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一条几千米长的隧道,汽车通过只需要几分钟时间,建设者却要付出数年的努力和汗水。建设中的韶新高速公路横穿南岭山脉,复杂地形地貌给隧道施工带来很多难题,全线9座隧道中,最困难的当属松山隧道、狮子山隧道。
由中铁四局总承包施工的韶新高速公路,是京港澳高速、汕昆高速、大广高速、武深高速4条国家高速公路的连接线,是韶关市主动融入珠三角又一条重要通道,全线长83.638公里,其中9座隧道总长21.648公里。
狮子山隧道:攻克复杂地质施工难题
4月的粤北山区迎来梅雨天,笼罩在云雾下的狮子山隧道洞口若隐若现。狮子山隧道左洞长2824米、右洞长2847米,是一条集合软弱围岩、断层破碎带、溶洞、涌水等复杂地质条件于一体的隧道,且进口下穿G106国道, 是韶新高速全线最难修的隧道工程。
“修隧道‘怕软不怕硬’,狮子山隧道算是把难题集齐了。”韶新高速二分部(五公司)常务副经理周昊介绍说,“狮子山隧道四、五级围岩占隧道总长的58.5%。”
周昊和他的团队借鉴南龙铁路、宝兰客专隧道施工经验,通过超前地质预报手段,利用超前钻孔对隧道做X光扫描诊断,提前掌握接下来几十米内的地质条件,(下转第2版)
(上接第1版)以便提前采取最优工法和安全措施,保证在大断面围岩中顺利掘进。
“隧道整体围岩较差、断面较大,正常一个3.5米钻孔需要钻20分钟,在狮子山隧道则需要耗费40多分钟,最困难时一个月掘进不到10米。”周昊说,“隧道围岩地质复杂多变,大大降低机械设备使用率,只能由200名工人一点点地掘进。”
“隧道施工越往后围岩裂隙水越发育,挖着挖着整个隧道就成了一条小河。”周昊打开手机照片回忆道。狮子山隧道水系是当地居民生活用水来源,周昊和技术团队采用先堵后排的方案,有效解决了隧道涌水难题,保证了当地居民用水不受影响。
下穿既有线施工风险极大,稍有不慎后果不堪设想。“狮子山隧道下穿G106国道段长度为42米、埋深仅23米。G106国道是广东省重要交通线路,每天车流量大。我们面临着隧道施工安全、控制国道路面下沉的双重考验。”回忆起那时的状态,周昊说,“半夜睡不着觉的时候就跑去工地看看,晚上最怕听到电话铃声响起,比环境差更熬人的是精神压力。”
为保证隧道施工安全,控制国道路面下沉,二分部采用双侧壁导坑法施工,这种方法可最大程度减少对围岩的扰动。同时,应用国内最先进的路面沉降和围岩变化相结合的自动化监测系统,24小时监测反馈沉降数据,相当于给隧道施工装上“眼睛”。“我们技术人员随时掌握施工中沉降和围岩变化情况,及时调整开挖方式,地面沉降控制始终保持在3厘米以内。”周昊说。
在狮子山隧道施工中,周昊带领技术团队不仅攻克了软弱围岩、涌水、下穿G106国道等隧道施工难题,还解决了穿越断层破碎带、溶洞等难题。目前,狮子山隧道工程量已完成53%。新冠疫情缓解后,项目部正加大人力物力投入,确保隧道按时贯通。
松山隧道:机械化军团施工显威力
在距离狮子山隧道不到30公里的韶新高速松山隧道,是广东省在建最长高速公路隧道,左线长7948米、右线长7970米。相对于狮子山隧道的复杂地质条件,松山隧道地质围岩较好,适合特长隧道工艺工装、信息化技术研发,形成一套可复制推广的施工管理经验。
“由于松山隧道位于南岭山脉大山深处,没有现有交通道路,要施工必须先修路。”韶新高速六分部(五公司)项目经理甘海峰说,“为打通材料运输‘生命线’,项目部修建30公里绕山便道。从隧道进口出发,开车90分钟左右才能到达最近乡镇。”
在松山隧道施工现场,施工人员头戴装有定位器的安全帽,有序刷卡进入隧道内。甘海峰只要打开手机APP系统,就可以实时掌握施工人员进洞时间、人数情况和位置情况,实现施工人员全过程管理。
“人海战术不能满足现在的隧道施工要求,机械化是隧道施工的发展趋势。”甘海峰介绍,“松山隧道的‘机械军团’,有机械钻探、喷射混凝土机械手、自卸汽车装碴运输、多功能一体化二衬台车、防水板台车、电缆槽台车等7条机械化作业线。相对于狮子山隧道施工环境,松山隧道作业环境干净、舒适性高,这正是运用‘机械军团’产生的效果,也进一步减少了施工人员数量,提升了施工进度和安全。”
修建特长隧道,最大难题之一是隧道通风。只有向洞内源源不断供给新鲜空气,才能保证作业人员安全。六分部创新采用巷道式通风工艺,利用横通、左洞、右洞组成一个完整的风流循环系统,横洞、左洞作为左洞、右洞共同的送风通道,将左右洞污染空气通过右洞排出。“PM2.5值从以前的1300降到100左右,温度从以前的40度降到26度左右,爆破排烟时间缩减,大大改善了洞内的施工环境,保证了施工安全和施工进度。”甘海峰说。目前,该项工艺已被全线推广学习。
同样在全线推广学习的工艺还有光面爆破。甘海峰带领团队通过合理设计钻孔位置、爆破眼数量、炮眼精确定位画弧等手段,彻底解决光面爆破效果不佳的问题,总结提炼光面爆破“定人、定钻机、定部位、定数量、定时间、定责任”的“六定原则”,形成一套控制光面爆破施工方法、程序、标准。甘海峰介绍说:“光面爆破‘六定原则’实施后,爆破单循环时间缩短20%,有效控制了超欠挖现象,提高了开挖质量和效率。”
绿水青山就是金山银山。为了最大程度减少隧道施工对周边环境破坏,六分部通过自建砂石料生产线,生产符合要求的机制砂、碎石以及路面集料,弃渣综合利用率达80%以上,减少了对山区原有植被和环境的破坏,实现了绿色环保和经济效益双赢。
松山隧道标准化施工吸引了广东省交通运输厅、广东省公路学会等10余家单位现场观摩,国内行业专家对松山隧道施工管理经验和先进做法给予赞赏。目前,松山隧道已安全掘进超过10000米,正在攻坚最后5000米隧道施工,有望今年10月份贯通。 (王建华 马晓 王有星)