大瑞鐵路全長330公里,是共建“一帶一路”倡議重點工程。高黎貢山隧道,大瑞鐵路控制性工程,是中國首條穿越橫斷山脈的鐵路隧道。隧道全長34.53公里,最大埋深1155米,地質(zhì)情況極為復(fù)雜,幾乎涵蓋了隧道施工中所有不良地質(zhì)狀況和重大風(fēng)險。
“為了高黎貢山隧道早日貫通,我們每天在地下765米處加緊施工,常年24小時不間斷作業(yè)。”云桂鐵路云南有限責(zé)任公司大瑞指揮部副指揮長桂林崗介紹,截至目前,正洞已經(jīng)施工19.58公里,占比56.6%,剩余14.95公里;平導(dǎo)已施工20.2公里,占比58.3%,剩余14.33公里。
建設(shè)者在1號斜井掌子面施工。楊艷鵬 李建國 攝
挑戰(zhàn)不可能
3月27日,記者來到大瑞鐵路高黎貢山隧道1號豎井地面時,施工車輛有序往來,機聲隆隆。1號豎井是我國鐵路最深豎井,主井深763米、副井深765米。
在技術(shù)員何貴安的帶領(lǐng)下,記者換上雨鞋、戴上安全帽,站乘罐籠深入地下765米的施工作業(yè)面。這個單程乘坐罐籠只需4分鐘的副井,修建卻耗時51個月。
罐籠還未降至井底,一股熱浪撲面而來,讓記者頓感不適。“現(xiàn)在好多了,在大型風(fēng)機的作用下,作業(yè)面的溫度可以控制在34攝氏度左右,我們?nèi)径扔媱澃惭b大型制冷設(shè)備,到時可以控制在28攝氏度左右,工人的作業(yè)環(huán)境就更好了。”何貴安告訴記者,在井底的掌子面,溫度最高曾達到42攝氏度,工人施工需要加冰塊降溫。
到達井底,挖掘機、工程車等大型設(shè)備開足馬力來回穿梭,作業(yè)面上,工人們堅守著各自的崗位。“這是為加快建設(shè)進度而專門修建的‘井底車場’,這樣4個作業(yè)面就可以同時施工。”何貴安指著一個特別的停車場介紹。
大瑞鐵路高黎貢山隧道是被國內(nèi)外專家學(xué)者定義為施工難度“世所未有、世所未見”的鐵路項目,需要穿越17種地層、19條斷裂帶,面臨世界級的“三高”(高地?zé)帷⒏叩貞?yīng)力、高地震烈度)、“四活躍”(活躍的新構(gòu)造運動、活躍的地?zé)崴h(huán)境、活躍的外動力地質(zhì)條件和活躍的岸坡淺表改造過程)的地質(zhì)特征,堪稱世界上地質(zhì)最復(fù)雜的隧道。
2015年12月,李航跟隨中鐵隧道局集團首批建設(shè)者進場,作為大瑞鐵路高黎貢山隧道建設(shè)的“開路先鋒”,他和廣大建設(shè)者一樣,在橫斷山脈腹地扎營,開啟了這條“世界最難掘進隧道”的建設(shè)征程。
面對復(fù)雜活躍的地質(zhì)構(gòu)造,隧道建設(shè)者們歷經(jīng)10年堅守,成功攻克隧道建設(shè)中的一項項世界級施工難題。李航也從一名普通建設(shè)者,成長為中鐵隧道局大瑞鐵路項目部1號豎井工區(qū)的黨支部書記。
位于高黎貢山腹地的1號斜井入口。楊艷鵬 李建國 攝
創(chuàng)新求突破
“我們邀請院士專家現(xiàn)場‘把脈’,組織高級別專家會上百次,根據(jù)現(xiàn)場施工實踐,不斷優(yōu)化治水工藝、調(diào)整堵水材料,逐步攻克深豎井花崗巖高傾角裂隙治水的技術(shù)難題。”李航說,最終,采用分段注漿加固地層方式,注漿材料依次從普通水泥逐漸調(diào)整為成本更高、效果更好的超細水泥、改性脲醛樹脂漿液。
上午11時許,1號豎井工區(qū)生產(chǎn)副經(jīng)理王長波從井底作業(yè)面返回生活區(qū),準(zhǔn)備吃午飯。1994年就開始從事鐵路建設(shè)的他,2024年9月來到這個工區(qū)。“早上6點多就下井了,施工難度太大,要一寸一寸地扣,每天只能掘進2至3米左右。”王長波說,受施工條件的限制,他不僅要有序組織工人循環(huán)作業(yè),還要跟其他作業(yè)面進行工序銜接。
位于高山峽谷之中的高黎貢山隧道1號斜井是國內(nèi)最長斜井,也是高黎貢山隧道的重要輔助通道,位于線路右側(cè),按主副井設(shè)置,主斜井長3850米、副斜井長3870米。
“斜井開挖至600米處,開始進入順層、偏壓、高地應(yīng)力段落,建設(shè)者們遭遇了施工以來最艱險、最難克服的隧道大變形。”高黎貢山隧道斜井工區(qū)工會主席鄧勇俊清楚地記得,高地應(yīng)力將支護鋼架扭曲為“S”形、“Z”形,將已經(jīng)成形的隧道擠壓變小,將初期支護擠壓開裂、掉塊,使得壁巖侵入隧道1米多,導(dǎo)致隧道作業(yè)空間狹窄變形。
3月28日,記者在1號斜井施工作業(yè)現(xiàn)場看到,地下全是積水、淤泥,隧道頂上、側(cè)面的巖石縫隙中有不斷流出的涌水,有的已經(jīng)形成水柱。面對這一困境,技術(shù)人員通過調(diào)整隧道結(jié)構(gòu)曲率、加強鋼架型號、調(diào)整加密鋼架間距,徑向注漿,采取仰拱初支與拱墻鋼架一次成環(huán)等措施,有效控制了圍巖變形,終于恢復(fù)了掘進。
1號豎井大型卡車來回穿梭。楊艷鵬 李建國 攝
決勝高黎貢
為了加快高黎貢山隧道掘進進度,經(jīng)相關(guān)專家現(xiàn)場技術(shù)論證,將隧道分為進口、1號斜井、1號豎井、2號豎井、出口5個工區(qū)同時施工。面對重重困難,建設(shè)者們意識到,要想攻克這些世界級難題,必須依靠科技創(chuàng)新。
2018年2月,我國自主研制的國內(nèi)最大直徑硬巖掘進機(TBM)“彩云號”在高黎貢山隧道投入使用,其刀盤開挖直徑達到9.03米,填補了國內(nèi)自主研制9米以上大直徑硬巖掘進機空白,是為適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境量身打造的新型裝備。
在高黎貢山隧道出口,施工單位在正洞及平行導(dǎo)洞兩項工程,分別采用“彩云號”和“彩云1號”兩臺TBM組織施工。自開工以來,“彩云1號”克服了多種復(fù)雜地質(zhì),創(chuàng)造了平均月進尺119米、最高日進尺38米、月進尺620米的優(yōu)異成績。
“由于蝕變帶及其他極端不良地質(zhì)影響,自開始掘進以來,‘彩云號’和‘彩云1號’先后經(jīng)歷了42次卡機事件,同時現(xiàn)場多次出現(xiàn)較大突泥涌水險情,嚴重影響現(xiàn)場施工進度。”中鐵隧道局大瑞鐵路項目部出口工區(qū)土木總工曹耀祖回憶。
為解決卡機和涌水問題,經(jīng)過院士和工程參建四方專家團隊多次研判,項目最終采用了“人工鉆爆雙側(cè)迂回導(dǎo)坑法施工+TBM步進”綜合施工方案,以繞線施工的方式,逐步實現(xiàn)正線、平導(dǎo)隧道泄水降壓和不良地質(zhì)清除等目標(biāo)。但在實際施工中,繞洞掘進多次受到不良地質(zhì)阻擋,加之突泥涌水險情頻發(fā),項目只得在原有繞洞的基礎(chǔ)上再增加3條繞洞,至今已形成“五繞七洞”的施工格局。
今年3月18日,在卡機2年7個月后,“彩云1號”TBM恢復(fù)掘進,標(biāo)志著項目大規(guī)模高壓富水蝕變帶地層施工取得新突破。自此,項目正洞及平導(dǎo)TBM均已恢復(fù)掘進,項目雙線推進施工,建設(shè)進一步提速。
1號斜井掌子面施工現(xiàn)場。楊艷鵬 李建國 攝
打好攻堅戰(zhàn)
大瑞鐵路高黎貢山隧道是一項龐大的系統(tǒng)工程,需要多個施工單位、多個專業(yè)工種的密切配合。在逾10年的建設(shè)過程中,云桂鐵路云南公司聯(lián)合中鐵隧道局構(gòu)建了一個以專業(yè)技術(shù)骨干為主、各參建單位協(xié)同合作的緊密團隊,攜手攻克了一個又一個難關(guān)。
在施工現(xiàn)場,不同施工單位之間建立了高效的溝通協(xié)調(diào)機制。每天,各單位負責(zé)人都會召開現(xiàn)場調(diào)度會,通報施工進度,協(xié)調(diào)解決施工中出現(xiàn)的問題。在遇到重大技術(shù)難題時,他們會組織聯(lián)合攻關(guān)小組,共同研究解決方案。
如今,高黎貢山隧道共組建攻堅克難尖刀連、忠誠擔(dān)當(dāng)尖刀連、勇往直前尖刀連、敢打硬拼尖刀連、彩云先鋒尖刀連等5支尖刀連隊伍。他們以堅定的信念、滿腔熱情投入到工程建設(shè)之中,堅持不懈為高黎貢山隧道建設(shè)貢獻智慧與力量。
2號豎井項目是高黎貢山隧道的重要組成部分,豎井垂直深度達640米,每日需面對高達1萬余立方米的涌水量。為有效應(yīng)對這一挑戰(zhàn),項目配備了10臺功率高達1250千瓦的大功率、高揚程、大流量隧道專用合金泵進行排水作業(yè)。
“抽水施工過程中,隧道內(nèi)高壓富水花崗巖體地質(zhì)會產(chǎn)生大量砂化淤泥,對合金泵造成嚴重的磨損,導(dǎo)致抽水機故障頻發(fā),極大地阻礙了工程的正常推進。”2號豎井工區(qū)經(jīng)理周坤鵬介紹,面對技術(shù)難題,項目團隊對國內(nèi)外先進設(shè)備和技術(shù)經(jīng)驗進行調(diào)研論證,引入一套泥沙凈化設(shè)備,使其對砂化淤泥進行有效分離處理。
由技術(shù)骨干組成的勇往直前尖刀連攻克小組,充分結(jié)合現(xiàn)場實際,在短時間內(nèi)完成設(shè)備安裝、調(diào)試。設(shè)備啟用后,以每小時300立方米污水處理能力,有效解決砂化淤泥抽水難題,顯著減輕抽水機磨損,大幅提升了排水效率。
砂化淤泥抽水難題的成功破解,不僅節(jié)約了成本,更為項目的高效推進提供了有力保障,充分彰顯了“尖刀連”在復(fù)雜地質(zhì)隧道施工中強大的攻堅能力和技術(shù)創(chuàng)新能力。
記者采訪結(jié)束時,1600余名隧道建設(shè)者仍然奮戰(zhàn)和堅守在施工一線。回首高山峽谷中的隧道口,“地?zé)岣吒蓜鸥撸瑧?yīng)力大決心更大”的標(biāo)語格外醒目。隧道口不遠處,火紅的木棉花開得正旺,見證著隧道建設(shè)者們的熾熱初心和無畏擔(dān)當(dāng)。
工人在1號斜井掌子面有序施工。楊艷鵬 李建國 攝
記者手記
在我國鐵路最深豎井高黎貢山隧道1號豎井,記者跟隨建設(shè)者們站乘罐籠深入地下765米的作業(yè)現(xiàn)場。瞬間,潮濕的熱浪裹挾著機械轟鳴聲撲面而來,溫度計定格在34℃。井底車場,各種大型工程車有序穿行;作業(yè)面上,建設(shè)者們彼此協(xié)作。
記者在正洞、平導(dǎo)、主井、副井、轉(zhuǎn)渣場、通風(fēng)道等洞內(nèi)穿行,短短一個多小時,襯衫早已被汗水浸透。然而,在這樣艱苦的環(huán)境中,建設(shè)者們從不抱怨,也不退縮,而是以頑強的意志和拼搏的精神,攻克一個又一個難關(guān)。正如各工區(qū)隨處可見的宣傳標(biāo)語所說,“知難不畏難,越是艱險越向前!”
這些地心深處的追光者,用“闖”的勇氣劈開絕境,用“創(chuàng)”的智慧點亮黑暗,用“干”的堅守熔鑄豐碑。讓我們向這些新時代的建設(shè)者們致敬。
(記者:楊艷鵬 李建國)