环球在线新闻头条报道 10月3日22时许,随着景寨隧道最后一块整体道床板浇筑完成,标志着中(国)老(挝)昆(明)万(象)铁路全线无砟轨道板施工完成,为后续铺轨贯通和年底通车运营创造了有利条件。
景寨隧道全长9.5公里,为时速160公里的单线隧道,也是全线最后一个攻克的“堡垒”。建成开通后火车仅需4分钟通过,然而,中交一航局和中铁二十二局等单位的建设者却坚守奋斗1700多个日夜。
开工以来,景寨隧道共发生涌水突泥、坍塌、软岩变形等险情近千次,单日最大涌水量达7.5万立方米,可灌满30个标准游泳池。
今年6月5日,景寨隧道全隧安全贯通,面对剩余工程量大,初支变形侵限、坍塌、拆换拱施工难度大,安全风险高等施工压力,施工单位合力通过科学施工组织,严肃工艺规范,强化安全管控等措施,于9月23日完成二次衬砌施工,开始进入无砟轨道施工。
针对作业面狭窄、工序复杂、洞内温度高,供给困难等多重不利因素,中国铁路昆明局集团滇南铁路建设指挥部组织中交一航局等施工单位倒排工期、明确分工、精心组织,配强资源设备,每天投入500多人、30多台大型设备,24小时轮换作业,确保了现场施工生产高效推进,连续单日完成无砟轨道施工作业168米,创国内施工记录。
无砟轨道是新建铁路铺轨前的最后一道工序。在单线隧道内进行无砟轨道施工,因施工空间及通道狭小,施工工效低,混凝土浇筑过程容易出现不连续、离析等问题,需要建设者精心组织,使每一道工序施工顺畅、工序间衔接紧密,并实时对混凝土性能进行监控调整,才能保障质量达标。
祖国西南边陲,崇山峻岭之中,一条钢铁巨龙向南延伸,在山水相连的中国和老挝之间架起友谊桥梁。这就是中(国)老(挝)昆(明)万(象)铁路,首条由中方为主投资建设、全线采用中国技术标准、与中国铁路网直接连通的国际铁路。
中老铁路北起云南省昆明市,向南经玉溪市、普洱市、西双版纳傣族自治州、中老边境口岸磨憨,至老挝首都万象,全长1000余公里。其中国内段玉(溪)磨(憨)铁路全长508公里。
这条铁路蜿蜒盘亘在云南南部高山深谷中,途经区域地形地貌变化大,工程地质条件极其复杂,具有高低热、高地应力、高地震烈度,新构造运动、地热水环境等特点,安全风险高,施工难度大。
来自海滨城市大连的中交一航局的建设者,用五年多的执着和坚守,参与建造了这一彪炳史册的重大工程,用汗水和智慧在云岭大地展现“滨城力量”、铸就“一航丰碑”。
道阻且长 不惧风雨旌旗扬
金戈铁马,高山筑路。
2016年4月,中交一航局挺进大西南,拉开了中老铁路玉溪至磨憨段站前19标建设帷幕。
“确保项目如期建成,是我们必须完成的施工任务,更是一航人必须践行的使命担当。”项目部负责人刘铁成说。
中老铁路玉溪至磨憨段(玉磨铁路)站前19标段,位于云南省西双版纳傣族自治州景洪市和勐腊县境内,施工线路全长27.5公里,包含景寨隧道、曼木树隧道等6座隧道,隧道长约25.5公里,其中曼木树隧道长11.6公里,景寨隧道9.5公里、中交一航局负责施工7.2公里,均为全线重点控制性工程。
“我们标段桥隧比98.8%,隧道占比92.6%,工况环境大多地处山顶,有些地方无通道无人烟,加之环保要求高,措施复杂,施工非常不易。”项目部党支部书记孙钧表示,我们有信心将玉磨铁路项目建设成为标准示范线、民族团结线、生态文明线。
西双版纳的美景和热情,有如孩子的期盼,可对上世纪七十年代的版纳知青而言,却有着镌刻历史印记的青春情怀。对于一航人来说,热带雨林带给他们的却是另一番景致。从东方海滨城市不远万里来到西南边陲秘境之地,项目部员工在经历短暂的兴奋之后,面临着高温、紫外线和蚊虫叮咬的重重考验。
艰苦的条件锤炼着每一个人。
横断山脉重峦叠嶂,澜沧江水蜿蜒流淌,群山保留了大自然最美的风貌,也割裂了进出山区的道路。站在拌合站巨大、高耸的搅拌罐前,望着山脚下流淌而过的江水,项目部生产副经理张晓华回忆起“进山”的那一天。
2016年4月20日,他带着筑路大军离妻别子远赴滇南“打前站”。此时的西双版纳,满山遍野一片绿色,气温接近40摄氏度,刺眼的阳光无情地肆虐着。
“先头部队的员工大多是80、90后,他们首先要面对的就是大山里严酷的生存考验。”张晓华说,由于当地天气热、湿气重,许多人出现中暑现象,经常吃不下饭,睡不着觉,有的职工被蚊虫叮咬后导致皮肤溃烂,痒痛难耐。
但在如此艰苦的环境下,前期施工一样没有落下。
那时候的项目部连驻地也没有,他们将项目部办公驻地选在了勐腊县关累镇勐捧农场,与一家条件简陋的旅店达成协议,以最低的价格包了几间房供大家办公、居住。
施工人员每天早上出发,中午到达目的地,那正是一天中最热的时候,勘测人员常常顶着40多度的高温作业,在二到三米高的杂草中去清点树木数量。烈日炎炎,杂草丛中没有一点风,工作一会就会大汗淋漓;雨林中蚊虫肆虐,被咬之后奇痒无比,苦不堪言。而各个施工驻地,则分散在距离项目部几十公里远的大山上。
在澜沧江边的山坡上,一航人立起了板房,建起了工棚;几平方米的屋内一柜一床一桌已算奢侈;吹着江风,面对着大山,就当享受;远离都市,没有繁华……他们就在洞口处的山坡上安营扎寨,蓝白相间的一航旗随风飘扬。
经过半年多的艰苦奋战,线路勘察、设计复核、三通一平、大小临建等工作任务逐步完成,特别是80多公里便道或新建、或整修完成后,为隧道正式施工奠定了基础。
“玉磨铁路的施工便道是我们参建所有工程中条件最差的一个,我们标段正线仅27公里多,但施工便道却长达近100公里,而且都在山上。”张晓华说,项目部在沿线组建三个工区,并在各洞口因地制宜布设9处前沿驻地,由于工点大多分布在人迹罕至的山地雨林中,为保障物资供应,他们修筑近百公里施工便道,将整个工地串联成一道形似北斗的山岭走廊。
凿岩开出的盘山小路顺着陡峭山势逶迤而上,宛如挂在葱翠峰峦上的银色飘带,便道内侧是干云蔽日的奇伟山林,外侧是看一眼都会腿软的河谷深涧,雾锁远山如云里仙境、轮下绝壁似刀砍斧劈,真可谓“美并惊悚”着!
“施工便道是出了名的难走,很多外地司机跑过一趟就不敢再来了。”项目部汽车司机张海涛说,施工便道按号数来编,一共有7条,这些便道弯道多、坡度大,不经常走山路的话,偶尔坐车去一次,特别容易晕车,而且便道非常窄,会车时载重车要停在很远的地方停下,另一辆车才能缓缓擦边而过,非常危险。
翻山过岭的便道最怕雨水和地质灾害,可雨林里偏就怕什么有什么。西双版纳5个多月的漫长雨季里,塌方、滑坡、山洪、泥石流,都对雨林中盘山而上的施工便道造成极大威胁。尤其是作为物资运输主线的1、2号便道,不足30公里的山路竟然分布了57处问题路段。
“不是塌方,就是下陷,每公里都有不止一处险情”,提起这段“心酸路”,项目部道班员工徐振伟声音有些颤抖:“3年前,山洪冲垮了半座山,直接埋掉几百米路面,我们一连抢修了40多个昼夜!”
3年前,也就是2018年,他们遭遇了西双版纳地区50年一遇的特大水灾。
“上游山洪爆发,波及到项目拌合站、钢构厂等,部分生产生活用房损毁严重,跨南班河钢结构便桥,一夜之间被冲毁,各个工区运输全部中断,我们只能组织职工手抬肩扛,为现场送去食品蔬菜,那些经历和场景我到现在还历历在目,心有余悸。”项目部安全总监姜永超这样描述当时的情景。
那年雨季从6月持续到9月,频繁发生的水害经常冲毁便道,严重影响了项目的施工进度。
“天气酷热,我们特别希望下雨,可实际上我们又最怕雨季,因为雨水稍大山体便会发生溜塌,便道通行非常危险,有时阻断便道致使材料无法正常供应。”张晓华说,除了便道经常被阻断外,当年8月底发生的一次大暴雨引发的山洪还倒灌进斜井460多米,影响现场施工长达3个多月。
为保障物料运输畅通,项目部科学设置物资中转站,安排专业设备和作业道班,对施工便道进行全天候维修养护。针对雨林丘陵特有的气候和地质条件,以网装块石堆砌代替传统挡墙,成功运用复合防渗土工布护坡工艺,有效强化便道上下边坡的稳定性。
“我们每周至少巡道3遍,有些挖掘机、压路机就存在沿线的寨子里,发现问题马上抢修。”徐振伟说,组建3年来,道班完成抢险抢修任务200余次,累计巡道3.7万公里,相当于在滇南群山里重走了3遍“长征”,用崎岖山路上的坚守,保证了施工便道的全程畅通。
水深火热 舍我其谁睨青山
标段地处澜沧江断裂带,25.5公里正洞隧道、12.5公里辅助坑道,集结了软岩大变形、顺层偏压、突泥涌水等一些列隧道施工难题,堪称全线地质条件最差,施工难度最大的标段。其中,水的问题一直与隧道掘进过程相生相伴,让建设者备受煎熬。
岩层多变、局部富水是滇南地质的普遍特点,加之软岩遇水软化,涌突成为施工的一道巨大难关。
所谓涌突,就是突然从围岩里涌出泥、水、碎渣的混合物,如同发生在隧道里的泥石流。标段最大一次涌突发生在曼木树隧道内,“当时在2分钟内竟冒出4000余立方米泥水。”项目部经理刘铁成清楚地记得那次险情,由于现场应对及时,没有造成人员伤亡。
水是产生涌突的“罪魁祸首”。防治涌突,预判是关键。项目部工程技术人员在系统研究围岩地质掌子面岩性的基础上,运用大地电磁法,深入开展隧道地质预报,同步引入超前取芯钻机,综合TSP法、瞬变电磁法、红外探水等多样化方式,全面精准掌握前方地质信息,超前研判破碎带、富水带位置与规模。
在工程建设中,他们开展超前预报845次,成功探测富水、断层等各类不良地质62次,纪实采取超前钻孔泄水、帷幕注浆等处置手段,为隧道施工的安全推进提供了坚强保障。
反坡排水是山岭隧道施工绕过不过的拦路虎,尽管对富水地质早有准备,一航人还是在滇南的“水帘洞”里遭遇了重重挑战。
“景寨隧道穿越富水破碎岩段1.5公里,一般区域日涌水量为1.8-2.2万立方米,而这里的最大涌水量,达到了每天7.5万立方米,是曼木树隧道日涌水量的6.25倍,相当于注满30个标准游泳池。”回想当年窘迫,项目部副经理吕红军说,“按这个速度计算,如果不抽水,只需半小时,掌子面的积水能涨过2米,直接淹井停工!”
由于洞内渗水严重,“淋雨”掘进成了很多掌子面的常态。特别是进入雨季,现场工人经常穿着橡胶连体服,在齐腰深的水里施工。
涌水若不能及时排出,掌子面在积水浸泡下,极易发生坍塌。加之水中混有混凝土添加剂,会对工人健康造成危害。更可怕的是,一旦洞内输电线路不慎漏电,“电老虎”顺水噬人,后果不堪设想。
“上台阶立拱时,瓢泼似的涌水浇得我们抬不起头。拱脚施工时,工人要冒着灼伤皮肤的危险,冲进齐胸深的水里作业……那时的坑道就是条地下河呀!”施工员赵旭难忘“雨中”的鏖战。
受压力作用,19标段隧道涌水有时更像喷水,尤其是景寨和曼木树隧道的部分围岩因水压过大,开挖前必须泄水减压。
“一个钻孔打下去,水柱飙出十几米。为减少高压水柱对风枪手的干扰,有些工友尝试用身体去堵水眼,可根本堵不住。”赵旭回忆说。
在一次泄水作业中,由于喷涌的水量过大过急,协作队伍误以为打穿了溶洞,吓得要往洞外逃,熟知围岩特性的张晓华几个箭步冲到泄水孔边上大吼:“这点裂隙水怕什么?我就站在这,真有突涌,先吞了我!”凭着老同志的经验与威望,硬是在水龙王的恐吓下稳住了军心。
面对巨大的涌水量,打造一套“水往高处流”的反坡排水系统是当务之急。
“景寨隧道斜井是抽水大户,我们将斜井内的1级泵站由320千瓦升级为640千瓦,在支洞和平导新建了3座总功率1200千瓦的2级泵站,各掌子面设置3级临时泵站,让涌水像坐电梯似的一级级往上走,”吕红军用一串数字描述着景寨隧道的三级排水体系,“排水效率是原设计3倍,近2年抽排总量有2600万立方米,相当于抽出2个西湖的库容量。”
为保证排水效率,项目部按照分级抽排的思路,对原设计的排水系统及配套的供电设施进行了全方位改造,在各坑道设置了两组排水管路,陆续建成由27座大功率排水泵站、33.4公里抽水管线构成的分级抽水系统,高质量完成“水帘洞”内的“治水”任务,不仅保住了隧道施工的安全推进,更为类似隧道的反坡排水作业积累了丰富的施工经验。
听了治水的故事,恐怕有人会问,泡在清凉泉水里工作也挺舒服吧?
很遗憾,玉磨的“水帘洞”不在“花果山”,而是在“火焰山”!这里的水也不是人们印象里的清爽山泉。受地下水热活动影响,玉磨各隧普遍存在高地温现象,曼木树、景寨、勐松1号隧道的岩温常年在38度以上。
“这股‘老汤’在发烧的岩层里煎熬了几万年,水温比体温还高,”施工员李彪介绍,“更讨厌的是喷浆时还会沾染混凝土、速凝剂这些‘佐料’,对皮肤腐蚀性很强。”
“玉磨山泉”其实是温度高、碱性强的“毒水”,长时间浸泡其中,皮肤红肿爆皮,严重时还会溃烂。
“最初是痒,挠不到的那种痒,一层层掉皮,没皮了、露肉了,就开始疼。”工程部长余漾的笑容里满是心酸,“换雨鞋时,你要是看谁套了两双袜子,那肯定是烂脚了,腿上身上灼伤都好处理,最怕脚上烂,影响走路,愈合又慢,穿两双袜子能保护伤口,里面那双就当是纱布了。”
除了“毒水”,“火焰山”最大的特征是高温。
两个长大隧道,一个是11637米长的曼木树隧道,另一个是全长9509米的景寨隧道。随着洞身开挖里程的持续延伸,且辅助坑道不断增加,洞内通风成为新问题。
绵长的洞身,加上斜井、横洞等众多作业面,使得送入洞内的空气难以形成有效循环,与此同时,在高地温和爆破、砼施工、设备运转等多重加持下,各作业面温度最高可超过45度。尽管每天运到各作业面的降温冰砖堆起来像座小山,可“冰山”一般挺不到6小时,就消融得不见了踪影,作业环境异常艰苦。
为有效改善送风能力,项目部将风带直径由1.5米扩大到1.8米,单节风带长度从8米延长为20米,并一律更换双层接口,大幅提升风带气密性。他们还在景寨隧道斜井施工中,投入100余万元购置了世界顶级的瑞典SWEDFAN通风系统,显著优化通风能力,有效降低噪音和电力成本。
“汗珠能结露,冰山会中暑”,这是玉磨项目独有的“隧洞奇观”。前者是因为洞内湿度大,环境温度又比体温高,如同天然的桑拿房,水气会在身上凝结成露,且流汗越多、结露越重,于是便有了“湿气与暑气齐飞,汗水共露水一色”的现象。至于后者,主要是指每天运到掌子面的冰砖。
“我们在各工区拌合站集中设置大容量制冰系统,每8小时向洞内送一次冰,每次1.8吨,别看堆起来像山似的,最多6个小时就化没了。”施工员赵旭风趣地说,“冰山进了隧道也会中暑,挺不到替班的新冰送来,‘老冰’全得‘殉职’。”
是呀!在冰山都会“中暑”的隧道,一航人无私无畏坚守了5年。过去的1800多个日日夜夜里,3万吨坚冰化作隧道内蒸腾的雾气,融入建设者挥洒的汗水,在消融中见证了一航人使命必达的责任担当。
蹄疾步稳 优化创新筑精品
“天龙秘境飞银瀑,玉壁剑湖月影仙。”无量山是金庸笔下的传奇神山,也是阻挡在玉磨铁路南下线路上的最后一座高山。作为横断山系的云岭分支,西双版纳境内的无量山南缘在千万年的断裂、剥蚀和抬升作用下,形成了岭高坡陡的地貌特征。
不同于《天龙八部》里的逍遥派总部,无量山没有无量剑派和神仙眷侣隐居的琅嬛福地,但这里的岩层或许真是得了无崖子老师真传,练就一身盖世神功,突水突泥恰似“暴雨天罗”,高地应力有如“三花聚顶”,软岩大变形堪比“乾坤大挪移”。
“玉磨项目一共6条隧道,穿越了5个断层破碎带,全长25.5公里的隧道施工线路,四、五级软弱围岩占了24.4公里。”项目部副总工程师于文涛对复杂的地质感触颇深:“山体里主要是又薄又脆的炭质页岩,一泡就软、一碰就碎,隧道施工就像是在豆腐渣里打洞。”
无量山外表俊朗,可身体已被断层、富水、褶皱等问题地质掏空,加之玉磨各隧道的埋深普遍较大,地应力与软弱围岩携起手来,将偏压、突涌、变形等一系列隧道难题摆在一航人面前,最棘手的当属困扰地下工程建设领域60多年的世界级课题——软岩大变形。
“因为围岩变形侵限,曼木树隧道和景寨隧道先后换拱190多次,最艰难的时候,月均进尺不足30米,个别掌子面甚至是进一步退两步。”,于文涛对曾经的困顿记忆犹新,“树脂锚杆、预应力锚索、大锁脚……对付软岩的法子尝试了不少,但效果有限。权威专家到工地踏勘后,给我们这的围岩起了个专有的名字——国内外罕见高地应力顺层偏压大变形围岩。”
方法总比困难多!面对软岩的挑战,玉磨项目部主动出击,一面组织技术力量到遭遇类似地质难题的兰渝铁路木寨岭隧道和临近标段的中铁隧道局学习取经,一面邀请权威专家到现场实地把脉。
“国铁集团、昆明局集团、中交集团和一航局多次成立专家组驻点指导,从优化方案,到革新工艺,手把手帮助项目打通了一连串施工瓶颈。”提到业主和上级的雪中送碳,刘铁成的感激溢于言表:“综合专家组意见和取经学来的成熟经验,我们锁定围岩变形侵限速度快这个矛盾症结,研究确定了‘以快治快’的基本思路,本着‘快挖、快支、快封闭’的理念,创造性的运用软岩台阶法快速施工工法。
所谓软岩台阶法快速施工工法就是用3到5米宽的短台阶在掌子面辟出平行施工空间,将传统的流水作业变成多台阶平行推进的交叉作业,力争以最快速度形成环状闭合支护。
“上台阶立拱,中台阶扒渣,下台阶出渣,三个工序并行不悖。”施工员肖真友介绍,“只要支护施工比软岩变形快一步,就算我们赢!”
天下武功唯快不破,但想“快”起来绝非易事!交叉并行的工序和狭窄到极致的作业空间考证着一航人的生产组织能力,因平行施工而愈发恶劣的施工环境更挑战着一线全员的意志与体能。
“这的每道工序都按分钟控制,围岩爆破20分钟后,我们必须带着防毒面具准点进洞。从这会开始计时,每道工序几点几分开始、几点几分结束全要拍成水印照片,及时传进工作群,”从莞潘项目来支援的生产调度裴庆祥对项目部的生产管控模式大加赞赏,“隧道里还安装了移动基站,手机信号比洞外都强,想联系物资保障、接班班组,一个电话搞定!”
正如裴庆祥看到的,为保障各工序紧密衔接,项目部提出“零耽搁、负交接”的施工组织原则,全体工程技术人员24小时洞内值守,确保各工序紧密衔接,并出台了协作队伍循环考核机制,有效激发了一线施工热情。
“项目部定的单循环考核时间是正洞16小时、辅助坑道14小时,每节约1分钟,我们全班组就能得10块钱奖金。”立架班长邓贵辉说,“要是干得好,每人每月的循环激励奖能拿1500多元呢,虽说新工法让洞里更热更苦了,但也让大家得了实惠。”
随着对工法的深度消化与动态改良,玉磨项目部将软岩隧道开挖到支护的一个施工循环从20小时成功压缩到正洞12小时以内,并创造了五级围岩月进尺90米的奇迹,软岩隧道掘进效率进入全线先进行列。
同时,针对隧道内变化多端的围岩岩性,项目部见招拆招,在实践探索中陆续研发形成了上台阶应力释放、补偿注浆、前沿支护预控等众多软岩施工配套技术,形成局级工法2项,取得国家发明专利2项,实用新型专利6项,充实了一航人在隧道施工领域的核心竞争力。
2019年初,景寨隧道工期风险凸显。
项目部在景寨隧道采用“洞身斜井支洞带平导加出口横洞带平导”的辅助坑道模式,按进口、斜井、横洞三个工区组织施工。
经过近半年的努力,景寨隧道各个工作面安全、质量、进度得到大幅提升。当年7月,长561米的斜井1号支洞和627米长的2号支洞抵达正洞,共开出4个工作面,斜井正式全面“履职”。此外,2号支洞大里程端平导也已挖掘近百米。
与此同时,横洞大里程、小里程方向在频繁遭遇溜塌涌水中艰难掘进,完成正洞1137米。往玉溪方向挖掘的横洞平导,也已完成720米,超前小里程端正洞近30米。
“这样的进度还远远不够啊!”“接棒”中交一航局玉磨铁路项目经理一年多的刘铁成心急如焚。
他说,当时正值项目履约的关键时期,但施工形势极不乐观,尤其景寨隧道,“就冲我这名字,这块难啃的骨头我也要给它攻下来,给大伙一个交代。”
“刘经理,横洞小里程钢架又变形了。”“1号支洞大里程钢架变形严重,怎么办?”……
斜井1号2号支洞进入正洞后,软岩大变形几乎不受控制,4个作业面的拱架,多次出现扭曲、折断、变形,倒“U”字形的双层钢拱架,被扭曲成“S”形,甚至折断情况也是由发生。
很长一段时间,刘铁成经常在半夜三更收到景寨隧道初支钢架收敛变形的消息,才睡了2个小时的他又立即起身向洞内赶去。
湿热、黑暗、高粉尘的环境,让刚一进洞的刘铁成瞬间觉得如同置身蒸笼。每次连续盯控现场初支加固施工5个多小时,直到钢拱架支护稳定,浑身湿透的他才拖着疲惫的身躯走出洞口。
2018年参加玉磨铁路建设以来,这样的工作状态成为刘铁成的常态。
景寨隧道现场施工中数次出现溜塌、涌水突泥、初支变形等突发情况,严重制约工程建设,项目一度进度滞后、队伍士气低落……
这时的刘铁成,深知自己肩上的担子有多重。参建过多条铁路、公路的他,虽然有丰富的隧道施工经验,但面对如此复杂的地质条件也丝毫不敢松懈。白天跑现场熟悉施工情况,晚上与帮扶工作组成员共同探讨工艺工法,想方设法在技术上寻求突破。
“那段时间,铁成吃了很多苦,他将‘宿舍’搬到隧道洞口,与工人同吃、同住,每天只睡两三个小时。有时错过饭点,他就简单地吃口泡面。”项目部党支部书记孙钧透露。
长大山岭隧道建设中,软弱围岩是传统长台阶施工工法的“死敌”,掘进过程中极易发生因地质突变导致侵限换拱等情况,安全隐患极大。
软弱围岩俨然成为制约景寨隧道施工进度最大的“毒瘤”。
面对困难,刘铁成深知自己没有退路,只能勇往直前。他坚信:一个人的力量终归是有限的,但一群人的力量是无限的。
“大自然的‘鬼斧神工’给我们带来无尽的困难,那我们要和它‘抬杠’,创造人定胜天的奇迹!”刘铁成下定决心,要与这个“毒瘤”决一死战。
在帮扶工作组的指导下,他带领斜井工区经理吕红军、总工邱朋等人钻研数月,确定采用短台阶开挖快速封闭成环工法替代传统的隧道施工工法,充分利用隧道内有限的空间,采用平行交叉作业,有效控制软弱围岩变形的同时,降低了安全风险,极大提高施工工效。
“之前的隧道施工,每月最多进尺也就三四十米,现在我们每月最快可以达到110米。施工效率翻倍提速,这是以前想都不敢想的进度!”吕红军的言语间流露着对刘铁成的钦佩。
其实,早在短台阶开挖快速封闭成环工法落地实施前,刘铁成就提出铁路隧道自主机械化施工的想法,由于机械化对作业空间要求非常高,但19标内以单线隧道为主,身边很多人质疑这个想法的可行性。
“把不可能变成可能,就是我们需要做的!”面对诸多质疑,刘铁成力排众议,坚持探索推行铁路单线隧道机械化施工,通过增加铣挖设备,超前钻探取芯设备,结合微台阶施工工法,大幅提升隧道掘进效率,有效解决复杂地质条件下铁路单线隧道机械化施工难题。
在用事实验证诸多“不可能”后,项目部终于在玉磨铁路全线“扬眉吐气”——2019年11月28日,滇南铁路建设指挥部开展2019年二季度玉磨铁路劳动竞赛评比,中交一航局玉磨铁路项目部在全线22个站前标段中荣获第1名的好成绩。
接过劳动竞赛流动红旗那一刻,刘铁成深感所有付出都是值得的。
这一年夏天,横洞大里程顺利出洞,出口处即是南班河大桥;
这一年,19标范围内景寨隧道正洞开挖完成1806.4米,是2018年的5倍。截至当年底,19标景寨隧道累计开挖完成2168.8米。
但是,这离7244米的正洞施工任务,还相差甚远。
勠力同心 攻坚克难赢赞誉
有人说,景寨隧道是一座隐藏在深山里的“魔鬼”隧道。这听起来让人有点不寒而栗。
景寨隧道除了围岩破碎、富水等问题外,还面临一个极大挑战——“极高地应力环境下顺层偏压地层”长达2450米,软岩大变形的难度和规模,中老铁路第一,国内外罕见。其中,隧道1号支洞小里程软岩大变形情况最为严重。
据了解,自2019年7月3日进入正洞以来,1号支洞小里程段先后出现大溜坍、初支变形、侵限等较大异常问题,施工工效较低,严重影响施工进度,平均每月进度仅为15到20米。
攻克复杂的地质难题,抑制紧逼的工期风险,已经到了刻不容缓的地步。
2020年4月10日,国铁集团工程管理中心、昆明局集团公司、中交一航局共同组织召开景寨隧道剩余工程施工组织分析会,研究决定:在斜井1号支洞小里程增设迂回平导;由中铁隧道局全面接管18标景寨隧道进口,以隧道对打“不见不散”为工期履约目标。
“援兵”到来,胜利在望。然而景寨隧道初支变形大、易溜坍等重大技术难题,大大超出了所有人之前的预料。
“前期我们为了预防软岩大变形,开展了加强支护、优化围岩锚固、调整初期支护断面形状等试验研究,均取得了不错的效果,但面对长达2450米的极高地应力环境下顺层偏压地层,仍有点束手无策。”刘铁成说,目前紧要的是攻克斜井1号支洞小里程段软岩大变形的难题,无论如何都必须想办法穿越过去。
5月31日,滇南铁路建设指挥部邀请铁道科学院、西南交通大学等单位多名专家,在景洪召开景寨隧道软弱围岩控变形研讨会议。会上,专家们提出针对性的控变形处理措施,确定对景寨隧道斜井1号支洞小里程段开展预应力锚索主动支护控变形试验。
随即,各级管理、技术、施工人员齐聚现场,1号支洞小里程段,一场与时间赛跑的试验开始了。
他们首先调整隧道的开挖轮廓与钢架曲率,让“瘦高”形的轮廓变“胖”——采用Ⅴd型复合式衬砌,将两侧边墙曲率各加宽41厘米。边墙部位开挖半径及钢架曲率增大后,衬砌抵抗围岩水平应力的能力得到增强。
其次,在钢架连接位置采用直径60厘米或直径76厘米的双锁脚或大锁脚,对锁脚锚管进行注浆后,使受力最薄弱的初支钢架连接处,能够有效抵御严重的收敛变形。试验过程中,上台阶侧壁的溜坍及变形均得到了很好的控制。
最后,锚索“出场”。一方面,他们利用预应力锚索主动支护加固——在两榀钢架之间拱顶及右侧边墙附近初支围岩上设置超前预应力锚索,超前径向锚固初支;在变形较大的右侧中台阶拱墙两榀初支钢架之间的初支围岩面上设置径向预应力锚索。试验达到了变形可控不侵限的目的,保证了初支及时封闭成环。
另一方面,采用长、短树脂预应力锚索相结合的方式,用短锚索将隧道轮廓外侧围岩固结成为板状结构,长锚索则将板状结构锚固锁定在远端,立体加固围岩,使隧道开挖轮廓外围岩形成整体,增加围岩自稳能力。
所幸,试验取得成功,软岩大变形得到有效控制,最大变形从最初的2430毫米减少到950毫米,初期支护变形拆换拱率从27%减少到8.5%以下;进度逐步提高,单线隧道从15到20米每月提高到30到35米。
刘铁成说。“通过试验,1号支洞小里程软岩大变形得到有效抑制,现场施工逐渐转入正轨。”刘铁成主要负责现场试验工作,他用三个“减”字概况试验效果:减小了初支变形,减弱了围岩作用在二次衬砌结构上的形变压力,减少了软岩大变形隧道的施工风险,施工进度逐步加快,又保证了施工质量。
5月份以后,项目部通过优化方案,在前期有效应对策略的基础上,加持预应力锚索主动支护措施,强化现场组织管理,施工进度稳步提升,特别是随着斜井1号和2号支洞平导转进正洞开出4个掌子面后,19标景寨隧道各个工区呈现高产态势,捷报频传——
6月10日,横洞小里程与横洞平导正洞大里程顺利贯通;7月24日,斜井2号支洞正洞大里程与斜井2号支洞平导小里程顺利贯通……
9月27日下午,昆明局集团公司在景寨隧道斜井施工现场举行“景寨隧道党旗红、攻坚决胜当先锋”党建共建暨党员突击队授旗仪式。中国铁路昆明局集团公司总经理熊春庚为“党员突击队”授旗,动员全体参建人员提高政治站位,坚定履约信心,做到使命必达,以“决战2020、决胜2021 ”的必胜信念,切实将玉磨铁路建成平安工程、优质工程、标志性工程。
“身为国家‘筑港摇篮’的一航人,我们既有百炼成钢的优良传统,更有百折不挠的吃苦精神,要进一步发挥党员先锋模范作用,让党旗飘扬在玉磨铁路施工生产第一线”刘铁成接过旗帜,庄严承诺。
为确保工程项目保质保量、如期履约,项目部与专业队伍并肩作战,经受住了频繁发生的突泥、涌水、溜坍、大变形等地质灾害的考验。他们通过优化施工工序,加强激励考核,实现“零耽搁、负交接”。
在关键线路施工过程中,他们坚持弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量的原则,不断完善短台阶快挖、快支、平行交叉作业,工序循环时间由之前的平均20小时缩短为15.3小时,最快循环时间为11小时25分钟,洞口月进尺较过去翻了一番,达到专家指标的150%。
恰似一阵春风拂过,刘铁成黝黑、圆润的脸庞,终于露出了久违的笑容。
2021年,中老铁路决胜之年。围绕把中老铁路建成“一带一路”、中老友谊的标志性工程,负责具体施工的各个项目部锁定目标、坚定信心,乘势而上、接续奋斗,以“开年就冲刺、开战即决战”的状态,高效推进项目建设,在安全、质量、进度等方面各显神通。
云岭大地,战鼓雷动,所有参建人员不分节假日、不舍昼夜,一道道艰巨的难题被依次破解,一曲曲凯歌渐次奏响——1月5日,孟松二号隧道全隧贯通;1月11日,巴罗二号隧道安全顺利贯通;1月15日,景寨隧道斜井1号支洞大里程与2号支洞小里程顺利贯通。
至2月26日,玉磨铁路93座隧道已经贯通91座,仅剩曼木树和景寨2座单线隧道,剩余工程量共计1172米。“隧道剩余工程,成为了中老昆万铁路全线隧道贯通的最后一道障碍,特别是景寨隧道,还剩下‘最后一公里’。”孙均说。
凡作事,将成功之时,其困难最甚。“最后一公里”,距离虽不远,但还是有距离,仍未到达目的地。
紧要时刻,攻克剩下的最难啃的“硬骨头”,每一名建设者都绷紧弦、鼓足劲,竭尽心力、用足全力。中交一航局与前来“打增援”的中铁隧道局“咬定决战之弦”,“立根攻坚工作”,始终靶心不偏、焦点不散,标准不变,力度不减,把“打通景寨”作为首要政治任务、头等大事来抓,迎难而上,矢志攻坚,向着最后的“堡垒”发起猛攻,蹄疾步稳跑好“最后一公里”。
危急关头,为了确保实现既定节点目标,各级领导和有关专家纷纷赶赴景寨隧道施工现场,科学决策,精准施策。国铁集团成立隧道工作专班,时刻关注景寨隧道建设进展。昆明局集团公司迅速成立玉磨铁路景寨隧道联合工作组,统筹协调,精心组织,及时解决剩余工程推进中存在的问题,强化景寨隧道风险防范,确保工程安全有序推进。
这是一块异常难啃的“硬骨头”。
景寨隧道的地质情况极其复杂,尤其是斜井正洞几个工作面,许多专项施工方案没法持续完成,在局部软岩大变形段落,各种问题交错,现场协调事项多,专项研究的会议越开越多,个别施工方案昨天刚布置,今天遇到新问题了,又得结合现场实际重新修改,如此反反复复,现场施工进度却始终提不上来。
由于施工环境艰苦,加之剩余段落地质条件复杂,各种不可预见风险、各种复杂问题如潮水般涌来,正洞未施作二衬段落持续大变形的旧问题还未解决,其它地方的新问题又接踵而至——地材物料供应、掌子面涌突溜坍防控、喷砼防开裂掉块措施、交叉作业方案……
为了解决这些问题,中国交建、中交一航局主要领导现场督战、保障资源,做到资源有保障。项目部邀请路内知名专家召开玉磨铁路景寨隧道剩余工程设计施工方案研讨会,对剩余段落地质情况进行研判,优化设计方案措施。制定景寨隧道剩余地段控制变形技术方案和控变形、防涌突预案,全力推进剩余工程施工。
在参建各方密切沟通配合,各项应急处置有条不紊,风险防控有力有效。在斜井1号支洞小里程及其后方初期支护多次坍塌引发突涌后,及时采取措施,防止了突涌进一步扩大。当1号支洞平导与正洞交叉口附近初支监测数据异常情况时,提前制定加固预案,现场加强监测并做好应急准备。针对1号支洞平导小里程初支变形异常现象,初支喷砼剥落、钢架出现扭曲迹象,部分段落侵限,项目部迅速研究制定变形异常段加固方案并组织实施,及时消除安全隐患,保证了掌子面安全掘进。
按照国铁集团的部署,中铁隧道局再次抽调精兵强将火速驰援景寨隧道,负责从1号支洞平导小里程往进口方向攻坚。中铁隧道局二次增援,犹如一剂“强心针”,让所有人为之一振。
聚力打通“最后一公里”,与景寨隧道相关的每根神经上,变化正在跳动——
3月4日,出口与2号支洞大里程之间顺利贯通,全隧仅余4个掌子面,剩余工程量440米;3月19日,剩余377米,其中1号与2号掌子面间关键线路剩余317米,3号与4号掌子面间次关键线路剩余60米。
此时,关键线路掘进到曼么小寨—加布托断层核心带,现场施工基本进入了“支护-变形-拆换-支护-再变形”的恶性循环,每天的开挖进尺不足1米。
“前期做两层支护,但现场根本控制不住。”景寨工区负责人吕红军介绍,他们先后采取调整开挖轮廓,树脂锚杆、锚索以及双层支护等举措,都无济于事。
针对现场存在问题,项目部结合现有施工工艺,研究采用半圆形四层支护工法,即先安装零号支护,拆除后,再安装两层支护,最后安装第三层柔性支护。
“四层支护就好比上战场打仗,一个团的力量不足,我们就一次陪两个团,两个团不行,我就再加一个团。”吕红军说,四层支护工法,将日收敛和沉降变形都控制在了5毫米以内,累计变形控制在5厘米以内。
关键线路施工工效明显提高,进度得到好转。至4月25日,全隧仅剩197米未开挖。
“行百里者半九十”,越是接近终点、临近末尾,越需要凝神静气、一鼓作气、全力以赴。
4月28日,中国国家铁路集团有限公司董事长、党组书记陆东福来到玉磨铁路建设施工现场检查调研,看望慰问奋战在施工一线的铁路建设者,叮嘱大家:要特别注意防止和克服急躁情绪,始终坚持时间服从质量,稳扎稳打,科学安排施工组织,确保质量安全。
亲切关怀温暖人心,殷殷嘱托催人奋进。景寨隧道建设者以更加昂扬的斗志、更加饱满的精神,奋勇拼搏、攻坚克难,安全有序推进隧道建设。
5月20日,全隧剩余104.7米。
百米冲刺,临门一脚……
在最后的冲刺关键时刻,一航人强化使命担当,下足“绣花”工夫,扛实责任、真抓实干,以咬定青山不放松的韧劲,不泄气、不放松,聚力打通最后的屏障,确保实现中老昆万铁路全线贯通的目标。
“所有人加班加点、忘我工作,就是为了景寨隧道能尽早贯通,确保中老铁路按期开通。目前,现场施工科学有序,隧道剩余的80米地质情况明晰、技术方案可靠,全隧预计6月份贯通,全线开通运营指日可待。”孙均满怀信心地说。
5月29日,随着斜井正洞3号与4号掌子面顺利贯通,全隧未贯通段仅剩最后30米。
面对最后的“拦路虎”,建设者不断克服高地温、软岩大变形、长距离通风、反坡排水等不利施工条件,严格管控安全质量,全速拼抢工期,齐心协力,确保按期贯通最后30米。
“贯通了!贯通了!”
2021年6月5日10时16分,随着挖掘机铲斗掘开最后一堵“壁垒”,光线透射,气流通畅,从隧道两端对向掘进的施工人员胜利“会师”,他们挥舞着双臂,尽情欢呼属于他们的幸福时刻——经过5个春秋艰苦卓绝的奋战,他们啃下了景寨隧道“1级高风险”的“硬骨头”!
这是中老铁路建设史册上最值得铭记的一刻——全线最难最险最后贯通的关键控制性工程、施工环境和条件均属国内外罕见的景寨隧道正式贯通,标志着中老铁路167座隧道全部贯通,为中老铁路年底开通运营奠定了坚实基础。
当天,国铁集团党组发来表扬电,对工程建设取得的成绩给予充分肯定,这是国铁集团党组第一次对云南铁路隧道贯通、工程建设取得的成绩发来表扬电给予充分肯定。
6月11日,云南省总工会对景寨隧道建设先进单位和个人进行专项表彰:中交一航局荣获“云南省五一劳动奖状”、项目经理部景寨工区荣获“云南省工人先锋号”、项目经理部刘铁成荣获“云南省五一劳动奖章”、项目经理部吕红军等6名管理人员荣获“云南铁路建设先进个人”。
千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。
景寨隧道贯通这一振奋人心的消息,飞越群山,传到了每一位一航人的耳中。曾经,挑灯夜战研究施工的疲惫与苦楚,一次又一次和软弱围岩对抗的失败和打击,都因胜利的消息而统统被抛之脑后。
5年来,景寨隧道施工步步惊心,扑朔迷离,先后发生涌水突泥、坍塌、软岩变形等险情近千次,隧道单日最大涌水量达7.5万立方米,可灌满30个标准游泳池……
5年来,19标段的所有参建人员不分节假日,艰苦奋战,全面攻克了隧道变形大、易溜坍等重大技术难题,清除了中老昆万铁路玉磨段最后一道障碍,顺利实现了全线隧道工程贯通……
5年来,中交一航局全体建设者躬身践行“用心浇注您的满意”的服务信条,以“环境艰苦,精神不怕苦;围岩软弱,意志不软弱!钢架压弯,腰杆不会弯;支护变形,决心不变形”的意志和品质,完成施工任务,为全线开通奠定基础,贡献力量。