在世界隧道中,胡麻岭隧道是全球公认最难修的隧道,胡麻岭隧道是兰渝铁路工程自兰州东向重庆方向的第一条长大隧道,设计为一座双线隧道,隧道全长 13.6 公里,穿越一座水库和一条河流,隧道有 3.25 公里穿越第三系饱和富水软土地层,富水软土地层是铁路隧道开挖中常见的地质现象,主要为粉土、粉土加 粉质黏土,地层 产生流砂、管涌、基底隆起等病害。 施工中底层敏感,降水沉降大,易引起较大变形,往往 对隧道施工安全和工期造成严重影响。
在解决完该难题之后,工程进行到了最后的173米,在掌子面开挖过程中发生突水、涌泥多次。
经过地质勘探,该隧道最后173米,不仅是第三系饱和富水软土地层,还因为地貌上处于黄土梁峁的梁顶及冲沟,埋深较大,补给来源为大 气降水,属弱富水段,且地下水分布不均匀。 但由于砾 岩成岩作用差,为地下水的储水创造了有利条件,在不同岩性的接触带,水量较大,使得土层中形成众多大小不等的水囊。
这是什么意思呢?这个意思是说,这个隧道围岩的情况特别复杂。围岩是指隧道周围的岩土体,一般我们修建隧道,挖隧道挖了必须要撑起来,所以工程队一般都喜欢喜欢硬的,不喜欢软的,很容易支撑起来。如果修的是山岭隧道,石质围岩,可以利用爆破,掘进机等方法,再硬的岩石炸药总能搞定的。如果是土质隧道,没有水的情况下,围岩还是比较稳定的,可以人工开挖。
胡麻岭难就难在撑不起来,隧道开挖之后它会进行收敛、沉降,容易造成刚挖出来还未加固的隧道变形、下沉开裂。
有人说胡麻岭隧道很像豆腐脑,筷子插在豆腐脑里一样,你筷子拔掉,这个洞很快就不见了,被水还有豆腐填满了。
这个时候,年轻的工程师夏荔和他的团队请来了世界上工程建设的权威—--德国专家来进行技术支持,但是德国人了解情况之后说出了三个字:不可能。
“国内罕见、世界难题”,这是全球专家对胡麻岭隧道的定性,但是中国没有放弃,因为兰渝铁路是中国中长期铁路网规划中西北至西南区域间客货并重的大能力运输新通道,第三条纵贯中国南北的铁路大动脉。
它有效地连接了中国的西南和西北地区,形成重庆、四川等北上的快速通道,推动西南地区加快融入丝绸之路经济带。所以兰渝铁路非建不可。
而且因为西南复杂的地质条件,还没有办法改道,因为如果要改道,那要面对的是更加困难的地质条件,甚至可能引发地震。
经过各专家的努力研究,最终找到了解决方法,刚才不是说胡麻岭隧道像豆腐脑吗?那解决方法只能超前注浆。在开挖前,先对围岩注水泥浆,等整个块凝固了,然后再开挖,开挖好之后立马支护。这就像先把豆腐脑冻住,你再挖洞,这个洞就比较稳定了。
中国专家创造性采用“双侧壁九步开挖法”、 “CRD 六步开挖法施工”、 “真空降水”、 “双液回 退劈裂注浆”等新型技术工艺,精心应用“台阶负压轻型井点真空降水、超前水平真空降水、 洞内重力式深井真空降水、地表重力式深井真空降水”等综合降水技术,有效解决了突水涌砂泛滥的难题,并配以“重降水,适注浆,短进尺,快掘进,强支护,早成环,勤量测”措施,特殊地段进尺 30 厘米就支护一次,使施工安全得到有效保障。
28岁的工程师夏荔还想到了一种九宫格的方法来挖掘隧道,就是把一个大的隧道化解成九个小的隧道来进行开挖,就好像我们平时吃的九宫格火锅一样,把九格火锅放大二三十倍,然后扣在隧道上。就这样,我们找到了解决的方法,以每个月五米的速度在向前推进,虽然慢,但是我们的隧道还是在挖着,就这样我们一步一步的在把隧道再延伸。
由于胡麻岭隧道地质条件复杂,施工难度大、技术含量高,为了后续的施工能够有更加准确的地质基础数据资料,从而确定合理的施工时间和施工方法。
在施工过程中,注浆钻探中做好施钻全过程的详细记录,观测钻进速度、深度、水量、水压及水温变化情况,取芯后将 岩芯整齐摆放在专用岩芯槽 内,及时进行鉴定、拍 照,并且取代表性岩样。
在各方努力下,中国人将施工速度提高到了每月20多米,使得总工期变得可以承受,填补了全球范围内第三系富水粉细砂隧道修建技术空白,攻克了第三系饱和富水粉细砂地层上打隧道这个国际难题。
中国耗费了整整6年时间,将最后173米搞定。要知道,在“基建狂魔”中国人手中,即使是被称为“世纪工程”的港珠澳大桥,全线建成也不过只用了九年的时间。
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