通讯员谭文峰苟银昌特约记者何增旺 鄂拉山一年中有近九个月冰冻期,形成了多年冻土层,成为鄂拉山隧道施工的第一只“拦路虎”。2011年7月,在边仰坡开挖过程中即出现了大量的冻土热融滑塌病害;8月,在隧道左线洞口的大管棚超前支护施工中遇到了无法成孔的问题。
地质调查表明,鄂拉山隧道洞口段表层为厚约1.2至1.5米的粉质粘土,下部为含亚粘土的碎石土。隧道进口穿越冰水堆积物多年冻土区,多年冻土上限为1.2至1.6米,冻土下限为31至39米。含亚粘土的碎石土以多冰、富冰、饱冰冻土为主,其稳定性极差,成洞极为困难。
2011年冬天,在艰难的进洞施工过程中,五公司共玉项目经理林治国带领主要技术干部全天候战斗在施工第一线,控制质量、进度,研究解决冻土施工办法。通过查阅科技文献和现场施工总结,确定了温度是冻土施工中的控制性参数。隧道边仰坡开挖过程中,含亚粘土的碎石土呈软塑状,一旦开挖出露温度升高,强度迅速降低,极易出现冻土热融滑塌的现象,导致边仰坡失稳;洞口为多年冻土浅埋段,是典型的富冰冻土,钻杆在钻孔过程中与孔壁冻土高速摩擦生热发生热传导,因温度升高导致孔壁周圈冻土融化,从而导致孔内坍塌卡钻而无法成孔。
问题原因业已明确,项目部随即成立了科技攻关小组,林治国负责统筹全面工作,党工委书记负责人员思想工作和后勤保障,总工程师蔡明玖负责组织和运用技术力量,副经理欧发言负责对外协调。在与业主、设计、监理以及相关专家的多次交流协调和现场踏勘中,逐渐形成了简易黑色遮阳网和大管棚根管工艺的新型冻土施工专项方案。
一般而言,多年冻土建筑物施工有三大原则:一是冻土保护原则,即多年冻土在施工及营运过程中保持冻结状态;二是允许融化原则,允许多年冻土在施工及营运过程中融化或者在建设开始前将冻土融化至预定深度;三是控制融化速率原则,即允许多年冻土在施工及营运过程中按照一定速率融化。简易黑色遮阳网即是区别于高成本遮阳棚的简单防护措施,施工简单、成本低廉,也不影响边仰坡开挖及套拱施工,满足了多年冻土在施工中保持冻结状态的原则,既加快了工期,又起到了良好的防护效果;大管棚根管工艺即是把管棚成孔、管棚支护完美结合的施工工艺,满足了施工中允许冻土融化及按照一定速率融化的原则,确保其融化不影响管棚支护施工,有效地解决了多年冻土无法成孔的问题,同时也极大地加快了施工进度,36天即完成了拱部39根超前大管棚支护的施工。其中,隧道洞口边仰坡冻土融塌采用的黑色遮阳网隔热减缓融化工艺、暗洞浅埋层冻土采取的跟管工艺施工获得了2011年度青海省共玉公路科学技术进步创新奖。
在完成边仰坡开挖及套拱管棚施工后,进口问题已经解决,但是随即迎来了冰雪天气。蔡明玖对现场技术干部一次次地强调,一定要保证混凝土的浇筑温度,一定要保证混凝土的养护。现场的技术干部大胆思考、集思广益,形成了采用现场煤炉升温的办法保证混凝土的顺利浇筑。
为将科研成果转换为生产成果,五公司
共玉项目部举办技术培训班,聘请曾在青藏
铁路昆仑山隧道施工中担任总工程师的何晓
春高级工程师讲课。施工中坚持多打顶部周
边眼,控制好爆破参数,接着打好“短平快”,
对开挖断面及时喷射混泥土,缩小喷水量,增加喷射压力,对原材料进行加热处理,拱部混泥土厚度达到15公分,解决了喷锚支护在冻土隧道中的应用难题,填补了国内外冻土隧道施工技术空白,得到了设计、监理和建设单位的肯定,并作为经验在全线推广。
在鄂拉山隧道施工中,五公司共玉项目部在8个方面积极进行科技创新并取得了明显成效。2011年10月27日,交通部专家、青海省交通厅等领导到鄂拉山隧道进口进行实地施工考察,对工艺工法进行高度评价;2012年3月10日,加拿大专家一行10人对鄂拉山隧道冻土土质、施工工艺、科技创新等情况进行了考察和了解,三次树起大拇指称赞鄂拉山隧道是一项宏伟的工程!