打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

近日,成蘭鐵路松潘段的雲屯堡隧道內,建設工人從3個作業面同時進行開挖作業,為順利完成建設目標爭搶工期。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

成蘭鐵路為電氣化鐵路,是按國家Ⅰ級鐵路標準建設,旅客列車速度目標值為200公里/小時,是我國“八縱八橫”高速鐵路規劃網中“蘭廣”通道的重要組成部分,線路起於成都,終點到達蘭州,總長727公里,是我國又一條在海拔3000米以上高原修建的“天路”,建成通車後,從成都出發,2小時可到九寨溝,4小時可到蘭州,川西北高原也將結束沒有鐵路的歷史。

成蘭鐵路橫穿兩個地震單元,通過龍門山褶皺斷裂帶、松潘甘孜褶皺構造帶、西秦嶺褶皺構造帶,跨越平原、高山峽谷、高原丘陵、黃土邊緣四個地貌單元,地質地貌具有“四極三高五複雜”的顯著特徵(地形切割極為強烈、構造條件極為複雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應極為顯著;高地應力、高地震烈度和高地質災害風險;複雜的構造運動歷史、複雜的構造形跡、複雜多變的復理巖建造、複雜的地應力環境、複雜的地下水條件的特徵)。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

作為成蘭鐵路的重難點控制工程雲屯堡隧道,位於松潘縣境內,由中鐵二局集團有限公司承建,全長22.923km,是全亞洲在建鐵路最長雙線合修隧道,隧道內部含有1座國內首座也是最複雜的立體交叉結構防災救援站,包含救援平導、疏散橫通道、隧底疏散聯絡通道、平行排煙道、豎井式聯絡煙道等,佈局極其複雜。隧道位於龍門山褶皺斷裂、西秦嶺褶皺斷裂和岷江斷裂等三條活動斷裂帶組成的“A”字形構造區域,穿越地層主要為富水的炭質千枚巖及板岩,具有“四極三高五複雜”的典型地質特徵,隧道左側0.2~1.0km有低於隧道軌面線的岷江,隧道右側350m有平行發育的岷江支流,隧道內每天都是水洩如注,為原本極具變形、坍塌風險的洞身成倍增加風險,因地震斷裂帶的影響,整個隧道內形成10個次級褶皺,核部巖體破碎,圍巖穩定性較差,極易造成變形、坍塌,被業內人士譽為在“豆花”上修鐵路。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

面對高風險的修建環境,中鐵二局全面實施質量、安全、工期、投資效益、環境保護、技術創新“六位一體”的標準化管理,以機械化、工廠化、專業化、信息化為支撐,以國內已有的、成熟的技術成果為依託,從工藝、工法、工裝著手,尊重科學,通過集成、完善、創新,為成蘭鐵路建設安全有序推進提供了有力支撐。

一是改變傳統工藝工法。在開挖爆破前,進一步查清開挖後隧區地應力,探明隧道圍巖鬆動圈及岩層方向,為措施制定提供基礎數據,以優化結構輪廓、加強支護措施、儘量保護圍巖的原則進行控制。抓住錨杆施工效率及作用發揮的及時性,建立“長短結合的錨杆群體系”,達到控制變形的目的,利用雙層鋼架自身強度,在隧道施工過程中及時封閉成環,提高整體強度,並通過其他輔助措施保障隧道施工的安全性。

二是引進先進配套工裝。工藝工法的改進意味著必須要有足以支撐的配套設備來實現,為此,中鐵二局先後以重金引進了TEC型多功能液壓鑽機、三臂鑿巖臺車、多功能開挖臺架、三臂拱架安裝臺車、錨杆作業系統、大型噴射機械手、防水板與鋼筋安裝二合一臺架、自行式仰拱移動棧橋、分窗逐層布料系統、帶模注漿系統、門架自行式溝槽移動模架、止水帶熱熔焊機、矮邊牆鋼筋止水帶定位卡具、襯砌噴淋臺車等,實現隧道安全作業和標準化施工,打造了隧道關鍵工序標準化施工嶄新局面。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

成蘭鐵路建設的“難”不僅體現在施工上,地理位置、交通環境,都讓工程建設雪上加霜。四川省阿壩州屬地震、地質災害多發的地區之一,自成蘭鐵路建設以來,先後發生過“6.24”茂縣山體高位滑坡、“8.8”九寨溝地震等大型災害,和大大小小几十次的山體滑坡、橋樑沖毀等自然災害,對本身圍巖極差的隧道施工帶來了嚴重的影響,同時造成了交通不暢帶來的建設物資供應短缺問題。

“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金”。經過中鐵二局五年來對軟巖大變形控制的不斷探索與實踐,一步步總結出控制軟巖大變形的施工經驗,徹底治住了這一“絆腳石”,施工安全、進度得到了全面提高。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

目前,經過地質再分析大變形段落佔隧道總長的81.3%,典型段落雲屯堡隧道4號橫洞工區已施工大變形段落長2678米,佔已開挖揭示隧道2859米的93.7%。

打通川西北高原“天路”—成蘭鐵路雲屯堡隧道建設紀實

“當好主人翁,建功新時代”。這是中鐵二局成蘭鐵路建設者們的初心和使命,在這個被譽為全亞洲最長鐵路雙線合修隧道施工中,憑藉堅忍不拔的意志,相信他們能早日實現征服圍巖大變形和地震斷裂帶等諸多地質難題,打造百年精品工程的目標。



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