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川藏線上傳精神二郎山下鑄精品——中鐵十二局雅康高速公路二郎山隧道創(chuàng)新之路
2016-09-14 

        66年前,11萬人民解放軍和各族民工,翻越二郎山,用鐵錘鑿開懸崖峭壁,打通川藏公路入藏門戶,鑄就了“聽黨指揮、不畏艱險、堅忍不拔、無私奉獻(xiàn)”的“二郎山精神”。

        16年前,川藏公路318線修繕工程實施,武警部隊和原鐵道部工程局克服艱苦的自然條件,在海拔2200米處打通了318線二郎山隧道,縮短了川藏路程。

        近年來,318線二郎山隧道在日均車流量4000輛面前已經(jīng)力不從心。濃霧、冰雪、滑坡、泥石流、路面整修,使這一路段車輛擁堵和交通管制成為常態(tài)。

        4年前,雅(安)康(定)高速公路二郎山隧道作為雅康高速公路的頭號工程開工。

        2016年9月8日,由我國隧道施工勁旅——中鐵十二局集團(tuán)有限公司(簡稱中鐵十二局)負(fù)責(zé)施工的雅康高速公路二郎山隧道左線獨頭掘進(jìn)6757米,創(chuàng)造了中國公路隧道鉆爆法獨頭掘進(jìn)的又一奇跡。

        作為國內(nèi)最復(fù)雜的特長山嶺隧道,中鐵十二局在施工中勠力創(chuàng)新,踐行“既要綠水青山,也要金山銀山”的環(huán)保理念,為“二郎山精神”注入了新的時代內(nèi)涵——突破創(chuàng)新,和諧共贏:

        ——為降低冰雪災(zāi)害對道路的影響,雅康高速公路二郎山隧道海拔降至雪線之下的1500米處,隧道長度因此達(dá)到13459米,成為西南地區(qū)第一長隧、中國公路第四長隧;

        ——為最大限度保護(hù)二郎山既有生態(tài),中鐵十二局在隧道出口段設(shè)置的兩條通風(fēng)斜井施工中,創(chuàng)造性地通過進(jìn)入主洞正線反向開挖全部斜井,這項施工技術(shù)在世界隧道史上尚屬首次;

        ——為節(jié)約能源,利用二郎山豐富的水力資源,中鐵十二局在出口段隧道內(nèi)建設(shè)地下小型水力發(fā)電廠,從山頂引入高壓水進(jìn)行水力發(fā)電,用于運(yùn)營后隧道內(nèi)的供電、通風(fēng),在世界隧道史上是首次;

        ——為應(yīng)對運(yùn)營中可能發(fā)生的突發(fā)事件,中鐵十二局在出口段左右線間設(shè)置了兩條大斷面交通轉(zhuǎn)換帶,這是我國隧道史上的又一個第一次;

        ……

        “作為兼具中國人民解放軍和原鐵道部工程局基因的央企,我們有責(zé)任繼承‘二郎山精神’,并將它發(fā)揚(yáng)光大,努力把雅康高速公路二郎山隧道打造成國內(nèi)隧道施工的標(biāo)桿1中鐵十二局集團(tuán)董事長、總經(jīng)理宋津喜說。

        攻堅克難寫傳奇

        9月8日,雅康高速公路二郎山隧道運(yùn)用人工鉆爆法獨頭掘進(jìn)6757米,為我國隧道人工鉆爆法施工再添精彩一筆。

        傳統(tǒng)長大隧道施工通常會在主洞中段增開斜井,從洞外切入增加施工作業(yè)面,以降低施工難度,提高掘進(jìn)速度。

        中鐵十二局在其出口段的兩條斜井施工中,創(chuàng)造性地運(yùn)用了“反彈琵琶”的方案。

        中鐵十二局集團(tuán)三公司副總經(jīng)理、項目經(jīng)理宋志榮向記者介紹:“斜井施工本應(yīng)由外向內(nèi)掘進(jìn),但二郎山一帶是我國不可多得的野生珍稀動植物天然基因庫。為最大限度減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,我們放棄了原設(shè)計方案,并召集國內(nèi)眾多專家研討,制定了通過從主洞正線由內(nèi)向外開挖斜井的施工方案,這在隧道建設(shè)史上是一次非常大膽的嘗試。”

        “光有環(huán)保的理念是不夠的,施工企業(yè)還必須具備足夠的實力,才能在不增加掌子面的前提下保證工期不被延誤。雅康高速公路二郎山隧道的施工技術(shù),在國內(nèi)公路隧道中是領(lǐng)先的。”西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授王明年向記者介紹。

        為保證工期,主洞掘進(jìn)速度必須更快,才能保證早日到達(dá)主洞4400米處的斜井開挖位置,同時,也要求施工單位具備高超的交叉施工組織能力。

        面對重重困難,建設(shè)者不斷突破創(chuàng)新,鉆研和開發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備。

        在斜井開挖中,掌子面爆破出的渣體,本就受高地應(yīng)力影響,再加上爆破沖擊力,極易造成大塊渣體順坡滾落,傷到施工人員和車輛。“我們采用了多排中空楔形掏槽眼技術(shù),控制渣體大小,將石塊化大為小,減少拋擲距離,規(guī)避傷害。”項目總工程師舒文軍說。

        沿著坡度達(dá)11.9%斜坡掘進(jìn)長達(dá)3444米的兩條斜井,為建設(shè)者平添了不少難題。

        為此,建設(shè)者將二襯臺車從兩輪驅(qū)動改裝為四輪驅(qū)動,并發(fā)明了夾片式輪轂鎖定裝置,防止臺車溜車。所有的出渣車都同時加裝斷氣剎和水剎裝置,并在半坡側(cè)面增設(shè)應(yīng)急緩沖平臺,防止重車下坡失控。

        超長獨頭掘進(jìn)給隧道通風(fēng)排煙增加了極大難度。“我們在洞內(nèi)布設(shè)了4臺220千瓦的軸流風(fēng)機(jī)、14臺38千瓦的射流風(fēng)機(jī),通過10段接力,1個小時內(nèi)即可完成一次洞內(nèi)空氣置換。進(jìn)洞至今,通風(fēng)帶已用壞1萬米。”負(fù)責(zé)隧道現(xiàn)場管理的項目副經(jīng)理馬希平說。

        雅康高速公路二郎山隧道地處蘆山地震帶,出口段穿過7條地震斷裂帶,各種圍巖無規(guī)則分布,中鐵十二局選擇用傳統(tǒng)的人工鉆爆法掘進(jìn),因此可以根據(jù)地質(zhì)變化,或全斷面、或三臺階、或微臺階,靈活轉(zhuǎn)換施工方式。宋志榮說:“出口右線6710米的掘進(jìn)還剩150米,預(yù)計在10月20日前完成。”

        “金鐘罩”抵御“烈?guī)r爆”

        2013年7月,測量員在標(biāo)記開挖點時,突然聽到石頭中發(fā)出的類似放鞭炮的“啪啪”聲,經(jīng)驗豐富的馬希平立刻將這名測量員撲倒在地,掌子面上一塊1立方米左右的石塊快速滾落,在他們身側(cè)不到2米的地方砸下一個大坑。煙塵散去,測量員的雙腿還在不住顫抖。

        雅康高速公路二郎山隧道海拔設(shè)置在其雪線之下,隧道埋深因此達(dá)到1500米以上,這使得地層中巖體的地應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到常規(guī)隧道的4.3倍。隧道出口段圍巖多是巖漿巖,極為堅硬,掌子面爆破時,在地層構(gòu)造應(yīng)力、自重應(yīng)力的作用下,被劈裂成倒三角形、棱塊狀的小石頭不時呼嘯而來,像是大山打出的“子彈”,稍有不慎即被擊傷。類似這樣強(qiáng)度的巖爆段在出口段左右洞超過4000米。

        工人陳濤這樣形容一次巖爆:巖體發(fā)出清脆的爆裂聲,猶如槍聲,并伴隨著無規(guī)律的巖體彈射及大塊巖石崩落,在開挖完成后一直持續(xù)了5個多小時。

        為減少巖爆對施工人員、機(jī)械設(shè)備的損傷,項目部展開科技攻關(guān),研發(fā)出自行式液壓防護(hù)棚架,固定于開挖臺車四周,以6根粗壯的工字鋼做龍骨,中間連接柔韌性好、具有收縮性的鋼絲網(wǎng)繩,在液壓油缸的作用下棚架根據(jù)需要自如收縮,組成了抵御巖爆的“金鐘罩”,并為施工人員配置了鋼盔、防彈服,為挖掘機(jī)、裝載機(jī)駕駛艙加設(shè)了1厘米厚的鋼板。“這是我們?yōu)榻捣?lsquo;烈?guī)r爆’而使用的‘金鐘罩’。”宋志榮說。

        “‘金鐘罩’的設(shè)計和研發(fā)絕非‘妙手偶得’,而是基于我們數(shù)十年來深耕長大隧道的經(jīng)驗積累。”中鐵十二局集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師高治雙說。

        經(jīng)過多年的發(fā)展,中鐵十二局平均每年橋隧施工能力達(dá)到600公里以上,創(chuàng)造了多項建設(shè)長度、寬度、高度、跨度、速度的全路、全國和世界紀(jì)錄,其參建隧道數(shù)量占全國20公里以上鐵路隧道的三分之一,10公里以上公路隧道的二分之一。

        “天羅地網(wǎng)”阻粉塵

        走進(jìn)隧道,絲毫不覺空氣污濁,除了強(qiáng)勁的送排風(fēng)系統(tǒng)外,中鐵十二局還在粉塵治理上苦下功夫。

        馬希平介紹:“洞內(nèi)粉塵不僅影響作業(yè),更會危害作業(yè)人員的健康。我們主要通過多道防線階梯降塵,將危害降到最低。”

        “斬草先除根”。掌子面的光面爆破是粉塵的終端制造源,建設(shè)者在掌子面爆破中引入水壓爆破新技術(shù),針對不同巖體特性,在炮孔中間按比例間隔放置炸藥和水袋,通過水袋霧化起到降塵作用,相比常規(guī)爆破,這項先進(jìn)技術(shù)使掌子面粉塵的濃度降低了40%以上。

        距離掌子面60米處,開挖臺車上安裝的高壓射流式水炮裝置是粉塵的第二道防線。通過高壓、旋轉(zhuǎn)、霧化、射流,高速霧粒與粉塵密集碰撞、噴淋將粉塵截獲隨霧粒沉降,從而達(dá)到除塵目的。

        距離掌子面約80米處,第三道防線——移動水幕負(fù)責(zé)“殲滅”逃逸的粉塵。移動水幕由安裝在隧道基層的霧化噴嘴制造,經(jīng)過它的移動狙擊,粉塵基本會消失殆荊

        掌子面往洞口每700米繼續(xù)加設(shè)防線,即淋浴式固定水幕,主要負(fù)責(zé)處理出渣車輛帶起的粉塵,以及隧道二襯制造的粉塵。

        在這樣嚴(yán)密的“天羅地網(wǎng)”中,再頑強(qiáng)的粉塵也不得不“繳械投降”了。

        行駛在隧道中,記者發(fā)現(xiàn)每隔30米左右地面就有一個長方形坑,如同給路面打了補(bǔ)叮舒文軍向記者介紹:“這些坑是隧道縱向排水溝的臨時檢查井,除塵用的廢水、洞內(nèi)的涌突水通過排水溝排出隧道,久而久之,容易形成淤泥堵塞水溝,這些檢查口就能起到隨時清淤的作用,確保以后的運(yùn)營過程排水順暢,解決業(yè)主的后顧之憂。”作為一項臨時設(shè)施,如此大費周折是建設(shè)者責(zé)任心的體現(xiàn)。

        “近些年,我們一直倡導(dǎo)綠色施工理念,堅持做有品質(zhì)的工程,讓員工受益、讓業(yè)主滿意、讓社會贊譽(yù)一直是中鐵十二局堅守的信念。”中鐵十二局集團(tuán)黨委書記王錦友說。這種對品質(zhì)、責(zé)任的崇尚,使得這家央企先后榮獲“中國建筑工程魯班獎”15項、“中國土木工程詹天佑獎”19項、國家優(yōu)質(zhì)工程獎31項、省部級優(yōu)質(zhì)工程200余項;先后被授予“全國守合同、重信用企業(yè)”“全國優(yōu)秀施工企業(yè)”“全國工程建設(shè)質(zhì)量管理優(yōu)秀企業(yè)”“中國優(yōu)秀誠信企業(yè)”和“全國最佳施工企業(yè)”等榮譽(yù)稱號。

        隧道“迷宮”巧穿行

        從隧道出口始發(fā),前行4444米,呈現(xiàn)在眼前的是一座隧道“迷宮”。已經(jīng)完工的總計23條長短不一、走向有別的隧道集聚于此,展示各自卓越的風(fēng)采。

        二郎山豐富的水資源為建設(shè)者在出口段洞內(nèi)設(shè)置地下小型發(fā)電廠提供了先天條件,從山頂引入高壓水進(jìn)行水力發(fā)電,用于運(yùn)營后隧道內(nèi)的供電,在世界隧道史上這是一項偉大的創(chuàng)舉。

        毗鄰發(fā)電廠右側(cè)的是隧道通風(fēng)機(jī)房。為安置這兩座地下工廠,中鐵十二局在這里鑿出了一座斷面為158平方米、長度為126米的洞室。離此不遠(yuǎn)處,兩條斷面達(dá)181平方米、長度為120米的交通轉(zhuǎn)換帶,呈梯形狀布局于隧道左右線間,為運(yùn)營后的交通疏散忠實待命。加上兩條主洞、兩條斜井、16條聯(lián)絡(luò)通道,儼然組成了隧道“部落聯(lián)盟”。

        如此貼近的密集隧道群施工,“群洞效應(yīng)”不可避免,為減少彼此的擾動,必須精密計算好各條通道的受力布局,精確安排好各道工序。宋志榮說:“具體的細(xì)節(jié)非常復(fù)雜,但我們總的原則是先主通道后次通道、先大斷面后小斷面、先支護(hù)后開挖、優(yōu)先形成風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng)。”

        各個聯(lián)絡(luò)通道因為方向有別,形成隧道互通,其中的4個聯(lián)絡(luò)通道施工尤為驚險,2條上跨右線主洞,2條和其他聯(lián)絡(luò)通道交叉,為減少坡度,交叉通道上下僅隔50厘米。舒文軍說:“我們采用了分層掘進(jìn)的方式,先施工隧道上部,靠近下方通道洞頂時,采用多次微臺階爆破,順利跨越了每一個風(fēng)險點。”

        二郎山,千里川藏公路上的第一道咽喉險關(guān),在紅軍長征80年后,中鐵十二局人在瀘定縣,借用科技利劍再次彰顯“萬水千山只等閑”的英雄氣概,同時也為“二郎山精神”注入了“突破創(chuàng)新、和諧共贏”的新內(nèi)涵。

        ■記者手記

        讓高品質(zhì)成為常態(tài)

        “司機(jī)把式好不好?318上跑一跑1318國道是目前由川入藏的唯一陸上通道,也是聯(lián)系甘孜和藏區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)動脈。

        從雅安到瀘定,短短120公里國道,我們足足走了7個小時,途中經(jīng)歷了滑坡、飛石、暴雨、大霧和交通事故。司機(jī)師傅說,這些都習(xí)以為常了。

        作為318國道這個段落的替代線路,雅康高速公路修得大快人心。

        驅(qū)車駛?cè)胙趴蹈咚俟范缮剿淼?,眼前的昏暗讓人心中一緊,畢竟項目還在施工過程中,隧道內(nèi)空氣質(zhì)量和粉塵濃度是否達(dá)標(biāo)尚不清楚。我緊了緊臉上的口罩和頭上的安全帽。

        車很平穩(wěn),我也沒有那么緊張了,這才慢慢注意到隧道的模樣:隧道內(nèi)幾無灰塵,能見度很高,風(fēng)機(jī)位置統(tǒng)一,間隔一致,二襯光潔平整,側(cè)壁整齊地布設(shè)著輸電線路,各種管道有序地分布在隧道兩側(cè),整潔程度著實不像正在施工中的隧道。宋志榮說:“高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,每一道工序都必須不折不扣按規(guī)矩操作,誰讓我們是規(guī)范化管理示范項目部呢1

        進(jìn)入地下風(fēng)機(jī)室,視野變得豁然開朗,像走進(jìn)了一座拱形宮殿,氣勢恢宏。發(fā)電廠和風(fēng)機(jī)室因為要安置隧道設(shè)備,斷面和高度尤其宏偉,洞頂距地面有五層樓高,懸掛著直徑約2米的風(fēng)帶,用來傳送新鮮空氣。難以想象建設(shè)者克服了怎樣的艱險才挖走了如此大量堅硬且會爆裂的巖石。

        車輛在隧道里左拐右拐,穿行于主洞、交通轉(zhuǎn)換帶、橫通道和風(fēng)機(jī)室,像在地下迷宮中尋找出洞方向,其復(fù)雜程度可見一斑。

        “讓高品質(zhì)成為常態(tài),才能讓我們的‘上帝’安心放心。”宋志榮說。

        雅康高速公路二郎山隧道科研式施工、精細(xì)化組織、標(biāo)準(zhǔn)化管理,在人類和大自然的和諧共生中,讓這座深藏在西南大山深處的公路隧道逐漸被世人熟知。鄭洋

        本文圖片由中鐵十二局三公司提供

        
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