?!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。但是,在對(duì)沿線可能設(shè)置隧道洞口的地點(diǎn)逐一甄選后,他們發(fā)現(xiàn)該區(qū)域不滿足設(shè)置4個(gè)洞口的條件;通過對(duì)10余個(gè)方案進(jìn)行初選,再選出4個(gè)方案開展同精度勘察,最終選定了一座22.943公里的長隧,規(guī)避了不良地質(zhì)對(duì)隧道洞口施工、運(yùn)營安全的影響。
看施工
豆腐塊里打洞大變形段超三分之一
經(jīng)過6年勘察設(shè)計(jì),2014年德勝隧道終于開工了。然而,剛施工沒多久,建設(shè)者就遇到了“折磨”了他們十年的難題——軟巖大變形。
尹厚繼解釋,德勝隧道走向幾乎與岷江斷裂帶平行,最近處只有500米,構(gòu)造地應(yīng)力很強(qiáng)。在巨大地應(yīng)力的影響下,隧道就會(huì)發(fā)生變形。再加上隧道圍巖多為千枚巖、板巖、砂巖,特別是炭質(zhì)千枚巖,一碰就倒、一捏就碎,隧道施工就像在“豆腐塊里打洞”,這也加重了變形情況。隧道大變形段落有7473米,超過三分之一。
“有時(shí)候初支剛做好,地應(yīng)力就把鋼拱架切割成麻花狀,甚至切斷。變形最嚴(yán)重的地段,直徑18米的開挖斷面被壓縮到10米?!敝需F十六局成蘭鐵路(松潘)指揮部工程部部長李祎楠說。
9日下午,記者從6號(hào)橫洞進(jìn)入德勝隧道最后貫通的掌子面,現(xiàn)場(chǎng)仍可以看到被擠壓變形的鋼拱架“殘留”。
怎么解決變形問題?最佳方案就是加強(qiáng)支護(hù)。李祎楠說,他們“兩手并重”達(dá)成目的:一是加快支護(hù)速度,二是采用“超常規(guī)”材料增加支護(hù)強(qiáng)度。
德勝隧道從掌子面開挖到仰拱成型有48道工序,是普通隧道的四五倍。
看安全
建設(shè)全國第一座單洞雙線合修隧道防災(zāi)救援站
隧道被三條斷裂帶包圍,穿越17個(gè)次級(jí)褶皺、1條斷層,沿線地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),動(dòng)車在里面跑安全嗎?
據(jù)悉,建設(shè)者在洞口采用了大量針對(duì)危巖落石的措施,以抵抗滑坡、泥石流等災(zāi)害;同時(shí)創(chuàng)新洞內(nèi)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)仿造動(dòng)物脊柱的骨節(jié),既有剛度也有韌性,能夠承受外力帶來的一定扭曲和錯(cuò)動(dòng)。
2017年8月8日九寨溝發(fā)生7.0級(jí)地震,震中距離德勝隧道直線距離僅66公里,彼時(shí)已掘進(jìn)40%的隧道并沒有受到影響,經(jīng)受住了考驗(yàn)。
同樣是出于安全考慮,德勝隧道中間位置設(shè)置了一座防災(zāi)救援站,這是國內(nèi)第一次在單洞雙線合修隧道內(nèi)修建防災(zāi)救援站。
9日下午,記者從4號(hào)橫洞步行800多米,抵達(dá)救援站主通道。主通道長550米,左右兩側(cè)共設(shè)置了22個(gè)疏散聯(lián)絡(luò)通道,火災(zāi)發(fā)生時(shí),車上乘客可以最快速度逃離到安全區(qū)域。
中鐵二局成蘭鐵路工程指揮部常務(wù)副經(jīng)理王淵介紹,防災(zāi)救援站分為“上層排煙、中層疏散、底層撤離(逃生)”的三層結(jié)構(gòu),由35個(gè)洞室群組成,長度超過3100米,規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
修建救援站無疑又增加了隧道建設(shè)的難度,卻大大提高了未來運(yùn)營的安全性。
作為川青鐵路成黃段最后一座打通的隧道,德勝隧道貫通后,全線建設(shè)進(jìn)入最后沖刺,“坐著動(dòng)車游九寨”有望于年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。
屆時(shí),動(dòng)車通過隧道只需要7分鐘,背后卻凝聚著建設(shè)者長達(dá)10年的付出與堅(jiān)守。
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