“世界第一埋深”如何被攻克?

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摘要:“打了6年,終於看到對面那束光了!”6月6日,凉山州甘洛縣境內,站在峨眉至漢源高速公路大峽谷隧道左線洞內,看著面前剛剛打通的岩壁,四川路橋峨漢高速2-7分部專案經理葉少波頗為感慨。


峨漢高速大峽谷隧道已貫通的部分。

“打了6年,終於看到對面那束光了!”6月6日,凉山州甘洛縣境內,站在峨眉至漢源高速公路大峽谷隧道左線洞內,看著面前剛剛打通的岩壁,四川路橋峨漢高速2-7分部專案經理葉少波頗為感慨。

當天,隨著“最後一爆”順利完成,峨漢高速關鍵控制性工程——大峽谷隧道實現雙洞貫通。

從大峽谷隧道的頂部到隧道穿越山體的山頂,最大垂直距離1944米,這讓大峽谷隧道成為世界第一埋深的高速公路隧道。由此帶來的岩爆、溶洞、高地溫等多種不良地質,與建設如影隨形。

“世界第一埋深”是如何被攻克的?

看建設

最難時1個月僅掘進48米,科研創新剷除“攔路虎”

打通大峽谷隧道,最難的是什麼?“岩爆!”葉少波脫口而出。

岩爆,是隧道建設中較常遇到的一種現象,但大峽谷隧道的岩爆現象極為突出。2019年3月以來,隧道出口端的岩爆就頻繁發作,持續至今。

葉少波清楚地記得,初期是弱岩爆,“走進洞就能聽到陣陣悶響,好像打雷一樣”;越往裏掘進,埋深越大,岩爆程度也越來越强,掌子面(即隧道掘進的工作面)正面、拱腰圍岩不時有岩石彈射。“拳頭大的石塊就像子彈一樣彈出來,幾十米外被打中都疼得厲害。”談及自己被岩石“擊中”的經歷,他記憶猶新。

突出的岩爆伴隨著垮塌,好幾次,初支和開挖的施工用台車直接損壞,施工面臨極大的安全風險,一度陷入停滯。最難的時候,1個月僅掘進48米、平均每天才1米多,而正常情况下每月掘進進尺應為150米—200米。

怎麼辦?項目一線團隊首先多方求教,邀請中國工程院院士馮夏庭以及成都理工大學、西南交大、武漢大學的地質、爆破等專家到現場指導,“把脈問診”。團隊還赴四川已建成的最長高速公路隧道、巴陝高速米倉山隧道的建設單位“取經”。

其次是應用新技術、新設備。在科技專家的建議下,項目採用微震監測檢測科技,可對岩爆的發生提前判斷、提前預警;通過打孔、爆破等管道,提前釋放圍岩應力,讓岩爆現象衰减;加大建設中的支護、噴漿等行程,快速“鎖定”掘進層岩石,杜絕岩石彈射。同時,大量投入三臂鑿岩台車、自動濕噴機等技術含量高的機械設備,减少掌子面開挖的作業人員,增大作業人員距掌子面距離,以保證施工人員安全。

多措並舉、多管齊下,這個最大的“攔路虎”被剷除。攻克大峽谷隧道中應用的部分科技,成為“超長深埋高風險公路隧道建設關鍵技術及應用”科技成果的一部分,獲得2022年度四川省科學技術進步獎一等獎;建設中應用的“一種防岩爆的台車”已獲得發明專利。

看運營

按“智慧高速”標準打造,實現對橋隧自動監控

從隧道深處的貫通處往漢源方向,汽車在洞內不斷“變道”,通過兩條隧道之間的橫洞駛入左洞或右洞,不一會兒就來到正在建設的地下風機房。這是一個寬10米、長100米並連著若干支洞的巨大空間,洞高14米,近5層樓高度。

“風機房相當於隧道的呼吸系統。”四川路橋峨漢高速2-7分部工程科科長薑濤告訴記者,一般的隧道不用設風機房,大峽谷隧道長達12.1公里,僅靠進出口的自然風不能確保隧道內空氣清新,因此在進口端和出口端分別設定一個地下風機房。

出口端(漢源側)的這個地下風機房內部有15個交叉口,交叉口之間設定聯絡風道;進出風口是位於地面的一個施工斜井口,與風機房有160米左右的自然落差,方便送風。隧道建成運營後,將在主風機房位置設定大功率風機隨時抽取廢氣,吹送新鮮空氣,形成一個呼吸系統。

超過10公里的高速公路隧道,運營後的安全考量也極為重要。蜀道高速集團樂漢公司總工程師李華明介紹,此前車輛穿行的隧道之間的橫洞,就是設計時的精心考量。這些橫洞將長隧“分割”成多個短隧,一旦洞內發生意外,車輛可通過橫洞轉換變道,便於救援車輛進入,也可避免洞內長時間擁堵。

全新的安全運營“利器”也將亮相峨漢高速。李華明介紹,峨漢高速橋隧比高達87.4%,正以橋隧為監控重點,按“智慧高速”標準進行建設。“比如大峽谷隧道,平均120米左右就將安裝一個‘智慧杆’。”他說,“智慧杆”裏的電子設備,相當於“千里眼”“順風耳”,可實現對全路段的24小時監控,一旦公路上發生意外,系統可在1秒鐘之內識別到,並自動通知工作人員前往處置。(記者王眉靈文/圖

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