來源:四川日報-川觀新聞
川觀新聞記者 王眉靈
“咚咚咚~”11月5日上午11時許,随着最後半米拱部圍岩被液壓破碎錘鑿通,成蘭鐵路松潘隧道順利貫通。一般隧道貫通時,掌子面部位的大部分圍岩都會被爆破,而松潘隧道卻不同:被鑿通的圍岩位于掌子面的上部,而在掌子面的正前方,一塊土堆矗立着,面積約為整個斷面的2/3。“這是我們能在’豆腐’裡順利打通的秘訣。”成蘭鐵路有限責任公司成蘭指揮部副指揮長肖霞林說。
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成蘭鐵路位于兩大地震斷裂帶交彙處,地質災害頻繁,加上地質條件複雜,軟岩大變形多、岩性破碎,被視作我國在建最難鐵路。在全線諸多隧道中,松潘隧道是松散圍岩大變形的代表。
“簡單來說,就是圍岩穩定性太差。”肖霞林說,開挖隧道,新開挖的岩面,有一定的自穩時間,從幾個小時到幾天,甚至幾十年都不會塌方,施工人員利用這段時間完成支護,施做二襯。可松潘隧道的圍岩太差了,自穩的時間不足以完成支護,因此,施工中塌方、初支變形等險情多,“邊修邊垮”。
而且松潘隧道的埋深也淺,加上地表泥石流溝多,施工中還出現過一次冒頂險情。有一次,松潘連續暴雨後,地表土層松散程度加劇,隧道建設時突發垮塌險情,石塊不停往下掉,持續了3個多小時,經探查發現,地表出現了直徑12米、面積110平方米的塌坑。之後,施工人員采取地面鋼管樁加固、洞内初支注漿加固、掌子面超前管棚支護等舉措,讓隧道形成穩定的結構。僅處理此處險情,就耗時5個月。
中間部位的就是核心土(王眉靈 攝)
“2013年開工建設到2017年,這4年時間,我們以既有的開挖方法來做,但效果不明顯。”中鐵二十五局成蘭鐵路項目部總工程師石拓說,出現垮塌、變形等險情後,施工試着用了好幾種方法,比如打長錨杆(加固)、加套拱(加粗)、橫撐和斜撐等等,花費了不少精力和時間,但效果不明顯,平均每月隻能掘進22米左右。
在這一過程中,施工逐漸探索出“隧道微三台階上部核心土施工工法”,在掌子面前方留存2/3面積大小的核心土,通過上部、側面、下部分台階施工,逐步往裡掘進。該工法的核心點在于,解決了隧道掘進掌子面前方結構的穩定性,特别是軟岩極為破碎段掌子面的穩定性。運用這一施工工法,隧道建設進度大為提升,同樣地質段平均每月可掘進35米。
這一被“逼”出來的自主創新,成功解決了地震高發區極度破碎軟岩的大變形控制這一世界性難題,于2019年獲得了國家知識産權局授予的發明專利。作為一種工法獲國家發明專利,極為罕見。
肖霞林介紹,這一施工工法已經在全國推廣應用,解決了很多鐵路軟岩隧道的建設難題,讓隧道得以安全、高效掘進。松潘隧道建造關鍵技術經全面總結提煉,共形成和申報技術成果9項,将為我國高原、高寒、破碎軟岩隧道建設提供技術借鑒。
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視頻|成蘭鐵路松潘隧道今日貫通!曆經近3000天奮戰,猶如在“豆腐”裡打洞
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