中國電建:全國首條穿越高瓦斯地層地鐵隧道貫通

本報記者/高金霞

2019年3月30日10時25分,隨著一聲低沉的轟鳴聲,全國首條最長地鐵山嶺高瓦斯隧道全線貫通。

在連續作業956個日夜後,成都軌道交通18號線龍泉山隧道從西向東側的最後一道“岩石牆”被成功掀開。這是全國第一條穿越最長油氣田高瓦斯地層的城市軌道交通工程。它的貫通標誌著成都軌道交通18號線建設取得了突破性進展,預計該線將與天府國際機場同步實現開通運行。

據瞭解,該工程由中國電建始建於2016年8月10日,建成後的成都18號線,將助推四川深度融入國家“一帶一路”建設,深入實施“一干多支”發展戰略,重塑四川省區域經濟版圖,推動治蜀興川再上新臺階。

成為成都“東進”軌道交通主動脈

成都軌道交通18號線全長66.71km,起於成都火車南站,經高新區、天府新區後穿越龍泉山,到達天府國際機場。是一條集市域快線與機場專線為一體的複合功能線,對整體優化“東進”配套交通線網布局具有重要意義,在“東進”戰略中舉足輕重。

據悉,作為四川省首個PPP地鐵項目,該工程由中國電力建設股份有限公司、成都軌道交通集團共同投資建設,是全國城市軌道交通領域投資額最大的PPP項目,也是全國第一條穿越高瓦斯地層的地鐵隧道。

18號地鐵線在其功能定位、融資模式、新技術應用、高瓦斯風險管控、大盾構施工、建設管理等方面,都做了創新和探索。橫亙在18號線天府新區站和三岔湖站之間的龍泉山,是18號線建設中的重點和難點。由此穿越的龍泉山隧道為雙線隧道,左右分修,其中左線長9690m,右線長9714m。這段近10公里長的隧道,成為連通一山兩翼的咽喉。如此長距離的穿山隧道在地鐵建設中非常罕見,由於沿途地質條件多變、瓦斯富集等惡劣環境,給施工帶來較大安全風險。

千人會戰12個作業面同時施工

因為高瓦斯的緣故,傳統的單邊一個作業面,一天內隧道掘進不到4米。按此計算,即使雙線推進,9.7公里長的隧道開挖就需要2000多天,近7年時間。

根據工期要求,在只有不到三年時間的挑戰面前,該項目投入1400餘人,採用礦山法施工,數百臺機械設備及多種大型防爆機械設備,確保各節點目標完成。除此外,設計時分別在龍泉山隧道中間設置了2座斜井,同時作業,也為後期隧道運營提供管理通道和排風通道。這樣將隧道整體分成3段,每一段又同時從兩頭分別開挖,雙線一共形成12個作業面,最快時每天單洞可以掘進20餘米,雙向加起來就是40多米。

由於油氣田瓦斯隧道施工中瓦斯的不可預見性和突發性,決定了瓦斯防控不可能一勞永逸。工程建設期間,電建鐵路成都公司採用了“科技+”構築了五道防線,採用地質雷達探測、TSP探測、超前地質預報、全隧智能監控系統以及施工設備全防爆等科技手段保證建設安全。

現場檢查除了使用常規檢查法外,主要按照安全檢查表法進行逐一排查,事先把系統加以剖析,列出各層次的不安全因素,確定檢查項目,並把檢查項目按系統的組成順序編製成表,確保現場安全管控無死角。

借力科技 “啃下”硬骨頭

在建設過程中,一項項發明專利和先進工法的取得和推廣,有效助力項目安全生產和提質增效。電建鐵路成都公司結合現場實際研發了一項《不良地質隧道鋼拱架倒叉式拱腳結構形式》的專利,並將此專利應用於不良地質隧段,有效地控制了沉降變形,保證隧道施工安全。

為應對仰拱施工,特別研發了一種自行式棧橋。該棧橋可實現自動行走,提高了施工自動化水平;可升降式隧道開挖臺架的研發實現了隧道臺階法和全斷面開挖施工操作平臺的自由切換,無需另行加工作業臺架,提高了工效,節約了成本。

多功能隧道襯砌養護臺架的研發運用,實現了對隧道襯砌進行自動噴水、噴霧養護,避免了人工養護造成灑水不均和成本浪費,提高了襯砌施工質量;並且研發了一種隧道混凝土襯砌兩級鉸翻轉自鎖組合鋼端模,減少端頭模板封堵的施工時間和所需材料,提高工效,節約了成本。

這些革新還不算什麼,最值得“稱讚”的是他們成功實現了在油氣田高瓦斯隧道中採用礦用火工品“隨心所欲”的光面爆破技術。

龍泉山隧道為油氣田區高瓦斯隧道,與煤氣田瓦斯隧道不同在於瓦斯賦存機理不同,油氣田瓦斯隧道存在於圍巖裂隙中,只要圍巖存在裂隙,瓦斯逸出伴隨開挖施工連續逸出。中國電建現場採用排堵結合,加強瓦斯監控與檢測等多種手段,安全度過瓦斯逸出階段,全力確保隧道施工安全。

與此同時,龍泉山為國家級森林公園,環保要求高,為保證施工不破壞生態,成都公司採用多重環保屏障,三級沉澱池確保汙水處理、廢渣土環保處理揚塵治理等等,僅僅在環保方面,高峰期投入的人員就達到150多人。

龍泉山隧道的貫通為18號線開通運營邁出了決定性的一步。

18號線全線通車後,不僅能滿足遠離中心城區的天府國際機場客流出行需要,為機場客流高效、準點出行提供有力保證,也滿足了天府大道廊道通勤客流需求,緩解了城市南北發展軸交通擁擠情況,增強了中心城區和天府新區聯繫,密切了主城區與簡陽市聯繫的主動脈。

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