“快,掌子面掉块了!”天麻高速项目三标段副经理谢德军的对讲机里传来焦急的声音。伴随着沙石窸窣的声音,隧道尽头的拱顶突然出现一个豁口,随着豁口扩大,碎落的石块如流沙一般倾泻出来。
二航局参建的天麻高速公路位于云南省文山州,起于中越边境的天保口岸,止于麻栗坡县,全长52.8公里。其中,那亮弯隧道位于全线中段的3标段,隧道全长1.6公里,属于全五级千枚岩中长隧道,其围岩中千枚岩的比例高达90%以上。在这样的地质条件下进行隧道挖掘,难度堪比“在流沙堆中打洞”。
千枚岩作为一种典型的软岩,质地极为脆弱。“伸手一捏,石块很容易碎成粉末,遇水就变成泥了。”谢德军苦笑道。
隧道右幅掘进时,为保证软岩不发生大规模变形,项目团队采用了“机械开挖为主、爆破为辅”的开挖策略。然而,出洞口向前掘进仅1周,便遇到了设计勘察中未准确提及的千枚岩层段。
现场人员迅速采取常规措施,待岩层稍显稳定后,向涌沙区域注入混凝土,塞住出“沙”口,暂时遏制了“流沙”现象。但这只是权宜之计,要想从根上解决问题,还需要更有效的方案。
原来,隧道贯通的山体由两座山峰连接,形似2个驼峰,独特的山体结构造成了内部岩层分布复杂,难以进行精确勘探。加上丰富的地下水及梅雨影响,导致本就脆弱的粉质岩层段变得尤其不稳定,一小片围岩的溜塌都极有可能破坏整体的稳定性,引发连锁反应。边“走”边“堵”的施工思路明显行不通。
“既然堵不住,那就加强防护,从根本上解决问题。”沿着掌子面走了一遍又一遍,谢德军心里有了新的盘算。“要防止软岩层破碎断裂形成‘流沙’,关键在于稳住岩体。”
原定的设计方案是通过提前向岩壁打入超前支护缩小岩层之间的间隙,能在小范围内有效防止松散围岩从拱顶坍塌。但常规42毫米直径的超前小导管间距较小,整体强度不足,无法承受较大荷载。
“既要保留原有方案的基础支撑,又要加强支护的强度。”谢德军解释道,“如果加入76毫米直径的长支护筒,设置双层超前支护,长支护套短支护,就等于上了‘双保险’,既能防止局部发生溜塌现象,还能通过加大混凝土灌浆量,提高隧道顶面的整体质量和稳定性。”
经设计、监理、业主及施工单位四方会商后,这种创新的支护方式迅速投入试验。围绕着作业面上的弧形拱顶,技术人员依次在指定点位以固定角度间隔打入一圈长支护筒,进行单层防护。待筒体稳定后,在每两根长导管之间,以更大的倾斜角度打入第二层3支短支护筒进行双层加码,由点及线,形成一个完整的双重支护体系。随后,技术人员边观察岩体情况边从支护筒上预留的孔洞向围岩注入混凝土,由线向面,将不稳定的岩层“黏合”起来。围绕拱顶的弧形面,37个超前支护体系依次排列,形成一个双层的立体保护面,犹如给隧道施工戴上了“安全帽”。待混凝土基本定型后,双层支护的“双保险”成功稳住了软岩层。
当巨大的轰鸣声出现时,那亮弯隧道最后一层掌子面成功破壁。这条千枚岩地质隧道右幅以安全“零伤亡”、质量“零缺陷”的标准顺利贯通,其完整性和承载力检测结果皆为优良,谢德军心中的重担也终于得以卸下。
来源
交通建设报
二航局
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