10月22日至23日,中国土木工程学会2024年学术年会、第二十届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会暨《中国大百科全书(第三版)·土木工程》首发仪式在江苏省苏州市举行。会上,对第二十届中国土木工程詹天佑奖获奖工程进行了表彰。中铁一局五公司参建的拉(萨)林(芝)铁路等工程获得大会表彰。
拉林铁路是从拉萨至林芝,是青藏铁路的延长线,拉林铁路新建线路404公里,90%以上线路都在海拔3000米以上的高原,桥梁和隧道总长300.97公里,占全线四分之三,拉林铁路集中了青藏“天路”工程“高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱”等等所有的艰难困苦,而地质条件更为复杂,地质灾害更为频繁,灾害严重程度更为突出, 对于这些施工建设者来说,都是一场前所未有的极限挑战。
五公司主要承担拉林铁路贡多顶隧道出口、奔中山一号隧道进口、奔中车站双线大桥等工程施工,隧道占比97%,最大埋深1510米。施工过程中主要面临七大建设难题:一是风积沙、卵石土地层隧道进洞难;二是岩爆频发、高发,安全风险大;三是高地温严重恶化洞内作业环境;四是富压突水施工安全风险高、施工难度大;五是缺氧环境条件下通风难,设备功效低;六是区域交通条件差,物资供应保障难度大;七是生态环境脆弱,环水保要求高。其中,洞内岩爆和涌水问题尤为顽固。
▲奔中山1号隧道
各隧道线路平均海拔在3100米左右,隧道施工总长11845米,其中岩爆地段长度10142米,占隧道总长的85.6%,埋深在600~1500米,是岩爆的频发区。施工过程中各隧道内岩爆频发,边墙、拱腰、拱顶、线路左侧、线路右侧等不同部位,片状、棱板状、块状等不同剥落形态,白天、夜晚等不同时间都在发生。
项目部顽强拼搏,科学应对岩爆。经过不断探索总结,形成“强管理、先探测、抓光爆、快支护、预加强、勤量测、紧衬砌”的施工理念和方式。在施工前采取地应力测试的手段来预测掌子面前方一定区段内岩爆发生的频率和等级,同时根据地质预报结果判断掌子面前方具体里程段的节理及构造裂隙发育情况,合理调整施工工法、开挖进尺、支护方式。开挖过程中多措并举,不断提高光面爆破效果,减少爆破对围岩的扰动,充分发挥围岩的自承能力,使应力分布更加均衡,减少应力局部集中而加剧岩爆发生的可能性。爆破后加强通风排烟,降低岩壁温度,并辅以喷洒高压水软化围岩措施,以减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧烈程度,同时利用炮孔和锚杆孔向岩体深处注水,以取得更好效果。开挖后迅速进行支护封闭,以锚网喷支护措施为主,对揭示节理构造发育区辅以钢架加强措施,同时注重锚网喷的防护范围、施工质量控制,在区段内形成完整的支护体系。在施工中加强监控量测工作,通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计的变化,可以定量化的预测滞后发生的深部冲击型岩爆,用于指导开挖和支护的施工,以确保安全。
▲贡多顶隧道
隧道内涌水是拉林铁路隧道施工的又一道难关。
五公司承建的拉林铁路10标二分部隧道施工中,四个开挖作业面中就有三个掌子面发生了大量涌水,最大涌水量达到每小时1130立方米。
2017年6月28日,贡多顶隧道横洞施工时,掌子面拱部突然涌水,涌水量达620每小时立方米,因为是反坡施工,且原有排水设备能力不足,不到8个小时的时间,洞内就被淹没了近600米,掌子面处水深达4米多,水太深了,人员没办法过去,只有画着小皮划艇才能到达掌子面进行测量观察。
办法总比困难多。面对隧道内大量涌水和围岩复杂多变的情形,饱受磨砺的拉林铁路建设者依旧没有放弃,他们始终如一地发扬着拉林项目攻坚克难的战斗精神,一次次向隧道涌水发起冲锋。经过现场施工不断探索总结,掌握了硬质岩条件下隧道内涌水施工的方法。针对涌水施工,项目遵循“管超前,短进尺,弱爆破,快支护,勤测量,紧衬砌,早成环”的施工原则,加强超前地质预报工作,密切监测掌子面围岩及涌水情况,采用地震波反射法、红外探水等方法探明掌子面前方的地质情况及地下水发育情况;采用管棚钻机在掌子面打设超前探孔,对掌子面前方涌水进行泄压、集中引排,达到加速排水为掌子面提供作业条件的目的;现场指派专职安全员进行全程监控,确保作业人员安全;对监控量测点位进行加密、提高监控量测频次,及时发现施工场出现异常情况时,立即指导现场施工,确保人生安全。
据悉,拉林铁路的建成通车,结束了藏东南地区不通铁路的历史,弥补了既有交通方式易受高原气候影响的短板,进一步完善了区域综合交通运输体系。
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本期编辑:闫 娜