这是一座穿越6条断裂、1处节理密集带的隧道,地质条件极其复杂,存在长段落高地应力岩爆、超高地温、高温热水、节理密集带、断层破碎带、浅埋冲沟等不良地质,其中极高温高压热水是世界级施工难题,国内外尚无成功经验可以借鉴,被列为全线重难点控制性工程及特级风险隧道。
这就是地处高山峡谷区的高原铁路重点隧道,全长31.676公里,中铁五局承担16.89公里的施工任务。隧道设4座横洞+1座平导辅助施工,平导长11.6公里,横洞长7.755公里,其中高地温段占比78.9%。隧道最大埋深约2080米,独头掘进距离最长5931米,施工管理难度极大。
一
2022年3月24日,重点隧道4#横洞于掌子面开累掘进765米。施作超前水平钻至14米时,揭示出高温热水,实测水温83.1度,水量约每小时28立方米。3月26日按照设计通知在掌子面左右边墙各增设一处超前探孔,分别在19米、18米处出高温热水,实测探孔水温82.9度,估算掌子面总涌水量约每小时60立方米。4月8日打设超前泄水孔3个,掌子面涌出高温水量超每小时200立方米,水温84.8度。
2022年4月6日,重点隧道5#横洞掌子面开累掘进894米。施作超前水平至28.5米处时,探孔涌出股状高温水,喷射距离达15米,水量超每小时110立方米,至无法继续钻进,水温达92.6度。
监测虽然未发现有毒有害气体,高温热水水质检测为无环境水作用等级,但随着大量高温热水涌出,洞内温度迅速升高,环境温度一度达到47.8摄氏度,WBGT达45.8摄氏度,湿度99.9%,极大影响现场正常施工和作业人员安全。
高温发生后,项目部立即启动应急预案,迅速撤离作业人员,封锁洞口除抢险人员外一律不得进入。项目部根据应急方案要求,快速集结应急队伍,成立党员先锋队、青年突击队,管理人员24小时现场蹲点指挥。在确保安全前提下,应急队伍冒着喷涌而出的热浪,在4#、5#横洞各增设2条新的通风管道和两条热水引排管道,同时对出水口进行封堵。通过10余天多次突击抢险,终于将高温水封堵引排,洞内作业环境得到改善。
二
“在90多度的开水中打隧道,简直闻所未闻,这是世界级的施工难题。”多位长期从事隧道研究的专家学者这样评价重点隧道遇到的超高温高压热水难题。
在国铁集团领导下,中铁五局成立专家组,联合山东大学、西南交大等国内知名高校,邀请李术才院士、何满潮院士、多吉院士等各方力量,共同对拉月隧道高温热水问题把脉问诊,最终形成“深化地质、控制热源、综合降温、排堵结合、监测预警、系统保障”总体治理思路。
4#横洞采取以“堵”为主,进行两循环60米的“分序动态顶水注浆”堵水,采用短进尺弱爆破工艺,正常掘进,每循环施作13个加深炮孔,水量约为每小时68立方米,带水施工作业;5#横洞以“排”为主,通过侧方洞室钻孔泄水,施作3个50米超前水平钻孔,孔内最大热水流量每小时0.2立方米,每循环施作13个加深炮孔,带水施工掘进。
经过为期3个多月的不断实践,项目部探索总结出应对极高温高压热水治理方案,为同类地质处理提供解决方案,初步解决了“世界性难题”,受到业主和专家的充分肯定。目前,两个横洞月进尺均达到90米以上,施工生产基本恢复正常。
三
在抢险攻关的同时,现场部依托重点隧道开展科研攻关,以“高海拔超长超大埋深隧道钻爆法智能建造关键技术及装备”等国家级重点研发计划项目为重点,开展课题研究和技术攻坚,着力解决高原隧道常规施工中的控制爆破、喷射混凝土回弹量、二衬混凝土开裂等问题,其中4项课题列为国家级科研项目。
项目部与分部成立博士工作室、工匠工作室、劳模工作室、金牌职工工作室,发挥不同层面的创新积极性,共同为解决重点隧道高温热水难题凝心聚力。
考虑到高温热水、高湿高热、叠加缺氧条件下,人员作业能力急剧降低,极易出现安全事故,项目部全力推广全套隧道施工大型机械化配套工装,主要包含三臂凿岩台车、拱架安装机器、大功率快速地质钻机、拱架拼装机、锚杆钻注一体机、机械湿喷手、大功率风机等设备,保障了作业人员安全,有效的降低洞内作业人员数量、作业强度,最大限度的降低作业人员风险,确保现场施工作业安全。
为改善施工环境,项目部在现场设置医疗卫生室,成立现场高温热水应急救援队,设立可移动式集装箱空调休息室,采购消防服和耐高温服,并联合相关单位和厂商研究新型耐高温水轻便型防护服。
四
在超高温面前,项目部党组织积极开展联创共建活动,与西藏公司、设计院成立重点隧道联合党支部,在科技攻坚中发挥党建引领作用。项目部还成立党员先锋队和青年突击队,在施工中围绕战高温开展攻坚。
高温高湿缺氧的施工环境时刻考验着施工人员的意志和体能,项目部每天运送20吨冰块进洞给作业人员降温,施工人员不得不每隔4个小时换班。
当地政府为五局勇敢的建设者所感动,好奇问道:“在这么困难的情况下干活,奖金应该很高吧?”开挖班班长、西藏自治区劳模边建笑着回答:“我们既然选择来高原铁路干活,就没想过奖金的事,把活干好,快点通车,这就是我们最想要的。更何况我还是一名共产党员,理所当然要冲锋在前。”党员带头,全员尽责,共同奏响战高温的交响曲。一分部项目经理尹繁盛亲自带队突击,脸部裸露的皮肤被热气流吹的火辣辣的生疼,护目镜被雾气和散落的水点遮蔽的模糊不清。一批批党员干部顶着热浪,一次次向涌水点发起冲锋,终将涌水堵住,这是“迎难而上、勇当先锋”最真实的写照。
面对极高温高压热水这一世界级施工难题,他们并没有被吓倒,因为他们是中铁五局人,有着“雨打灯难灭,风吹色更明”的坚韧顽强;面对气候环境超恶劣、施工难度超高的超长高原隧道,他们没有退缩,奋勇向前,有着“越是艰险越向前”的豪情斗志,因为他们是共产党人。
(滕孟东杨华)